[cvs] / xvidcore / src / plugins / plugin_2pass2.c Repository:
ViewVC logotype

Diff of /xvidcore/src/plugins/plugin_2pass2.c

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Patch Patch

revision 1.2, Mon Mar 22 22:36:24 2004 UTC revision 1.7, Sun Mar 27 03:59:42 2005 UTC
# Line 35  Line 35 
35  /* forces second pass not to be bigger than first */  /* forces second pass not to be bigger than first */
36  #undef PASS_SMALLER  #undef PASS_SMALLER
37    
38  /* automtically alters overflow controls (strength and improvement/degradation)  /* automatically alters overflow controls (strength and improvement/degradation)
39          to fight most common problems without user's knowladge */          to fight most common problems without user's knowladge */
40  #define SMART_OVERFLOW_SETTING  #define SMART_OVERFLOW_SETTING
41    
# Line 177  Line 177 
177          twopass_stat_t * stats;          twopass_stat_t * stats;
178    
179          /*----------------------------------          /*----------------------------------
180           * Histerysis helpers           * Hysteresis helpers
181           *--------------------------------*/           *--------------------------------*/
182    
183          /* This field holds the int2float conversion errors of each quant per          /* This field holds the int2float conversion errors of each quant per
# Line 270  Line 270 
270  static void first_pass_stats_prepare_data(rc_2pass2_t * rc);  static void first_pass_stats_prepare_data(rc_2pass2_t * rc);
271  static void first_pass_scale_curve_internal(rc_2pass2_t *rc);  static void first_pass_scale_curve_internal(rc_2pass2_t *rc);
272  static void scaled_curve_apply_advanced_parameters(rc_2pass2_t * rc);  static void scaled_curve_apply_advanced_parameters(rc_2pass2_t * rc);
273    static  int check_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps);
274    static  int scale_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps);
275  #if 0  #if 0
276  static void stats_print(rc_2pass2_t * rc);  static void stats_print(rc_2pass2_t * rc);
277  #endif  #endif
# Line 288  Line 290 
290          if (rc == NULL)          if (rc == NULL)
291                  return XVID_ERR_MEMORY;                  return XVID_ERR_MEMORY;
292    
293          rc->param = *param;          /* v1.0.x */
294            rc->param.version = param->version;
295            rc->param.bitrate = param->bitrate;
296            rc->param.filename = param->filename;
297            rc->param.keyframe_boost = param->keyframe_boost;
298            rc->param.curve_compression_high = param->curve_compression_high;
299            rc->param.curve_compression_low = param->curve_compression_low;
300            rc->param.overflow_control_strength = param->overflow_control_strength;
301            rc->param.max_overflow_improvement = param->max_overflow_improvement;
302            rc->param.max_overflow_degradation = param->max_overflow_degradation;
303            rc->param.kfreduction = param->kfreduction;
304            rc->param.kfthreshold = param->kfthreshold;
305            rc->param.container_frame_overhead = param->container_frame_overhead;
306    
307            if (XVID_VERSION_MINOR(param->version) >= 1) {
308                    rc->param.vbv_size = param->vbv_size;
309                    rc->param.vbv_initial = param->vbv_initial;
310                    rc->param.vbv_maxrate = param->vbv_maxrate;
311                    rc->param.vbv_peakrate = param->vbv_peakrate;
312            }else{
313                    rc->param.vbv_size =
314                    rc->param.vbv_initial =
315                    rc->param.vbv_maxrate =
316                    rc->param.vbv_peakrate = 0;
317            }
318    
319          /* Initialize all defaults */          /* Initialize all defaults */
320  #define _INIT(a, b) if((a) <= 0) (a) = (b)  #define _INIT(a, b) if((a) <= 0) (a) = (b)
# Line 426  Line 452 
452           * shape the curve in the BEFORE/AFTER pair of functions */           * shape the curve in the BEFORE/AFTER pair of functions */
453          scaled_curve_apply_advanced_parameters(rc);          scaled_curve_apply_advanced_parameters(rc);
454    
455            /* Check curve for VBV compliancy and rescale if necessary */
456    #ifdef VBV_FORCE
457            if (rc->param.vbv_size==0) {
458                    rc->param.vbv_size      =  3145728;
459                    rc->param.vbv_initial   =  2359296;
460                    rc->param.vbv_maxrate   =  4854000;
461                    rc->param.vbv_peakrate  =  8000000;
462            }
463    #endif
464    
465            /* vbv_size==0 switches VBV check off */
466            if (rc->param.vbv_size > 0)  {
467                    const double fps = (double)create->fbase/(double)create->fincr;
468                    int status = check_curve_for_vbv_compliancy(rc, fps);
469    
470                    if (status) {
471                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Underflow detected - Scaling Curve for compliancy.\n");
472                    }
473    
474                    status = scale_curve_for_vbv_compliancy(rc, fps);
475    
476                    if (status == 0) {
477                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] VBV compliant curve scaling done.\n");
478                    } else {
479                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] VBV compliant curve scaling impossible.\n");
480                    }
481            }
482          *handle = rc;          *handle = rc;
483          return(0);          return(0);
484  }  }
# Line 804  Line 857 
857                  rc->KFoverflow -= rc->KFoverflow_partial;                  rc->KFoverflow -= rc->KFoverflow_partial;
858          }          }
859    
860          rc->overflow += (s->error = s->desired_length - data->length);          s->error = s->desired_length - data->length;
861          rc->real_total += data->length;          rc->real_total += data->length;
862    
863          DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] -- frame:%d type:%c quant:%d stats:%d scaled:%d desired:%d actual:%d error:%d overflow:%.2f\n",          DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] -- frame:%d type:%c quant:%d stats:%d scaled:%d desired:%d actual:%d error:%d overflow:%.2f\n",
# Line 1381  Line 1434 
1434  }  }
1435    
1436  /*****************************************************************************  /*****************************************************************************
1437     * VBV compliancy check and scale
1438     * MPEG-4 standard specifies certain restrictions for bitrate/framesize in VBR
1439     * to enable playback on devices with limited readspeed and memory (and which
1440     * aren't...)
1441     *
1442     * DivX profiles have 2 criteria: VBV as in MPEG standard
1443     *                                a limit on peak bitrate for any 3 seconds
1444     *
1445     * But if VBV is fulfilled, peakrate is automatically fulfilled in any profile
1446     * define so far, so we check for it (for completeness) but correct only VBV
1447     *
1448     *****************************************************************************/
1449    
1450    #define VBV_COMPLIANT 0
1451    #define VBV_UNDERFLOW 1 /* video buffer runs empty */
1452    #define VBV_OVERFLOW 2  /* doesn't exist for VBR encoding */
1453    #define VBV_PEAKRATE 4  /* peak bitrate (within 3s) violated */
1454    
1455    static int
1456    check_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps)
1457    {
1458            /* We do all calculations in float, for higher accuracy,
1459             * and in bytes for convenience.
1460             *
1461             * typical values from DivX Home Theater profile:
1462             *  vbv_size= 384*1024 (384kB)
1463             *  vbv_initial= 288*1024 (75% fill)
1464             *  maxrate= 4854000 (4.854MBps)
1465             *  peakrate= 8000000 (8MBps)
1466             *
1467             *  PAL: offset3s = 75 (3 seconds of 25fps)
1468             *  NTSC: offset3s = 90 (3 seconds of 29.97fps) or 72 (3 seconds of 23.976fps)
1469             */
1470    
1471            const float vbv_size = (float)rc->param.vbv_size/8.f;
1472            float vbvfill = (float)rc->param.vbv_initial/8.f;
1473            float vbvmin;
1474    
1475            const float maxrate = (float)rc->param.vbv_maxrate;
1476            const float peakrate = (float)rc->param.vbv_peakrate;
1477            const float r0 = (int)(maxrate/fps+0.5)/8.f;
1478    
1479            int bytes3s = 0;
1480            int offset3s = (int)(3.f*fps+0.5);
1481            int i;
1482    
1483            /* 1Gbit should be enough to inuitialize the vbvmin
1484             *      an arbitrary high value */
1485            vbvmin = 1000*1000*1000;
1486    
1487            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1488                    /* DivX 3s peak bitrate check  */
1489                    bytes3s += rc->stats[i].scaled_length;
1490                    if (i>=offset3s)
1491                            bytes3s -= rc->stats[i-offset3s].scaled_length;
1492    
1493        /* ignore peakrate constraint if peakrate is <= 0.f */
1494                    if (peakrate>0.f && 8.f*bytes3s > 3*peakrate)
1495                            return(VBV_PEAKRATE);
1496    
1497                    /* update vbv fill level */
1498                    vbvfill += r0 - rc->stats[i].scaled_length;
1499    
1500                    /* this check is _NOT_ an "overflow"! only reading from disk stops then */
1501                    if (vbvfill > vbv_size)
1502                            vbvfill = vbv_size;
1503    
1504                    /* but THIS would be an underflow. report it! */
1505                    if (vbvfill < 0)
1506                            return(VBV_UNDERFLOW);
1507    
1508                    /* Store the minimum buffer filling */
1509                    if (vbvfill < vbvmin)
1510                            vbvmin = vbvfill;
1511            }
1512    
1513            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Minimum buffer fill: %f bytes\n", vbvmin);
1514    
1515            return(VBV_COMPLIANT);
1516    }
1517    
1518    
1519    static int
1520    scale_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps)
1521    {
1522            /* correct any VBV violations. Peak bitrate violations disappears
1523             * by this automatically
1524             *
1525             * This implementation follows
1526             *
1527             * Westerink, Rajagopalan, Gonzales "Two-pass MPEG-2 variable-bitrate encoding"
1528             * IBM J. RES. DEVELOP. VOL 43, No. 4, July 1999, p.471--488
1529             *
1530             * Thanks, guys! This paper rocks!!! */
1531    
1532            /* For each scene of len N, we have to check up to N^2 possible buffer fills.
1533             * This works well with MPEG-2 where N==12 or so, but for MPEG-4 it's a
1534             * little slow...
1535             *
1536             * TODO: Better control on VBVfill between scenes */
1537    
1538            const float vbv_size = (float)rc->param.vbv_size/8.f;
1539            const float vbv_initial = (float)rc->param.vbv_initial/8.f;
1540    
1541            const float maxrate = 0.9*rc->param.vbv_maxrate;
1542            const float vbv_low = 0.10f*vbv_size;
1543            const float r0 = (int)(maxrate/fps+0.5)/8.f;
1544    
1545            int i,k,l,n,violation = 0;
1546            float *scenefactor;
1547            int *scenestart;
1548            int *scenelength;
1549    
1550            /* first step: determine how many "scenes" there are and store their
1551             * boundaries we could get all this from existing keyframe_positions,
1552             * somehow, but there we don't have a min_scenelength, and it's no big
1553             * deal to get it again. */
1554    
1555            const int min_scenelength = (int)(fps+0.5);
1556            int num_scenes = 0;
1557            int last_scene = -999;
1558            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1559                    if ((rc->stats[i].type == XVID_TYPE_IVOP) && (i-last_scene>min_scenelength)) {
1560                            last_scene = i;
1561                            num_scenes++;
1562                    }
1563            }
1564    
1565            scenefactor = (float*)malloc(num_scenes*sizeof(float));
1566            scenestart = (int*)malloc(num_scenes*sizeof(int));
1567            scenelength = (int*)malloc(num_scenes*sizeof(int));
1568    
1569            if ((!scenefactor) || (!scenestart) || (!scenelength) ) {
1570                    free(scenefactor);
1571                    free(scenestart);
1572                    free(scenelength);
1573                    /* remember: free(0) is valid and does exactly nothing. */
1574                    return(-1);
1575            }
1576    
1577            /* count again and safe the length/position */
1578    
1579            num_scenes = 0;
1580            last_scene = -999;
1581            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1582                    if ((rc->stats[i].type == XVID_TYPE_IVOP) && (i-last_scene>min_scenelength)) {
1583                            if (num_scenes>0) {
1584                                    scenelength[num_scenes-1]=i-last_scene;
1585                            }
1586                            scenestart[num_scenes]=i;
1587                            num_scenes++;
1588                            last_scene = i;
1589                    }
1590            }
1591            scenelength[num_scenes-1]=i-last_scene;
1592    
1593            /* second step: check for each scene, how much we can scale its frames up or
1594             * down such that the VBV restriction is just fulfilled */
1595    #define R(k,n) (((n)+1-(k))*r0)     /* how much enters the buffer between frame k and n */
1596            for (l=0; l<num_scenes;l++) {
1597                    const int start = scenestart[l];
1598                    const int length = scenelength[l];
1599                    twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1600    
1601                    float S0n,Skn;
1602                    float f,minf = 99999.f;
1603    
1604                    S0n=0.;
1605                    for (n=0;n<=length-1;n++) {
1606                            S0n += frames[n].scaled_length;
1607    
1608                            k = 0;
1609                            Skn = S0n;
1610                            f = (R(k,n-1) + (vbv_initial - vbv_low)) / Skn;
1611                            if (f < minf)
1612                                    minf = f;
1613    
1614                            for (k=1;k<=n;k++) {
1615                                    Skn -= frames[k].scaled_length;
1616    
1617                                    f = (R(k,n-1) + (vbv_size - vbv_low)) / Skn;
1618                                    if (f < minf)
1619                                            minf = f;
1620                            }
1621                    }
1622    
1623                    /* special case: at the end, fill buffer up to vbv_initial again
1624                     *
1625                     * TODO: Allow other values for buffer fill between scenes
1626                     * e.g. if n=N is smallest f-value, then check for better value */
1627    
1628                    n=length;
1629                    k=0;
1630                    Skn = S0n;
1631                    f = R(k,n-1)/Skn;
1632                    if (f < minf)
1633                            minf = f;
1634    
1635                    for (k=1;k<=n-1;k++) {
1636                            Skn -= frames[k].scaled_length;
1637    
1638                            f = (R(k,n-1) + (vbv_initial - vbv_low)) / Skn;
1639                            if (f < minf)
1640                                    minf = f;
1641                    }
1642    
1643                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Scene %d (Frames %d-%d): VBVfactor %f\n",
1644                                    l, start, start+length-1 , minf);
1645    
1646                    scenefactor[l] = minf;
1647            }
1648    #undef R
1649    
1650            /* last step: now we know of any scene how much it can be scaled up or down
1651             * without violating VBV. Next, distribute bits from the evil scenes to the
1652             * good ones */
1653            do {
1654                    float S_red = 0.f;    /* how much to redistribute */
1655                    float S_elig = 0.f;   /* sum of bit for those scenes you can still swallow something*/
1656                    float f_red;
1657                    int l;
1658    
1659                    /* check how much is wrong */
1660                    for (l=0;l<num_scenes;l++) {
1661                            const int start = scenestart[l];
1662                            const int length = scenelength[l];
1663                            twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1664    
1665                            /* exactly 1 means "don't touch this anymore!" */
1666                            if (scenefactor[l] == 1.)
1667                                    continue;
1668    
1669                            /* within limits */
1670                            if (scenefactor[l] > 1.) {
1671                                    for (n= 0; n < length; n++)
1672                                            S_elig += frames[n].scaled_length;
1673                            } else {
1674                                    /* underflowing segment */
1675                                    for (n= 0; n < length; n++) {
1676                                            float newbytes = (float)frames[n].scaled_length * scenefactor[l];
1677                                            S_red += (float)frames[n].scaled_length - (float)newbytes;
1678                                            frames[n].scaled_length =(int)newbytes;
1679                                    }
1680                                    scenefactor[l] = 1.f;
1681                            }
1682                    }
1683    
1684                    /* no more underflows */
1685                    if (S_red < 1.f)
1686                            break;
1687    
1688                    if (S_elig < 1.f) {
1689                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Everything underflowing.\n");
1690                            free(scenefactor);
1691                            free(scenestart);
1692                            free(scenelength);
1693                            return(-2);
1694                    }
1695    
1696                    f_red = (1.f + S_red/S_elig);
1697    
1698                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Moving %.0f kB to avoid buffer underflow, correction factor: %.5f\n",
1699                                    S_red/1024.f, f_red);
1700    
1701                    violation=0;
1702                    /* scale remaining scenes up to meet total size */
1703                    for (l=0; l<num_scenes; l++) {
1704                            const int start = scenestart[l];
1705                            const int length = scenelength[l];
1706                            twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1707    
1708                            if (scenefactor[l] == 1.)
1709                                    continue;
1710    
1711                            /* there shouldn't be any segments with factor<1 left, so all the rest is >1 */
1712                            for (n= 0; n < length; n++) {
1713                                    frames[n].scaled_length = (int)(frames[n].scaled_length * f_red + 0.5);
1714                            }
1715    
1716                            scenefactor[l] /= f_red;
1717                            if (scenefactor[l] < 1.f)
1718                                    violation=1;
1719                    }
1720    
1721            } while (violation);
1722    
1723            free(scenefactor);
1724            free(scenestart);
1725            free(scenelength);
1726            return(0);
1727    }
1728    
1729    
1730    /*****************************************************************************
1731   * Still more low level stuff (nothing to do with stats treatment)   * Still more low level stuff (nothing to do with stats treatment)
1732   ****************************************************************************/   ****************************************************************************/
1733    

Legend:
Removed from v.1.2  
changed lines
  Added in v.1.7

No admin address has been configured
ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.0.4