[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 1.8, Wed Jul 1 09:25:38 2009 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 901  Line 954 
954          /* We are done with the file */          /* We are done with the file */
955          fclose(f);          fclose(f);
956    
957          return(0);          if (!rc->num_keyframes) return (-1); /* No keyframes? Then something is wrong */
958            else return(0);
959  }  }
960    
961  /* open stats file(s) and read into rc->stats array */  /* open stats file(s) and read into rc->stats array */
# Line 1381  Line 1435 
1435  }  }
1436    
1437  /*****************************************************************************  /*****************************************************************************
1438     * VBV compliancy check and scale
1439     * MPEG-4 standard specifies certain restrictions for bitrate/framesize in VBR
1440     * to enable playback on devices with limited readspeed and memory (and which
1441     * aren't...)
1442     *
1443     * DivX profiles have 2 criteria: VBV as in MPEG standard
1444     *                                a limit on peak bitrate for any 3 seconds
1445     *
1446     * But if VBV is fulfilled, peakrate is automatically fulfilled in any profile
1447     * define so far, so we check for it (for completeness) but correct only VBV
1448     *
1449     *****************************************************************************/
1450    
1451    #define VBV_COMPLIANT 0
1452    #define VBV_UNDERFLOW 1 /* video buffer runs empty */
1453    #define VBV_OVERFLOW 2  /* doesn't exist for VBR encoding */
1454    #define VBV_PEAKRATE 4  /* peak bitrate (within 3s) violated */
1455    
1456    static int
1457    check_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps)
1458    {
1459            /* We do all calculations in float, for higher accuracy,
1460             * and in bytes for convenience.
1461             *
1462             * typical values from DivX Home Theater profile:
1463             *  vbv_size= 384*1024 (384kB)
1464             *  vbv_initial= 288*1024 (75% fill)
1465             *  maxrate= 4854000 (4.854MBps)
1466             *  peakrate= 8000000 (8MBps)
1467             *
1468             *  PAL: offset3s = 75 (3 seconds of 25fps)
1469             *  NTSC: offset3s = 90 (3 seconds of 29.97fps) or 72 (3 seconds of 23.976fps)
1470             */
1471    
1472            const float vbv_size = (float)rc->param.vbv_size/8.f;
1473            float vbvfill = (float)rc->param.vbv_initial/8.f;
1474            float vbvmin;
1475    
1476            const float maxrate = (float)rc->param.vbv_maxrate;
1477            const float peakrate = (float)rc->param.vbv_peakrate;
1478            const float r0 = (int)(maxrate/fps+0.5)/8.f;
1479    
1480            int bytes3s = 0;
1481            int offset3s = (int)(3.f*fps+0.5);
1482            int i;
1483    
1484            /* 1Gbit should be enough to inuitialize the vbvmin
1485             *      an arbitrary high value */
1486            vbvmin = 1000*1000*1000;
1487    
1488            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1489                    /* DivX 3s peak bitrate check  */
1490                    bytes3s += rc->stats[i].scaled_length;
1491                    if (i>=offset3s)
1492                            bytes3s -= rc->stats[i-offset3s].scaled_length;
1493    
1494        /* ignore peakrate constraint if peakrate is <= 0.f */
1495                    if (peakrate>0.f && 8.f*bytes3s > 3*peakrate)
1496                            return(VBV_PEAKRATE);
1497    
1498                    /* update vbv fill level */
1499                    vbvfill += r0 - rc->stats[i].scaled_length;
1500    
1501                    /* this check is _NOT_ an "overflow"! only reading from disk stops then */
1502                    if (vbvfill > vbv_size)
1503                            vbvfill = vbv_size;
1504    
1505                    /* but THIS would be an underflow. report it! */
1506                    if (vbvfill < 0)
1507                            return(VBV_UNDERFLOW);
1508    
1509                    /* Store the minimum buffer filling */
1510                    if (vbvfill < vbvmin)
1511                            vbvmin = vbvfill;
1512            }
1513    
1514            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Minimum buffer fill: %f bytes\n", vbvmin);
1515    
1516            return(VBV_COMPLIANT);
1517    }
1518    
1519    
1520    static int
1521    scale_curve_for_vbv_compliancy(rc_2pass2_t * rc, const float fps)
1522    {
1523            /* correct any VBV violations. Peak bitrate violations disappears
1524             * by this automatically
1525             *
1526             * This implementation follows
1527             *
1528             * Westerink, Rajagopalan, Gonzales "Two-pass MPEG-2 variable-bitrate encoding"
1529             * IBM J. RES. DEVELOP. VOL 43, No. 4, July 1999, p.471--488
1530             *
1531             * Thanks, guys! This paper rocks!!! */
1532    
1533            /* For each scene of len N, we have to check up to N^2 possible buffer fills.
1534             * This works well with MPEG-2 where N==12 or so, but for MPEG-4 it's a
1535             * little slow...
1536             *
1537             * TODO: Better control on VBVfill between scenes */
1538    
1539            const float vbv_size = (float)rc->param.vbv_size/8.f;
1540            const float vbv_initial = (float)rc->param.vbv_initial/8.f;
1541    
1542            const float maxrate = 0.9*rc->param.vbv_maxrate;
1543            const float vbv_low = 0.10f*vbv_size;
1544            const float r0 = (int)(maxrate/fps+0.5)/8.f;
1545    
1546            int i,k,l,n,violation = 0;
1547            float *scenefactor;
1548            int *scenestart;
1549            int *scenelength;
1550    
1551            /* first step: determine how many "scenes" there are and store their
1552             * boundaries we could get all this from existing keyframe_positions,
1553             * somehow, but there we don't have a min_scenelength, and it's no big
1554             * deal to get it again. */
1555    
1556            const int min_scenelength = (int)(fps+0.5);
1557            int num_scenes = 0;
1558            int last_scene = -999;
1559            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1560                    if ((rc->stats[i].type == XVID_TYPE_IVOP) && (i-last_scene>min_scenelength)) {
1561                            last_scene = i;
1562                            num_scenes++;
1563                    }
1564            }
1565    
1566            scenefactor = (float*)malloc(num_scenes*sizeof(float));
1567            scenestart = (int*)malloc(num_scenes*sizeof(int));
1568            scenelength = (int*)malloc(num_scenes*sizeof(int));
1569    
1570            if ((!scenefactor) || (!scenestart) || (!scenelength) ) {
1571                    free(scenefactor);
1572                    free(scenestart);
1573                    free(scenelength);
1574                    /* remember: free(0) is valid and does exactly nothing. */
1575                    return(-1);
1576            }
1577    
1578            /* count again and safe the length/position */
1579    
1580            num_scenes = 0;
1581            last_scene = -999;
1582            for (i=0; i<rc->num_frames; i++) {
1583                    if ((rc->stats[i].type == XVID_TYPE_IVOP) && (i-last_scene>min_scenelength)) {
1584                            if (num_scenes>0) {
1585                                    scenelength[num_scenes-1]=i-last_scene;
1586                            }
1587                            scenestart[num_scenes]=i;
1588                            num_scenes++;
1589                            last_scene = i;
1590                    }
1591            }
1592            scenelength[num_scenes-1]=i-last_scene;
1593    
1594            /* second step: check for each scene, how much we can scale its frames up or
1595             * down such that the VBV restriction is just fulfilled */
1596    #define R(k,n) (((n)+1-(k))*r0)     /* how much enters the buffer between frame k and n */
1597            for (l=0; l<num_scenes;l++) {
1598                    const int start = scenestart[l];
1599                    const int length = scenelength[l];
1600                    twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1601    
1602                    float S0n,Skn;
1603                    float f,minf = 99999.f;
1604    
1605                    S0n=0.;
1606                    for (n=0;n<=length-1;n++) {
1607                            S0n += frames[n].scaled_length;
1608    
1609                            k = 0;
1610                            Skn = S0n;
1611                            f = (R(k,n-1) + (vbv_initial - vbv_low)) / Skn;
1612                            if (f < minf)
1613                                    minf = f;
1614    
1615                            for (k=1;k<=n;k++) {
1616                                    Skn -= frames[k].scaled_length;
1617    
1618                                    f = (R(k,n-1) + (vbv_size - vbv_low)) / Skn;
1619                                    if (f < minf)
1620                                            minf = f;
1621                            }
1622                    }
1623    
1624                    /* special case: at the end, fill buffer up to vbv_initial again
1625                     *
1626                     * TODO: Allow other values for buffer fill between scenes
1627                     * e.g. if n=N is smallest f-value, then check for better value */
1628    
1629                    n=length;
1630                    k=0;
1631                    Skn = S0n;
1632                    f = R(k,n-1)/Skn;
1633                    if (f < minf)
1634                            minf = f;
1635    
1636                    for (k=1;k<=n-1;k++) {
1637                            Skn -= frames[k].scaled_length;
1638    
1639                            f = (R(k,n-1) + (vbv_initial - vbv_low)) / Skn;
1640                            if (f < minf)
1641                                    minf = f;
1642                    }
1643    
1644                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Scene %d (Frames %d-%d): VBVfactor %f\n",
1645                                    l, start, start+length-1 , minf);
1646    
1647                    scenefactor[l] = minf;
1648            }
1649    #undef R
1650    
1651            /* last step: now we know of any scene how much it can be scaled up or down
1652             * without violating VBV. Next, distribute bits from the evil scenes to the
1653             * good ones */
1654            do {
1655                    float S_red = 0.f;    /* how much to redistribute */
1656                    float S_elig = 0.f;   /* sum of bit for those scenes you can still swallow something*/
1657                    float f_red;
1658                    int l;
1659    
1660                    /* check how much is wrong */
1661                    for (l=0;l<num_scenes;l++) {
1662                            const int start = scenestart[l];
1663                            const int length = scenelength[l];
1664                            twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1665    
1666                            /* exactly 1 means "don't touch this anymore!" */
1667                            if (scenefactor[l] == 1.)
1668                                    continue;
1669    
1670                            /* within limits */
1671                            if (scenefactor[l] > 1.) {
1672                                    for (n= 0; n < length; n++)
1673                                            S_elig += frames[n].scaled_length;
1674                            } else {
1675                                    /* underflowing segment */
1676                                    for (n= 0; n < length; n++) {
1677                                            float newbytes = (float)frames[n].scaled_length * scenefactor[l];
1678                                            S_red += (float)frames[n].scaled_length - (float)newbytes;
1679                                            frames[n].scaled_length =(int)newbytes;
1680                                    }
1681                                    scenefactor[l] = 1.f;
1682                            }
1683                    }
1684    
1685                    /* no more underflows */
1686                    if (S_red < 1.f)
1687                            break;
1688    
1689                    if (S_elig < 1.f) {
1690                            DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Everything underflowing.\n");
1691                            free(scenefactor);
1692                            free(scenestart);
1693                            free(scenelength);
1694                            return(-2);
1695                    }
1696    
1697                    f_red = (1.f + S_red/S_elig);
1698    
1699                    DPRINTF(XVID_DEBUG_RC, "[xvid rc] Moving %.0f kB to avoid buffer underflow, correction factor: %.5f\n",
1700                                    S_red/1024.f, f_red);
1701    
1702                    violation=0;
1703                    /* scale remaining scenes up to meet total size */
1704                    for (l=0; l<num_scenes; l++) {
1705                            const int start = scenestart[l];
1706                            const int length = scenelength[l];
1707                            twopass_stat_t * frames = &rc->stats[start];
1708    
1709                            if (scenefactor[l] == 1.)
1710                                    continue;
1711    
1712                            /* there shouldn't be any segments with factor<1 left, so all the rest is >1 */
1713                            for (n= 0; n < length; n++) {
1714                                    frames[n].scaled_length = (int)(frames[n].scaled_length * f_red + 0.5);
1715                            }
1716    
1717                            scenefactor[l] /= f_red;
1718                            if (scenefactor[l] < 1.f)
1719                                    violation=1;
1720                    }
1721    
1722            } while (violation);
1723    
1724            free(scenefactor);
1725            free(scenestart);
1726            free(scenelength);
1727            return(0);
1728    }
1729    
1730    
1731    /*****************************************************************************
1732   * Still more low level stuff (nothing to do with stats treatment)   * Still more low level stuff (nothing to do with stats treatment)
1733   ****************************************************************************/   ****************************************************************************/
1734    

Legend:
Removed from v.1.2  
changed lines
  Added in v.1.8

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