Add a new libtheora_info example program.
[theora.git] / lib / analyze.c
1 /********************************************************************
2  *                                                                  *
3  * THIS FILE IS PART OF THE OggTheora SOFTWARE CODEC SOURCE CODE.   *
4  * USE, DISTRIBUTION AND REPRODUCTION OF THIS LIBRARY SOURCE IS     *
5  * GOVERNED BY A BSD-STYLE SOURCE LICENSE INCLUDED WITH THIS SOURCE *
6  * IN 'COPYING'. PLEASE READ THESE TERMS BEFORE DISTRIBUTING.       *
7  *                                                                  *
8  * THE Theora SOURCE CODE IS COPYRIGHT (C) 2002-2009                *
9  * by the Xiph.Org Foundation http://www.xiph.org/                  *
10  *                                                                  *
11  ********************************************************************
12
13   function: mode selection code
14   last mod: $Id$
15
16  ********************************************************************/
17 #include <limits.h>
18 #include <string.h>
19 #include "encint.h"
20 #include "modedec.h"
21 #if defined(OC_COLLECT_METRICS)
22 # include "collect.c"
23 #endif
24
25
26
27 typedef struct oc_rd_metric          oc_rd_metric;
28 typedef struct oc_mode_choice        oc_mode_choice;
29
30
31
32 /*There are 8 possible schemes used to encode macro block modes.
33   Schemes 0-6 use a maximally-skewed Huffman code to code each of the modes.
34   The same set of Huffman codes is used for each of these 7 schemes, but the
35    mode assigned to each codeword varies.
36   Scheme 0 writes a custom mapping from codeword to MB mode to the bitstream,
37    while schemes 1-6 have a fixed mapping.
38   Scheme 7 just encodes each mode directly in 3 bits.*/
39
40 /*The mode orderings for the various mode coding schemes.
41   Scheme 0 uses a custom alphabet, which is not stored in this table.
42   This is the inverse of the equivalent table OC_MODE_ALPHABETS in the
43    decoder.*/
44 static const unsigned char OC_MODE_RANKS[7][OC_NMODES]={
45   /*Last MV dominates.*/
46   /*L P M N I G GM 4*/
47   {3,4,2,0,1,5,6,7},
48   /*L P N M I G GM 4*/
49   {2,4,3,0,1,5,6,7},
50   /*L M P N I G GM 4*/
51   {3,4,1,0,2,5,6,7},
52   /*L M N P I G GM 4*/
53   {2,4,1,0,3,5,6,7},
54   /*No MV dominates.*/
55   /*N L P M I G GM 4*/
56   {0,4,3,1,2,5,6,7},
57   /*N G L P M I GM 4*/
58   {0,5,4,2,3,1,6,7},
59   /*Default ordering.*/
60   /*N I M L P G GM 4*/
61   {0,1,2,3,4,5,6,7}
62 };
63
64
65
66 /*Initialize the mode scheme chooser.
67   This need only be called once per encoder.*/
68 void oc_mode_scheme_chooser_init(oc_mode_scheme_chooser *_chooser){
69   int si;
70   _chooser->mode_ranks[0]=_chooser->scheme0_ranks;
71   for(si=1;si<8;si++)_chooser->mode_ranks[si]=OC_MODE_RANKS[si-1];
72 }
73
74 /*Reset the mode scheme chooser.
75   This needs to be called once for each frame, including the first.*/
76 static void oc_mode_scheme_chooser_reset(oc_mode_scheme_chooser *_chooser){
77   int si;
78   memset(_chooser->mode_counts,0,OC_NMODES*sizeof(*_chooser->mode_counts));
79   /*Scheme 0 starts with 24 bits to store the mode list in.*/
80   _chooser->scheme_bits[0]=24;
81   memset(_chooser->scheme_bits+1,0,7*sizeof(*_chooser->scheme_bits));
82   for(si=0;si<8;si++){
83     /*Scheme 7 should always start first, and scheme 0 should always start
84        last.*/
85     _chooser->scheme_list[si]=7-si;
86     _chooser->scheme0_list[si]=_chooser->scheme0_ranks[si]=si;
87   }
88 }
89
90 /*Return the cost of coding _mb_mode in the specified scheme.*/
91 static int oc_mode_scheme_chooser_scheme_mb_cost(
92  const oc_mode_scheme_chooser *_chooser,int _scheme,int _mb_mode){
93   int codebook;
94   int ri;
95   codebook=_scheme+1>>3;
96   /*For any scheme except 0, we can just use the bit cost of the mode's rank
97      in that scheme.*/
98   ri=_chooser->mode_ranks[_scheme][_mb_mode];
99   if(_scheme==0){
100     int mc;
101     /*For scheme 0, incrementing the mode count could potentially change the
102        mode's rank.
103       Find the index where the mode would be moved to in the optimal list,
104        and use its bit cost instead of the one for the mode's current
105        position in the list.*/
106     /*We don't actually reorder the list; this is for computing opportunity
107        cost, not an update.*/
108     mc=_chooser->mode_counts[_mb_mode];
109     while(ri>0&&mc>=_chooser->mode_counts[_chooser->scheme0_list[ri-1]])ri--;
110   }
111   return OC_MODE_BITS[codebook][ri];
112 }
113
114 /*This is the real purpose of this data structure: not actually selecting a
115    mode scheme, but estimating the cost of coding a given mode given all the
116    modes selected so far.
117   This is done via opportunity cost: the cost is defined as the number of bits
118    required to encode all the modes selected so far including the current one
119    using the best possible scheme, minus the number of bits required to encode
120    all the modes selected so far not including the current one using the best
121    possible scheme.
122   The computational expense of doing this probably makes it overkill.
123   Just be happy we take a greedy approach instead of trying to solve the
124    global mode-selection problem (which is NP-hard).
125   _mb_mode: The mode to determine the cost of.
126   Return: The number of bits required to code this mode.*/
127 static int oc_mode_scheme_chooser_cost(oc_mode_scheme_chooser *_chooser,
128  int _mb_mode){
129   int scheme0;
130   int scheme1;
131   int best_bits;
132   int mode_bits;
133   int si;
134   int scheme0_bits;
135   int scheme1_bits;
136   scheme0=_chooser->scheme_list[0];
137   scheme1=_chooser->scheme_list[1];
138   scheme0_bits=_chooser->scheme_bits[scheme0];
139   scheme1_bits=_chooser->scheme_bits[scheme1];
140   mode_bits=oc_mode_scheme_chooser_scheme_mb_cost(_chooser,scheme0,_mb_mode);
141   /*Typical case: If the difference between the best scheme and the next best
142      is greater than 6 bits, then adding just one mode cannot change which
143      scheme we use.*/
144   if(scheme1_bits-scheme0_bits>6)return mode_bits;
145   /*Otherwise, check to see if adding this mode selects a different scheme as
146      the best.*/
147   si=1;
148   best_bits=scheme0_bits+mode_bits;
149   do{
150     int cur_bits;
151     cur_bits=scheme1_bits+
152      oc_mode_scheme_chooser_scheme_mb_cost(_chooser,scheme1,_mb_mode);
153     if(cur_bits<best_bits)best_bits=cur_bits;
154     if(++si>=8)break;
155     scheme1=_chooser->scheme_list[si];
156     scheme1_bits=_chooser->scheme_bits[scheme1];
157   }
158   while(scheme1_bits-scheme0_bits<=6);
159   return best_bits-scheme0_bits;
160 }
161
162 /*Incrementally update the mode counts and per-scheme bit counts and re-order
163    the scheme lists once a mode has been selected.
164   _mb_mode: The mode that was chosen.*/
165 static void oc_mode_scheme_chooser_update(oc_mode_scheme_chooser *_chooser,
166  int _mb_mode){
167   int ri;
168   int si;
169   _chooser->mode_counts[_mb_mode]++;
170   /*Re-order the scheme0 mode list if necessary.*/
171   for(ri=_chooser->scheme0_ranks[_mb_mode];ri>0;ri--){
172     int pmode;
173     pmode=_chooser->scheme0_list[ri-1];
174     if(_chooser->mode_counts[pmode]>=_chooser->mode_counts[_mb_mode])break;
175     /*Reorder the mode ranking.*/
176     _chooser->scheme0_ranks[pmode]++;
177     _chooser->scheme0_list[ri]=pmode;
178   }
179   _chooser->scheme0_ranks[_mb_mode]=ri;
180   _chooser->scheme0_list[ri]=_mb_mode;
181   /*Now add the bit cost for the mode to each scheme.*/
182   for(si=0;si<8;si++){
183     _chooser->scheme_bits[si]+=
184      OC_MODE_BITS[si+1>>3][_chooser->mode_ranks[si][_mb_mode]];
185   }
186   /*Finally, re-order the list of schemes.*/
187   for(si=1;si<8;si++){
188     int sj;
189     int scheme0;
190     int bits0;
191     sj=si;
192     scheme0=_chooser->scheme_list[si];
193     bits0=_chooser->scheme_bits[scheme0];
194     do{
195       int scheme1;
196       scheme1=_chooser->scheme_list[sj-1];
197       if(bits0>=_chooser->scheme_bits[scheme1])break;
198       _chooser->scheme_list[sj]=scheme1;
199     }
200     while(--sj>0);
201     _chooser->scheme_list[sj]=scheme0;
202   }
203 }
204
205
206
207 /*The number of bits required to encode a super block run.
208   _run_count: The desired run count; must be positive and less than 4130.*/
209 static int oc_sb_run_bits(int _run_count){
210   int i;
211   for(i=0;_run_count>=OC_SB_RUN_VAL_MIN[i+1];i++);
212   return OC_SB_RUN_CODE_NBITS[i];
213 }
214
215 /*The number of bits required to encode a block run.
216   _run_count: The desired run count; must be positive and less than 30.*/
217 static int oc_block_run_bits(int _run_count){
218   return OC_BLOCK_RUN_CODE_NBITS[_run_count-1];
219 }
220
221
222
223 static void oc_fr_state_init(oc_fr_state *_fr){
224   _fr->bits=0;
225   _fr->sb_partial_count=0;
226   _fr->sb_full_count=0;
227   _fr->b_coded_count_prev=0;
228   _fr->b_coded_count=0;
229   _fr->b_count=0;
230   _fr->sb_prefer_partial=0;
231   _fr->sb_bits=0;
232   _fr->sb_partial=-1;
233   _fr->sb_full=-1;
234   _fr->b_coded_prev=-1;
235   _fr->b_coded=-1;
236 }
237
238
239 static int oc_fr_state_sb_cost(const oc_fr_state *_fr,
240  int _sb_partial,int _sb_full){
241   int bits;
242   int sb_partial_count;
243   int sb_full_count;
244   bits=0;
245   sb_partial_count=_fr->sb_partial_count;
246   /*Extend the sb_partial run, or start a new one.*/
247   if(_fr->sb_partial==_sb_partial){
248     if(sb_partial_count>=4129){
249       bits++;
250       sb_partial_count=0;
251     }
252     else bits-=oc_sb_run_bits(sb_partial_count);
253   }
254   else sb_partial_count=0;
255   bits+=oc_sb_run_bits(++sb_partial_count);
256   if(!_sb_partial){
257     /*Extend the sb_full run, or start a new one.*/
258     sb_full_count=_fr->sb_full_count;
259     if(_fr->sb_full==_sb_full){
260       if(sb_full_count>=4129){
261         bits++;
262         sb_full_count=0;
263       }
264       else bits-=oc_sb_run_bits(sb_full_count);
265     }
266     else sb_full_count=0;
267     bits+=oc_sb_run_bits(++sb_full_count);
268   }
269   return bits;
270 }
271
272 static void oc_fr_state_advance_sb(oc_fr_state *_fr,
273  int _sb_partial,int _sb_full){
274   int sb_partial_count;
275   int sb_full_count;
276   sb_partial_count=_fr->sb_partial_count;
277   if(_fr->sb_partial!=_sb_partial||sb_partial_count>=4129)sb_partial_count=0;
278   sb_partial_count++;
279   if(!_sb_partial){
280     sb_full_count=_fr->sb_full_count;
281     if(_fr->sb_full!=_sb_full||sb_full_count>=4129)sb_full_count=0;
282     sb_full_count++;
283     _fr->sb_full_count=sb_full_count;
284     _fr->sb_full=_sb_full;
285     /*Roll back the partial block state.*/
286     _fr->b_coded=_fr->b_coded_prev;
287     _fr->b_coded_count=_fr->b_coded_count_prev;
288   }
289   else{
290     /*Commit back the partial block state.*/
291     _fr->b_coded_prev=_fr->b_coded;
292     _fr->b_coded_count_prev=_fr->b_coded_count;
293   }
294   _fr->sb_partial_count=sb_partial_count;
295   _fr->sb_partial=_sb_partial;
296   _fr->b_count=0;
297   _fr->sb_prefer_partial=0;
298   _fr->sb_bits=0;
299 }
300
301 /*Commit the state of the current super block and advance to the next.*/
302 static void oc_fr_state_flush_sb(oc_fr_state *_fr){
303   int sb_partial;
304   int sb_full;
305   int b_coded_count;
306   int b_count;
307   b_count=_fr->b_count;
308   b_coded_count=_fr->b_coded_count;
309   sb_full=_fr->b_coded;
310   sb_partial=b_coded_count<b_count;
311   if(!sb_partial){
312     /*If the super block is fully coded/uncoded...*/
313     if(_fr->sb_prefer_partial){
314       /*So far coding this super block as partial was cheaper anyway.*/
315       if(b_coded_count>15||_fr->b_coded_prev<0){
316         int sb_bits;
317         /*If the block run is too long, this will limit how far it can be
318            extended into the next partial super block.
319           If we need to extend it farther, we don't want to have to roll all
320            the way back here (since there could be many full SBs between now
321            and then), so we disallow this.
322           Similarly, if this is the start of a stripe, we don't know how the
323            length of the outstanding block run from the previous stripe.*/
324         sb_bits=oc_fr_state_sb_cost(_fr,sb_partial,sb_full);
325         _fr->bits+=sb_bits-_fr->sb_bits;
326         _fr->sb_bits=sb_bits;
327       }
328       else sb_partial=1;
329     }
330   }
331   oc_fr_state_advance_sb(_fr,sb_partial,sb_full);
332 }
333
334 static void oc_fr_state_advance_block(oc_fr_state *_fr,int _b_coded){
335   ptrdiff_t bits;
336   int       sb_bits;
337   int       b_coded_count;
338   int       b_count;
339   int       sb_prefer_partial;
340   sb_bits=_fr->sb_bits;
341   bits=_fr->bits-sb_bits;
342   b_count=_fr->b_count;
343   b_coded_count=_fr->b_coded_count;
344   sb_prefer_partial=_fr->sb_prefer_partial;
345   if(b_coded_count>=b_count){
346     int sb_partial_bits;
347     /*This super block is currently fully coded/uncoded.*/
348     if(b_count<=0){
349       /*This is the first block in this SB.*/
350       b_count=1;
351       /*Check to see whether it's cheaper to code it partially or fully.*/
352       if(_fr->b_coded==_b_coded){
353         sb_partial_bits=-oc_block_run_bits(b_coded_count);
354         sb_partial_bits+=oc_block_run_bits(++b_coded_count);
355       }
356       else{
357         b_coded_count=1;
358         sb_partial_bits=2;
359       }
360       sb_partial_bits+=oc_fr_state_sb_cost(_fr,1,_b_coded);
361       sb_bits=oc_fr_state_sb_cost(_fr,0,_b_coded);
362       sb_prefer_partial=sb_partial_bits<sb_bits;
363       sb_bits^=(sb_partial_bits^sb_bits)&-sb_prefer_partial;
364     }
365     else if(_fr->b_coded==_b_coded){
366       b_coded_count++;
367       if(++b_count<16){
368         if(sb_prefer_partial){
369           /*Check to see if it's cheaper to code it fully.*/
370           sb_partial_bits=sb_bits;
371           sb_partial_bits+=oc_block_run_bits(b_coded_count);
372           if(b_coded_count>0){
373             sb_partial_bits-=oc_block_run_bits(b_coded_count-1);
374           }
375           sb_bits=oc_fr_state_sb_cost(_fr,0,_b_coded);
376           sb_prefer_partial=sb_partial_bits<sb_bits;
377           sb_bits^=(sb_partial_bits^sb_bits)&-sb_prefer_partial;
378         }
379         /*There's no need to check the converse (whether it's cheaper to code
380            this SB partially if we were coding it fully), since the cost to
381            code a SB partially can only increase as we add more blocks, whereas
382            the cost to code it fully stays constant.*/
383       }
384       else{
385         /*If we get to the end and this SB is still full, then force it to be
386            coded full.
387           Otherwise we might not be able to extend the block run far enough
388            into the next partial SB.*/
389         if(sb_prefer_partial){
390           sb_prefer_partial=0;
391           sb_bits=oc_fr_state_sb_cost(_fr,0,_b_coded);
392         }
393       }
394     }
395     else{
396       /*This SB was full, but now must be made partial.*/
397       if(!sb_prefer_partial){
398         sb_bits=oc_block_run_bits(b_coded_count);
399         if(b_coded_count>b_count){
400           sb_bits-=oc_block_run_bits(b_coded_count-b_count);
401         }
402         sb_bits+=oc_fr_state_sb_cost(_fr,1,_b_coded);
403       }
404       b_count++;
405       b_coded_count=1;
406       sb_prefer_partial=1;
407       sb_bits+=2;
408     }
409   }
410   else{
411     b_count++;
412     if(_fr->b_coded==_b_coded)sb_bits-=oc_block_run_bits(b_coded_count);
413     else b_coded_count=0;
414     sb_bits+=oc_block_run_bits(++b_coded_count);
415   }
416   _fr->bits=bits+sb_bits;
417   _fr->b_coded_count=b_coded_count;
418   _fr->b_coded=_b_coded;
419   _fr->b_count=b_count;
420   _fr->sb_prefer_partial=sb_prefer_partial;
421   _fr->sb_bits=sb_bits;
422 }
423
424 static void oc_fr_skip_block(oc_fr_state *_fr){
425   oc_fr_state_advance_block(_fr,0);
426 }
427
428 static void oc_fr_code_block(oc_fr_state *_fr){
429   oc_fr_state_advance_block(_fr,1);
430 }
431
432 static int oc_fr_cost1(const oc_fr_state *_fr){
433   oc_fr_state tmp;
434   ptrdiff_t   bits;
435   *&tmp=*_fr;
436   oc_fr_skip_block(&tmp);
437   bits=tmp.bits;
438   *&tmp=*_fr;
439   oc_fr_code_block(&tmp);
440   return (int)(tmp.bits-bits);
441 }
442
443 static int oc_fr_cost4(const oc_fr_state *_pre,const oc_fr_state *_post){
444   oc_fr_state tmp;
445   *&tmp=*_pre;
446   oc_fr_skip_block(&tmp);
447   oc_fr_skip_block(&tmp);
448   oc_fr_skip_block(&tmp);
449   oc_fr_skip_block(&tmp);
450   return (int)(_post->bits-tmp.bits);
451 }
452
453
454
455 static void oc_qii_state_init(oc_qii_state *_qs){
456   _qs->bits=0;
457   _qs->qi01_count=0;
458   _qs->qi01=-1;
459   _qs->qi12_count=0;
460   _qs->qi12=-1;
461 }
462
463
464 static void oc_qii_state_advance(oc_qii_state *_qd,
465  const oc_qii_state *_qs,int _qii){
466   ptrdiff_t bits;
467   int       qi01;
468   int       qi01_count;
469   int       qi12;
470   int       qi12_count;
471   bits=_qs->bits;
472   qi01=_qii+1>>1;
473   qi01_count=_qs->qi01_count;
474   if(qi01==_qs->qi01){
475     if(qi01_count>=4129){
476       bits++;
477       qi01_count=0;
478     }
479     else bits-=oc_sb_run_bits(qi01_count);
480   }
481   else qi01_count=0;
482   qi01_count++;
483   bits+=oc_sb_run_bits(qi01_count);
484   qi12_count=_qs->qi12_count;
485   if(_qii){
486     qi12=_qii>>1;
487     if(qi12==_qs->qi12){
488       if(qi12_count>=4129){
489         bits++;
490         qi12_count=0;
491       }
492       else bits-=oc_sb_run_bits(qi12_count);
493     }
494     else qi12_count=0;
495     qi12_count++;
496     bits+=oc_sb_run_bits(qi12_count);
497   }
498   else qi12=_qs->qi12;
499   _qd->bits=bits;
500   _qd->qi01=qi01;
501   _qd->qi01_count=qi01_count;
502   _qd->qi12=qi12;
503   _qd->qi12_count=qi12_count;
504 }
505
506
507
508 static void oc_enc_pipeline_init(oc_enc_ctx *_enc,oc_enc_pipeline_state *_pipe){
509   ptrdiff_t *coded_fragis;
510   unsigned   mcu_nvsbs;
511   ptrdiff_t  mcu_nfrags;
512   int        flimit;
513   int        hdec;
514   int        vdec;
515   int        pli;
516   int        nqis;
517   int        qii;
518   int        qi0;
519   int        qti;
520   /*Initialize the per-plane coded block flag trackers.
521     These are used for bit-estimation purposes only; the real flag bits span
522      all three planes, so we can't compute them in parallel.*/
523   for(pli=0;pli<3;pli++)oc_fr_state_init(_pipe->fr+pli);
524   for(pli=0;pli<3;pli++)oc_qii_state_init(_pipe->qs+pli);
525   /*Set up the per-plane skip SSD storage pointers.*/
526   mcu_nvsbs=_enc->mcu_nvsbs;
527   mcu_nfrags=mcu_nvsbs*_enc->state.fplanes[0].nhsbs*16;
528   hdec=!(_enc->state.info.pixel_fmt&1);
529   vdec=!(_enc->state.info.pixel_fmt&2);
530   _pipe->skip_ssd[0]=_enc->mcu_skip_ssd;
531   _pipe->skip_ssd[1]=_pipe->skip_ssd[0]+mcu_nfrags;
532   _pipe->skip_ssd[2]=_pipe->skip_ssd[1]+(mcu_nfrags>>hdec+vdec);
533   /*Set up per-plane pointers to the coded and uncoded fragments lists.
534     Unlike the decoder, each planes' coded and uncoded fragment list is kept
535      separate during the analysis stage; we only make the coded list for all
536      three planes contiguous right before the final packet is output
537      (destroying the uncoded lists, which are no longer needed).*/
538   coded_fragis=_enc->state.coded_fragis;
539   for(pli=0;pli<3;pli++){
540     _pipe->coded_fragis[pli]=coded_fragis;
541     coded_fragis+=_enc->state.fplanes[pli].nfrags;
542     _pipe->uncoded_fragis[pli]=coded_fragis;
543   }
544   memset(_pipe->ncoded_fragis,0,sizeof(_pipe->ncoded_fragis));
545   memset(_pipe->nuncoded_fragis,0,sizeof(_pipe->nuncoded_fragis));
546   /*Set up condensed quantizer tables.*/
547   qi0=_enc->state.qis[0];
548   nqis=_enc->state.nqis;
549   for(pli=0;pli<3;pli++){
550     for(qii=0;qii<nqis;qii++){
551       int qi;
552       qi=_enc->state.qis[qii];
553       for(qti=0;qti<2;qti++){
554         /*Set the DC coefficient in the dequantization table.*/
555         _enc->state.dequant_tables[qi][pli][qti][0]=
556          _enc->dequant_dc[qi0][pli][qti];
557         _enc->dequant[pli][qii][qti]=_enc->state.dequant_tables[qi][pli][qti];
558         /*Copy over the quantization table.*/
559         memcpy(_enc->enquant[pli][qii][qti],_enc->enquant_tables[qi][pli][qti],
560          _enc->opt_data.enquant_table_size);
561       }
562     }
563   }
564   /*Fix up the DC coefficients in the quantization tables.*/
565   oc_enc_enquant_table_fixup(_enc,_enc->enquant,nqis);
566   /*Initialize the tokenization state.*/
567   for(pli=0;pli<3;pli++){
568     _pipe->ndct_tokens1[pli]=0;
569     _pipe->eob_run1[pli]=0;
570   }
571   /*Initialize the bounding value array for the loop filter.*/
572   flimit=_enc->state.loop_filter_limits[_enc->state.qis[0]];
573   _pipe->loop_filter=flimit!=0;
574   if(flimit!=0)oc_loop_filter_init(&_enc->state,_pipe->bounding_values,flimit);
575 }
576
577 /*Sets the current MCU stripe to super block row _sby.
578   Return: A non-zero value if this was the last MCU.*/
579 static int oc_enc_pipeline_set_stripe(oc_enc_ctx *_enc,
580  oc_enc_pipeline_state *_pipe,int _sby){
581   const oc_fragment_plane *fplane;
582   unsigned                 mcu_nvsbs;
583   int                      sby_end;
584   int                      notdone;
585   int                      vdec;
586   int                      pli;
587   mcu_nvsbs=_enc->mcu_nvsbs;
588   sby_end=_enc->state.fplanes[0].nvsbs;
589   notdone=_sby+mcu_nvsbs<sby_end;
590   if(notdone)sby_end=_sby+mcu_nvsbs;
591   vdec=0;
592   for(pli=0;pli<3;pli++){
593     fplane=_enc->state.fplanes+pli;
594     _pipe->sbi0[pli]=fplane->sboffset+(_sby>>vdec)*fplane->nhsbs;
595     _pipe->fragy0[pli]=_sby<<2-vdec;
596     _pipe->froffset[pli]=fplane->froffset
597      +_pipe->fragy0[pli]*(ptrdiff_t)fplane->nhfrags;
598     if(notdone){
599       _pipe->sbi_end[pli]=fplane->sboffset+(sby_end>>vdec)*fplane->nhsbs;
600       _pipe->fragy_end[pli]=sby_end<<2-vdec;
601     }
602     else{
603       _pipe->sbi_end[pli]=fplane->sboffset+fplane->nsbs;
604       _pipe->fragy_end[pli]=fplane->nvfrags;
605     }
606     vdec=!(_enc->state.info.pixel_fmt&2);
607   }
608   return notdone;
609 }
610
611 static void oc_enc_pipeline_finish_mcu_plane(oc_enc_ctx *_enc,
612  oc_enc_pipeline_state *_pipe,int _pli,int _sdelay,int _edelay){
613   /*Copy over all the uncoded fragments from this plane and advance the uncoded
614      fragment list.*/
615   if(_pipe->nuncoded_fragis[_pli]>0){
616     _pipe->uncoded_fragis[_pli]-=_pipe->nuncoded_fragis[_pli];
617     oc_frag_copy_list(&_enc->state,
618      _enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_SELF],
619      _enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_PREV],
620      _enc->state.ref_ystride[_pli],_pipe->uncoded_fragis[_pli],
621      _pipe->nuncoded_fragis[_pli],_enc->state.frag_buf_offs);
622     _pipe->nuncoded_fragis[_pli]=0;
623   }
624   /*Perform DC prediction.*/
625   oc_enc_pred_dc_frag_rows(_enc,_pli,
626    _pipe->fragy0[_pli],_pipe->fragy_end[_pli]);
627   /*Finish DC tokenization.*/
628   oc_enc_tokenize_dc_frag_list(_enc,_pli,
629    _pipe->coded_fragis[_pli],_pipe->ncoded_fragis[_pli],
630    _pipe->ndct_tokens1[_pli],_pipe->eob_run1[_pli]);
631   _pipe->ndct_tokens1[_pli]=_enc->ndct_tokens[_pli][1];
632   _pipe->eob_run1[_pli]=_enc->eob_run[_pli][1];
633   /*And advance the coded fragment list.*/
634   _enc->state.ncoded_fragis[_pli]+=_pipe->ncoded_fragis[_pli];
635   _pipe->coded_fragis[_pli]+=_pipe->ncoded_fragis[_pli];
636   _pipe->ncoded_fragis[_pli]=0;
637   /*Apply the loop filter if necessary.*/
638   if(_pipe->loop_filter){
639     oc_state_loop_filter_frag_rows(&_enc->state,
640      _pipe->bounding_values,OC_FRAME_SELF,_pli,
641      _pipe->fragy0[_pli]-_sdelay,_pipe->fragy_end[_pli]-_edelay);
642   }
643   else _sdelay=_edelay=0;
644   /*To fill borders, we have an additional two pixel delay, since a fragment
645      in the next row could filter its top edge, using two pixels from a
646      fragment in this row.
647     But there's no reason to delay a full fragment between the two.*/
648   oc_state_borders_fill_rows(&_enc->state,
649    _enc->state.ref_frame_idx[OC_FRAME_SELF],_pli,
650    (_pipe->fragy0[_pli]-_sdelay<<3)-(_sdelay<<1),
651    (_pipe->fragy_end[_pli]-_edelay<<3)-(_edelay<<1));
652 }
653
654
655
656 /*Cost information about the coded blocks in a MB.*/
657 struct oc_rd_metric{
658   int uncoded_ac_ssd;
659   int coded_ac_ssd;
660   int ac_bits;
661   int dc_flag;
662 };
663
664
665
666 static int oc_enc_block_transform_quantize(oc_enc_ctx *_enc,
667  oc_enc_pipeline_state *_pipe,int _pli,ptrdiff_t _fragi,
668  unsigned _rd_scale,unsigned _rd_iscale,oc_rd_metric *_mo,
669  oc_fr_state *_fr,oc_token_checkpoint **_stack){
670   ogg_int16_t            *dct;
671   ogg_int16_t            *data;
672   oc_qii_state            qs;
673   const ogg_uint16_t     *dequant;
674   ogg_uint16_t            dequant_dc;
675   ptrdiff_t               frag_offs;
676   int                     ystride;
677   const unsigned char    *src;
678   const unsigned char    *ref;
679   unsigned char          *dst;
680   int                     nonzero;
681   unsigned                uncoded_ssd;
682   unsigned                coded_ssd;
683   oc_token_checkpoint    *checkpoint;
684   oc_fragment            *frags;
685   int                     mb_mode;
686   int                     refi;
687   int                     mv_offs[2];
688   int                     nmv_offs;
689   int                     ac_bits;
690   int                     borderi;
691   int                     nqis;
692   int                     qti;
693   int                     qii;
694   int                     dc;
695   nqis=_enc->state.nqis;
696   frags=_enc->state.frags;
697   frag_offs=_enc->state.frag_buf_offs[_fragi];
698   ystride=_enc->state.ref_ystride[_pli];
699   src=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_IO]+frag_offs;
700   borderi=frags[_fragi].borderi;
701   qii=frags[_fragi].qii;
702   data=_enc->pipe.dct_data;
703   dct=data+64;
704   if(qii&~3){
705 #if !defined(OC_COLLECT_METRICS)
706     if(_enc->sp_level>=OC_SP_LEVEL_EARLY_SKIP){
707       /*Enable early skip detection.*/
708       frags[_fragi].coded=0;
709       frags[_fragi].refi=OC_FRAME_NONE;
710       oc_fr_skip_block(_fr);
711       return 0;
712     }
713 #endif
714     /*Try and code this block anyway.*/
715     qii&=3;
716   }
717   refi=frags[_fragi].refi;
718   mb_mode=frags[_fragi].mb_mode;
719   ref=_enc->state.ref_frame_data[refi]+frag_offs;
720   dst=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_SELF]+frag_offs;
721   /*Motion compensation:*/
722   switch(mb_mode){
723     case OC_MODE_INTRA:{
724       nmv_offs=0;
725       oc_enc_frag_sub_128(_enc,data,src,ystride);
726     }break;
727     case OC_MODE_GOLDEN_NOMV:
728     case OC_MODE_INTER_NOMV:{
729       nmv_offs=1;
730       mv_offs[0]=0;
731       oc_enc_frag_sub(_enc,data,src,ref,ystride);
732     }break;
733     default:{
734       const oc_mv *frag_mvs;
735       frag_mvs=_enc->state.frag_mvs;
736       nmv_offs=oc_state_get_mv_offsets(&_enc->state,mv_offs,
737        _pli,frag_mvs[_fragi]);
738       if(nmv_offs>1){
739         oc_enc_frag_copy2(_enc,dst,
740          ref+mv_offs[0],ref+mv_offs[1],ystride);
741         oc_enc_frag_sub(_enc,data,src,dst,ystride);
742       }
743       else oc_enc_frag_sub(_enc,data,src,ref+mv_offs[0],ystride);
744     }break;
745   }
746 #if defined(OC_COLLECT_METRICS)
747   {
748     unsigned satd;
749     unsigned dc;
750     switch(nmv_offs){
751       case 0:satd=oc_enc_frag_intra_satd(_enc,&dc,src,ystride);break;
752       case 1:{
753         satd=oc_enc_frag_satd(_enc,&dc,src,ref+mv_offs[0],ystride);
754         satd+=dc;
755       }break;
756       default:{
757         satd=oc_enc_frag_satd(_enc,&dc,src,dst,ystride);
758         satd+=dc;
759       }break;
760     }
761     _enc->frag_satd[_fragi]=satd;
762   }
763 #endif
764   /*Transform:*/
765   oc_enc_fdct8x8(_enc,dct,data);
766   /*Quantize:*/
767   qti=mb_mode!=OC_MODE_INTRA;
768   dequant=_enc->dequant[_pli][qii][qti];
769   nonzero=oc_enc_quantize(_enc,data,dct,dequant,_enc->enquant[_pli][qii][qti]);
770   dc=data[0];
771   /*Tokenize.*/
772   checkpoint=*_stack;
773   if(_enc->sp_level<OC_SP_LEVEL_FAST_ANALYSIS){
774     ac_bits=oc_enc_tokenize_ac(_enc,_pli,_fragi,data,dequant,dct,nonzero+1,
775      _stack,OC_RD_ISCALE(_enc->lambda,_rd_iscale),qti?0:3);
776   }
777   else{
778     ac_bits=oc_enc_tokenize_ac_fast(_enc,_pli,_fragi,data,dequant,dct,nonzero+1,
779      _stack,OC_RD_ISCALE(_enc->lambda,_rd_iscale),qti?0:3);
780   }
781   /*Reconstruct.
782     TODO: nonzero may need to be adjusted after tokenization.*/
783   dequant_dc=dequant[0];
784   if(nonzero==0){
785     ogg_int16_t p;
786     int         ci;
787     int         qi01;
788     int         qi12;
789     /*We round this dequant product (and not any of the others) because there's
790        no iDCT rounding.*/
791     p=(ogg_int16_t)(dc*(ogg_int32_t)dequant_dc+15>>5);
792     /*LOOP VECTORIZES.*/
793     for(ci=0;ci<64;ci++)data[ci]=p;
794     /*We didn't code any AC coefficients, so don't change the quantizer.*/
795     qi01=_pipe->qs[_pli].qi01;
796     qi12=_pipe->qs[_pli].qi12;
797     if(qi01>0)qii=1+qi12;
798     else if(qi01>=0)qii=0;
799   }
800   else{
801     data[0]=dc*dequant_dc;
802     oc_idct8x8(&_enc->state,data,data,nonzero+1);
803   }
804   frags[_fragi].qii=qii;
805   if(nqis>1){
806     oc_qii_state_advance(&qs,_pipe->qs+_pli,qii);
807     ac_bits+=qs.bits-_pipe->qs[_pli].bits;
808   }
809   if(!qti)oc_enc_frag_recon_intra(_enc,dst,ystride,data);
810   else{
811     oc_enc_frag_recon_inter(_enc,dst,
812      nmv_offs==1?ref+mv_offs[0]:dst,ystride,data);
813   }
814   /*If _fr is NULL, then this is an INTRA frame, and we can't skip blocks.*/
815 #if !defined(OC_COLLECT_METRICS)
816   if(_fr!=NULL)
817 #endif
818   {
819     /*In retrospect, should we have skipped this block?*/
820     if(borderi<0){
821       coded_ssd=oc_enc_frag_ssd(_enc,src,dst,ystride);
822     }
823     else{
824       coded_ssd=oc_enc_frag_border_ssd(_enc,src,dst,ystride,
825        _enc->state.borders[borderi].mask);
826     }
827     /*Scale to match DCT domain.*/
828     coded_ssd<<=4;
829 #if defined(OC_COLLECT_METRICS)
830     _enc->frag_ssd[_fragi]=coded_ssd;
831   }
832   if(_fr!=NULL){
833 #endif
834     coded_ssd=OC_RD_SCALE(coded_ssd,_rd_scale);
835     uncoded_ssd=_pipe->skip_ssd[_pli][_fragi-_pipe->froffset[_pli]];
836     if(uncoded_ssd<UINT_MAX&&
837      /*Don't allow luma blocks to be skipped in 4MV mode when VP3 compatibility
838         is enabled.*/
839      (!_enc->vp3_compatible||mb_mode!=OC_MODE_INTER_MV_FOUR||_pli)){
840       int overhead_bits;
841       overhead_bits=oc_fr_cost1(_fr);
842       /*Although the fragment coding overhead determination is accurate, it is
843          greedy, using very coarse-grained local information.
844         Allowing it to mildly discourage coding turns out to be beneficial, but
845          it's not clear that allowing it to encourage coding through negative
846          coding overhead deltas is useful.
847         For that reason, we disallow negative coding overheads.*/
848       if(overhead_bits<0)overhead_bits=0;
849       if(uncoded_ssd<=coded_ssd+(overhead_bits+ac_bits)*_enc->lambda){
850         /*Hm, not worth it; roll back.*/
851         oc_enc_tokenlog_rollback(_enc,checkpoint,(*_stack)-checkpoint);
852         *_stack=checkpoint;
853         frags[_fragi].coded=0;
854         frags[_fragi].refi=OC_FRAME_NONE;
855         oc_fr_skip_block(_fr);
856         return 0;
857       }
858     }
859     else _mo->dc_flag=1;
860     _mo->uncoded_ac_ssd+=uncoded_ssd;
861     _mo->coded_ac_ssd+=coded_ssd;
862     _mo->ac_bits+=ac_bits;
863     oc_fr_code_block(_fr);
864   }
865   /*GCC 4.4.4 generates a warning here because it can't tell that
866      the init code in the nqis check above will run anytime this
867      line runs.*/
868   if(nqis>1)*(_pipe->qs+_pli)=*&qs;
869   frags[_fragi].dc=dc;
870   frags[_fragi].coded=1;
871   return 1;
872 }
873
874 static int oc_enc_mb_transform_quantize_inter_luma(oc_enc_ctx *_enc,
875  oc_enc_pipeline_state *_pipe,unsigned _mbi,int _mode_overhead,
876  const unsigned _rd_scale[4],const unsigned _rd_iscale[4]){
877   /*Worst case token stack usage for 4 fragments.*/
878   oc_token_checkpoint  stack[64*4];
879   oc_token_checkpoint *stackptr;
880   const oc_sb_map     *sb_maps;
881   signed char         *mb_modes;
882   oc_fragment         *frags;
883   ptrdiff_t           *coded_fragis;
884   ptrdiff_t            ncoded_fragis;
885   ptrdiff_t           *uncoded_fragis;
886   ptrdiff_t            nuncoded_fragis;
887   oc_rd_metric         mo;
888   oc_fr_state          fr_checkpoint;
889   oc_qii_state         qs_checkpoint;
890   int                  mb_mode;
891   int                  refi;
892   int                  ncoded;
893   ptrdiff_t            fragi;
894   int                  bi;
895   *&fr_checkpoint=*(_pipe->fr+0);
896   *&qs_checkpoint=*(_pipe->qs+0);
897   sb_maps=(const oc_sb_map *)_enc->state.sb_maps;
898   mb_modes=_enc->state.mb_modes;
899   frags=_enc->state.frags;
900   coded_fragis=_pipe->coded_fragis[0];
901   ncoded_fragis=_pipe->ncoded_fragis[0];
902   uncoded_fragis=_pipe->uncoded_fragis[0];
903   nuncoded_fragis=_pipe->nuncoded_fragis[0];
904   mb_mode=mb_modes[_mbi];
905   refi=OC_FRAME_FOR_MODE(mb_mode);
906   ncoded=0;
907   stackptr=stack;
908   memset(&mo,0,sizeof(mo));
909   for(bi=0;bi<4;bi++){
910     fragi=sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3][bi];
911     frags[fragi].refi=refi;
912     frags[fragi].mb_mode=mb_mode;
913     if(oc_enc_block_transform_quantize(_enc,_pipe,0,fragi,
914      _rd_scale[bi],_rd_iscale[bi],&mo,_pipe->fr+0,&stackptr)){
915       coded_fragis[ncoded_fragis++]=fragi;
916       ncoded++;
917     }
918     else *(uncoded_fragis-++nuncoded_fragis)=fragi;
919   }
920   if(ncoded>0&&!mo.dc_flag){
921     int cost;
922     /*Some individual blocks were worth coding.
923       See if that's still true when accounting for mode and MV overhead.*/
924     cost=mo.coded_ac_ssd+_enc->lambda*(mo.ac_bits
925      +oc_fr_cost4(&fr_checkpoint,_pipe->fr+0)+_mode_overhead);
926     if(mo.uncoded_ac_ssd<=cost){
927       /*Taking macroblock overhead into account, it is not worth coding this
928          MB.*/
929       oc_enc_tokenlog_rollback(_enc,stack,stackptr-stack);
930       *(_pipe->fr+0)=*&fr_checkpoint;
931       *(_pipe->qs+0)=*&qs_checkpoint;
932       for(bi=0;bi<4;bi++){
933         fragi=sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3][bi];
934         if(frags[fragi].coded){
935           *(uncoded_fragis-++nuncoded_fragis)=fragi;
936           frags[fragi].coded=0;
937           frags[fragi].refi=OC_FRAME_NONE;
938         }
939         oc_fr_skip_block(_pipe->fr+0);
940       }
941       ncoded_fragis-=ncoded;
942       ncoded=0;
943     }
944   }
945   /*If no luma blocks coded, the mode is forced.*/
946   if(ncoded==0)mb_modes[_mbi]=OC_MODE_INTER_NOMV;
947   /*Assume that a 1MV with a single coded block is always cheaper than a 4MV
948      with a single coded block.
949     This may not be strictly true: a 4MV computes chroma MVs using (0,0) for
950      skipped blocks, while a 1MV does not.*/
951   else if(ncoded==1&&mb_mode==OC_MODE_INTER_MV_FOUR){
952     mb_modes[_mbi]=OC_MODE_INTER_MV;
953   }
954   _pipe->ncoded_fragis[0]=ncoded_fragis;
955   _pipe->nuncoded_fragis[0]=nuncoded_fragis;
956   return ncoded;
957 }
958
959 static void oc_enc_sb_transform_quantize_inter_chroma(oc_enc_ctx *_enc,
960  oc_enc_pipeline_state *_pipe,int _pli,int _sbi_start,int _sbi_end){
961   const ogg_uint16_t *mcu_rd_scale;
962   const ogg_uint16_t *mcu_rd_iscale;
963   const oc_sb_map    *sb_maps;
964   oc_sb_flags        *sb_flags;
965   oc_fr_state        *fr;
966   ptrdiff_t          *coded_fragis;
967   ptrdiff_t           ncoded_fragis;
968   ptrdiff_t          *uncoded_fragis;
969   ptrdiff_t           nuncoded_fragis;
970   ptrdiff_t           froffset;
971   int                 sbi;
972   fr=_pipe->fr+_pli;
973   mcu_rd_scale=(const ogg_uint16_t *)_enc->mcu_rd_scale;
974   mcu_rd_iscale=(const ogg_uint16_t *)_enc->mcu_rd_iscale;
975   sb_maps=(const oc_sb_map *)_enc->state.sb_maps;
976   sb_flags=_enc->state.sb_flags;
977   coded_fragis=_pipe->coded_fragis[_pli];
978   ncoded_fragis=_pipe->ncoded_fragis[_pli];
979   uncoded_fragis=_pipe->uncoded_fragis[_pli];
980   nuncoded_fragis=_pipe->nuncoded_fragis[_pli];
981   froffset=_pipe->froffset[_pli];
982   for(sbi=_sbi_start;sbi<_sbi_end;sbi++){
983     /*Worst case token stack usage for 1 fragment.*/
984     oc_token_checkpoint stack[64];
985     oc_rd_metric        mo;
986     int                 quadi;
987     int                 bi;
988     memset(&mo,0,sizeof(mo));
989     for(quadi=0;quadi<4;quadi++)for(bi=0;bi<4;bi++){
990       ptrdiff_t fragi;
991       fragi=sb_maps[sbi][quadi][bi];
992       if(fragi>=0){
993         oc_token_checkpoint *stackptr;
994         unsigned             rd_scale;
995         unsigned             rd_iscale;
996         rd_scale=mcu_rd_scale[fragi-froffset];
997         rd_iscale=mcu_rd_iscale[fragi-froffset];
998         stackptr=stack;
999         if(oc_enc_block_transform_quantize(_enc,_pipe,_pli,fragi,
1000          rd_scale,rd_iscale,&mo,fr,&stackptr)){
1001           coded_fragis[ncoded_fragis++]=fragi;
1002         }
1003         else *(uncoded_fragis-++nuncoded_fragis)=fragi;
1004       }
1005     }
1006     oc_fr_state_flush_sb(fr);
1007     sb_flags[sbi].coded_fully=fr->sb_full;
1008     sb_flags[sbi].coded_partially=fr->sb_partial;
1009   }
1010   _pipe->ncoded_fragis[_pli]=ncoded_fragis;
1011   _pipe->nuncoded_fragis[_pli]=nuncoded_fragis;
1012 }
1013
1014 /*Mode decision is done by exhaustively examining all potential choices.
1015   Obviously, doing the motion compensation, fDCT, tokenization, and then
1016    counting the bits each token uses is computationally expensive.
1017   Theora's EOB runs can also split the cost of these tokens across multiple
1018    fragments, and naturally we don't know what the optimal choice of Huffman
1019    codes will be until we know all the tokens we're going to encode in all the
1020    fragments.
1021   So we use a simple approach to estimating the bit cost and distortion of each
1022    mode based upon the SATD value of the residual before coding.
1023   The mathematics behind the technique are outlined by Kim \cite{Kim03}, but
1024    the process (modified somewhat from that of the paper) is very simple.
1025   We build a non-linear regression of the mappings from
1026    (pre-transform+quantization) SATD to (post-transform+quantization) bits and
1027    SSD for each qi.
1028   A separate set of mappings is kept for each quantization type and color
1029    plane.
1030   The mappings are constructed by partitioning the SATD values into a small
1031    number of bins (currently 24) and using a linear regression in each bin
1032    (as opposed to the 0th-order regression used by Kim).
1033   The bit counts and SSD measurements are obtained by examining actual encoded
1034    frames, with appropriate lambda values and optimal Huffman codes selected.
1035   EOB bits are assigned to the fragment that started the EOB run (as opposed to
1036    dividing them among all the blocks in the run; the latter approach seems
1037    more theoretically correct, but Monty's testing showed a small improvement
1038    with the former, though that may have been merely statistical noise).
1039
1040   @ARTICLE{Kim03,
1041     author="Hyun Mun Kim",
1042     title="Adaptive Rate Control Using Nonlinear Regression",
1043     journal="IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology",
1044     volume=13,
1045     number=5,
1046     pages="432--439",
1047     month=May,
1048     year=2003
1049   }*/
1050
1051 /*Computes (_ssd+_lambda*_rate)/(1<<OC_BIT_SCALE) with rounding, avoiding
1052    overflow for large lambda values.*/
1053 #define OC_MODE_RD_COST(_ssd,_rate,_lambda) \
1054  ((_ssd)>>OC_BIT_SCALE)+((_rate)>>OC_BIT_SCALE)*(_lambda) \
1055  +(((_ssd)&(1<<OC_BIT_SCALE)-1)+((_rate)&(1<<OC_BIT_SCALE)-1)*(_lambda) \
1056  +((1<<OC_BIT_SCALE)>>1)>>OC_BIT_SCALE)
1057
1058 static void oc_enc_mode_rd_init(oc_enc_ctx *_enc){
1059   int qii;
1060 #if defined(OC_COLLECT_METRICS)
1061   oc_enc_mode_metrics_load(_enc);
1062 #endif
1063   for(qii=0;qii<_enc->state.nqis;qii++){
1064     int qi;
1065     int pli;
1066     qi=_enc->state.qis[qii];
1067     for(pli=0;pli<3;pli++){
1068       int qti;
1069       for(qti=0;qti<2;qti++){
1070         int log_plq;
1071         int modeline;
1072         int bin;
1073         int dx;
1074         int dq;
1075         log_plq=_enc->log_plq[qi][pli][qti];
1076         /*Find the pair of rows in the mode table that bracket this quantizer.
1077           If it falls outside the range the table covers, then we just use a
1078            pair on the edge for linear extrapolation.*/
1079         for(modeline=0;modeline<OC_LOGQ_BINS-1&&
1080          OC_MODE_LOGQ[modeline+1][pli][qti]>log_plq;modeline++);
1081         /*Interpolate a row for this quantizer.*/
1082         dx=OC_MODE_LOGQ[modeline][pli][qti]-log_plq;
1083         dq=OC_MODE_LOGQ[modeline][pli][qti]-OC_MODE_LOGQ[modeline+1][pli][qti];
1084         if(dq==0)dq=1;
1085         for(bin=0;bin<OC_COMP_BINS;bin++){
1086           int y0;
1087           int z0;
1088           int dy;
1089           int dz;
1090           y0=OC_MODE_RD[modeline][pli][qti][bin].rate;
1091           z0=OC_MODE_RD[modeline][pli][qti][bin].rmse;
1092           dy=OC_MODE_RD[modeline+1][pli][qti][bin].rate-y0;
1093           dz=OC_MODE_RD[modeline+1][pli][qti][bin].rmse-z0;
1094           _enc->mode_rd[qii][pli][qti][bin].rate=
1095            (ogg_int16_t)OC_CLAMPI(-32768,y0+(dy*dx+(dq>>1))/dq,32767);
1096           _enc->mode_rd[qii][pli][qti][bin].rmse=
1097            (ogg_int16_t)OC_CLAMPI(-32768,z0+(dz*dx+(dq>>1))/dq,32767);
1098         }
1099       }
1100     }
1101   }
1102 }
1103
1104 /*Estimate the R-D cost of the DCT coefficients given the SATD of a block after
1105    prediction.*/
1106 static unsigned oc_dct_cost2(oc_enc_ctx *_enc,unsigned *_ssd,
1107  int _qii,int _pli,int _qti,int _satd){
1108   unsigned rmse;
1109   int      bin;
1110   int      dx;
1111   int      y0;
1112   int      z0;
1113   int      dy;
1114   int      dz;
1115   /*SATD metrics for chroma planes vary much less than luma, so we scale them
1116      by 4 to distribute them into the mode decision bins more evenly.*/
1117   _satd<<=_pli+1&2;
1118   bin=OC_MINI(_satd>>OC_SATD_SHIFT,OC_COMP_BINS-2);
1119   dx=_satd-(bin<<OC_SATD_SHIFT);
1120   y0=_enc->mode_rd[_qii][_pli][_qti][bin].rate;
1121   z0=_enc->mode_rd[_qii][_pli][_qti][bin].rmse;
1122   dy=_enc->mode_rd[_qii][_pli][_qti][bin+1].rate-y0;
1123   dz=_enc->mode_rd[_qii][_pli][_qti][bin+1].rmse-z0;
1124   rmse=OC_MAXI(z0+(dz*dx>>OC_SATD_SHIFT),0);
1125   *_ssd=rmse*rmse>>2*OC_RMSE_SCALE-OC_BIT_SCALE;
1126   return OC_MAXI(y0+(dy*dx>>OC_SATD_SHIFT),0);
1127 }
1128
1129 /*activity_avg must be positive, or flat regions could get a zero weight, which
1130    confounds analysis.
1131   We set the minimum to this value so that it also avoids the need for divide
1132    by zero checks in oc_mb_masking().*/
1133 # define OC_ACTIVITY_AVG_MIN (1<<OC_RD_SCALE_BITS)
1134
1135 static unsigned oc_mb_activity(oc_enc_ctx *_enc,unsigned _mbi,
1136  unsigned _activity[4]){
1137   const unsigned char   *src;
1138   const ptrdiff_t       *frag_buf_offs;
1139   const ptrdiff_t       *sb_map;
1140   unsigned               luma;
1141   int                    ystride;
1142   ptrdiff_t              frag_offs;
1143   ptrdiff_t              fragi;
1144   int                    bi;
1145   frag_buf_offs=_enc->state.frag_buf_offs;
1146   sb_map=_enc->state.sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3];
1147   src=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_IO];
1148   ystride=_enc->state.ref_ystride[0];
1149   luma=0;
1150   for(bi=0;bi<4;bi++){
1151     const unsigned char *s;
1152     unsigned             x;
1153     unsigned             x2;
1154     unsigned             act;
1155     int                  i;
1156     int                  j;
1157     fragi=sb_map[bi];
1158     frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
1159     /*TODO: This could be replaced with SATD^2, since we already have to
1160        compute SATD.*/
1161     x=x2=0;
1162     s=src+frag_offs;
1163     for(i=0;i<8;i++){
1164       for(j=0;j<8;j++){
1165         unsigned c;
1166         c=s[j];
1167         x+=c;
1168         x2+=c*c;
1169       }
1170       s+=ystride;
1171     }
1172     luma+=x;
1173     act=(x2<<6)-x*x;
1174     if(act<8<<12){
1175       /*The region is flat.*/
1176       act=OC_MINI(act,5<<12);
1177     }
1178     else{
1179       unsigned e1;
1180       unsigned e2;
1181       unsigned e3;
1182       unsigned e4;
1183       /*Test for an edge.
1184         TODO: There are probably much simpler ways to do this (e.g., it could
1185          probably be combined with the SATD calculation).
1186         Alternatively, we could split the block around the mean and compute the
1187          reduction in variance in each half.
1188         For a Gaussian source the reduction should be
1189          (1-2/pi) ~= 0.36338022763241865692446494650994.
1190         Significantly more reduction is a good indication of a bi-level image.
1191         This has the advantage of identifying, in addition to straight edges,
1192          small text regions, which would otherwise be classified as "texture".*/
1193       e1=e2=e3=e4=0;
1194       s=src+frag_offs-1;
1195       for(i=0;i<8;i++){
1196         for(j=0;j<8;j++){
1197           e1+=abs((s[j+2]-s[j]<<1)+(s-ystride)[j+2]-(s-ystride)[j]
1198            +(s+ystride)[j+2]-(s+ystride)[j]);
1199           e2+=abs(((s+ystride)[j+1]-(s-ystride)[j+1]<<1)
1200            +(s+ystride)[j]-(s-ystride)[j]+(s+ystride)[j+2]-(s-ystride)[j+2]);
1201           e3+=abs(((s+ystride)[j+2]-(s-ystride)[j]<<1)
1202            +(s+ystride)[j+1]-s[j]+s[j+2]-(s-ystride)[j+1]);
1203           e4+=abs(((s+ystride)[j]-(s-ystride)[j+2]<<1)
1204            +(s+ystride)[j+1]-s[j+2]+s[j]-(s-ystride)[j+1]);
1205         }
1206         s+=ystride;
1207       }
1208       /*If the largest component of the edge energy is at least 40% of the
1209          total, then classify the block as an edge block.*/
1210       if(5*OC_MAXI(OC_MAXI(e1,e2),OC_MAXI(e3,e4))>2*(e1+e2+e3+e4)){
1211          /*act=act_th*(act/act_th)**0.7
1212               =exp(log(act_th)+0.7*(log(act)-log(act_th))).
1213            Here act_th=5.0 and 0x394A=oc_blog32_q10(5<<12).*/
1214          act=oc_bexp32_q10(0x394A+(7*(oc_blog32_q10(act)-0x394A+5)/10));
1215       }
1216     }
1217     _activity[bi]=act;
1218   }
1219   return luma;
1220 }
1221
1222 static unsigned oc_mb_activity_fast(oc_enc_ctx *_enc,unsigned _mbi,
1223  unsigned _activity[4],const unsigned _intra_satd[12]){
1224   int bi;
1225   for(bi=0;bi<4;bi++){
1226     unsigned act;
1227     act=(11*_intra_satd[bi]>>8)*_intra_satd[bi];
1228     if(act<8<<12){
1229       /*The region is flat.*/
1230       act=OC_MINI(act,5<<12);
1231     }
1232     _activity[bi]=act;
1233   }
1234   /*TODO: Once frag_intra_satd returns the signed DC value instead
1235      of the absolute value, this should pass it through.*/
1236   return 1;
1237 }
1238
1239 /*Compute the masking scales for the blocks in a macro block.
1240   All masking is computed from the luma blocks.
1241   We derive scaling factors for the chroma blocks from these, and use the same
1242    ones for all chroma blocks, regardless of the subsampling.
1243   It's possible for luma to be perfectly flat and yet have high chroma energy,
1244    but this is unlikely in non-artificial images, and not a case that has been
1245    addressed by any research to my knowledge.
1246   The output of the masking process is two scale factors, which are fed into
1247    the various R-D optimizations.
1248   The first, rd_scale, is applied to D in the equation
1249     D*rd_scale+lambda*R.
1250   This is the form that must be used to properly combine scores from multiple
1251    blocks, and can be interpreted as scaling distortions by their visibility.
1252   The inverse, rd_iscale, is applied to lambda in the equation
1253     D+rd_iscale*lambda*R.
1254   This is equivalent to the first form within a single block, but much faster
1255    to use when evaluating many possible distortions (e.g., during actual
1256    quantization, where separate distortions are evaluated for every
1257    coefficient).
1258   The two macros OC_RD_SCALE(rd_scale,d) and OC_RD_ISCALE(rd_iscale,lambda) are
1259    used to perform the multiplications with the proper re-scaling for the range
1260    of the scaling factors.
1261   Many researchers apply masking values directly to the quantizers used, and
1262    not to the R-D cost.
1263   Since we generally use MSE for D, rd_scale must use the square of their
1264    values to generate an equivalent effect.*/
1265 static unsigned oc_mb_masking(unsigned _rd_scale[5],unsigned _rd_iscale[5],
1266  const ogg_uint16_t _chroma_rd_scale[2],const unsigned _activity[4],
1267  unsigned _activity_avg,unsigned _luma,unsigned _luma_avg){
1268   unsigned activity_sum;
1269   unsigned la;
1270   unsigned lb;
1271   unsigned d;
1272   int      bi;
1273   int      bi_min;
1274   int      bi_min2;
1275   /*The ratio lb/la is meant to approximate
1276      ((((_luma-16)/219)*(255/128))**0.649**0.4**2), which is the
1277      effective luminance masking from~\cite{LKW06} (including the self-masking
1278      deflator).
1279     The following actually turns out to be a pretty good approximation for
1280      _luma>75 or so.
1281     For smaller values luminance does not really follow Weber's Law anyway, and
1282      this approximation gives a much less aggressive bitrate boost in this
1283      region.
1284     Though some researchers claim that contrast sensitivity actually decreases
1285      for very low luminance values, in my experience excessive brightness on
1286      LCDs or buggy color conversions (e.g., treating Y' as full-range instead
1287      of the CCIR 601 range) make artifacts in such regions extremely visible.
1288     We substitute _luma_avg for 128 to allow the strength of the masking to
1289      vary with the actual average image luminance, within certain limits (the
1290      caller has clamped _luma_avg to the range [90,160], inclusive).
1291     @ARTICLE{LKW06,
1292       author="Zhen Liu and Lina J. Karam and Andrew B. Watson",
1293       title="{JPEG2000} Encoding With Perceptual Distortion Control",
1294       journal="{IEEE} Transactions on Image Processing",
1295       volume=15,
1296       number=7,
1297       pages="1763--1778",
1298       month=Jul,
1299       year=2006
1300     }*/
1301 #if 0
1302   la=_luma+4*_luma_avg;
1303   lb=4*_luma+_luma_avg;
1304 #else
1305   /*Disable luminance masking.*/
1306   la=lb=1;
1307 #endif
1308   activity_sum=0;
1309   for(bi=0;bi<4;bi++){
1310     unsigned a;
1311     unsigned b;
1312     activity_sum+=_activity[bi];
1313     /*Apply activity masking.*/
1314     a=_activity[bi]+4*_activity_avg;
1315     b=4*_activity[bi]+_activity_avg;
1316     d=OC_RD_SCALE(b,1);
1317     /*And luminance masking.*/
1318     d=(a+(d>>1))/d;
1319     _rd_scale[bi]=(d*la+(lb>>1))/lb;
1320     /*And now the inverse.*/
1321     d=OC_MAXI(OC_RD_ISCALE(a,1),1);
1322     d=(b+(d>>1))/d;
1323     _rd_iscale[bi]=(d*lb+(la>>1))/la;
1324   }
1325   /*Now compute scaling factors for chroma blocks.
1326     We start by finding the two smallest iscales from the luma blocks.*/
1327   bi_min=_rd_iscale[1]<_rd_iscale[0];
1328   bi_min2=1-bi_min;
1329   for(bi=2;bi<4;bi++){
1330     if(_rd_iscale[bi]<_rd_iscale[bi_min]){
1331       bi_min2=bi_min;
1332       bi_min=bi;
1333     }
1334     else if(_rd_iscale[bi]<_rd_iscale[bi_min2])bi_min2=bi;
1335   }
1336   /*If the minimum iscale is less than 1.0, use the second smallest instead,
1337      and force the value to at least 1.0 (inflating chroma is a waste).*/
1338   if(_rd_iscale[bi_min]<(1<<OC_RD_ISCALE_BITS))bi_min=bi_min2;
1339   d=OC_MINI(_rd_scale[bi_min],1<<OC_RD_SCALE_BITS);
1340   _rd_scale[4]=OC_RD_SCALE(d,_chroma_rd_scale[0]);
1341   d=OC_MAXI(_rd_iscale[bi_min],1<<OC_RD_ISCALE_BITS);
1342   _rd_iscale[4]=OC_RD_ISCALE(d,_chroma_rd_scale[1]);
1343   return activity_sum;
1344 }
1345
1346 static void oc_mb_intra_satd(oc_enc_ctx *_enc,unsigned _mbi,
1347  unsigned _frag_satd[12]){
1348   const unsigned char   *src;
1349   const ptrdiff_t       *frag_buf_offs;
1350   const ptrdiff_t       *sb_map;
1351   const oc_mb_map_plane *mb_map;
1352   const unsigned char   *map_idxs;
1353   int                    map_nidxs;
1354   int                    mapii;
1355   int                    mapi;
1356   int                    ystride;
1357   int                    pli;
1358   int                    bi;
1359   ptrdiff_t              fragi;
1360   ptrdiff_t              frag_offs;
1361   unsigned               dc;
1362   frag_buf_offs=_enc->state.frag_buf_offs;
1363   sb_map=_enc->state.sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3];
1364   src=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_IO];
1365   ystride=_enc->state.ref_ystride[0];
1366   for(bi=0;bi<4;bi++){
1367     fragi=sb_map[bi];
1368     frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
1369     _frag_satd[bi]=oc_enc_frag_intra_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,ystride);
1370   }
1371   mb_map=(const oc_mb_map_plane *)_enc->state.mb_maps[_mbi];
1372   map_idxs=OC_MB_MAP_IDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
1373   map_nidxs=OC_MB_MAP_NIDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
1374   /*Note: This assumes ref_ystride[1]==ref_ystride[2].*/
1375   ystride=_enc->state.ref_ystride[1];
1376   for(mapii=4;mapii<map_nidxs;mapii++){
1377     mapi=map_idxs[mapii];
1378     pli=mapi>>2;
1379     bi=mapi&3;
1380     fragi=mb_map[pli][bi];
1381     frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
1382     _frag_satd[mapii]=oc_enc_frag_intra_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,ystride);
1383   }
1384 }
1385
1386 /*Select luma block-level quantizers for a MB in an INTRA frame.*/
1387 static unsigned oc_analyze_intra_mb_luma(oc_enc_ctx *_enc,
1388  const oc_qii_state *_qs,unsigned _mbi,const unsigned _rd_scale[4]){
1389   const unsigned char *src;
1390   const ptrdiff_t     *frag_buf_offs;
1391   const oc_sb_map     *sb_maps;
1392   oc_fragment         *frags;
1393   ptrdiff_t            frag_offs;
1394   ptrdiff_t            fragi;
1395   oc_qii_state         qs[4][3];
1396   unsigned             cost[4][3];
1397   unsigned             ssd[4][3];
1398   unsigned             rate[4][3];
1399   int                  prev[3][3];
1400   unsigned             satd;
1401   unsigned             dc;
1402   unsigned             best_cost;
1403   unsigned             best_ssd;
1404   unsigned             best_rate;
1405   int                  best_qii;
1406   int                  qii;
1407   int                  lambda;
1408   int                  ystride;
1409   int                  nqis;
1410   int                  bi;
1411   frag_buf_offs=_enc->state.frag_buf_offs;
1412   sb_maps=(const oc_sb_map *)_enc->state.sb_maps;
1413   src=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_IO];
1414   ystride=_enc->state.ref_ystride[0];
1415   fragi=sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3][0];
1416   frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
1417   satd=oc_enc_frag_intra_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,ystride);
1418   nqis=_enc->state.nqis;
1419   lambda=_enc->lambda;
1420   for(qii=0;qii<nqis;qii++){
1421     oc_qii_state_advance(qs[0]+qii,_qs,qii);
1422     rate[0][qii]=oc_dct_cost2(_enc,ssd[0]+qii,qii,0,0,satd)
1423      +(qs[0][qii].bits-_qs->bits<<OC_BIT_SCALE);
1424     ssd[0][qii]=OC_RD_SCALE(ssd[0][qii],_rd_scale[0]);
1425     cost[0][qii]=OC_MODE_RD_COST(ssd[0][qii],rate[0][qii],lambda);
1426   }
1427   for(bi=1;bi<4;bi++){
1428     fragi=sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3][bi];
1429     frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
1430     satd=oc_enc_frag_intra_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,ystride);
1431     for(qii=0;qii<nqis;qii++){
1432       oc_qii_state qt[3];
1433       unsigned     cur_ssd;
1434       unsigned     cur_rate;
1435       int          best_qij;
1436       int          qij;
1437       oc_qii_state_advance(qt+0,qs[bi-1]+0,qii);
1438       cur_rate=oc_dct_cost2(_enc,&cur_ssd,qii,0,0,satd);
1439       cur_ssd=OC_RD_SCALE(cur_ssd,_rd_scale[bi]);
1440       best_ssd=ssd[bi-1][0]+cur_ssd;
1441       best_rate=rate[bi-1][0]+cur_rate
1442        +(qt[0].bits-qs[bi-1][0].bits<<OC_BIT_SCALE);
1443       best_cost=OC_MODE_RD_COST(best_ssd,best_rate,lambda);
1444       best_qij=0;
1445       for(qij=1;qij<nqis;qij++){
1446         unsigned chain_ssd;
1447         unsigned chain_rate;
1448         unsigned chain_cost;
1449         oc_qii_state_advance(qt+qij,qs[bi-1]+qij,qii);
1450         chain_ssd=ssd[bi-1][qij]+cur_ssd;
1451         chain_rate=rate[bi-1][qij]+cur_rate
1452          +(qt[qij].bits-qs[bi-1][qij].bits<<OC_BIT_SCALE);
1453         chain_cost=OC_MODE_RD_COST(chain_ssd,chain_rate,lambda);
1454         if(chain_cost<best_cost){
1455           best_cost=chain_cost;
1456           best_ssd=chain_ssd;
1457           best_rate=chain_rate;
1458           best_qij=qij;
1459         }
1460       }
1461       *(qs[bi]+qii)=*(qt+best_qij);
1462       cost[bi][qii]=best_cost;
1463       ssd[bi][qii]=best_ssd;
1464       rate[bi][qii]=best_rate;
1465       prev[bi-1][qii]=best_qij;
1466     }
1467   }
1468   best_qii=0;
1469   best_cost=cost[3][0];
1470   for(qii=1;qii<nqis;qii++){
1471     if(cost[3][qii]<best_cost){
1472       best_cost=cost[3][qii];
1473       best_qii=qii;
1474     }
1475   }
1476   frags=_enc->state.frags;
1477   for(bi=3;;){
1478     fragi=sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3][bi];
1479     frags[fragi].qii=best_qii;
1480     if(bi--<=0)break;
1481     best_qii=prev[bi][best_qii];
1482   }
1483   return best_cost;
1484 }
1485
1486 /*Select a block-level quantizer for a single chroma block in an INTRA frame.*/
1487 static unsigned oc_analyze_intra_chroma_block(oc_enc_ctx *_enc,
1488  const oc_qii_state *_qs,int _pli,ptrdiff_t _fragi,unsigned _rd_scale){
1489   const unsigned char *src;
1490   oc_fragment         *frags;
1491   ptrdiff_t            frag_offs;
1492   oc_qii_state         qt[3];
1493   unsigned             cost[3];
1494   unsigned             satd;
1495   unsigned             dc;
1496   unsigned             best_cost;
1497   int                  best_qii;
1498   int                  qii;
1499   int                  lambda;
1500   int                  ystride;
1501   int                  nqis;
1502   src=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_IO];
1503   ystride=_enc->state.ref_ystride[_pli];
1504   frag_offs=_enc->state.frag_buf_offs[_fragi];
1505   satd=oc_enc_frag_intra_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,ystride);
1506   /*Most chroma blocks have no AC coefficients to speak of anyway, so it's not
1507      worth spending the bits to change the AC quantizer.
1508     TODO: This may be worth revisiting when we separate out DC and AC
1509      predictions from SATD.*/
1510 #if 0
1511   nqis=_enc->state.nqis;
1512 #else
1513   nqis=1;
1514 #endif
1515   lambda=_enc->lambda;
1516   best_qii=0;
1517   for(qii=0;qii<nqis;qii++){
1518     unsigned cur_rate;
1519     unsigned cur_ssd;
1520     oc_qii_state_advance(qt+qii,_qs,qii);
1521     cur_rate=oc_dct_cost2(_enc,&cur_ssd,qii,_pli,0,satd)
1522      +(qt[qii].bits-_qs->bits<<OC_BIT_SCALE);
1523     cur_ssd=OC_RD_SCALE(cur_ssd,_rd_scale);
1524     cost[qii]=OC_MODE_RD_COST(cur_ssd,cur_rate,lambda);
1525   }
1526   best_cost=cost[0];
1527   for(qii=1;qii<nqis;qii++){
1528     if(cost[qii]<best_cost){
1529       best_cost=cost[qii];
1530       best_qii=qii;
1531     }
1532   }
1533   frags=_enc->state.frags;
1534   frags[_fragi].qii=best_qii;
1535   return best_cost;
1536 }
1537
1538 static void oc_enc_mb_transform_quantize_intra_luma(oc_enc_ctx *_enc,
1539  oc_enc_pipeline_state *_pipe,unsigned _mbi,
1540  const unsigned _rd_scale[4],const unsigned _rd_iscale[4]){
1541   /*Worst case token stack usage for 4 fragments.*/
1542   oc_token_checkpoint  stack[64*4];
1543   oc_token_checkpoint *stackptr;
1544   const oc_sb_map     *sb_maps;
1545   oc_fragment         *frags;
1546   ptrdiff_t           *coded_fragis;
1547   ptrdiff_t            ncoded_fragis;
1548   ptrdiff_t            fragi;
1549   int                  bi;
1550   sb_maps=(const oc_sb_map *)_enc->state.sb_maps;
1551   frags=_enc->state.frags;
1552   coded_fragis=_pipe->coded_fragis[0];
1553   ncoded_fragis=_pipe->ncoded_fragis[0];
1554   stackptr=stack;
1555   for(bi=0;bi<4;bi++){
1556     fragi=sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3][bi];
1557     frags[fragi].refi=OC_FRAME_SELF;
1558     frags[fragi].mb_mode=OC_MODE_INTRA;
1559     oc_enc_block_transform_quantize(_enc,_pipe,0,fragi,
1560      _rd_scale[bi],_rd_iscale[bi],NULL,NULL,&stackptr);
1561     coded_fragis[ncoded_fragis++]=fragi;
1562   }
1563   _pipe->ncoded_fragis[0]=ncoded_fragis;
1564 }
1565
1566 static void oc_enc_sb_transform_quantize_intra_chroma(oc_enc_ctx *_enc,
1567  oc_enc_pipeline_state *_pipe,int _pli,int _sbi_start,int _sbi_end){
1568   const ogg_uint16_t *mcu_rd_scale;
1569   const ogg_uint16_t *mcu_rd_iscale;
1570   const oc_sb_map    *sb_maps;
1571   ptrdiff_t          *coded_fragis;
1572   ptrdiff_t           ncoded_fragis;
1573   ptrdiff_t           froffset;
1574   int                 sbi;
1575   mcu_rd_scale=(const ogg_uint16_t *)_enc->mcu_rd_scale;
1576   mcu_rd_iscale=(const ogg_uint16_t *)_enc->mcu_rd_iscale;
1577   sb_maps=(const oc_sb_map *)_enc->state.sb_maps;
1578   coded_fragis=_pipe->coded_fragis[_pli];
1579   ncoded_fragis=_pipe->ncoded_fragis[_pli];
1580   froffset=_pipe->froffset[_pli];
1581   for(sbi=_sbi_start;sbi<_sbi_end;sbi++){
1582     /*Worst case token stack usage for 1 fragment.*/
1583     oc_token_checkpoint stack[64];
1584     int                 quadi;
1585     int                 bi;
1586     for(quadi=0;quadi<4;quadi++)for(bi=0;bi<4;bi++){
1587       ptrdiff_t fragi;
1588       fragi=sb_maps[sbi][quadi][bi];
1589       if(fragi>=0){
1590         oc_token_checkpoint *stackptr;
1591         unsigned             rd_scale;
1592         unsigned             rd_iscale;
1593         rd_scale=mcu_rd_scale[fragi-froffset];
1594         rd_iscale=mcu_rd_iscale[fragi-froffset];
1595         oc_analyze_intra_chroma_block(_enc,_pipe->qs+_pli,_pli,fragi,rd_scale);
1596         stackptr=stack;
1597         oc_enc_block_transform_quantize(_enc,_pipe,_pli,fragi,
1598          rd_scale,rd_iscale,NULL,NULL,&stackptr);
1599         coded_fragis[ncoded_fragis++]=fragi;
1600       }
1601     }
1602   }
1603   _pipe->ncoded_fragis[_pli]=ncoded_fragis;
1604 }
1605
1606 /*Analysis stage for an INTRA frame.*/
1607 void oc_enc_analyze_intra(oc_enc_ctx *_enc,int _recode){
1608   ogg_int64_t             activity_sum;
1609   ogg_int64_t             luma_sum;
1610   unsigned                activity_avg;
1611   unsigned                luma_avg;
1612   const ogg_uint16_t     *chroma_rd_scale;
1613   ogg_uint16_t           *mcu_rd_scale;
1614   ogg_uint16_t           *mcu_rd_iscale;
1615   const unsigned char    *map_idxs;
1616   int                     nmap_idxs;
1617   oc_sb_flags            *sb_flags;
1618   signed char            *mb_modes;
1619   const oc_mb_map        *mb_maps;
1620   const oc_sb_map        *sb_maps;
1621   oc_fragment            *frags;
1622   unsigned                stripe_sby;
1623   unsigned                mcu_nvsbs;
1624   int                     notstart;
1625   int                     notdone;
1626   int                     refi;
1627   int                     pli;
1628   _enc->state.frame_type=OC_INTRA_FRAME;
1629   oc_enc_tokenize_start(_enc);
1630   oc_enc_pipeline_init(_enc,&_enc->pipe);
1631   oc_enc_mode_rd_init(_enc);
1632   activity_sum=luma_sum=0;
1633   activity_avg=_enc->activity_avg;
1634   luma_avg=OC_CLAMPI(90<<8,_enc->luma_avg,160<<8);
1635   chroma_rd_scale=_enc->chroma_rd_scale[OC_INTRA_FRAME][_enc->state.qis[0]];
1636   mcu_rd_scale=_enc->mcu_rd_scale;
1637   mcu_rd_iscale=_enc->mcu_rd_iscale;
1638   /*Choose MVs and MB modes and quantize and code luma.
1639     Must be done in Hilbert order.*/
1640   map_idxs=OC_MB_MAP_IDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
1641   nmap_idxs=OC_MB_MAP_NIDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
1642   _enc->state.ncoded_fragis[0]=0;
1643   _enc->state.ncoded_fragis[1]=0;
1644   _enc->state.ncoded_fragis[2]=0;
1645   sb_flags=_enc->state.sb_flags;
1646   mb_modes=_enc->state.mb_modes;
1647   mb_maps=(const oc_mb_map *)_enc->state.mb_maps;
1648   sb_maps=(const oc_sb_map *)_enc->state.sb_maps;
1649   frags=_enc->state.frags;
1650   notstart=0;
1651   notdone=1;
1652   mcu_nvsbs=_enc->mcu_nvsbs;
1653   for(stripe_sby=0;notdone;stripe_sby+=mcu_nvsbs){
1654     ptrdiff_t cfroffset;
1655     unsigned  sbi;
1656     unsigned  sbi_end;
1657     notdone=oc_enc_pipeline_set_stripe(_enc,&_enc->pipe,stripe_sby);
1658     sbi_end=_enc->pipe.sbi_end[0];
1659     cfroffset=_enc->pipe.froffset[1];
1660     for(sbi=_enc->pipe.sbi0[0];sbi<sbi_end;sbi++){
1661       int quadi;
1662       /*Mode addressing is through Y plane, always 4 MB per SB.*/
1663       for(quadi=0;quadi<4;quadi++)if(sb_flags[sbi].quad_valid&1<<quadi){
1664         unsigned  activity[4];
1665         unsigned  rd_scale[5];
1666         unsigned  rd_iscale[5];
1667         unsigned  luma;
1668         unsigned  mbi;
1669         int       mapii;
1670         int       mapi;
1671         int       bi;
1672         ptrdiff_t fragi;
1673         mbi=sbi<<2|quadi;
1674         /*Activity masking.*/
1675         if(_enc->sp_level<OC_SP_LEVEL_FAST_ANALYSIS){
1676           luma=oc_mb_activity(_enc,mbi,activity);
1677         }
1678         else{
1679           unsigned intra_satd[12];
1680           oc_mb_intra_satd(_enc,mbi,intra_satd);
1681           luma=oc_mb_activity_fast(_enc,mbi,activity,intra_satd);
1682           for(bi=0;bi<4;bi++)frags[sb_maps[mbi>>2][mbi&3][bi]].qii=0;
1683         }
1684         activity_sum+=oc_mb_masking(rd_scale,rd_iscale,
1685          chroma_rd_scale,activity,activity_avg,luma,luma_avg);
1686         luma_sum+=luma;
1687         /*Motion estimation:
1688           We do a basic 1MV search for all macroblocks, coded or not,
1689            keyframe or not, unless we aren't using motion estimation at all.*/
1690         if(!_recode&&_enc->state.curframe_num>0&&
1691          _enc->sp_level<OC_SP_LEVEL_NOMC&&_enc->keyframe_frequency_force>1){
1692           oc_mcenc_search(_enc,mbi);
1693         }
1694         if(_enc->sp_level<OC_SP_LEVEL_FAST_ANALYSIS){
1695           oc_analyze_intra_mb_luma(_enc,_enc->pipe.qs+0,mbi,rd_scale);
1696         }
1697         mb_modes[mbi]=OC_MODE_INTRA;
1698         oc_enc_mb_transform_quantize_intra_luma(_enc,&_enc->pipe,
1699          mbi,rd_scale,rd_iscale);
1700         /*Propagate final MB mode and MVs to the chroma blocks.*/
1701         for(mapii=4;mapii<nmap_idxs;mapii++){
1702           mapi=map_idxs[mapii];
1703           pli=mapi>>2;
1704           bi=mapi&3;
1705           fragi=mb_maps[mbi][pli][bi];
1706           frags[fragi].refi=OC_FRAME_SELF;
1707           frags[fragi].mb_mode=OC_MODE_INTRA;
1708         }
1709         /*Save masking scale factors for chroma blocks.*/
1710         for(mapii=4;mapii<(nmap_idxs-4>>1)+4;mapii++){
1711           mapi=map_idxs[mapii];
1712           bi=mapi&3;
1713           fragi=mb_maps[mbi][1][bi];
1714           mcu_rd_scale[fragi-cfroffset]=(ogg_uint16_t)rd_scale[4];
1715           mcu_rd_iscale[fragi-cfroffset]=(ogg_uint16_t)rd_iscale[4];
1716         }
1717       }
1718     }
1719     oc_enc_pipeline_finish_mcu_plane(_enc,&_enc->pipe,0,notstart,notdone);
1720     /*Code chroma planes.*/
1721     for(pli=1;pli<3;pli++){
1722       oc_enc_sb_transform_quantize_intra_chroma(_enc,&_enc->pipe,
1723        pli,_enc->pipe.sbi0[pli],_enc->pipe.sbi_end[pli]);
1724       oc_enc_pipeline_finish_mcu_plane(_enc,&_enc->pipe,pli,notstart,notdone);
1725     }
1726     notstart=1;
1727   }
1728   /*Compute the average block activity and MB luma score for the frame.*/
1729   _enc->activity_avg=OC_MAXI(OC_ACTIVITY_AVG_MIN,
1730    (unsigned)((activity_sum+(_enc->state.fplanes[0].nfrags>>1))/
1731    _enc->state.fplanes[0].nfrags));
1732   _enc->luma_avg=(unsigned)((luma_sum+(_enc->state.nmbs>>1))/_enc->state.nmbs);
1733   /*Finish filling in the reference frame borders.*/
1734   refi=_enc->state.ref_frame_idx[OC_FRAME_SELF];
1735   for(pli=0;pli<3;pli++)oc_state_borders_fill_caps(&_enc->state,refi,pli);
1736   _enc->state.ntotal_coded_fragis=_enc->state.nfrags;
1737 }
1738
1739
1740
1741 /*Cost information about a MB mode.*/
1742 struct oc_mode_choice{
1743   unsigned      cost;
1744   unsigned      ssd;
1745   unsigned      rate;
1746   unsigned      overhead;
1747   unsigned char qii[12];
1748 };
1749
1750
1751
1752 static void oc_mode_set_cost(oc_mode_choice *_modec,int _lambda){
1753   _modec->cost=OC_MODE_RD_COST(_modec->ssd,
1754    _modec->rate+_modec->overhead,_lambda);
1755 }
1756
1757 /*A set of skip SSD's to use to disable early skipping.*/
1758 static const unsigned OC_NOSKIP[12]={
1759   UINT_MAX,UINT_MAX,UINT_MAX,UINT_MAX,
1760   UINT_MAX,UINT_MAX,UINT_MAX,UINT_MAX,
1761   UINT_MAX,UINT_MAX,UINT_MAX,UINT_MAX
1762 };
1763
1764 /*The estimated number of bits used by a coded chroma block to specify the AC
1765    quantizer.
1766   TODO: Currently this is just 0.5*log2(3) (estimating about 50% compression);
1767    measurements suggest this is in the right ballpark, but it varies somewhat
1768    with lambda.*/
1769 #define OC_CHROMA_QII_RATE ((0xCAE00D1DU>>31-OC_BIT_SCALE)+1>>1)
1770
1771 static void oc_analyze_mb_mode_luma(oc_enc_ctx *_enc,
1772  oc_mode_choice *_modec,const oc_fr_state *_fr,const oc_qii_state *_qs,
1773  const unsigned _frag_satd[12],const unsigned _skip_ssd[12],
1774  const unsigned _rd_scale[4],int _qti){
1775   oc_fr_state  fr;
1776   oc_qii_state qs;
1777   unsigned     ssd;
1778   unsigned     rate;
1779   unsigned     satd;
1780   unsigned     best_ssd;
1781   unsigned     best_rate;
1782   int          best_fri;
1783   int          best_qii;
1784   int          lambda;
1785   int          nqis;
1786   int          nskipped;
1787   int          bi;
1788   lambda=_enc->lambda;
1789   nqis=_enc->state.nqis;
1790   /*We could do a trellis optimization here, but we don't make final skip
1791      decisions until after transform+quantization, so the result wouldn't be
1792      optimal anyway.
1793     Instead we just use a greedy approach; for most SATD values, the
1794      differences between the qiis are large enough to drown out the cost to
1795      code the flags, anyway.*/
1796   *&fr=*_fr;
1797   *&qs=*_qs;
1798   ssd=rate=nskipped=0;
1799   for(bi=0;bi<4;bi++){
1800     oc_fr_state  ft[2];
1801     oc_qii_state qt[3];
1802     unsigned     best_cost;
1803     unsigned     cur_cost;
1804     unsigned     cur_ssd;
1805     unsigned     cur_rate;
1806     unsigned     cur_overhead;
1807     int          qii;
1808     satd=_frag_satd[bi];
1809     *(ft+0)=*&fr;
1810     oc_fr_code_block(ft+0);
1811     cur_overhead=ft[0].bits-fr.bits;
1812     best_rate=oc_dct_cost2(_enc,&best_ssd,0,0,_qti,satd)
1813      +(cur_overhead<<OC_BIT_SCALE);
1814     if(nqis>1){
1815       oc_qii_state_advance(qt+0,&qs,0);
1816       best_rate+=qt[0].bits-qs.bits<<OC_BIT_SCALE;
1817     }
1818     best_ssd=OC_RD_SCALE(best_ssd,_rd_scale[bi]);
1819     best_cost=OC_MODE_RD_COST(ssd+best_ssd,rate+best_rate,lambda);
1820     best_fri=0;
1821     best_qii=0;
1822     for(qii=1;qii<nqis;qii++){
1823       oc_qii_state_advance(qt+qii,&qs,qii);
1824       cur_rate=oc_dct_cost2(_enc,&cur_ssd,qii,0,_qti,satd)
1825        +(cur_overhead+qt[qii].bits-qs.bits<<OC_BIT_SCALE);
1826       cur_ssd=OC_RD_SCALE(cur_ssd,_rd_scale[bi]);
1827       cur_cost=OC_MODE_RD_COST(ssd+cur_ssd,rate+cur_rate,lambda);
1828       if(cur_cost<best_cost){
1829         best_cost=cur_cost;
1830         best_ssd=cur_ssd;
1831         best_rate=cur_rate;
1832         best_qii=qii;
1833       }
1834     }
1835     if(_skip_ssd[bi]<(UINT_MAX>>OC_BIT_SCALE)&&nskipped<3){
1836       *(ft+1)=*&fr;
1837       oc_fr_skip_block(ft+1);
1838       cur_overhead=ft[1].bits-fr.bits<<OC_BIT_SCALE;
1839       cur_ssd=_skip_ssd[bi]<<OC_BIT_SCALE;
1840       cur_cost=OC_MODE_RD_COST(ssd+cur_ssd,rate+cur_overhead,lambda);
1841       if(cur_cost<=best_cost){
1842         best_ssd=cur_ssd;
1843         best_rate=cur_overhead;
1844         best_fri=1;
1845         best_qii+=4;
1846       }
1847     }
1848     rate+=best_rate;
1849     ssd+=best_ssd;
1850     *&fr=*(ft+best_fri);
1851     if(best_fri==0)*&qs=*(qt+best_qii);
1852     else nskipped++;
1853     _modec->qii[bi]=best_qii;
1854   }
1855   _modec->ssd=ssd;
1856   _modec->rate=rate;
1857 }
1858
1859 static void oc_analyze_mb_mode_chroma(oc_enc_ctx *_enc,
1860  oc_mode_choice *_modec,const oc_fr_state *_fr,const oc_qii_state *_qs,
1861  const unsigned _frag_satd[12],const unsigned _skip_ssd[12],
1862  unsigned _rd_scale,int _qti){
1863   unsigned ssd;
1864   unsigned rate;
1865   unsigned satd;
1866   unsigned best_ssd;
1867   unsigned best_rate;
1868   int      best_qii;
1869   unsigned cur_cost;
1870   unsigned cur_ssd;
1871   unsigned cur_rate;
1872   int      lambda;
1873   int      nblocks;
1874   int      nqis;
1875   int      pli;
1876   int      bi;
1877   int      qii;
1878   lambda=_enc->lambda;
1879   /*Most chroma blocks have no AC coefficients to speak of anyway, so it's not
1880      worth spending the bits to change the AC quantizer.
1881     TODO: This may be worth revisiting when we separate out DC and AC
1882      predictions from SATD.*/
1883 #if 0
1884   nqis=_enc->state.nqis;
1885 #else
1886   nqis=1;
1887 #endif
1888   ssd=_modec->ssd;
1889   rate=_modec->rate;
1890   /*Because (except in 4:4:4 mode) we aren't considering chroma blocks in coded
1891      order, we assume a constant overhead for coded block and qii flags.*/
1892   nblocks=OC_MB_MAP_NIDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
1893   nblocks=(nblocks-4>>1)+4;
1894   bi=4;
1895   for(pli=1;pli<3;pli++){
1896     for(;bi<nblocks;bi++){
1897       unsigned best_cost;
1898       satd=_frag_satd[bi];
1899       best_rate=oc_dct_cost2(_enc,&best_ssd,0,pli,_qti,satd)
1900        +OC_CHROMA_QII_RATE;
1901       best_ssd=OC_RD_SCALE(best_ssd,_rd_scale);
1902       best_cost=OC_MODE_RD_COST(ssd+best_ssd,rate+best_rate,lambda);
1903       best_qii=0;
1904       for(qii=1;qii<nqis;qii++){
1905         cur_rate=oc_dct_cost2(_enc,&cur_ssd,qii,pli,_qti,satd)
1906          +OC_CHROMA_QII_RATE;
1907         cur_ssd=OC_RD_SCALE(cur_ssd,_rd_scale);
1908         cur_cost=OC_MODE_RD_COST(ssd+cur_ssd,rate+cur_rate,lambda);
1909         if(cur_cost<best_cost){
1910           best_cost=cur_cost;
1911           best_ssd=cur_ssd;
1912           best_rate=cur_rate;
1913           best_qii=qii;
1914         }
1915       }
1916       if(_skip_ssd[bi]<(UINT_MAX>>OC_BIT_SCALE)){
1917         cur_ssd=_skip_ssd[bi]<<OC_BIT_SCALE;
1918         cur_cost=OC_MODE_RD_COST(ssd+cur_ssd,rate,lambda);
1919         if(cur_cost<=best_cost){
1920           best_ssd=cur_ssd;
1921           best_rate=0;
1922           best_qii+=4;
1923         }
1924       }
1925       rate+=best_rate;
1926       ssd+=best_ssd;
1927       _modec->qii[bi]=best_qii;
1928     }
1929     nblocks=(nblocks-4<<1)+4;
1930   }
1931   _modec->ssd=ssd;
1932   _modec->rate=rate;
1933 }
1934
1935 static void oc_skip_cost(oc_enc_ctx *_enc,oc_enc_pipeline_state *_pipe,
1936  unsigned _mbi,const unsigned _rd_scale[4],unsigned _ssd[12]){
1937   const unsigned char   *src;
1938   const unsigned char   *ref;
1939   int                    ystride;
1940   const oc_fragment     *frags;
1941   const ptrdiff_t       *frag_buf_offs;
1942   const ptrdiff_t       *sb_map;
1943   const oc_mb_map_plane *mb_map;
1944   const unsigned char   *map_idxs;
1945   oc_mv                 *mvs;
1946   int                    map_nidxs;
1947   unsigned               uncoded_ssd;
1948   int                    mapii;
1949   int                    mapi;
1950   int                    pli;
1951   int                    bi;
1952   ptrdiff_t              fragi;
1953   ptrdiff_t              frag_offs;
1954   int                    borderi;
1955   src=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_IO];
1956   ref=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_PREV];
1957   ystride=_enc->state.ref_ystride[0];
1958   frags=_enc->state.frags;
1959   frag_buf_offs=_enc->state.frag_buf_offs;
1960   sb_map=_enc->state.sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3];
1961   mvs=_enc->mb_info[_mbi].block_mv;
1962   for(bi=0;bi<4;bi++){
1963     fragi=sb_map[bi];
1964     borderi=frags[fragi].borderi;
1965     frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
1966     if(borderi<0){
1967       uncoded_ssd=oc_enc_frag_ssd(_enc,src+frag_offs,ref+frag_offs,ystride);
1968     }
1969     else{
1970       uncoded_ssd=oc_enc_frag_border_ssd(_enc,
1971        src+frag_offs,ref+frag_offs,ystride,_enc->state.borders[borderi].mask);
1972     }
1973     /*Scale to match DCT domain and RD.*/
1974     uncoded_ssd=OC_RD_SKIP_SCALE(uncoded_ssd,_rd_scale[bi]);
1975     /*Motion is a special case; if there is more than a full-pixel motion
1976        against the prior frame, penalize skipping.
1977       TODO: The factor of two here is a kludge, but it tested out better than a
1978        hard limit.*/
1979     if(mvs[bi]!=0)uncoded_ssd*=2;
1980     _pipe->skip_ssd[0][fragi-_pipe->froffset[0]]=_ssd[bi]=uncoded_ssd;
1981   }
1982   mb_map=(const oc_mb_map_plane *)_enc->state.mb_maps[_mbi];
1983   map_nidxs=OC_MB_MAP_NIDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
1984   map_idxs=OC_MB_MAP_IDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
1985   map_nidxs=(map_nidxs-4>>1)+4;
1986   mapii=4;
1987   mvs=_enc->mb_info[_mbi].unref_mv;
1988   for(pli=1;pli<3;pli++){
1989     ystride=_enc->state.ref_ystride[pli];
1990     for(;mapii<map_nidxs;mapii++){
1991       mapi=map_idxs[mapii];
1992       bi=mapi&3;
1993       fragi=mb_map[pli][bi];
1994       borderi=frags[fragi].borderi;
1995       frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
1996       if(borderi<0){
1997         uncoded_ssd=oc_enc_frag_ssd(_enc,src+frag_offs,ref+frag_offs,ystride);
1998       }
1999       else{
2000         uncoded_ssd=oc_enc_frag_border_ssd(_enc,
2001          src+frag_offs,ref+frag_offs,ystride,_enc->state.borders[borderi].mask);
2002       }
2003       /*Scale to match DCT domain and RD.*/
2004       uncoded_ssd=OC_RD_SKIP_SCALE(uncoded_ssd,_rd_scale[4]);
2005       /*Motion is a special case; if there is more than a full-pixel motion
2006          against the prior frame, penalize skipping.
2007         TODO: The factor of two here is a kludge, but it tested out better than
2008          a hard limit*/
2009       if(mvs[OC_FRAME_PREV]!=0)uncoded_ssd*=2;
2010       _pipe->skip_ssd[pli][fragi-_pipe->froffset[pli]]=_ssd[mapii]=uncoded_ssd;
2011     }
2012     map_nidxs=(map_nidxs-4<<1)+4;
2013   }
2014 }
2015
2016
2017 static void oc_cost_intra(oc_enc_ctx *_enc,oc_mode_choice *_modec,
2018  unsigned _mbi,const oc_fr_state *_fr,const oc_qii_state *_qs,
2019  const unsigned _frag_satd[12],const unsigned _skip_ssd[12],
2020  const unsigned _rd_scale[5]){
2021   oc_analyze_mb_mode_luma(_enc,_modec,_fr,_qs,_frag_satd,_skip_ssd,_rd_scale,0);
2022   oc_analyze_mb_mode_chroma(_enc,_modec,_fr,_qs,
2023    _frag_satd,_skip_ssd,_rd_scale[4],0);
2024   _modec->overhead=
2025    oc_mode_scheme_chooser_cost(&_enc->chooser,OC_MODE_INTRA)<<OC_BIT_SCALE;
2026   oc_mode_set_cost(_modec,_enc->lambda);
2027 }
2028
2029 static void oc_cost_inter(oc_enc_ctx *_enc,oc_mode_choice *_modec,
2030  unsigned _mbi,int _mb_mode,oc_mv _mv,
2031  const oc_fr_state *_fr,const oc_qii_state *_qs,
2032  const unsigned _skip_ssd[12],const unsigned _rd_scale[5]){
2033   unsigned               frag_satd[12];
2034   const unsigned char   *src;
2035   const unsigned char   *ref;
2036   int                    ystride;
2037   const ptrdiff_t       *frag_buf_offs;
2038   const ptrdiff_t       *sb_map;
2039   const oc_mb_map_plane *mb_map;
2040   const unsigned char   *map_idxs;
2041   int                    map_nidxs;
2042   int                    mapii;
2043   int                    mapi;
2044   int                    mv_offs[2];
2045   int                    pli;
2046   int                    bi;
2047   ptrdiff_t              fragi;
2048   ptrdiff_t              frag_offs;
2049   unsigned               dc;
2050   src=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_IO];
2051   ref=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_FOR_MODE(_mb_mode)];
2052   ystride=_enc->state.ref_ystride[0];
2053   frag_buf_offs=_enc->state.frag_buf_offs;
2054   sb_map=_enc->state.sb_maps[_mbi>>2][_mbi&3];
2055   _modec->rate=_modec->ssd=0;
2056   if(oc_state_get_mv_offsets(&_enc->state,mv_offs,0,_mv)>1){
2057     for(bi=0;bi<4;bi++){
2058       fragi=sb_map[bi];
2059       frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
2060       frag_satd[bi]=oc_enc_frag_satd2(_enc,&dc,src+frag_offs,
2061        ref+frag_offs+mv_offs[0],ref+frag_offs+mv_offs[1],ystride);
2062       frag_satd[bi]+=dc;
2063     }
2064   }
2065   else{
2066     for(bi=0;bi<4;bi++){
2067       fragi=sb_map[bi];
2068       frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
2069       frag_satd[bi]=oc_enc_frag_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,
2070        ref+frag_offs+mv_offs[0],ystride);
2071       frag_satd[bi]+=dc;
2072     }
2073   }
2074   mb_map=(const oc_mb_map_plane *)_enc->state.mb_maps[_mbi];
2075   map_idxs=OC_MB_MAP_IDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
2076   map_nidxs=OC_MB_MAP_NIDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
2077   /*Note: This assumes ref_ystride[1]==ref_ystride[2].*/
2078   ystride=_enc->state.ref_ystride[1];
2079   if(oc_state_get_mv_offsets(&_enc->state,mv_offs,1,_mv)>1){
2080     for(mapii=4;mapii<map_nidxs;mapii++){
2081       mapi=map_idxs[mapii];
2082       pli=mapi>>2;
2083       bi=mapi&3;
2084       fragi=mb_map[pli][bi];
2085       frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
2086       frag_satd[mapii]=oc_enc_frag_satd2(_enc,&dc,src+frag_offs,
2087        ref+frag_offs+mv_offs[0],ref+frag_offs+mv_offs[1],ystride);
2088       frag_satd[mapii]+=dc;
2089     }
2090   }
2091   else{
2092     for(mapii=4;mapii<map_nidxs;mapii++){
2093       mapi=map_idxs[mapii];
2094       pli=mapi>>2;
2095       bi=mapi&3;
2096       fragi=mb_map[pli][bi];
2097       frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
2098       frag_satd[mapii]=oc_enc_frag_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,
2099        ref+frag_offs+mv_offs[0],ystride);
2100       frag_satd[mapii]+=dc;
2101     }
2102   }
2103   oc_analyze_mb_mode_luma(_enc,_modec,_fr,_qs,frag_satd,_skip_ssd,_rd_scale,1);
2104   oc_analyze_mb_mode_chroma(_enc,_modec,_fr,_qs,
2105    frag_satd,_skip_ssd,_rd_scale[4],1);
2106   _modec->overhead=
2107    oc_mode_scheme_chooser_cost(&_enc->chooser,_mb_mode)<<OC_BIT_SCALE;
2108   oc_mode_set_cost(_modec,_enc->lambda);
2109 }
2110
2111 static void oc_cost_inter_nomv(oc_enc_ctx *_enc,oc_mode_choice *_modec,
2112  unsigned _mbi,int _mb_mode,const oc_fr_state *_fr,const oc_qii_state *_qs,
2113  const unsigned _skip_ssd[12],const unsigned _rd_scale[4]){
2114   oc_cost_inter(_enc,_modec,_mbi,_mb_mode,0,_fr,_qs,_skip_ssd,_rd_scale);
2115 }
2116
2117 static int oc_cost_inter1mv(oc_enc_ctx *_enc,oc_mode_choice *_modec,
2118  unsigned _mbi,int _mb_mode,oc_mv _mv,
2119  const oc_fr_state *_fr,const oc_qii_state *_qs,const unsigned _skip_ssd[12],
2120  const unsigned _rd_scale[4]){
2121   int bits0;
2122   oc_cost_inter(_enc,_modec,_mbi,_mb_mode,_mv,_fr,_qs,_skip_ssd,_rd_scale);
2123   bits0=OC_MV_BITS[0][OC_MV_X(_mv)+31]+OC_MV_BITS[0][OC_MV_Y(_mv)+31];
2124   _modec->overhead+=OC_MINI(_enc->mv_bits[0]+bits0,_enc->mv_bits[1]+12)
2125    -OC_MINI(_enc->mv_bits[0],_enc->mv_bits[1])<<OC_BIT_SCALE;
2126   oc_mode_set_cost(_modec,_enc->lambda);
2127   return bits0;
2128 }
2129
2130 /*A mapping from oc_mb_map (raster) ordering to oc_sb_map (Hilbert) ordering.*/
2131 static const unsigned char OC_MB_PHASE[4][4]={
2132   {0,1,3,2},{0,3,1,2},{0,3,1,2},{2,3,1,0}
2133 };
2134
2135 static void oc_cost_inter4mv(oc_enc_ctx *_enc,oc_mode_choice *_modec,
2136  unsigned _mbi,oc_mv _mv[4],const oc_fr_state *_fr,const oc_qii_state *_qs,
2137  const unsigned _skip_ssd[12],const unsigned _rd_scale[5]){
2138   unsigned               frag_satd[12];
2139   oc_mv                  lbmvs[4];
2140   oc_mv                  cbmvs[4];
2141   const unsigned char   *src;
2142   const unsigned char   *ref;
2143   int                    ystride;
2144   const ptrdiff_t       *frag_buf_offs;
2145   oc_mv                 *frag_mvs;
2146   const oc_mb_map_plane *mb_map;
2147   const unsigned char   *map_idxs;
2148   int                    map_nidxs;
2149   int                    nqis;
2150   int                    mapii;
2151   int                    mapi;
2152   int                    mv_offs[2];
2153   int                    pli;
2154   int                    bi;
2155   ptrdiff_t              fragi;
2156   ptrdiff_t              frag_offs;
2157   int                    bits0;
2158   int                    bits1;
2159   unsigned               satd;
2160   unsigned               dc;
2161   src=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_IO];
2162   ref=_enc->state.ref_frame_data[OC_FRAME_PREV];
2163   ystride=_enc->state.ref_ystride[0];
2164   frag_buf_offs=_enc->state.frag_buf_offs;
2165   frag_mvs=_enc->state.frag_mvs;
2166   mb_map=(const oc_mb_map_plane *)_enc->state.mb_maps[_mbi];
2167   _modec->rate=_modec->ssd=0;
2168   for(bi=0;bi<4;bi++){
2169     fragi=mb_map[0][bi];
2170     /*Save the block MVs as the current ones while we're here; we'll replace
2171        them if we don't ultimately choose 4MV mode.*/
2172     frag_mvs[fragi]=_mv[bi];
2173     frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
2174     if(oc_state_get_mv_offsets(&_enc->state,mv_offs,0,_mv[bi])>1){
2175       satd=oc_enc_frag_satd2(_enc,&dc,src+frag_offs,
2176        ref+frag_offs+mv_offs[0],ref+frag_offs+mv_offs[1],ystride);
2177     }
2178     else{
2179       satd=oc_enc_frag_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,
2180        ref+frag_offs+mv_offs[0],ystride);
2181     }
2182     frag_satd[OC_MB_PHASE[_mbi&3][bi]]=satd+dc;
2183   }
2184   oc_analyze_mb_mode_luma(_enc,_modec,_fr,_qs,frag_satd,
2185    _enc->vp3_compatible?OC_NOSKIP:_skip_ssd,_rd_scale,1);
2186   /*Figure out which blocks are being skipped and give them (0,0) MVs.*/
2187   bits0=0;
2188   bits1=0;
2189   nqis=_enc->state.nqis;
2190   for(bi=0;bi<4;bi++){
2191     if(_modec->qii[OC_MB_PHASE[_mbi&3][bi]]>=nqis)lbmvs[bi]=0;
2192     else{
2193       lbmvs[bi]=_mv[bi];
2194       bits0+=OC_MV_BITS[0][OC_MV_X(_mv[bi])+31]
2195        +OC_MV_BITS[0][OC_MV_Y(_mv[bi])+31];
2196       bits1+=12;
2197     }
2198   }
2199   (*OC_SET_CHROMA_MVS_TABLE[_enc->state.info.pixel_fmt])(cbmvs,lbmvs);
2200   map_idxs=OC_MB_MAP_IDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
2201   map_nidxs=OC_MB_MAP_NIDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
2202   /*Note: This assumes ref_ystride[1]==ref_ystride[2].*/
2203   ystride=_enc->state.ref_ystride[1];
2204   for(mapii=4;mapii<map_nidxs;mapii++){
2205     mapi=map_idxs[mapii];
2206     pli=mapi>>2;
2207     bi=mapi&3;
2208     fragi=mb_map[pli][bi];
2209     frag_offs=frag_buf_offs[fragi];
2210     /*TODO: We could save half these calls by re-using the results for the Cb
2211        and Cr planes; is it worth it?*/
2212     if(oc_state_get_mv_offsets(&_enc->state,mv_offs,pli,cbmvs[bi])>1){
2213       satd=oc_enc_frag_satd2(_enc,&dc,src+frag_offs,
2214        ref+frag_offs+mv_offs[0],ref+frag_offs+mv_offs[1],ystride);
2215     }
2216     else{
2217       satd=oc_enc_frag_satd(_enc,&dc,src+frag_offs,
2218        ref+frag_offs+mv_offs[0],ystride);
2219     }
2220     frag_satd[mapii]=satd+dc;
2221   }
2222   oc_analyze_mb_mode_chroma(_enc,_modec,_fr,_qs,
2223    frag_satd,_skip_ssd,_rd_scale[4],1);
2224   _modec->overhead=
2225    oc_mode_scheme_chooser_cost(&_enc->chooser,OC_MODE_INTER_MV_FOUR)
2226    +OC_MINI(_enc->mv_bits[0]+bits0,_enc->mv_bits[1]+bits1)
2227    -OC_MINI(_enc->mv_bits[0],_enc->mv_bits[1])<<OC_BIT_SCALE;
2228   oc_mode_set_cost(_modec,_enc->lambda);
2229 }
2230
2231 int oc_enc_analyze_inter(oc_enc_ctx *_enc,int _allow_keyframe,int _recode){
2232   oc_set_chroma_mvs_func  set_chroma_mvs;
2233   oc_qii_state            intra_luma_qs;
2234   oc_mv                   last_mv;
2235   oc_mv                   prior_mv;
2236   ogg_int64_t             interbits;
2237   ogg_int64_t             intrabits;
2238   ogg_int64_t             activity_sum;
2239   ogg_int64_t             luma_sum;
2240   unsigned                activity_avg;
2241   unsigned                luma_avg;
2242   const ogg_uint16_t     *chroma_rd_scale;
2243   ogg_uint16_t           *mcu_rd_scale;
2244   ogg_uint16_t           *mcu_rd_iscale;
2245   const unsigned char    *map_idxs;
2246   int                     nmap_idxs;
2247   unsigned               *coded_mbis;
2248   unsigned               *uncoded_mbis;
2249   size_t                  ncoded_mbis;
2250   size_t                  nuncoded_mbis;
2251   oc_sb_flags            *sb_flags;
2252   signed char            *mb_modes;
2253   const oc_sb_map        *sb_maps;
2254   const oc_mb_map        *mb_maps;
2255   oc_mb_enc_info         *embs;
2256   oc_fragment            *frags;
2257   oc_mv                  *frag_mvs;
2258   unsigned                stripe_sby;
2259   unsigned                mcu_nvsbs;
2260   int                     notstart;
2261   int                     notdone;
2262   unsigned                sbi;
2263   unsigned                sbi_end;
2264   int                     refi;
2265   int                     pli;
2266   int                     sp_level;
2267   sp_level=_enc->sp_level;
2268   set_chroma_mvs=OC_SET_CHROMA_MVS_TABLE[_enc->state.info.pixel_fmt];
2269   _enc->state.frame_type=OC_INTER_FRAME;
2270   oc_mode_scheme_chooser_reset(&_enc->chooser);
2271   oc_enc_tokenize_start(_enc);
2272   oc_enc_pipeline_init(_enc,&_enc->pipe);
2273   oc_enc_mode_rd_init(_enc);
2274   if(_allow_keyframe)oc_qii_state_init(&intra_luma_qs);
2275   _enc->mv_bits[0]=_enc->mv_bits[1]=0;
2276   interbits=intrabits=0;
2277   activity_sum=luma_sum=0;
2278   activity_avg=_enc->activity_avg;
2279   luma_avg=OC_CLAMPI(90<<8,_enc->luma_avg,160<<8);
2280   chroma_rd_scale=_enc->chroma_rd_scale[OC_INTER_FRAME][_enc->state.qis[0]];
2281   mcu_rd_scale=_enc->mcu_rd_scale;
2282   mcu_rd_iscale=_enc->mcu_rd_iscale;
2283   last_mv=prior_mv=0;
2284   /*Choose MVs and MB modes and quantize and code luma.
2285     Must be done in Hilbert order.*/
2286   map_idxs=OC_MB_MAP_IDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
2287   nmap_idxs=OC_MB_MAP_NIDXS[_enc->state.info.pixel_fmt];
2288   coded_mbis=_enc->coded_mbis;
2289   uncoded_mbis=coded_mbis+_enc->state.nmbs;
2290   ncoded_mbis=0;
2291   nuncoded_mbis=0;
2292   _enc->state.ncoded_fragis[0]=0;
2293   _enc->state.ncoded_fragis[1]=0;
2294   _enc->state.ncoded_fragis[2]=0;
2295   sb_flags=_enc->state.sb_flags;
2296   mb_modes=_enc->state.mb_modes;
2297   sb_maps=(const oc_sb_map *)_enc->state.sb_maps;
2298   mb_maps=(const oc_mb_map *)_enc->state.mb_maps;
2299   embs=_enc->mb_info;
2300   frags=_enc->state.frags;
2301   frag_mvs=_enc->state.frag_mvs;
2302   notstart=0;
2303   notdone=1;
2304   mcu_nvsbs=_enc->mcu_nvsbs;
2305   for(stripe_sby=0;notdone;stripe_sby+=mcu_nvsbs){
2306     ptrdiff_t cfroffset;
2307     notdone=oc_enc_pipeline_set_stripe(_enc,&_enc->pipe,stripe_sby);
2308     sbi_end=_enc->pipe.sbi_end[0];
2309     cfroffset=_enc->pipe.froffset[1];
2310     for(sbi=_enc->pipe.sbi0[0];sbi<sbi_end;sbi++){
2311       int quadi;
2312       /*Mode addressing is through Y plane, always 4 MB per SB.*/
2313       for(quadi=0;quadi<4;quadi++)if(sb_flags[sbi].quad_valid&1<<quadi){
2314         oc_mode_choice modes[8];
2315         unsigned       activity[4];
2316         unsigned       rd_scale[5];
2317         unsigned       rd_iscale[5];
2318         unsigned       skip_ssd[12];
2319         unsigned       intra_satd[12];
2320         unsigned       luma;
2321         int            mb_mv_bits_0;
2322         int            mb_gmv_bits_0;
2323         int            inter_mv_pref;
2324         int            mb_mode;
2325         int            refi;
2326         int            mv;
2327         unsigned       mbi;
2328         int            mapii;
2329         int            mapi;
2330         int            bi;
2331         ptrdiff_t      fragi;
2332         mbi=sbi<<2|quadi;
2333         oc_mb_intra_satd(_enc,mbi,intra_satd);
2334         /*Activity masking.*/
2335         if(sp_level<OC_SP_LEVEL_FAST_ANALYSIS){
2336           luma=oc_mb_activity(_enc,mbi,activity);
2337         }
2338         else{
2339           luma=oc_mb_activity_fast(_enc,mbi,activity,intra_satd);
2340         }
2341         luma_sum+=luma;
2342         activity_sum+=oc_mb_masking(rd_scale,rd_iscale,
2343          chroma_rd_scale,activity,activity_avg,luma,luma_avg);
2344         /*Motion estimation:
2345           We always do a basic 1MV search for all macroblocks, coded or not,
2346            keyframe or not.*/
2347         if(!_recode&&sp_level<OC_SP_LEVEL_NOMC)oc_mcenc_search(_enc,mbi);
2348         mv=0;
2349         /*Find the block choice with the lowest estimated coding cost.
2350           If a Cb or Cr block is coded but no Y' block from a macro block then
2351            the mode MUST be OC_MODE_INTER_NOMV.
2352           This is the default state to which the mode data structure is
2353            initialised in encoder and decoder at the start of each frame.*/
2354         /*Block coding cost is estimated from correlated SATD metrics.*/
2355         /*At this point, all blocks that are in frame are still marked coded.*/
2356         if(!_recode){
2357           embs[mbi].unref_mv[OC_FRAME_GOLD]=
2358            embs[mbi].analysis_mv[0][OC_FRAME_GOLD];
2359           embs[mbi].unref_mv[OC_FRAME_PREV]=
2360            embs[mbi].analysis_mv[0][OC_FRAME_PREV];
2361           embs[mbi].refined=0;
2362         }
2363         /*Estimate the cost of coding this MB in a keyframe.*/
2364         if(_allow_keyframe){
2365           oc_cost_intra(_enc,modes+OC_MODE_INTRA,mbi,
2366            _enc->pipe.fr+0,&intra_luma_qs,intra_satd,OC_NOSKIP,rd_scale);
2367           intrabits+=modes[OC_MODE_INTRA].rate;
2368           for(bi=0;bi<4;bi++){
2369             oc_qii_state_advance(&intra_luma_qs,&intra_luma_qs,
2370              modes[OC_MODE_INTRA].qii[bi]);
2371           }
2372         }
2373         /*Estimate the cost in a delta frame for various modes.*/
2374         oc_skip_cost(_enc,&_enc->pipe,mbi,rd_scale,skip_ssd);
2375         if(sp_level<OC_SP_LEVEL_NOMC){
2376           oc_cost_inter_nomv(_enc,modes+OC_MODE_INTER_NOMV,mbi,
2377            OC_MODE_INTER_NOMV,_enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,
2378            skip_ssd,rd_scale);
2379           oc_cost_intra(_enc,modes+OC_MODE_INTRA,mbi,
2380            _enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,intra_satd,skip_ssd,rd_scale);
2381           mb_mv_bits_0=oc_cost_inter1mv(_enc,modes+OC_MODE_INTER_MV,mbi,
2382            OC_MODE_INTER_MV,embs[mbi].unref_mv[OC_FRAME_PREV],
2383            _enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,skip_ssd,rd_scale);
2384           oc_cost_inter(_enc,modes+OC_MODE_INTER_MV_LAST,mbi,
2385            OC_MODE_INTER_MV_LAST,last_mv,_enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,
2386            skip_ssd,rd_scale);
2387           oc_cost_inter(_enc,modes+OC_MODE_INTER_MV_LAST2,mbi,
2388            OC_MODE_INTER_MV_LAST2,prior_mv,_enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,
2389            skip_ssd,rd_scale);
2390           oc_cost_inter_nomv(_enc,modes+OC_MODE_GOLDEN_NOMV,mbi,
2391            OC_MODE_GOLDEN_NOMV,_enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,
2392            skip_ssd,rd_scale);
2393           mb_gmv_bits_0=oc_cost_inter1mv(_enc,modes+OC_MODE_GOLDEN_MV,mbi,
2394            OC_MODE_GOLDEN_MV,embs[mbi].unref_mv[OC_FRAME_GOLD],
2395            _enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,skip_ssd,rd_scale);
2396           /*The explicit MV modes (2,6,7) have not yet gone through halfpel
2397              refinement.
2398             We choose the explicit MV mode that's already furthest ahead on
2399              R-D cost and refine only that one.
2400             We have to be careful to remember which ones we've refined so that
2401              we don't refine it again if we re-encode this frame.*/
2402           inter_mv_pref=_enc->lambda*3;
2403           if(sp_level<OC_SP_LEVEL_FAST_ANALYSIS){
2404             oc_cost_inter4mv(_enc,modes+OC_MODE_INTER_MV_FOUR,mbi,
2405              embs[mbi].block_mv,_enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,
2406              skip_ssd,rd_scale);
2407           }
2408           else{
2409             modes[OC_MODE_INTER_MV_FOUR].cost=UINT_MAX;
2410           }
2411           if(modes[OC_MODE_INTER_MV_FOUR].cost<modes[OC_MODE_INTER_MV].cost&&
2412            modes[OC_MODE_INTER_MV_FOUR].cost<modes[OC_MODE_GOLDEN_MV].cost){
2413             if(!(embs[mbi].refined&0x80)){
2414               oc_mcenc_refine4mv(_enc,mbi);
2415               embs[mbi].refined|=0x80;
2416             }
2417             oc_cost_inter4mv(_enc,modes+OC_MODE_INTER_MV_FOUR,mbi,
2418              embs[mbi].ref_mv,_enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,
2419              skip_ssd,rd_scale);
2420           }
2421           else if(modes[OC_MODE_GOLDEN_MV].cost+inter_mv_pref<
2422            modes[OC_MODE_INTER_MV].cost){
2423             if(!(embs[mbi].refined&0x40)){
2424               oc_mcenc_refine1mv(_enc,mbi,OC_FRAME_GOLD);
2425               embs[mbi].refined|=0x40;
2426             }
2427             mb_gmv_bits_0=oc_cost_inter1mv(_enc,modes+OC_MODE_GOLDEN_MV,mbi,
2428              OC_MODE_GOLDEN_MV,embs[mbi].analysis_mv[0][OC_FRAME_GOLD],
2429              _enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,skip_ssd,rd_scale);
2430           }
2431           if(!(embs[mbi].refined&0x04)){
2432             oc_mcenc_refine1mv(_enc,mbi,OC_FRAME_PREV);
2433             embs[mbi].refined|=0x04;
2434           }
2435           mb_mv_bits_0=oc_cost_inter1mv(_enc,modes+OC_MODE_INTER_MV,mbi,
2436            OC_MODE_INTER_MV,embs[mbi].analysis_mv[0][OC_FRAME_PREV],
2437            _enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,skip_ssd,rd_scale);
2438           /*Finally, pick the mode with the cheapest estimated R-D cost.*/
2439           mb_mode=OC_MODE_INTER_NOMV;
2440           if(modes[OC_MODE_INTRA].cost<modes[OC_MODE_INTER_NOMV].cost){
2441             mb_mode=OC_MODE_INTRA;
2442           }
2443           if(modes[OC_MODE_INTER_MV_LAST].cost<modes[mb_mode].cost){
2444             mb_mode=OC_MODE_INTER_MV_LAST;
2445           }
2446           if(modes[OC_MODE_INTER_MV_LAST2].cost<modes[mb_mode].cost){
2447             mb_mode=OC_MODE_INTER_MV_LAST2;
2448           }
2449           if(modes[OC_MODE_GOLDEN_NOMV].cost<modes[mb_mode].cost){
2450             mb_mode=OC_MODE_GOLDEN_NOMV;
2451           }
2452           if(modes[OC_MODE_GOLDEN_MV].cost<modes[mb_mode].cost){
2453             mb_mode=OC_MODE_GOLDEN_MV;
2454           }
2455           if(modes[OC_MODE_INTER_MV_FOUR].cost<modes[mb_mode].cost){
2456             mb_mode=OC_MODE_INTER_MV_FOUR;
2457           }
2458           /*We prefer OC_MODE_INTER_MV, but not over LAST and LAST2.*/
2459           if(mb_mode==OC_MODE_INTER_MV_LAST||mb_mode==OC_MODE_INTER_MV_LAST2){
2460             inter_mv_pref=0;
2461           }
2462           if(modes[OC_MODE_INTER_MV].cost<modes[mb_mode].cost+inter_mv_pref){
2463             mb_mode=OC_MODE_INTER_MV;
2464           }
2465         }
2466         else{
2467           oc_cost_inter_nomv(_enc,modes+OC_MODE_INTER_NOMV,mbi,
2468            OC_MODE_INTER_NOMV,_enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,
2469            skip_ssd,rd_scale);
2470           oc_cost_intra(_enc,modes+OC_MODE_INTRA,mbi,
2471            _enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,intra_satd,skip_ssd,rd_scale);
2472           oc_cost_inter_nomv(_enc,modes+OC_MODE_GOLDEN_NOMV,mbi,
2473            OC_MODE_GOLDEN_NOMV,_enc->pipe.fr+0,_enc->pipe.qs+0,
2474            skip_ssd,rd_scale);
2475           mb_mode=OC_MODE_INTER_NOMV;
2476           if(modes[OC_MODE_INTRA].cost<modes[OC_MODE_INTER_NOMV].cost){
2477             mb_mode=OC_MODE_INTRA;
2478           }
2479           if(modes[OC_MODE_GOLDEN_NOMV].cost<modes[mb_mode].cost){
2480             mb_mode=OC_MODE_GOLDEN_NOMV;
2481           }
2482           mb_mv_bits_0=mb_gmv_bits_0=0;
2483         }
2484         mb_modes[mbi]=mb_mode;
2485         /*Propagate the MVs to the luma blocks.*/
2486         if(mb_mode!=OC_MODE_INTER_MV_FOUR){
2487           switch(mb_mode){
2488             case OC_MODE_INTER_MV:{
2489               mv=embs[mbi].analysis_mv[0][OC_FRAME_PREV];
2490             }break;
2491             case OC_MODE_INTER_MV_LAST:mv=last_mv;break;
2492             case OC_MODE_INTER_MV_LAST2:mv=prior_mv;break;
2493             case OC_MODE_GOLDEN_MV:{
2494               mv=embs[mbi].analysis_mv[0][OC_FRAME_GOLD];
2495             }break;
2496           }
2497           for(bi=0;bi<4;bi++){
2498             fragi=mb_maps[mbi][0][bi];
2499             frag_mvs[fragi]=mv;
2500           }
2501         }
2502         for(bi=0;bi<4;bi++){
2503           fragi=sb_maps[mbi>>2][mbi&3][bi];
2504           frags[fragi].qii=modes[mb_mode].qii[bi];
2505         }
2506         if(oc_enc_mb_transform_quantize_inter_luma(_enc,&_enc->pipe,mbi,
2507          modes[mb_mode].overhead>>OC_BIT_SCALE,rd_scale,rd_iscale)>0){
2508           int orig_mb_mode;
2509           orig_mb_mode=mb_mode;
2510           mb_mode=mb_modes[mbi];
2511           refi=OC_FRAME_FOR_MODE(mb_mode);
2512           switch(mb_mode){
2513             case OC_MODE_INTER_MV:{
2514               prior_mv=last_mv;
2515               /*If we're backing out from 4MV, find the MV we're actually
2516                  using.*/
2517               if(orig_mb_mode==OC_MODE_INTER_MV_FOUR){
2518                 for(bi=0;;bi++){
2519                   fragi=mb_maps[mbi][0][bi];
2520                   if(frags[fragi].coded){
2521                     mv=last_mv=frag_mvs[fragi];
2522                     break;
2523                   }
2524                 }
2525                 mb_mv_bits_0=OC_MV_BITS[0][OC_MV_X(mv)+31]
2526                  +OC_MV_BITS[0][OC_MV_Y(mv)+31];
2527               }
2528               /*Otherwise we used the original analysis MV.*/
2529               else last_mv=embs[mbi].analysis_mv[0][OC_FRAME_PREV];
2530               _enc->mv_bits[0]+=mb_mv_bits_0;
2531               _enc->mv_bits[1]+=12;
2532             }break;
2533             case OC_MODE_INTER_MV_LAST2:{
2534               oc_mv tmp_mv;
2535               tmp_mv=prior_mv;
2536               prior_mv=last_mv;
2537               last_mv=tmp_mv;
2538             }break;
2539             case OC_MODE_GOLDEN_MV:{
2540               _enc->mv_bits[0]+=mb_gmv_bits_0;
2541               _enc->mv_bits[1]+=12;
2542             }break;
2543             case OC_MODE_INTER_MV_FOUR:{
2544               oc_mv lbmvs[4];
2545               oc_mv cbmvs[4];
2546               prior_mv=last_mv;
2547               for(bi=0;bi<4;bi++){
2548                 fragi=mb_maps[mbi][0][bi];
2549                 if(frags[fragi].coded){
2550                   lbmvs[bi]=last_mv=frag_mvs[fragi];
2551                   _enc->mv_bits[0]+=OC_MV_BITS[0][OC_MV_X(last_mv)+31]
2552                    +OC_MV_BITS[0][OC_MV_Y(last_mv)+31];
2553                   _enc->mv_bits[1]+=12;
2554                 }
2555                 /*Replace the block MVs for not-coded blocks with (0,0).*/
2556                 else lbmvs[bi]=0;
2557               }
2558               (*set_chroma_mvs)(cbmvs,lbmvs);
2559               for(mapii=4;mapii<nmap_idxs;mapii++){
2560                 mapi=map_idxs[mapii];
2561                 pli=mapi>>2;
2562                 bi=mapi&3;
2563                 fragi=mb_maps[mbi][pli][bi];
2564                 frags[fragi].qii=modes[OC_MODE_INTER_MV_FOUR].qii[mapii];
2565                 frags[fragi].refi=refi;
2566                 frags[fragi].mb_mode=mb_mode;
2567                 frag_mvs[fragi]=cbmvs[bi];
2568               }
2569             }break;
2570           }
2571           coded_mbis[ncoded_mbis++]=mbi;
2572           oc_mode_scheme_chooser_update(&_enc->chooser,mb_mode);
2573           interbits+=modes[mb_mode].rate+modes[mb_mode].overhead;
2574         }
2575         else{
2576           *(uncoded_mbis-++nuncoded_mbis)=mbi;
2577           mb_mode=OC_MODE_INTER_NOMV;
2578           refi=OC_FRAME_PREV;
2579           mv=0;
2580         }
2581         /*Propagate final MB mode and MVs to the chroma blocks.
2582           This has already been done for 4MV mode, since it requires individual
2583            block motion vectors.*/
2584         if(mb_mode!=OC_MODE_INTER_MV_FOUR){
2585           for(mapii=4;mapii<nmap_idxs;mapii++){
2586             mapi=map_idxs[mapii];
2587             pli=mapi>>2;
2588             bi=mapi&3;
2589             fragi=mb_maps[mbi][pli][bi];
2590             /*If we switched from 4MV mode to INTER_MV mode, then the qii
2591                values won't have been chosen with the right MV, but it's
2592                probaby not worth re-estimating them.*/
2593             frags[fragi].qii=modes[mb_mode].qii[mapii];
2594             frags[fragi].refi=refi;
2595             frags[fragi].mb_mode=mb_mode;
2596             frag_mvs[fragi]=mv;
2597           }
2598         }
2599         /*Save masking scale factors for chroma blocks.*/
2600         for(mapii=4;mapii<(nmap_idxs-4>>1)+4;mapii++){
2601           mapi=map_idxs[mapii];
2602           bi=mapi&3;
2603           fragi=mb_maps[mbi][1][bi];
2604           mcu_rd_scale[fragi-cfroffset]=(ogg_uint16_t)rd_scale[4];
2605           mcu_rd_iscale[fragi-cfroffset]=(ogg_uint16_t)rd_iscale[4];
2606         }
2607       }
2608       oc_fr_state_flush_sb(_enc->pipe.fr+0);
2609       sb_flags[sbi].coded_fully=_enc->pipe.fr[0].sb_full;
2610       sb_flags[sbi].coded_partially=_enc->pipe.fr[0].sb_partial;
2611     }
2612     oc_enc_pipeline_finish_mcu_plane(_enc,&_enc->pipe,0,notstart,notdone);
2613     /*Code chroma planes.*/
2614     for(pli=1;pli<3;pli++){
2615       oc_enc_sb_transform_quantize_inter_chroma(_enc,&_enc->pipe,
2616        pli,_enc->pipe.sbi0[pli],_enc->pipe.sbi_end[pli]);
2617       oc_enc_pipeline_finish_mcu_plane(_enc,&_enc->pipe,pli,notstart,notdone);
2618     }
2619     notstart=1;
2620   }
2621   /*Update the average block activity and MB luma score for the frame.
2622     We could use a Bessel follower here, but fast reaction is probably almost
2623      always best.*/
2624   _enc->activity_avg=OC_MAXI(OC_ACTIVITY_AVG_MIN,
2625    (unsigned)((activity_sum+(_enc->state.fplanes[0].nfrags>>1))/
2626    _enc->state.fplanes[0].nfrags));
2627   _enc->luma_avg=(unsigned)((luma_sum+(_enc->state.nmbs>>1))/_enc->state.nmbs);
2628   /*Finish filling in the reference frame borders.*/
2629   refi=_enc->state.ref_frame_idx[OC_FRAME_SELF];
2630   for(pli=0;pli<3;pli++)oc_state_borders_fill_caps(&_enc->state,refi,pli);
2631   /*Finish adding flagging overhead costs to inter bit counts to determine if
2632      we should have coded a key frame instead.*/
2633   if(_allow_keyframe){
2634     /*Technically the chroma plane counts are over-estimations, because they
2635        don't account for continuing runs from the luma planes, but the
2636        inaccuracy is small.
2637       We don't need to add the luma plane coding flag costs, because they are
2638        already included in the MB rate estimates.*/
2639     for(pli=1;pli<3;pli++)interbits+=_enc->pipe.fr[pli].bits<<OC_BIT_SCALE;
2640     if(interbits>intrabits)return 1;
2641   }
2642   _enc->ncoded_mbis=ncoded_mbis;
2643   /*Compact the coded fragment list.*/
2644   {
2645     ptrdiff_t ncoded_fragis;
2646     ncoded_fragis=_enc->state.ncoded_fragis[0];
2647     for(pli=1;pli<3;pli++){
2648       memmove(_enc->state.coded_fragis+ncoded_fragis,
2649        _enc->state.coded_fragis+_enc->state.fplanes[pli].froffset,
2650        _enc->state.ncoded_fragis[pli]*sizeof(*_enc->state.coded_fragis));
2651       ncoded_fragis+=_enc->state.ncoded_fragis[pli];
2652     }
2653     _enc->state.ntotal_coded_fragis=ncoded_fragis;
2654   }
2655   return 0;
2656 }