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ratecontrol: Reorder functions to avoid forward declarations
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d639dcdae0
commit
a1f6a2dfda
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@ -42,10 +42,6 @@
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#define M_E 2.718281828
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#define M_E 2.718281828
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#endif
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#endif
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static int init_pass2(MpegEncContext *s);
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static double get_qscale(MpegEncContext *s, RateControlEntry *rce,
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double rate_factor, int frame_num);
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static inline double qp2bits(RateControlEntry *rce, double qp)
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static inline double qp2bits(RateControlEntry *rce, double qp)
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{
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{
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if (qp <= 0.0) {
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if (qp <= 0.0) {
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@ -62,6 +58,392 @@ static inline double bits2qp(RateControlEntry *rce, double bits)
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return rce->qscale * (double)(rce->i_tex_bits + rce->p_tex_bits + 1) / bits;
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return rce->qscale * (double)(rce->i_tex_bits + rce->p_tex_bits + 1) / bits;
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}
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}
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static double get_diff_limited_q(MpegEncContext *s, RateControlEntry *rce, double q)
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{
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RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
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AVCodecContext *a = s->avctx;
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const int pict_type = rce->new_pict_type;
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const double last_p_q = rcc->last_qscale_for[AV_PICTURE_TYPE_P];
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const double last_non_b_q = rcc->last_qscale_for[rcc->last_non_b_pict_type];
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if (pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I &&
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(a->i_quant_factor > 0.0 || rcc->last_non_b_pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P))
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q = last_p_q * FFABS(a->i_quant_factor) + a->i_quant_offset;
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else if (pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B &&
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a->b_quant_factor > 0.0)
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q = last_non_b_q * a->b_quant_factor + a->b_quant_offset;
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if (q < 1)
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q = 1;
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/* last qscale / qdiff stuff */
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if (rcc->last_non_b_pict_type == pict_type || pict_type != AV_PICTURE_TYPE_I) {
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double last_q = rcc->last_qscale_for[pict_type];
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const int maxdiff = FF_QP2LAMBDA * a->max_qdiff;
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if (q > last_q + maxdiff)
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q = last_q + maxdiff;
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else if (q < last_q - maxdiff)
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q = last_q - maxdiff;
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}
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rcc->last_qscale_for[pict_type] = q; // Note we cannot do that after blurring
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if (pict_type != AV_PICTURE_TYPE_B)
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rcc->last_non_b_pict_type = pict_type;
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return q;
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}
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/**
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* Get the qmin & qmax for pict_type.
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*/
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static void get_qminmax(int *qmin_ret, int *qmax_ret, MpegEncContext *s, int pict_type)
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{
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int qmin = s->lmin;
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int qmax = s->lmax;
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assert(qmin <= qmax);
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switch (pict_type) {
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case AV_PICTURE_TYPE_B:
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qmin = (int)(qmin * FFABS(s->avctx->b_quant_factor) + s->avctx->b_quant_offset + 0.5);
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qmax = (int)(qmax * FFABS(s->avctx->b_quant_factor) + s->avctx->b_quant_offset + 0.5);
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break;
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|
case AV_PICTURE_TYPE_I:
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|
qmin = (int)(qmin * FFABS(s->avctx->i_quant_factor) + s->avctx->i_quant_offset + 0.5);
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||||||
|
qmax = (int)(qmax * FFABS(s->avctx->i_quant_factor) + s->avctx->i_quant_offset + 0.5);
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||||||
|
break;
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|
}
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||||||
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|
qmin = av_clip(qmin, 1, FF_LAMBDA_MAX);
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||||||
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qmax = av_clip(qmax, 1, FF_LAMBDA_MAX);
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if (qmax < qmin)
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|
qmax = qmin;
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*qmin_ret = qmin;
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|
*qmax_ret = qmax;
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}
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static double modify_qscale(MpegEncContext *s, RateControlEntry *rce,
|
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double q, int frame_num)
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{
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|
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
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const double buffer_size = s->avctx->rc_buffer_size;
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const double fps = 1 / av_q2d(s->avctx->time_base);
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const double min_rate = s->avctx->rc_min_rate / fps;
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|
const double max_rate = s->avctx->rc_max_rate / fps;
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|
const int pict_type = rce->new_pict_type;
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int qmin, qmax;
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get_qminmax(&qmin, &qmax, s, pict_type);
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/* modulation */
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if (s->rc_qmod_freq &&
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frame_num % s->rc_qmod_freq == 0 &&
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|
pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P)
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q *= s->rc_qmod_amp;
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/* buffer overflow/underflow protection */
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if (buffer_size) {
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double expected_size = rcc->buffer_index;
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double q_limit;
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if (min_rate) {
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double d = 2 * (buffer_size - expected_size) / buffer_size;
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if (d > 1.0)
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||||||
|
d = 1.0;
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|
else if (d < 0.0001)
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d = 0.0001;
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|
q *= pow(d, 1.0 / s->rc_buffer_aggressivity);
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q_limit = bits2qp(rce,
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|
FFMAX((min_rate - buffer_size + rcc->buffer_index) *
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s->avctx->rc_min_vbv_overflow_use, 1));
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||||||
|
if (q > q_limit) {
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||||||
|
if (s->avctx->debug & FF_DEBUG_RC)
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||||||
|
av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
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|
"limiting QP %f -> %f\n", q, q_limit);
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|
q = q_limit;
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}
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|
}
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||||||
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||||||
|
if (max_rate) {
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double d = 2 * expected_size / buffer_size;
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if (d > 1.0)
|
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|
d = 1.0;
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|
else if (d < 0.0001)
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|
d = 0.0001;
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|
q /= pow(d, 1.0 / s->rc_buffer_aggressivity);
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|
q_limit = bits2qp(rce,
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|
FFMAX(rcc->buffer_index *
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|
s->avctx->rc_max_available_vbv_use,
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|
1));
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||||||
|
if (q < q_limit) {
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||||||
|
if (s->avctx->debug & FF_DEBUG_RC)
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||||||
|
av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
|
||||||
|
"limiting QP %f -> %f\n", q, q_limit);
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||||||
|
q = q_limit;
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}
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|
}
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|
}
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|
ff_dlog(s, "q:%f max:%f min:%f size:%f index:%f agr:%f\n",
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q, max_rate, min_rate, buffer_size, rcc->buffer_index,
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|
s->rc_buffer_aggressivity);
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|
if (s->rc_qsquish == 0.0 || qmin == qmax) {
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if (q < qmin)
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q = qmin;
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|
else if (q > qmax)
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|
q = qmax;
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} else {
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double min2 = log(qmin);
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|
double max2 = log(qmax);
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||||||
|
q = log(q);
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||||||
|
q = (q - min2) / (max2 - min2) - 0.5;
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|
q *= -4.0;
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||||||
|
q = 1.0 / (1.0 + exp(q));
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||||||
|
q = q * (max2 - min2) + min2;
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|
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||||||
|
q = exp(q);
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|
}
|
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|
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||||||
|
return q;
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||||||
|
}
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/**
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|
* Modify the bitrate curve from pass1 for one frame.
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*/
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static double get_qscale(MpegEncContext *s, RateControlEntry *rce,
|
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|
double rate_factor, int frame_num)
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|
{
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|
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
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||||||
|
AVCodecContext *a = s->avctx;
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|
const int pict_type = rce->new_pict_type;
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const double mb_num = s->mb_num;
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double q, bits;
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int i;
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double const_values[] = {
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M_PI,
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M_E,
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rce->i_tex_bits * rce->qscale,
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||||||
|
rce->p_tex_bits * rce->qscale,
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||||||
|
(rce->i_tex_bits + rce->p_tex_bits) * (double)rce->qscale,
|
||||||
|
rce->mv_bits / mb_num,
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||||||
|
rce->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B ? (rce->f_code + rce->b_code) * 0.5 : rce->f_code,
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||||||
|
rce->i_count / mb_num,
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||||||
|
rce->mc_mb_var_sum / mb_num,
|
||||||
|
rce->mb_var_sum / mb_num,
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||||||
|
rce->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I,
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||||||
|
rce->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P,
|
||||||
|
rce->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B,
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||||||
|
rcc->qscale_sum[pict_type] / (double)rcc->frame_count[pict_type],
|
||||||
|
a->qcompress,
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||||||
|
rcc->i_cplx_sum[AV_PICTURE_TYPE_I] / (double)rcc->frame_count[AV_PICTURE_TYPE_I],
|
||||||
|
rcc->i_cplx_sum[AV_PICTURE_TYPE_P] / (double)rcc->frame_count[AV_PICTURE_TYPE_P],
|
||||||
|
rcc->p_cplx_sum[AV_PICTURE_TYPE_P] / (double)rcc->frame_count[AV_PICTURE_TYPE_P],
|
||||||
|
rcc->p_cplx_sum[AV_PICTURE_TYPE_B] / (double)rcc->frame_count[AV_PICTURE_TYPE_B],
|
||||||
|
(rcc->i_cplx_sum[pict_type] + rcc->p_cplx_sum[pict_type]) / (double)rcc->frame_count[pict_type],
|
||||||
|
0
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||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
bits = av_expr_eval(rcc->rc_eq_eval, const_values, rce);
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||||||
|
if (isnan(bits)) {
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|
av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error evaluating rc_eq \"%s\"\n", s->rc_eq);
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|
return -1;
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|
}
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|
rcc->pass1_rc_eq_output_sum += bits;
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||||||
|
bits *= rate_factor;
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||||||
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if (bits < 0.0)
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|
bits = 0.0;
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bits += 1.0; // avoid 1/0 issues
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/* user override */
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||||||
|
for (i = 0; i < s->avctx->rc_override_count; i++) {
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|
RcOverride *rco = s->avctx->rc_override;
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||||||
|
if (rco[i].start_frame > frame_num)
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||||||
|
continue;
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||||||
|
if (rco[i].end_frame < frame_num)
|
||||||
|
continue;
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||||||
|
|
||||||
|
if (rco[i].qscale)
|
||||||
|
bits = qp2bits(rce, rco[i].qscale); // FIXME move at end to really force it?
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|
else
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|
bits *= rco[i].quality_factor;
|
||||||
|
}
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|
q = bits2qp(rce, bits);
|
||||||
|
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||||||
|
/* I/B difference */
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|
if (pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I && s->avctx->i_quant_factor < 0.0)
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||||||
|
q = -q * s->avctx->i_quant_factor + s->avctx->i_quant_offset;
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||||||
|
else if (pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B && s->avctx->b_quant_factor < 0.0)
|
||||||
|
q = -q * s->avctx->b_quant_factor + s->avctx->b_quant_offset;
|
||||||
|
if (q < 1)
|
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|
q = 1;
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||||||
|
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||||||
|
return q;
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
static int init_pass2(MpegEncContext *s)
|
||||||
|
{
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||||||
|
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
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||||||
|
AVCodecContext *a = s->avctx;
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||||||
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int i, toobig;
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||||||
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double fps = 1 / av_q2d(s->avctx->time_base);
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||||||
|
double complexity[5] = { 0 }; // approximate bits at quant=1
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|
uint64_t const_bits[5] = { 0 }; // quantizer independent bits
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||||||
|
uint64_t all_const_bits;
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||||||
|
uint64_t all_available_bits = (uint64_t)(s->bit_rate *
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||||||
|
(double)rcc->num_entries / fps);
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||||||
|
double rate_factor = 0;
|
||||||
|
double step;
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||||||
|
const int filter_size = (int)(a->qblur * 4) | 1;
|
||||||
|
double expected_bits;
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||||||
|
double *qscale, *blurred_qscale, qscale_sum;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* find complexity & const_bits & decide the pict_types */
|
||||||
|
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
|
||||||
|
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
|
||||||
|
|
||||||
|
rce->new_pict_type = rce->pict_type;
|
||||||
|
rcc->i_cplx_sum[rce->pict_type] += rce->i_tex_bits * rce->qscale;
|
||||||
|
rcc->p_cplx_sum[rce->pict_type] += rce->p_tex_bits * rce->qscale;
|
||||||
|
rcc->mv_bits_sum[rce->pict_type] += rce->mv_bits;
|
||||||
|
rcc->frame_count[rce->pict_type]++;
|
||||||
|
|
||||||
|
complexity[rce->new_pict_type] += (rce->i_tex_bits + rce->p_tex_bits) *
|
||||||
|
(double)rce->qscale;
|
||||||
|
const_bits[rce->new_pict_type] += rce->mv_bits + rce->misc_bits;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
all_const_bits = const_bits[AV_PICTURE_TYPE_I] +
|
||||||
|
const_bits[AV_PICTURE_TYPE_P] +
|
||||||
|
const_bits[AV_PICTURE_TYPE_B];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (all_available_bits < all_const_bits) {
|
||||||
|
av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "requested bitrate is too low\n");
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
qscale = av_malloc(sizeof(double) * rcc->num_entries);
|
||||||
|
blurred_qscale = av_malloc(sizeof(double) * rcc->num_entries);
|
||||||
|
if (!qscale || !blurred_qscale) {
|
||||||
|
av_free(qscale);
|
||||||
|
av_free(blurred_qscale);
|
||||||
|
return AVERROR(ENOMEM);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
toobig = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (step = 256 * 256; step > 0.0000001; step *= 0.5) {
|
||||||
|
expected_bits = 0;
|
||||||
|
rate_factor += step;
|
||||||
|
|
||||||
|
rcc->buffer_index = s->avctx->rc_buffer_size / 2;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* find qscale */
|
||||||
|
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
|
||||||
|
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
|
||||||
|
|
||||||
|
qscale[i] = get_qscale(s, &rcc->entry[i], rate_factor, i);
|
||||||
|
rcc->last_qscale_for[rce->pict_type] = qscale[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
assert(filter_size % 2 == 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* fixed I/B QP relative to P mode */
|
||||||
|
for (i = rcc->num_entries - 1; i >= 0; i--) {
|
||||||
|
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
|
||||||
|
|
||||||
|
qscale[i] = get_diff_limited_q(s, rce, qscale[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* smooth curve */
|
||||||
|
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
|
||||||
|
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
|
||||||
|
const int pict_type = rce->new_pict_type;
|
||||||
|
int j;
|
||||||
|
double q = 0.0, sum = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (j = 0; j < filter_size; j++) {
|
||||||
|
int index = i + j - filter_size / 2;
|
||||||
|
double d = index - i;
|
||||||
|
double coeff = a->qblur == 0 ? 1.0 : exp(-d * d / (a->qblur * a->qblur));
|
||||||
|
|
||||||
|
if (index < 0 || index >= rcc->num_entries)
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
if (pict_type != rcc->entry[index].new_pict_type)
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
q += qscale[index] * coeff;
|
||||||
|
sum += coeff;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
blurred_qscale[i] = q / sum;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* find expected bits */
|
||||||
|
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
|
||||||
|
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
|
||||||
|
double bits;
|
||||||
|
|
||||||
|
rce->new_qscale = modify_qscale(s, rce, blurred_qscale[i], i);
|
||||||
|
|
||||||
|
bits = qp2bits(rce, rce->new_qscale) + rce->mv_bits + rce->misc_bits;
|
||||||
|
bits += 8 * ff_vbv_update(s, bits);
|
||||||
|
|
||||||
|
rce->expected_bits = expected_bits;
|
||||||
|
expected_bits += bits;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ff_dlog(s->avctx,
|
||||||
|
"expected_bits: %f all_available_bits: %d rate_factor: %f\n",
|
||||||
|
expected_bits, (int)all_available_bits, rate_factor);
|
||||||
|
if (expected_bits > all_available_bits) {
|
||||||
|
rate_factor -= step;
|
||||||
|
++toobig;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
av_free(qscale);
|
||||||
|
av_free(blurred_qscale);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* check bitrate calculations and print info */
|
||||||
|
qscale_sum = 0.0;
|
||||||
|
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
|
||||||
|
ff_dlog(s, "[lavc rc] entry[%d].new_qscale = %.3f qp = %.3f\n",
|
||||||
|
i,
|
||||||
|
rcc->entry[i].new_qscale,
|
||||||
|
rcc->entry[i].new_qscale / FF_QP2LAMBDA);
|
||||||
|
qscale_sum += av_clip(rcc->entry[i].new_qscale / FF_QP2LAMBDA,
|
||||||
|
s->avctx->qmin, s->avctx->qmax);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
assert(toobig <= 40);
|
||||||
|
av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
|
||||||
|
"[lavc rc] requested bitrate: %d bps expected bitrate: %d bps\n",
|
||||||
|
s->bit_rate,
|
||||||
|
(int)(expected_bits / ((double)all_available_bits / s->bit_rate)));
|
||||||
|
av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
|
||||||
|
"[lavc rc] estimated target average qp: %.3f\n",
|
||||||
|
(float)qscale_sum / rcc->num_entries);
|
||||||
|
if (toobig == 0) {
|
||||||
|
av_log(s->avctx, AV_LOG_INFO,
|
||||||
|
"[lavc rc] Using all of requested bitrate is not "
|
||||||
|
"necessary for this video with these parameters.\n");
|
||||||
|
} else if (toobig == 40) {
|
||||||
|
av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
|
||||||
|
"[lavc rc] Error: bitrate too low for this video "
|
||||||
|
"with these parameters.\n");
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
} else if (fabs(expected_bits / all_available_bits - 1.0) > 0.01) {
|
||||||
|
av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
|
||||||
|
"[lavc rc] Error: 2pass curve failed to converge\n");
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
av_cold int ff_rate_control_init(MpegEncContext *s)
|
av_cold int ff_rate_control_init(MpegEncContext *s)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
|
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
|
||||||
|
@ -301,240 +683,6 @@ int ff_vbv_update(MpegEncContext *s, int frame_size)
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* Modify the bitrate curve from pass1 for one frame.
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
static double get_qscale(MpegEncContext *s, RateControlEntry *rce,
|
|
||||||
double rate_factor, int frame_num)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
|
|
||||||
AVCodecContext *a = s->avctx;
|
|
||||||
const int pict_type = rce->new_pict_type;
|
|
||||||
const double mb_num = s->mb_num;
|
|
||||||
double q, bits;
|
|
||||||
int i;
|
|
||||||
|
|
||||||
double const_values[] = {
|
|
||||||
M_PI,
|
|
||||||
M_E,
|
|
||||||
rce->i_tex_bits * rce->qscale,
|
|
||||||
rce->p_tex_bits * rce->qscale,
|
|
||||||
(rce->i_tex_bits + rce->p_tex_bits) * (double)rce->qscale,
|
|
||||||
rce->mv_bits / mb_num,
|
|
||||||
rce->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B ? (rce->f_code + rce->b_code) * 0.5 : rce->f_code,
|
|
||||||
rce->i_count / mb_num,
|
|
||||||
rce->mc_mb_var_sum / mb_num,
|
|
||||||
rce->mb_var_sum / mb_num,
|
|
||||||
rce->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I,
|
|
||||||
rce->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P,
|
|
||||||
rce->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B,
|
|
||||||
rcc->qscale_sum[pict_type] / (double)rcc->frame_count[pict_type],
|
|
||||||
a->qcompress,
|
|
||||||
rcc->i_cplx_sum[AV_PICTURE_TYPE_I] / (double)rcc->frame_count[AV_PICTURE_TYPE_I],
|
|
||||||
rcc->i_cplx_sum[AV_PICTURE_TYPE_P] / (double)rcc->frame_count[AV_PICTURE_TYPE_P],
|
|
||||||
rcc->p_cplx_sum[AV_PICTURE_TYPE_P] / (double)rcc->frame_count[AV_PICTURE_TYPE_P],
|
|
||||||
rcc->p_cplx_sum[AV_PICTURE_TYPE_B] / (double)rcc->frame_count[AV_PICTURE_TYPE_B],
|
|
||||||
(rcc->i_cplx_sum[pict_type] + rcc->p_cplx_sum[pict_type]) / (double)rcc->frame_count[pict_type],
|
|
||||||
0
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
bits = av_expr_eval(rcc->rc_eq_eval, const_values, rce);
|
|
||||||
if (isnan(bits)) {
|
|
||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error evaluating rc_eq \"%s\"\n", s->rc_eq);
|
|
||||||
return -1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
rcc->pass1_rc_eq_output_sum += bits;
|
|
||||||
bits *= rate_factor;
|
|
||||||
if (bits < 0.0)
|
|
||||||
bits = 0.0;
|
|
||||||
bits += 1.0; // avoid 1/0 issues
|
|
||||||
|
|
||||||
/* user override */
|
|
||||||
for (i = 0; i < s->avctx->rc_override_count; i++) {
|
|
||||||
RcOverride *rco = s->avctx->rc_override;
|
|
||||||
if (rco[i].start_frame > frame_num)
|
|
||||||
continue;
|
|
||||||
if (rco[i].end_frame < frame_num)
|
|
||||||
continue;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rco[i].qscale)
|
|
||||||
bits = qp2bits(rce, rco[i].qscale); // FIXME move at end to really force it?
|
|
||||||
else
|
|
||||||
bits *= rco[i].quality_factor;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
q = bits2qp(rce, bits);
|
|
||||||
|
|
||||||
/* I/B difference */
|
|
||||||
if (pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I && s->avctx->i_quant_factor < 0.0)
|
|
||||||
q = -q * s->avctx->i_quant_factor + s->avctx->i_quant_offset;
|
|
||||||
else if (pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B && s->avctx->b_quant_factor < 0.0)
|
|
||||||
q = -q * s->avctx->b_quant_factor + s->avctx->b_quant_offset;
|
|
||||||
if (q < 1)
|
|
||||||
q = 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
return q;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
static double get_diff_limited_q(MpegEncContext *s, RateControlEntry *rce, double q)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
|
|
||||||
AVCodecContext *a = s->avctx;
|
|
||||||
const int pict_type = rce->new_pict_type;
|
|
||||||
const double last_p_q = rcc->last_qscale_for[AV_PICTURE_TYPE_P];
|
|
||||||
const double last_non_b_q = rcc->last_qscale_for[rcc->last_non_b_pict_type];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I &&
|
|
||||||
(a->i_quant_factor > 0.0 || rcc->last_non_b_pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P))
|
|
||||||
q = last_p_q * FFABS(a->i_quant_factor) + a->i_quant_offset;
|
|
||||||
else if (pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B &&
|
|
||||||
a->b_quant_factor > 0.0)
|
|
||||||
q = last_non_b_q * a->b_quant_factor + a->b_quant_offset;
|
|
||||||
if (q < 1)
|
|
||||||
q = 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
/* last qscale / qdiff stuff */
|
|
||||||
if (rcc->last_non_b_pict_type == pict_type || pict_type != AV_PICTURE_TYPE_I) {
|
|
||||||
double last_q = rcc->last_qscale_for[pict_type];
|
|
||||||
const int maxdiff = FF_QP2LAMBDA * a->max_qdiff;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (q > last_q + maxdiff)
|
|
||||||
q = last_q + maxdiff;
|
|
||||||
else if (q < last_q - maxdiff)
|
|
||||||
q = last_q - maxdiff;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
rcc->last_qscale_for[pict_type] = q; // Note we cannot do that after blurring
|
|
||||||
|
|
||||||
if (pict_type != AV_PICTURE_TYPE_B)
|
|
||||||
rcc->last_non_b_pict_type = pict_type;
|
|
||||||
|
|
||||||
return q;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* Get the qmin & qmax for pict_type.
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
static void get_qminmax(int *qmin_ret, int *qmax_ret, MpegEncContext *s, int pict_type)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int qmin = s->lmin;
|
|
||||||
int qmax = s->lmax;
|
|
||||||
|
|
||||||
assert(qmin <= qmax);
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (pict_type) {
|
|
||||||
case AV_PICTURE_TYPE_B:
|
|
||||||
qmin = (int)(qmin * FFABS(s->avctx->b_quant_factor) + s->avctx->b_quant_offset + 0.5);
|
|
||||||
qmax = (int)(qmax * FFABS(s->avctx->b_quant_factor) + s->avctx->b_quant_offset + 0.5);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AV_PICTURE_TYPE_I:
|
|
||||||
qmin = (int)(qmin * FFABS(s->avctx->i_quant_factor) + s->avctx->i_quant_offset + 0.5);
|
|
||||||
qmax = (int)(qmax * FFABS(s->avctx->i_quant_factor) + s->avctx->i_quant_offset + 0.5);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
qmin = av_clip(qmin, 1, FF_LAMBDA_MAX);
|
|
||||||
qmax = av_clip(qmax, 1, FF_LAMBDA_MAX);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (qmax < qmin)
|
|
||||||
qmax = qmin;
|
|
||||||
|
|
||||||
*qmin_ret = qmin;
|
|
||||||
*qmax_ret = qmax;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
static double modify_qscale(MpegEncContext *s, RateControlEntry *rce,
|
|
||||||
double q, int frame_num)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
|
|
||||||
const double buffer_size = s->avctx->rc_buffer_size;
|
|
||||||
const double fps = 1 / av_q2d(s->avctx->time_base);
|
|
||||||
const double min_rate = s->avctx->rc_min_rate / fps;
|
|
||||||
const double max_rate = s->avctx->rc_max_rate / fps;
|
|
||||||
const int pict_type = rce->new_pict_type;
|
|
||||||
int qmin, qmax;
|
|
||||||
|
|
||||||
get_qminmax(&qmin, &qmax, s, pict_type);
|
|
||||||
|
|
||||||
/* modulation */
|
|
||||||
if (s->rc_qmod_freq &&
|
|
||||||
frame_num % s->rc_qmod_freq == 0 &&
|
|
||||||
pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P)
|
|
||||||
q *= s->rc_qmod_amp;
|
|
||||||
|
|
||||||
/* buffer overflow/underflow protection */
|
|
||||||
if (buffer_size) {
|
|
||||||
double expected_size = rcc->buffer_index;
|
|
||||||
double q_limit;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (min_rate) {
|
|
||||||
double d = 2 * (buffer_size - expected_size) / buffer_size;
|
|
||||||
if (d > 1.0)
|
|
||||||
d = 1.0;
|
|
||||||
else if (d < 0.0001)
|
|
||||||
d = 0.0001;
|
|
||||||
q *= pow(d, 1.0 / s->rc_buffer_aggressivity);
|
|
||||||
|
|
||||||
q_limit = bits2qp(rce,
|
|
||||||
FFMAX((min_rate - buffer_size + rcc->buffer_index) *
|
|
||||||
s->avctx->rc_min_vbv_overflow_use, 1));
|
|
||||||
|
|
||||||
if (q > q_limit) {
|
|
||||||
if (s->avctx->debug & FF_DEBUG_RC)
|
|
||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
|
|
||||||
"limiting QP %f -> %f\n", q, q_limit);
|
|
||||||
q = q_limit;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (max_rate) {
|
|
||||||
double d = 2 * expected_size / buffer_size;
|
|
||||||
if (d > 1.0)
|
|
||||||
d = 1.0;
|
|
||||||
else if (d < 0.0001)
|
|
||||||
d = 0.0001;
|
|
||||||
q /= pow(d, 1.0 / s->rc_buffer_aggressivity);
|
|
||||||
|
|
||||||
q_limit = bits2qp(rce,
|
|
||||||
FFMAX(rcc->buffer_index *
|
|
||||||
s->avctx->rc_max_available_vbv_use,
|
|
||||||
1));
|
|
||||||
if (q < q_limit) {
|
|
||||||
if (s->avctx->debug & FF_DEBUG_RC)
|
|
||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
|
|
||||||
"limiting QP %f -> %f\n", q, q_limit);
|
|
||||||
q = q_limit;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
ff_dlog(s, "q:%f max:%f min:%f size:%f index:%f agr:%f\n",
|
|
||||||
q, max_rate, min_rate, buffer_size, rcc->buffer_index,
|
|
||||||
s->rc_buffer_aggressivity);
|
|
||||||
if (s->rc_qsquish == 0.0 || qmin == qmax) {
|
|
||||||
if (q < qmin)
|
|
||||||
q = qmin;
|
|
||||||
else if (q > qmax)
|
|
||||||
q = qmax;
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
double min2 = log(qmin);
|
|
||||||
double max2 = log(qmax);
|
|
||||||
|
|
||||||
q = log(q);
|
|
||||||
q = (q - min2) / (max2 - min2) - 0.5;
|
|
||||||
q *= -4.0;
|
|
||||||
q = 1.0 / (1.0 + exp(q));
|
|
||||||
q = q * (max2 - min2) + min2;
|
|
||||||
|
|
||||||
q = exp(q);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return q;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// ----------------------------------
|
|
||||||
// 1 Pass Code
|
|
||||||
|
|
||||||
static double predict_size(Predictor *p, double q, double var)
|
static double predict_size(Predictor *p, double q, double var)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return p->coeff * var / (q * p->count);
|
return p->coeff * var / (q * p->count);
|
||||||
|
@ -836,161 +984,3 @@ float ff_rate_estimate_qscale(MpegEncContext *s, int dry_run)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return q;
|
return q;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// ----------------------------------------------
|
|
||||||
// 2-Pass code
|
|
||||||
|
|
||||||
static int init_pass2(MpegEncContext *s)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
RateControlContext *rcc = &s->rc_context;
|
|
||||||
AVCodecContext *a = s->avctx;
|
|
||||||
int i, toobig;
|
|
||||||
double fps = 1 / av_q2d(s->avctx->time_base);
|
|
||||||
double complexity[5] = { 0 }; // approximate bits at quant=1
|
|
||||||
uint64_t const_bits[5] = { 0 }; // quantizer independent bits
|
|
||||||
uint64_t all_const_bits;
|
|
||||||
uint64_t all_available_bits = (uint64_t)(s->bit_rate *
|
|
||||||
(double)rcc->num_entries / fps);
|
|
||||||
double rate_factor = 0;
|
|
||||||
double step;
|
|
||||||
const int filter_size = (int)(a->qblur * 4) | 1;
|
|
||||||
double expected_bits;
|
|
||||||
double *qscale, *blurred_qscale, qscale_sum;
|
|
||||||
|
|
||||||
/* find complexity & const_bits & decide the pict_types */
|
|
||||||
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
|
|
||||||
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
|
|
||||||
|
|
||||||
rce->new_pict_type = rce->pict_type;
|
|
||||||
rcc->i_cplx_sum[rce->pict_type] += rce->i_tex_bits * rce->qscale;
|
|
||||||
rcc->p_cplx_sum[rce->pict_type] += rce->p_tex_bits * rce->qscale;
|
|
||||||
rcc->mv_bits_sum[rce->pict_type] += rce->mv_bits;
|
|
||||||
rcc->frame_count[rce->pict_type]++;
|
|
||||||
|
|
||||||
complexity[rce->new_pict_type] += (rce->i_tex_bits + rce->p_tex_bits) *
|
|
||||||
(double)rce->qscale;
|
|
||||||
const_bits[rce->new_pict_type] += rce->mv_bits + rce->misc_bits;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
all_const_bits = const_bits[AV_PICTURE_TYPE_I] +
|
|
||||||
const_bits[AV_PICTURE_TYPE_P] +
|
|
||||||
const_bits[AV_PICTURE_TYPE_B];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (all_available_bits < all_const_bits) {
|
|
||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "requested bitrate is too low\n");
|
|
||||||
return -1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
qscale = av_malloc(sizeof(double) * rcc->num_entries);
|
|
||||||
blurred_qscale = av_malloc(sizeof(double) * rcc->num_entries);
|
|
||||||
if (!qscale || !blurred_qscale) {
|
|
||||||
av_free(qscale);
|
|
||||||
av_free(blurred_qscale);
|
|
||||||
return AVERROR(ENOMEM);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
toobig = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (step = 256 * 256; step > 0.0000001; step *= 0.5) {
|
|
||||||
expected_bits = 0;
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||||||
rate_factor += step;
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||||||
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rcc->buffer_index = s->avctx->rc_buffer_size / 2;
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||||||
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||||||
/* find qscale */
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||||||
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
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||||||
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
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||||||
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||||||
qscale[i] = get_qscale(s, &rcc->entry[i], rate_factor, i);
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||||||
rcc->last_qscale_for[rce->pict_type] = qscale[i];
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||||||
}
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||||||
assert(filter_size % 2 == 1);
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||||||
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||||||
/* fixed I/B QP relative to P mode */
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||||||
for (i = rcc->num_entries - 1; i >= 0; i--) {
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||||||
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
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||||||
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||||||
qscale[i] = get_diff_limited_q(s, rce, qscale[i]);
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||||||
}
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||||||
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||||||
/* smooth curve */
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||||||
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
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||||||
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
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||||||
const int pict_type = rce->new_pict_type;
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||||||
int j;
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double q = 0.0, sum = 0.0;
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||||||
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||||||
for (j = 0; j < filter_size; j++) {
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||||||
int index = i + j - filter_size / 2;
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||||||
double d = index - i;
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||||||
double coeff = a->qblur == 0 ? 1.0 : exp(-d * d / (a->qblur * a->qblur));
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||||||
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||||||
if (index < 0 || index >= rcc->num_entries)
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continue;
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||||||
if (pict_type != rcc->entry[index].new_pict_type)
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||||||
continue;
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||||||
q += qscale[index] * coeff;
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||||||
sum += coeff;
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||||||
}
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blurred_qscale[i] = q / sum;
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||||||
}
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||||||
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||||||
/* find expected bits */
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||||||
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
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||||||
RateControlEntry *rce = &rcc->entry[i];
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||||||
double bits;
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||||||
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||||||
rce->new_qscale = modify_qscale(s, rce, blurred_qscale[i], i);
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||||||
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||||||
bits = qp2bits(rce, rce->new_qscale) + rce->mv_bits + rce->misc_bits;
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||||||
bits += 8 * ff_vbv_update(s, bits);
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||||||
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||||||
rce->expected_bits = expected_bits;
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||||||
expected_bits += bits;
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}
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||||||
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||||||
ff_dlog(s->avctx,
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||||||
"expected_bits: %f all_available_bits: %d rate_factor: %f\n",
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||||||
expected_bits, (int)all_available_bits, rate_factor);
|
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||||||
if (expected_bits > all_available_bits) {
|
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||||||
rate_factor -= step;
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++toobig;
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||||||
}
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||||||
}
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||||||
av_free(qscale);
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||||||
av_free(blurred_qscale);
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||||||
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||||||
/* check bitrate calculations and print info */
|
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||||||
qscale_sum = 0.0;
|
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||||||
for (i = 0; i < rcc->num_entries; i++) {
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||||||
ff_dlog(s, "[lavc rc] entry[%d].new_qscale = %.3f qp = %.3f\n",
|
|
||||||
i,
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|
||||||
rcc->entry[i].new_qscale,
|
|
||||||
rcc->entry[i].new_qscale / FF_QP2LAMBDA);
|
|
||||||
qscale_sum += av_clip(rcc->entry[i].new_qscale / FF_QP2LAMBDA,
|
|
||||||
s->avctx->qmin, s->avctx->qmax);
|
|
||||||
}
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||||||
assert(toobig <= 40);
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||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
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||||||
"[lavc rc] requested bitrate: %d bps expected bitrate: %d bps\n",
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||||||
s->bit_rate,
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||||||
(int)(expected_bits / ((double)all_available_bits / s->bit_rate)));
|
|
||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
|
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||||||
"[lavc rc] estimated target average qp: %.3f\n",
|
|
||||||
(float)qscale_sum / rcc->num_entries);
|
|
||||||
if (toobig == 0) {
|
|
||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_INFO,
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||||||
"[lavc rc] Using all of requested bitrate is not "
|
|
||||||
"necessary for this video with these parameters.\n");
|
|
||||||
} else if (toobig == 40) {
|
|
||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
|
|
||||||
"[lavc rc] Error: bitrate too low for this video "
|
|
||||||
"with these parameters.\n");
|
|
||||||
return -1;
|
|
||||||
} else if (fabs(expected_bits / all_available_bits - 1.0) > 0.01) {
|
|
||||||
av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
|
|
||||||
"[lavc rc] Error: 2pass curve failed to converge\n");
|
|
||||||
return -1;
|
|
||||||
}
|
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||||||
|
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||||||
return 0;
|
|
||||||
}
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||||||
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