x264macroblockanalyse模块分析.docx
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x264macroblockanalyse模块分析
【原创】x264_macroblock_analyse模块分析
本文对x264_macroblock_analyse（）及其子函数的流程进行详尽的分析。
希望对大家有所帮助。
参考x264_050530版本。
1、voidx264_macroblock_analyse（x264_t*h）
首先初始化函数，然后进入一个选择语句
if（h->sh.i_type==SLICE_TYPE_I）
{
……..
}
elseif（h->sh.i_type==SLICE_TYPE_P）
{
……..
}
elseif（h->sh.i_type==SLICE_TYPE_B）
{
………
}
很明显，这是对不同类型的块采用不同的处理步骤，我们就进入SLICE_TYPE_P深入分析一下吧，因为P类型包含有I模式的检测，SLICE_TYPE_B只是SLICE_TYPE_P的简单延伸而已。
if（h->param.analyse.b_fast_pskip）
{
if（h->param.analyse.i_subpel_refine>=3）
analysis.b_try_pskip=1;
elseif（h->mb.i_mb_type_left==P_SKIP||
h->mb.i_mb_type_top==P_SKIP||
h->mb.i_mb_type_topleft==P_SKIP||
h->mb.i_mb_type_topright==P_SKIP）
b_skip=x264_macroblock_probe_pskip（h）;
}
条件进入后首先判断skip模式，如果满足skip模式则判断结束，否则继续下面的判断。
x264_mb_analyse_inter_p16x16（h,&analysis）;
if（flags&X264_ANALYSE_PSUB16x16）
{
if（h->param.analyse.b_mixed_references）
x264_mb_analyse_inter_p8x8_mixed_ref（h,&analysis）;else
x264_mb_analyse_inter_p8x8（h,&analysis）;
}
分析16×16和8×8模式。
模式代价值分别保存在和analysis.l0.me16x16.cost、analysis.l0.i_cost8x8中。
if（（flags&X264_ANALYSE_PSUB16x16）&&analysis.l0.i_cost8x8{
…….
}
如果8×8代价值小于16×16，则进行子宏块分割的判断。
for（i=0;i<4;i++）
{
x264_mb_analyse_inter_p4x4（h,&analysis,i）;
if（analysis.l0.i_cost4x4[i]{
………
}
依次对4个子宏块（8×8）进行处理，x264_mb_analyse_inter_p4x4（）函数实际上是得到4个4×4块的代价和analysis.l0.i_cost4x4[i]。
如果4×4模式优于8×8模式，才进行8×8块的细分割。
细分割代码分析略。
if（（flags&X264_ANALYSE_PSUB16x16）&&analysis.l0.i_cost8x8{
x264_mb_analyse_inter_p16x8（h,&analysis）;
……..
x264_mb_analyse_inter_p8x16（h,&analysis）;
……...
}
紧接着检测16×8和8×16模式
x264_me_refine_qpel（h,&analysis.l0.me16x16）;
……..
帧间模式选择后，对该模式进行亚象素精细搜索。
以进一步减少误差。
值得注意的是，在前面每个模式的检测时，也要进行亚象素搜索，见x264_me_search_ref（）函数的最后几行。
这里的亚象素搜索是在前面基础上再进行精细搜索的。
二者亚象素搜索（包括半象素和1/4象素）的次数由subpel_iterations[i][4]确定，而i由编译参数subme确定，看运行帮助：
-m,--submeSubpixelmotionestimationquality:
1=fast,5=best
实际上subme就是决定模式选择前后亚象素估计的点数。
Subme越大，压缩效率越好，计算量越大。
x264_mb_analyse_intra（h,&analysis,i_cost）;
if（h->mb.b_chroma_me&&!
analysis.b_mbrd&&
（analysis.i_sad_i16x16||analysis.i_sad_i8x8||analysis.i_sad_i4x4{
x264_mb_analyse_intra_chroma（h,&analysis）;
analysis.i_sad_i16x16+=analysis.i_sad_i8x8chroma;
analysis.i_sad_i8x8+=analysis.i_sad_i8x8chroma;
analysis.i_sad_i4x4+=analysis.i_sad_i8x8chroma;
}
分析宏块的帧内编码，包括亮度和色度。
亮度的16×16、8×8、4×4代价分别存在analysis.i_sad_i16x16、analysis.i_sad_i8x8、analysis.i_sad_i4x4中，色度代价存在analysis.i_sad_i8x8chroma中。
i_intra_type=I_16x16;
i_intra_cost=analysis.i_sad_i16x16;
if（analysis.i_sad_i8x8{
i_intra_type=I_8x8;
i_intra_cost=analysis.i_sad_i8x8;
}
if（analysis.i_sad_i4x4{
i_intra_type=I_4x4;
i_intra_cost=analysis.i_sad_i4x4;
}
if（i_intra_cost{
i_type=i_intra_type;
i_cost=i_intra_cost;
}
比较得到最佳的帧内预测模式。
if（i_intra_cost{
i_type=i_intra_type;
i_cost=i_intra_cost;
}
帧内代价与帧间代价比较，得到最佳的预测模式。
整个P类型就分析完了，然后看看条件跳出以后执行什么
if（!
analysis.b_mbrd）
x264_mb_analyse_transform（h）;
判断变换的时候是采用8×8变换还是4×4变换。
这样，怎么函数就分析完了^_^，下面看看调用的重要子函数。
欢迎浏览我的blog：
2、staticinlineintx264_macroblock_probe_pskip（x264_t*h）
该函数直接调用了x264_macroblock_probe_skip（h,0）;看看里边有什么东东。
if（!
b_bidir）
{
x264_mb_predict_mv_pskip（h,mvp）;
mvp[0]=x264_clip3（mvp[0],h->mb.mv_min[0],h->mb.mv_max[0]）;
mvp[1]=x264_clip3（mvp[1],h->mb.mv_min[1],h->mb.mv_max[1]）;
h->mc.mc_luma（h->mb.pic.p_fref[0][0],h->mb.pic.i_stride[0],
h->mb.pic.p_fdec[0],FDEC_STRIDE,
mvp[0],mvp[1],16,16）;
}
先得到预测矢量MVp，然后对MVp进行饱和处理，再进行相应的运动补偿。
h->dctf.sub16x16_dct（dct4x4,h->mb.pic.p_fenc[0],FENC_STRIDE,
h->mb.pic.p_fdec[0],FDEC_STRIDE）;
for（i8x8=0,i_decimate_mb=0;i8x8<4;i8x8++）
{
/*encodeone4x4block*/
for（i4x4=0;i4x4<4;i4x4++）
{
constintidx=i8x8*4+i4x4;
quant_4x4（h,dct4x4[idx],（int（*）[4][4]）def_quant4_mf,i_qp,0）;
scan_zigzag_4x4full（dctscan,dct4x4[idx]）;
i_decimate_mb+=x264_mb_decimate_score（dctscan,16）;
if（i_decimate_mb>=6）
{
/*notasP_SKIP*/
return0;
}
}
}
进行dct变换（注意是4×4变换，不是8×8！
！
！
），然后对每个8×8块中的4×4对进行量化，zigzag扫描，得到8×8块的i_decimate_mb值。
如果量化后系数中只有零星的非零系数，且都是1或-1，i_decimate_mb就比较小。
if（i_decimate_mb<6），可以将系数全变为0。
注意，其他模式下的残差编码也用到了该处理过程。
程序后面是对色度进行处理，与亮度类似，不进行讨论。
3、staticvoidx264_mb_analyse_inter_p16x16（x264_t*h,x264_mb_analysis_t*a）
直接看核心吧。
for（i_ref=0;i_refi_ref0;i_ref++）
{
循环搜索搜索每个参考帧
x264_mb_predict_mv_16x16（h,0,i_ref,m.mvp）;
得到MVp，
x264_mb_predict_mv_ref16x16（h,0,i_ref,mvc,&i_mvc）;
得到邻块的MV、前一帧对应位置的MV，可用来预测搜索起点，加速运动估计。
x264_me_search_ref（h,&m,mvc,i_mvc,p_halfpel_thresh）;
运动估计函数。
下面将详细讨论
再接着就是一个多参考帧的中止判断，略。
4、voidx264_me_search_ref（x264_t*h,x264_me_t*m,int（*mvc）[2],inti_mvc,int*p_halfpel_thresh）
bmx=pmx=x264_clip3（（m->mvp[0]+2）>>2,mv_x_min,mv_x_max）;
bmy=pmy=x264_clip3（（m->mvp[1]+2）>>2,mv_y_min,mv_y_max）;
bcost=COST_MAX;
COST_MV（pmx,pmy）;
bcost-=p_cost_mvx[bmx<<2]+p_cost_mvy[bmy<<2];
for（i=0;i{
constintmx=x264_clip3（（mvc[i][0]+2）>>2,mv_x_min,mv_x_max）;
constintmy=x264_clip3（（mvc[i][1]+2）>>2,mv_y_min,mv_y_max）;
if（mx!
=bmx||my!
=bmy）
COST_MV（mx,my）;
}
COST_MV（0,0）;
先检测MVp点，再检测其他预测矢量，最后检测原点（0，0）。
注意mvp[0
]保留的是1/4精度，所以除以4就变成了整象素精度。
然后就是具体的搜索算法。
代码不贴，直接解释吧。
^_^
case菱形搜索：
用小菱形模板反复搜索。
菱形算法还有大模板搜索，这里没用到。
case六边形：
先用六边形模板反复搜索，粗匹配。
然后用小菱形模板搜索一次，得到最终的整象素运动矢量
caseUMHexagonS：
看我主页中的注释，呵呵，是基于JM9.5的。
case连续消除法（SEA）全搜索法的快速运算。
这里不介绍了。
if（h->mb.i_subpel_refine>=2）
{
inthpel=subpel_iterations[h->mb.i_subpel_refine][2];
intqpel=subpel_iterations[h->mb.i_subpel_refine][3];
refine_subpel（h,m,hpel,qpel,p_halfpel_thresh,0）;
}
亚象素搜索，在x264_macroblock_analyse（）函数我已经介绍过了
5、voidx264_me_refine_qpel（x264_t*h,x264_me_t*m）
该函数一开始得到半象素、1/4象素搜索的次数（菱形小模板），分别为hpel、qhpel，然后调用refine_subpel（）,去看看!
if（hpel_iters）
{
intmx=x264_clip3（m->mvp[0],h->mb.mv_min_spel[0],h->mb.mv_max_spel[0]）;
intmy=x264_clip3（m->mvp[1],h->mb.mv_min_spel[1],h->mb.mv_max_spel[1]）;
if（mx!
=bmx||my!
=bmy）
COST_MV_SAD（mx,my,-1）;
}
检测MVp的小数精度。
for（i=hpel_iters;i>0;i--）
{
odir=bdir;
omx=bmx;
omy=bmy;
COST_MV_SAD（omx,omy-2,0）;
COST_MV_SAD（omx,omy+2,1）;
COST_MV_SAD（omx-2,omy,2）;
COST_MV_SAD（omx+2,omy,3）;
if（bmx==omx&&bmy==omy）
break;
}
对半象素精度进行hpel_iters次小菱形搜索。
后面有1/4象素精度的qpel_iters次小模板搜索，略。
6、staticuint8_t*get_ref（uint8_t*src[4],inti_src_stride,uint8_t*dst,int*i_dst_stride,intmvx,intmvy,inti_width,inti_height）
该函数得到亚象素搜索时参考块的指针。
src1、src2分别指向半象素精度块。
1/4搜索时需要临时插值，就是pixel_avg（）函数的只能功能。
值得注意的是变量correction的作用，当作是1/4插值时的偏移量吧。
N个人问过我，其实结合1/4象素插值，仔细推导一下就出来了。
7、staticvoidx264_mb_analyse_intra（x264_t*h,x264_mb_analysis_t*a,inti_cost_inter）
依次检测Intra_16x16、Intra4x4、Intra8x8的最佳模式。
值得注意，if（subme<=1）
h->pixf.mbcmp是求sad值
else
h->pixf.mbcmp是求satd值
另外，对与Intra4x4、Intra8x8，此时就要进行真正的变换量化、反变换反量化、重建，因为要为后续的块做参考。
而且，就算其系数值很小，也不能改变cbp，切记切记。
具体分析略。
8、staticinlinevoidx264_mb_analyse_transform（x264_t*h）
就是对残差进行4x4、8x8的satd变换，比较绝对和值，值较小对应的尺寸用于变换的尺寸。
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