x264閱讀記錄-3

 

14. x264_macroblock_encode函數-1

這個函數主要根據已經選定的模式來對宏塊殘差進行編碼。

（1）若是是P_SKIP模式，那麼調用x264_macroblock_encode_pskip函數

在x264_macroblock_encode_pskip中先對亮度和色度進行運動補償，調用的函數函數h->mc.mc_luma和 h->mc.mc_chroma。這兩個是函數指針，根據須要對其進行初始化。通常經常使用的是函數mc_luma, 在mc.c文件中。在mc_luma中若是存在MV（x和y均不爲0），那麼調用pixel_avg；不然，調用mc_copy。pixel_avg位於mc.c文件中，是1/4搜索時須要臨時插值函數。 

dst[x] = ( src1[x] + src2[x] + 1 ) >> 1;   //利用相鄰半像素和兩個像素取平均插值

mc_copy位於mc.c文件。

最後還要調用x264_macroblock_encode_skip函數，在這個函數中主要設置CBP值。

(2)若是是B_SKIP模式，先是調用x264_mb_mc函數完成運動補償，而後調用x264_macroblock_encode_skip來進行CBP設置。

（3）接下來是幀內模式的編碼，包括幀內I_16x16，幀內I_8x8和幀內I_4x4。在作每種模式的編碼以前都要先計算預測幀。分別調用相應的預測函數 predict_16x16，predict_8x8（4個塊）和predict_4x4（16個塊）。

A. 對於I_16x16，調用x264_mb_encode_i16x16進行編碼，若是是無損編碼h->mb.b_lossless被置上，則以4x4爲單位，進行無損壓縮的量化和掃描。如果有損壓縮方式，先調用 h-> dctf. sub16x16_dct計算宏塊殘差（p_src-p_dst）並進行4x4大小的DCT變換。 仍然，h-> dctf. sub16x16_dct是一個函數指針，其最常設置的值是sub16x16_dct，位於dct.c文件中。

在sub16x16_dct函數中，是對4個8x8塊進行調用分別調用sub8x8_dct來完成殘差計算和DCT變換的。而sub8x8_dct則是調用4個sub4x4_dct分別對4個4x4塊進行殘差DCT變換計算的。具體到sub4x4_dct，是調用pixel_sub_wxh來計算獲得殘差，而後再進行DCT變換，採用264中經典的4x4DCT變換的算法。

在DCT變換完成以後，對16個4x4塊在for循環中進行處理：先拿出每一個4x4塊的DC係數（存放在一個數組dct4x4[0]中），而後對每一個4x4塊進行量化、掃描和反量化。分別由函數：x264_quant_4x4_trellis或quant_4x4、scan_zigzag_4x4和h->quantf.dequant_4x4完成。

接下來，對全部4x4塊的在數組dct4x4 [0]中DCT係數進行：DCT變換、量化和掃描。分別由函數： h->dctf.dct4x4dc、quant_4x4_dc和scan_zigzag_4x4full完成。

而後，爲了重建幀的須要，對DC係數進行反DCT變換、反量化（爲何不是先反量化後反變換，待解決）。分別由函數h->dctf.idct4x4dc和x264_mb_dequant_4x4_dc完成。對於直流係數，對每一個4x4子塊進行反DCT、反量化並加到預測宏塊上獲得重建的幀。由函數 h->dctf.add16x16_idct完成。

B. 對於I_8x8模式，將宏塊分紅4個8x8來分別進行。先調用predict_8x8函數來計算預測值，而後調用函數x264_mb_encode_i8x8進行編碼。在該函數中，8x8DCT變換——h->dctf.sub8x8_dct8函數，量化—— x264_quant_8x8_trellis或quant_8x8函數、掃描——h->zigzagf.scan_8x8函數、反量化—— h->quantf.dequant_8x8函數和反DCT變換並加到預測宏塊上——h->dctf.add8x8_idct8函數。

 

C.對16個4x4塊分別進行。先h->predict_4x4[i_mode]進行幀內預測，獲得預測幀。而後x264_mb_encode_i4x4編碼。在x264_mb_encode_i4x4中，若是是無損壓縮h->mb.b_lossless置位。調用sub_zigzag_4x4full計算殘差，並掃描，返回。如果非無損編碼，進行DCT、量化、Z字掃描、反量化、反IDCT並加到預測幀上。分別由函數：h->dctf.sub4x4_dct、 x264_quant_4x4_trellis或quant_4x4、scan_zigzag_4x4full、 h->quantf.dequant_4x4和h->dctf.add4x4_idct完成。

（4）若是是幀間模式編碼，

A. 先調用x264_mb_mc進行運動補償。根據宏塊類型進行相應的運動補償：使用列表0（h->mb.i_type == P_L0）的16x16預測模式，根據h->mb.i_partition的類型（D_16x16、D_16x8、D_8x16），分別調用 x264_mb_mc_0xywh函數進行前向宏塊運動補償。x264_mb_mc_0xywh分別對亮度和色度進行運動補償: h->mc.mc_luma和h->mc.mc_chroma函數。若是宏塊類型（h->mb.i_type）爲P_8x8或B_8x8。對4個8x8塊，分別調用x264_mb_mc_8x8進行運動補償。 其根據字塊類型（h->mb.i_sub_partition[i8]）分別進行運動補償。D_L0_8x8、D_L0_8x4、D_L0_4x8 和D_L0_4x4類型，調用x264_mb_mc_0xywh進行前向宏塊運動補償。D_L1_8x8、D_L1_8x4、D_L1_4x8和 D_L1_4x4類型，調用x264_mb_mc_1xywh進行後向宏塊運動補償。D_BI_8x8、D_BI_8x4、D_BI_4x8和 D_BI_4x4類型，分別調用x264_mb_mc_01xywh進行宏塊雙向運動補償。D_DIRECT_8x8類型，調用x264_mb_mc_direct8x8 進行直接模式8*8塊運動補償。x264_mb_mc_direct8x8函數根據不一樣的條件調用x264_mb_mc_0xywh、x264_mb_mc_1xywh和x264_mb_mc_01xywh函數。若是宏塊類型（h->mb.i_type）爲B_SKIP或B_DIRECT。調用直接模式8*8塊運動補償函數x264_mb_mc_direct8x8。若是宏塊類型（h->mb.i_type）爲其它B幀模式。先初始化參考列表。根據子塊類型（h->mb.i_partition） 爲，D_16x16、D_16x8、D_8x16和前向、後項、雙向參考類型，分別調用x264_mb_mc_0xywh、 x264_mb_mc_1xywh和x264_mb_mc_01xywh函數。

B. 運動補償以後，進行編碼。若是是無損編碼（h->mb.b_lossless ==1），對16個4x4塊，分別進行殘差計算和z字掃描，由函數sub_zigzag_4x4full完成。若是要進行8x8子塊編碼（ h->mb.b_transform_8x8），調用h->dctf.sub16x16_dct8對每一個8x8塊先計算殘差，再DCT變換。而後對4個8x8塊，分別調用x264_denoise_dct去噪、x264_quant_8x8_trellis或quant_8x8量化、字掃描。而後是反量化、將殘差加到參考宏塊上。由h->quantf.dequant_8x8和h->dctf.add8x8_idct8完成。而後對4個8x8塊，分別調用x264_denoise_dct去噪、x264_quant_8x8_trellis或quant_8x8量化、scan_zigzag_8x8full Z字掃描。而後是反量化、將殘差加到參考宏塊上。由h->quantf.dequant_8x8和h->dctf.add8x8_idct8完成。

C. 若是不進行8x8子塊編碼。先用h->dctf.sub16x16_dct先算p_src-p_dst宏塊殘差，再對每一個4x4模塊進行 dct變換。而後對16個4x4塊進行去噪——x264_denoise_dct、量化x264_quant_4x4_trellis或 quant_4x4、Z字掃描——scan_zigzag_4x4full。而後是反量化——h->quantf.dequant_4x4和 反DCT並加到參考幀上——h->dctf.add8x8_idct。

D. 亮度編碼完成後，進行色度編碼。x264_mb_encode_8x8_chroma函數。對Cb和Cr份量分別進行。

若是時無損編碼，對4個4x4塊進行殘差計算、Z字掃描和DC係數計算。

非無損編碼，用h->dctf.sub8x8_dct對每一個4x4塊進行殘差計算和DCT轉換。以後對每一個4x4塊，先取2x2DC係數，量 化——quant_4x4_chroma、Z字掃描——h->zigzagf.scan_4x4ac。對2x2DC係數進行DCT變換、量化和Z字 掃描，分別由函數h->dctf.dct2x2dc、quant_2x2_dc和scan_zigzag_2x2_dc。接着是反DCT變換和反量 化，h->dctf.idct2x2dc與x264_mb_dequant_2x2_dc函數。h->quantf.dequant_4x4 對4x4塊反量化，h->dctf.add8x8_idct對每一個4x4塊反DCT變換而且加到色度預測幀上。

E. 亮度和色度編碼完成後。計算亮度和色度模式和非零的個數，肯定h->mb.i_cbp_chroma和h->mb.cbp的值。

 

 

15. x264_macroblock_encode函數-2

下面是該函數的調用狀況，在上面對這個函數的分析中，已經對其中的大部分的函數都有了一個相對比較詳細的介紹，

 

16. x264_macroblock_write_cabac函數

在宏塊編碼結束後，就要將編碼生成的內容寫到碼流中。若是支持CABAC編碼，就調用x264_macroblock_write_cabac。若是是CAVLC編碼，就調用x264_macroblock_write_cavlc。

先調用函數x264_cabac_mb_type來將宏塊類型寫入碼流，而後根據宏塊的類型進行碼流的寫入操做：

A. 若是是I_PCM類型，那麼直接對亮度和色度調用函數bs_write來將數據寫入碼流，而後返回。

B. 若是是幀內類型，若是採用了8x8DCT變換而且不是I_16x16，那麼就調用x264_cabac_mb_transform_size來將變換的尺寸寫入碼流，若是是I_8x8或I_4x4,須要將預測模式寫入碼流，而後是將色度預測模式寫入碼流。

C. 若是是幀間16x16, 16x8 和 8x16 ，則根據相應的類型，調用x264_cabac_mb_ref將參考幀寫入碼流，調用x264_cabac_mb_mvd將運動矢量差寫入碼流

D. 若是是幀間P_8x8模式，首先將每個子塊的模式寫入碼流x264_cabac_mb_sub_p_partition，而後將每個塊用到的參考幀寫入碼流x264_cabac_mb_ref，最後在函數x264_cabac_mb8x8_mvd中將每個8x8塊的mvd寫入碼流。

E. 若是是B_8x8模式，一樣寫入子塊模式x264_cabac_mb_sub_b_partition，而後先後參考幀寫入碼流x264_cabac_mb_ref，最後調用x264_cabac_mb8x8_mvd將L0和L1上的參考幀寫入碼流。

F. 若是是除B_DIRECT以外全部其餘模式，將參考幀和mvd寫入碼流。

 

接下來將亮度和色度CBP寫入碼流：x264_cabac_mb_cbp_luma和x264_cabac_mb_cbp_chroma。

而後將qp_delta寫入碼流x264_cabac_mb_qp_delta， 同時根據宏塊類型將殘差係數寫入碼流block_residual_write_cabac。

 

 

17.x264_macroblock_write_cavlc函數

首先，根據幀類型計算i_mb_i_offset的值。依據宏塊類型(i_mb_type)寫相應的數據到流中：

A. 若是宏塊類型是I_PCM，就把16x16個亮度值、2x8x8個色度值直接寫到碼流中。

B. 若是宏塊類型是I_4x4或I_8x8，先寫入是不是8x8模式。而後對16個4x4塊和4個8x8塊，先調用 x264_mb_predict_intra4x4_mode獲取最可能的預測模式，而後比較當前的預測模式和最可能的預測模式，將判斷結果寫入碼流中， 最後寫入當前的預測模式值。

C. 若是宏塊類型是I_16x16，將當前的預測模式寫入碼流。

D. 若是宏塊類型是P_L0, 宏塊子分區分別爲D_16x16、D_16x8和D_8x16時，處理步驟類似，先將分區類型寫入碼流，而後預測運動向量（x264_mb_predict_mv）獲得mvp，最後寫入當前運動向量與mvp的差值（MVD）。

E. 若是宏塊類型是P_8x8或B_8x8時，過程相似。先寫入類型，接着寫入4個子宏塊類型,參考幀信息，調用cavlc_mb8x8_mvd計算 mvd。cavlc_mb8x8_mvd函數中根據不一樣的子分區類型（D_L0_8x8/D_L1_8x8/D_BI_8x8...）調用 cavlc_mb_mvd函數計算MVD並寫入碼流。cavlc_mb_mvd函數中也是計算mvp（x264_mb_predict_mv），算mvd 並寫入碼流中。

F. 若是宏塊類型是非B_DIRECT——B幀的非直接模式，可能會雙向參考。以後根據兩個參考幀列表結合子分區類型（D_16x16、D_16x8、D_8x16），寫入參考幀信息，計算mvp（x264_mb_predict_mv），計算mvd並寫入碼流中。

G. 若是宏塊類型是B_DIRECT，就寫個類型。

 

這樣，在運動向量差寫入完成後。寫編碼的塊模式。寫殘差數據，分亮度殘差數據和色度殘差數據。

A. 若是類型是I_16x16，先計算qp-delta並寫入碼流，寫亮度DC和AC係數（block_residual_write_cavlc）。

B. 若是不是I_16x16，且亮度和色度有一個不是零（h->mb.i_cbp_luma != 0 || h->mb.i_cbp_chroma != 0）。先計算qp-delta並寫入碼流，而後調用x264_macroblock_luma_write_cavlc進行亮度宏塊編碼。

 

對於色度殘差數據的cavlc編碼，先寫入Cb,Cr的DC係數（block_residual_write_cavlc），後寫入AC係數（block_residual_write_cavlc）。

這樣就完成了熵編碼。