x264阅读记录-3

 

14. x264_macroblock_encode函数-1

这个函数主要根据已经选定的模式来对宏块残差进行编码。

（1）若是是P_SKIP模式，那么调用x264_macroblock_encode_pskip函数

在x264_macroblock_encode_pskip中先对亮度和色度进行运动补偿，调用的函数函数h->mc.mc_luma和 h->mc.mc_chroma。这两个是函数指针，根据须要对其进行初始化。通常经常使用的是函数mc_luma, 在mc.c文件中。在mc_luma中若是存在MV（x和y均不为0），那么调用pixel_avg；不然，调用mc_copy。pixel_avg位于mc.c文件中，是1/4搜索时须要临时插值函数。 

dst[x] = ( src1[x] + src2[x] + 1 ) >> 1;   //利用相邻半像素和两个像素取平均插值

mc_copy位于mc.c文件。

最后还要调用x264_macroblock_encode_skip函数，在这个函数中主要设置CBP值。

(2)若是是B_SKIP模式，先是调用x264_mb_mc函数完成运动补偿，而后调用x264_macroblock_encode_skip来进行CBP设置。

（3）接下来是帧内模式的编码，包括帧内I_16x16，帧内I_8x8和帧内I_4x4。在作每种模式的编码以前都要先计算预测帧。分别调用相应的预测函数 predict_16x16，predict_8x8（4个块）和predict_4x4（16个块）。

A. 对于I_16x16，调用x264_mb_encode_i16x16进行编码，若是是无损编码h->mb.b_lossless被置上，则以4x4为单位，进行无损压缩的量化和扫描。如果有损压缩方式，先调用 h-> dctf. sub16x16_dct计算宏块残差（p_src-p_dst）并进行4x4大小的DCT变换。 仍然，h-> dctf. sub16x16_dct是一个函数指针，其最常设置的值是sub16x16_dct，位于dct.c文件中。

在sub16x16_dct函数中，是对4个8x8块进行调用分别调用sub8x8_dct来完成残差计算和DCT变换的。而sub8x8_dct则是调用4个sub4x4_dct分别对4个4x4块进行残差DCT变换计算的。具体到sub4x4_dct，是调用pixel_sub_wxh来计算获得残差，而后再进行DCT变换，采用264中经典的4x4DCT变换的算法。

在DCT变换完成以后，对16个4x4块在for循环中进行处理：先拿出每一个4x4块的DC系数（存放在一个数组dct4x4[0]中），而后对每一个4x4块进行量化、扫描和反量化。分别由函数：x264_quant_4x4_trellis或quant_4x4、scan_zigzag_4x4和h->quantf.dequant_4x4完成。

接下来，对全部4x4块的在数组dct4x4 [0]中DCT系数进行：DCT变换、量化和扫描。分别由函数： h->dctf.dct4x4dc、quant_4x4_dc和scan_zigzag_4x4full完成。

而后，为了重建帧的须要，对DC系数进行反DCT变换、反量化（为何不是先反量化后反变换，待解决）。分别由函数h->dctf.idct4x4dc和x264_mb_dequant_4x4_dc完成。对于直流系数，对每一个4x4子块进行反DCT、反量化并加到预测宏块上获得重建的帧。由函数 h->dctf.add16x16_idct完成。

B. 对于I_8x8模式，将宏块分红4个8x8来分别进行。先调用predict_8x8函数来计算预测值，而后调用函数x264_mb_encode_i8x8进行编码。在该函数中，8x8DCT变换——h->dctf.sub8x8_dct8函数，量化—— x264_quant_8x8_trellis或quant_8x8函数、扫描——h->zigzagf.scan_8x8函数、反量化—— h->quantf.dequant_8x8函数和反DCT变换并加到预测宏块上——h->dctf.add8x8_idct8函数。

 

C.对16个4x4块分别进行。先h->predict_4x4[i_mode]进行帧内预测，获得预测帧。而后x264_mb_encode_i4x4编码。在x264_mb_encode_i4x4中，若是是无损压缩h->mb.b_lossless置位。调用sub_zigzag_4x4full计算残差，并扫描，返回。如果非无损编码，进行DCT、量化、Z字扫描、反量化、反IDCT并加到预测帧上。分别由函数：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）若是是帧间模式编码，

A. 先调用x264_mb_mc进行运动补偿。根据宏块类型进行相应的运动补偿：使用列表0（h->mb.i_type == P_L0）的16x16预测模式，根据h->mb.i_partition的类型（D_16x16、D_16x8、D_8x16），分别调用 x264_mb_mc_0xywh函数进行前向宏块运动补偿。x264_mb_mc_0xywh分别对亮度和色度进行运动补偿: h->mc.mc_luma和h->mc.mc_chroma函数。若是宏块类型（h->mb.i_type）为P_8x8或B_8x8。对4个8x8块，分别调用x264_mb_mc_8x8进行运动补偿。 其根据字块类型（h->mb.i_sub_partition[i8]）分别进行运动补偿。D_L0_8x8、D_L0_8x4、D_L0_4x8 和D_L0_4x4类型，调用x264_mb_mc_0xywh进行前向宏块运动补偿。D_L1_8x8、D_L1_8x4、D_L1_4x8和 D_L1_4x4类型，调用x264_mb_mc_1xywh进行后向宏块运动补偿。D_BI_8x8、D_BI_8x4、D_BI_4x8和 D_BI_4x4类型，分别调用x264_mb_mc_01xywh进行宏块双向运动补偿。D_DIRECT_8x8类型，调用x264_mb_mc_direct8x8 进行直接模式8*8块运动补偿。x264_mb_mc_direct8x8函数根据不一样的条件调用x264_mb_mc_0xywh、x264_mb_mc_1xywh和x264_mb_mc_01xywh函数。若是宏块类型（h->mb.i_type）为B_SKIP或B_DIRECT。调用直接模式8*8块运动补偿函数x264_mb_mc_direct8x8。若是宏块类型（h->mb.i_type）为其它B帧模式。先初始化参考列表。根据子块类型（h->mb.i_partition） 为，D_16x16、D_16x8、D_8x16和前向、后项、双向参考类型，分别调用x264_mb_mc_0xywh、 x264_mb_mc_1xywh和x264_mb_mc_01xywh函数。

B. 运动补偿以后，进行编码。若是是无损编码（h->mb.b_lossless ==1），对16个4x4块，分别进行残差计算和z字扫描，由函数sub_zigzag_4x4full完成。若是要进行8x8子块编码（ h->mb.b_transform_8x8），调用h->dctf.sub16x16_dct8对每一个8x8块先计算残差，再DCT变换。而后对4个8x8块，分别调用x264_denoise_dct去噪、x264_quant_8x8_trellis或quant_8x8量化、字扫描。而后是反量化、将残差加到参考宏块上。由h->quantf.dequant_8x8和h->dctf.add8x8_idct8完成。而后对4个8x8块，分别调用x264_denoise_dct去噪、x264_quant_8x8_trellis或quant_8x8量化、scan_zigzag_8x8full Z字扫描。而后是反量化、将残差加到参考宏块上。由h->quantf.dequant_8x8和h->dctf.add8x8_idct8完成。

C. 若是不进行8x8子块编码。先用h->dctf.sub16x16_dct先算p_src-p_dst宏块残差，再对每一个4x4模块进行 dct变换。而后对16个4x4块进行去噪——x264_denoise_dct、量化x264_quant_4x4_trellis或 quant_4x4、Z字扫描——scan_zigzag_4x4full。而后是反量化——h->quantf.dequant_4x4和 反DCT并加到参考帧上——h->dctf.add8x8_idct。

D. 亮度编码完成后，进行色度编码。x264_mb_encode_8x8_chroma函数。对Cb和Cr份量分别进行。

若是时无损编码，对4个4x4块进行残差计算、Z字扫描和DC系数计算。

非无损编码，用h->dctf.sub8x8_dct对每一个4x4块进行残差计算和DCT转换。以后对每一个4x4块，先取2x2DC系数，量 化——quant_4x4_chroma、Z字扫描——h->zigzagf.scan_4x4ac。对2x2DC系数进行DCT变换、量化和Z字 扫描，分别由函数h->dctf.dct2x2dc、quant_2x2_dc和scan_zigzag_2x2_dc。接着是反DCT变换和反量 化，h->dctf.idct2x2dc与x264_mb_dequant_2x2_dc函数。h->quantf.dequant_4x4 对4x4块反量化，h->dctf.add8x8_idct对每一个4x4块反DCT变换而且加到色度预测帧上。

E. 亮度和色度编码完成后。计算亮度和色度模式和非零的个数，肯定h->mb.i_cbp_chroma和h->mb.cbp的值。

 

 

15. x264_macroblock_encode函数-2

下面是该函数的调用状况，在上面对这个函数的分析中，已经对其中的大部分的函数都有了一个相对比较详细的介绍，

 

16. x264_macroblock_write_cabac函数

在宏块编码结束后，就要将编码生成的内容写到码流中。若是支持CABAC编码，就调用x264_macroblock_write_cabac。若是是CAVLC编码，就调用x264_macroblock_write_cavlc。

先调用函数x264_cabac_mb_type来将宏块类型写入码流，而后根据宏块的类型进行码流的写入操做：

A. 若是是I_PCM类型，那么直接对亮度和色度调用函数bs_write来将数据写入码流，而后返回。

B. 若是是帧内类型，若是采用了8x8DCT变换而且不是I_16x16，那么就调用x264_cabac_mb_transform_size来将变换的尺寸写入码流，若是是I_8x8或I_4x4,须要将预测模式写入码流，而后是将色度预测模式写入码流。

C. 若是是帧间16x16, 16x8 和 8x16 ，则根据相应的类型，调用x264_cabac_mb_ref将参考帧写入码流，调用x264_cabac_mb_mvd将运动矢量差写入码流

D. 若是是帧间P_8x8模式，首先将每个子块的模式写入码流x264_cabac_mb_sub_p_partition，而后将每个块用到的参考帧写入码流x264_cabac_mb_ref，最后在函数x264_cabac_mb8x8_mvd中将每个8x8块的mvd写入码流。

E. 若是是B_8x8模式，一样写入子块模式x264_cabac_mb_sub_b_partition，而后先后参考帧写入码流x264_cabac_mb_ref，最后调用x264_cabac_mb8x8_mvd将L0和L1上的参考帧写入码流。

F. 若是是除B_DIRECT以外全部其余模式，将参考帧和mvd写入码流。

 

接下来将亮度和色度CBP写入码流：x264_cabac_mb_cbp_luma和x264_cabac_mb_cbp_chroma。

而后将qp_delta写入码流x264_cabac_mb_qp_delta， 同时根据宏块类型将残差系数写入码流block_residual_write_cabac。

 

 

17.x264_macroblock_write_cavlc函数

首先，根据帧类型计算i_mb_i_offset的值。依据宏块类型(i_mb_type)写相应的数据到流中：

A. 若是宏块类型是I_PCM，就把16x16个亮度值、2x8x8个色度值直接写到码流中。

B. 若是宏块类型是I_4x4或I_8x8，先写入是不是8x8模式。而后对16个4x4块和4个8x8块，先调用 x264_mb_predict_intra4x4_mode获取最可能的预测模式，而后比较当前的预测模式和最可能的预测模式，将判断结果写入码流中， 最后写入当前的预测模式值。

C. 若是宏块类型是I_16x16，将当前的预测模式写入码流。

D. 若是宏块类型是P_L0, 宏块子分区分别为D_16x16、D_16x8和D_8x16时，处理步骤类似，先将分区类型写入码流，而后预测运动向量（x264_mb_predict_mv）获得mvp，最后写入当前运动向量与mvp的差值（MVD）。

E. 若是宏块类型是P_8x8或B_8x8时，过程相似。先写入类型，接着写入4个子宏块类型,参考帧信息，调用cavlc_mb8x8_mvd计算 mvd。cavlc_mb8x8_mvd函数中根据不一样的子分区类型（D_L0_8x8/D_L1_8x8/D_BI_8x8...）调用 cavlc_mb_mvd函数计算MVD并写入码流。cavlc_mb_mvd函数中也是计算mvp（x264_mb_predict_mv），算mvd 并写入码流中。

F. 若是宏块类型是非B_DIRECT——B帧的非直接模式，可能会双向参考。以后根据两个参考帧列表结合子分区类型（D_16x16、D_16x8、D_8x16），写入参考帧信息，计算mvp（x264_mb_predict_mv），计算mvd并写入码流中。

G. 若是宏块类型是B_DIRECT，就写个类型。

 

这样，在运动向量差写入完成后。写编码的块模式。写残差数据，分亮度残差数据和色度残差数据。

A. 若是类型是I_16x16，先计算qp-delta并写入码流，写亮度DC和AC系数（block_residual_write_cavlc）。

B. 若是不是I_16x16，且亮度和色度有一个不是零（h->mb.i_cbp_luma != 0 || h->mb.i_cbp_chroma != 0）。先计算qp-delta并写入码流，而后调用x264_macroblock_luma_write_cavlc进行亮度宏块编码。

 

对于色度残差数据的cavlc编码，先写入Cb,Cr的DC系数（block_residual_write_cavlc），后写入AC系数（block_residual_write_cavlc）。

这样就完成了熵编码。