x264源码解析：码率控制之能量函数

最近刚好看到有人问，所以会以码率控制为主线，陆续分享一些源码分析。

// Find the total AC energy of the block in all planes.
//! 返回宏块的能量
static NOINLINE uint32_t x264_ac_energy_mb( x264_t *h, int mb_x, int mb_y, x264_frame_t *frame )
{/* This function contains annoying hacks because GCC has a habit of reordering emms* and putting it after floating point ops.  As a result, we put the emms at the end of the* function and make sure that its always called before the float math.  Noinline makes* sure no reordering goes on. */uint32_t var;x264_prefetch_fenc( h, frame, mb_x, mb_y );if( h->mb.b_adaptive_mbaff ){/* We don't know the super-MB mode we're going to pick yet, so* simply try both and pick the lower of the two. */uint32_t var_interlaced, var_progressive;var_interlaced   = ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 0, 0, 1, 1 );var_progressive  = ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 0, 0, 0, 0 );if( CHROMA444 ){var_interlaced  += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 1, 0, 1, 1 );var_progressive += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 1, 0, 0, 0 );var_interlaced  += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 2, 0, 1, 1 );var_progressive += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 2, 0, 0, 0 );}else{var_interlaced  += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 1, 1, 1, 1 );var_progressive += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 1, 1, 0, 0 );}var = X264_MIN( var_interlaced, var_progressive );}else        ///<{var  = ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 0, 0, PARAM_INTERLACED, 1 );        // 亮度if( CHROMA444 ){var += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 1, 0, PARAM_INTERLACED, 1 );var += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 2, 0, PARAM_INTERLACED, 1 );}elsevar += ac_energy_plane( h, mb_x, mb_y, frame, 1, 1, PARAM_INTERLACED, 1 );    // 色度}x264_emms();return var;
}

//! 返回宏块亮度或色度分量的能量
static ALWAYS_INLINE uint32_t ac_energy_plane( x264_t *h, int mb_x, int mb_y, x264_frame_t *frame, int i, int b_chroma, int b_field, int b_store )
{int height = b_chroma ? 16>>CHROMA_V_SHIFT : 16;int stride = frame->i_stride[i];int offset = b_field? 16 * mb_x + height * (mb_y&~1) * stride + (mb_y&1) * stride: 16 * mb_x + height * mb_y * stride;stride <<= b_field;if( b_chroma ){ALIGNED_ARRAY_N( pixel, pix,[FENC_STRIDE*16] );int chromapix = h->luma2chroma_pixel[PIXEL_16x16];      // 420: 8x8int shift = 7 - CHROMA_V_SHIFT;                         // 420: 6h->mc.load_deinterleave_chroma_fenc( pix, frame->plane[1] + offset, stride, height );return ac_energy_var( h->pixf.var[chromapix]( pix,               FENC_STRIDE ), shift, frame, 1, b_store )+ ac_energy_var( h->pixf.var[chromapix]( pix+FENC_STRIDE/2, FENC_STRIDE ), shift, frame, 2, b_store );}elsereturn ac_energy_var( h->pixf.var[PIXEL_16x16]( frame->plane[i] + offset, stride ), 8, frame, i, b_store );
}

h->pixf.var分别获取亮度和色度分量的ssd与sum
对于yuv420：亮度分量16x16，色度分量是8x8
对于yuv444：亮度分量16x16，色度分量是16x16

//! 返回分量i的能量
static ALWAYS_INLINE uint32_t ac_energy_var( uint64_t sum_ssd, int shift, x264_frame_t *frame, int i, int b_store )
{   //! 64bit结果分解为32bit ssd, 32bit sumuint32_t sum = sum_ssd;uint32_t ssd = sum_ssd >> 32;if( b_store ){frame->i_pixel_sum[i] += sum;frame->i_pixel_ssd[i] += ssd;}return ssd - ((uint64_t)sum * sum >> shift);      // ssd - sum * avg
}

//! 按照32bit ssd | 32bit sum返回
static uint64_t x264_pixel_var_16x16( pixel *pix, intptr_t i_stride )
{                                             uint32_t sum = 0, sqr = 0;                for( int y = 0; y < 16; y++ )              {                                         for( int x = 0; x < 16; x++ )          {                                     sum += pix[x];                    sqr += pix[x] * pix[x];           }                                     pix += i_stride;                      }                                         return sum + ((uint64_t)sqr << 32);       ///< 32bit sqr + 32bit sum
}

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