#include"sim.h"static int roundtab[] = {0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,2};/********************************************************************** * *	函數名：P幀圖像的預測 *	函數功能：P幀編碼宏塊的運動預測編碼（普通模式和高級模式） *	函數輸入：curr_image：當前幀圖像 *			  prev_image：上一幀圖像 *			  prev_ipol：上一幀內插圖像 *            x：宏塊的位置（水平方位）
 *			  y：宏塊的位置（豎直方位） 
 *			  MV：運動向量
 *			  PB：運動估計模式標志
 *	函數返回值：編碼宏塊數據的指針 ***********************************************************************/MB_Structure *Predict_P(PictImage *curr_image, PictImage *prev_image,        unsigned char *prev_ipol, int x, int y,         MotionVector *MV[6][MBR+1][MBC+2], int PB){  int m,n;  int curr[16][16];  int pred[16][16];  MotionVector *fr0,*fr1,*fr2,*fr3,*fr4;  int sum, dx, dy;  int xmb, ymb;  MB_Structure *pred_error = (MB_Structure *)malloc(sizeof(MB_Structure));      xmb = x/MB_SIZE+1;  ymb = y/MB_SIZE+1;  fr0 = MV[0][ymb][xmb];  fr1 = MV[1][ymb][xmb];  fr2 = MV[2][ymb][xmb];  fr3 = MV[3][ymb][xmb];  fr4 = MV[4][ymb][xmb];  /* 找到當前幀的編碼宏塊 */  FindMB(x, y, curr_image->lum, curr);  /* 利用半像素精度的運動向量尋找預測值 */  if (advanced) {    FindPredOBMC(x, y, MV, prev_ipol, &pred[0][0], 0, PB);    FindPredOBMC(x, y, MV, prev_ipol, &pred[0][8], 1, PB);    FindPredOBMC(x, y, MV, prev_ipol, &pred[8][0], 2, PB);    FindPredOBMC(x, y, MV, prev_ipol, &pred[8][8], 3, PB);  }  else     FindPred(x, y, fr0, prev_ipol, &pred[0][0], 16, 0);  /* 實際運動估計的預測 */  if (fr0->Mode == MODE_INTER || fr0->Mode == MODE_INTER_Q) {    for (n = 0; n < MB_SIZE; n++)      for (m = 0; m < MB_SIZE; m++)         pred_error->lum[n][m] = (int)(curr[n][m] - pred[n][m]);    dx = 2*fr0->x + fr0->x_half;    dy = 2*fr0->y + fr0->y_half;    dx = ( dx % 4 == 0 ? dx >> 1 : (dx>>1)|1 );    dy = ( dy % 4 == 0 ? dy >> 1 : (dy>>1)|1 );    DoPredChrom_P(x, y, dx, dy, curr_image, prev_image, pred_error);  }  else if (fr0->Mode == MODE_INTER4V) {    for (n = 0; n < MB_SIZE; n++)      for (m = 0; m < MB_SIZE; m++)         pred_error->lum[n][m] = (int)(curr[n][m] - pred[n][m]);    sum = 2*fr1->x + fr1->x_half + 2*fr2->x + fr2->x_half +      2*fr3->x + fr3->x_half + 2*fr4->x + fr4->x_half ;     dx = sign(sum)*(roundtab[abs(sum)%16] + (abs(sum)/16)*2);    sum = 2*fr1->y + fr1->y_half + 2*fr2->y + fr2->y_half +      2*fr3->y + fr3->y_half + 2*fr4->y + fr4->y_half;    dy = sign(sum)*(roundtab[abs(sum)%16] + (abs(sum)/16)*2);    DoPredChrom_P(x, y, dx, dy, curr_image, prev_image, pred_error);  }  else    fprintf(stderr,"Illegal Mode in Predict_P (pred.c)\n");  return pred_error;}/**********************************************************************
 *
 *	函數名：B幀圖像的預測
 *	函數功能：在PB模式下B幀編碼宏塊的運動預測編碼
 *	函數輸入：curr_image：當前幀圖像
 *			  prev_image：上一幀圖像
 *			  prev_ipol：上一幀內插圖像
 *            x：宏塊的位置（水平方位）
 *			  y：宏塊的位置（豎直方位） 
 *			  MV：運動向量
 *			  recon_P：上一幀重構的P幀編碼宏塊
 *			  TRD：重構宏塊的位置（水平方位）
 *			  TRB：重構宏塊的位置（豎直方位）
 *	函數返回值：運動估計后編碼宏塊差分數據的指針
 ***********************************************************************/MB_Structure *Predict_B(PictImage *curr_image, PictImage *prev_image,        unsigned char *prev_ipol,int x, int y,        MotionVector *MV[5][MBR+1][MBC+2],        MB_Structure *recon_P, int TRD,int TRB){  int i,j,k;  int dx, dy, sad, sad_min=INT_MAX, curr[16][16], bdx=0, bdy=0;  MB_Structure *p_err = (MB_Structure *)malloc(sizeof(MB_Structure));  MB_Structure *pred = (MB_Structure *)malloc(sizeof(MB_Structure));  MotionVector *f[5];  int xvec, yvec, mvx, mvy;  for (k = 0; k <= 4; k++)    f[k] = MV[k][y/MB_SIZE+1][x/MB_SIZE+1];  /* 找到當前幀的編碼宏塊 */  FindMB(x, y, curr_image->lum, curr);  if (f[0]->Mode == MODE_INTER4V) {  /* INTER4V模式 */    /* 計算前向預測 */    /* 亮度分量 */    for (j = -DEF_PBDELTA_WIN; j <= DEF_PBDELTA_WIN; j++) {      for (i = -DEF_PBDELTA_WIN; i <= DEF_PBDELTA_WIN; i++) {        FindForwLumPredPB(prev_ipol, x, y, f[1], &pred->lum[0][0],           TRD, TRB, i, j, 8, 0);        FindForwLumPredPB(prev_ipol, x, y, f[2], &pred->lum[0][8],           TRD, TRB, i, j, 8, 1);        FindForwLumPredPB(prev_ipol, x, y, f[3], &pred->lum[8][0],           TRD, TRB, i, j, 8, 2);        FindForwLumPredPB(prev_ipol, x, y, f[4], &pred->lum[8][8],           TRD, TRB, i, j, 8, 3);        sad = SAD_MB_integer(&curr[0][0],&pred->lum[0][0], 16,INT_MAX);        if (i == 0 && j == 0)          sad -= PREF_PBDELTA_NULL_VEC;        if (sad < sad_min) {          sad_min = sad;          bdx = i;          bdy = j;        }      }    }    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[1],&pred->lum[0][0],TRD,TRB,bdx,bdy,8,0);    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[2],&pred->lum[0][8],TRD,TRB,bdx,bdy,8,1);    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[3],&pred->lum[8][0],TRD,TRB,bdx,bdy,8,2);    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[4],&pred->lum[8][8],TRD,TRB,bdx,bdy,8,3);    /* 色度分量的運動向量 */    xvec = yvec = 0;    for (k = 1; k <= 4; k++) {      xvec += TRB*(2*f[k]->x + f[k]->x_half)/TRD + bdx;      yvec += TRB*(2*f[k]->y + f[k]->y_half)/TRD + bdy;    }    /* 根據表7-17得到近似值 */    dx = sign(xvec)*(roundtab[abs(xvec)%16] + (abs(xvec)/16)*2);    dy = sign(yvec)*(roundtab[abs(yvec)%16] + (abs(yvec)/16)*2);    FindChromBlock_P(x, y, dx, dy, prev_image, pred);    /* 計算雙向運動估計 */    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[0][0], f[1], &pred->lum[0][0],                TRD, TRB, bdx, bdy, 0, 0);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[0][8], f[2], &pred->lum[0][8],                TRD, TRB, bdx, bdy, 1, 0);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[8][0], f[3], &pred->lum[8][0],                TRD, TRB, bdx, bdy, 0, 1);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[8][8], f[4], &pred->lum[8][8],                TRD, TRB, bdx, bdy, 1, 1);    /* 色度分量的運動向量 */    xvec = yvec = 0;    for (k = 1; k <= 4; k++) {      mvx = 2*f[k]->x + f[k]->x_half;      mvy = 2*f[k]->y + f[k]->y_half;      xvec += bdx == 0 ? (TRB-TRD) *  mvx / TRD : TRB * mvx / TRD + bdx - mvx;      yvec += bdy == 0 ? (TRB-TRD) *  mvy / TRD : TRB * mvy / TRD + bdy - mvy;    }    /* 根據表7-17得到近似值 */    dx = sign(xvec)*(roundtab[abs(xvec)%16] + (abs(xvec)/16)*2);    dy = sign(yvec)*(roundtab[abs(yvec)%16] + (abs(yvec)/16)*2);    FindBiDirChrPredPB(recon_P, dx, dy, pred);   }  else {  /* 幀間和INTER_Q模式 */    /* 計算前向運動估計 */    for (j = -DEF_PBDELTA_WIN; j <= DEF_PBDELTA_WIN; j++) {      for (i = -DEF_PBDELTA_WIN; i <= DEF_PBDELTA_WIN; i++) {        dx = i; dy = j;        /* 宏塊邊緣PB幀的向量差置為0 */        if (!mv_outside_frame) {          if (x == 0) dx = 0;          if (x == pels - MB_SIZE) dx = 0;          if (y == 0) dy = 0;          if (y == lines - MB_SIZE) dy = 0;        }        if (f[0]->Mode == MODE_INTRA || f[0]->Mode == MODE_INTRA_Q) {          dx = dy = 0;        }        if (f[0]->x == 0 && f[0]->y == 0 &&             f[0]->x_half == 0 && f[0]->y_half == 0) {          dx = dy = 0;        }        FindForwLumPredPB(prev_ipol, x, y, f[0], &pred->lum[0][0],           TRD, TRB, dx, dy, 16, 0);        sad = SAD_MB_integer(&curr[0][0],&pred->lum[0][0], 16, INT_MAX);        if (i == 0 && j == 0)          sad -= PREF_PBDELTA_NULL_VEC;        if (sad < sad_min) {          sad_min = sad;          bdx = dx;          bdy = dy;        }      }    }    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[0],&pred->lum[0][0],TRD,TRB,              bdx,bdy,16,0);    xvec = 4 * (TRB*(2*f[0]->x + f[0]->x_half) / TRD + bdx);    yvec = 4 * (TRB*(2*f[0]->y + f[0]->y_half) / TRD + bdy);    /* 根據表7-17得到近似值 */    dx = sign(xvec)*(roundtab[abs(xvec)%16] + (abs(xvec)/16)*2);    dy = sign(yvec)*(roundtab[abs(yvec)%16] + (abs(yvec)/16)*2);    FindChromBlock_P(x, y, dx, dy, prev_image, pred);    /* 計算雙向運動估計 */    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[0][0], f[0], &pred->lum[0][0],                TRD, TRB, bdx, bdy, 0, 0);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[0][8], f[0], &pred->lum[0][8],                TRD, TRB, bdx, bdy, 1, 0);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[8][0], f[0], &pred->lum[8][0],                TRD, TRB, bdx, bdy, 0, 1);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[8][8], f[0], &pred->lum[8][8],                TRD, TRB, bdx, bdy, 1, 1);    /* 色度運動向量 */    mvx = 2*f[0]->x + f[0]->x_half;    xvec = bdx == 0 ? (TRB-TRD) * mvx / TRD : TRB * mvx / TRD + bdx - mvx;    xvec *= 4;    mvy = 2*f[0]->y + f[0]->y_half;    yvec = bdy == 0 ? (TRB-TRD) * mvy / TRD : TRB * mvy / TRD + bdy - mvy;    yvec *= 4;          /* 色度運動向量 */    dx = sign(xvec)*(roundtab[abs(xvec)%16] + (abs(xvec)/16)*2);    dy = sign(yvec)*(roundtab[abs(yvec)%16] + (abs(yvec)/16)*2);    FindBiDirChrPredPB(recon_P, dx, dy, pred);   }  /* 存放delta值 */  MV[5][y/MB_SIZE+1][x/MB_SIZE+1]->x = bdx; /* 半像素精度 */  MV[5][y/MB_SIZE+1][x/MB_SIZE+1]->y = bdy;  MV[5][y/MB_SIZE+1][x/MB_SIZE+1]->x_half = 0;  MV[5][y/MB_SIZE+1][x/MB_SIZE+1]->y_half = 0;  /* 完成最后的運動估計 */  for (j = 0; j < MB_SIZE; j++)     for (i = 0; i < MB_SIZE; i++)       p_err->lum[j][i] =         *(curr_image->lum+x+i + (y+j)*pels) - pred->lum[j][i];  y >>= 1;  x >>= 1;  for (j = 0; j < MB_SIZE>>1; j++)     for (i = 0; i < MB_SIZE>>1; i++) {      p_err->Cr[j][i] = *(curr_image->Cr+x+i + (y+j)*cpels) - pred->Cr[j][i];      p_err->Cb[j][i] = *(curr_image->Cb+x+i + (y+j)*cpels) - pred->Cb[j][i];    }  free(pred);  return p_err;}/**********************************************************************
 *
 *	函數名：MB_Recon_B
 *	函數功能：在PB模式下重構B幀編碼宏塊
 *	函數輸入：curr_image：當前幀圖像
 *			  prev_image：上一幀圖像
 *			  prev_ipol：上一幀內插圖像
 *            x：宏塊的位置（水平方位）
 *			  y：宏塊的位置（豎直方位） 
 *			  MV：運動向量
 *			  recon_P：上一幀重構的編碼宏塊
 *			  TRD：重構宏塊的位置（水平方位）
 *			  TRB：重構宏塊的位置（豎直方位）
 *	函數返回值：重構編碼宏塊數據的指針
 ***********************************************************************/
MB_Structure *MB_Recon_B(PictImage *prev_image, MB_Structure *diff,         unsigned char *prev_ipol,int x, int y,         MotionVector *MV[5][MBR+1][MBC+2],         MB_Structure *recon_P,int TRD, int TRB){  int i,j,k;  int dx, dy, bdx, bdy, mvx, mvy, xvec, yvec;  MB_Structure *recon_B = (MB_Structure *)malloc(sizeof(MB_Structure));  MB_Structure *pred = (MB_Structure *)malloc(sizeof(MB_Structure));  MotionVector *f[5];  for (k = 0; k <= 4; k++)    f[k] = MV[k][y/MB_SIZE+1][x/MB_SIZE+1];  bdx = MV[5][y/MB_SIZE+1][x/MB_SIZE+1]->x;  bdy = MV[5][y/MB_SIZE+1][x/MB_SIZE+1]->y;  if (f[0]->Mode == MODE_INTER4V) {  /* INTER4V模式 */    /* 計算前向運動估計 */    /* 亮度分量 */    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[1],&pred->lum[0][0],TRD,TRB,bdx,bdy,8,0);    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[2],&pred->lum[0][8],TRD,TRB,bdx,bdy,8,1);    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[3],&pred->lum[8][0],TRD,TRB,bdx,bdy,8,2);    FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[4],&pred->lum[8][8],TRD,TRB,bdx,bdy,8,3);    /* 色度運動向量 */    xvec = yvec = 0;    for (k = 1; k <= 4; k++) {      xvec += TRB*(2*f[k]->x + f[k]->x_half)/TRD + bdx;      yvec += TRB*(2*f[k]->y + f[k]->y_half)/TRD + bdy;    }    /* 根據表7-17得到近似值 */    dx = sign(xvec)*(roundtab[abs(xvec)%16] + (abs(xvec)/16)*2);    dy = sign(yvec)*(roundtab[abs(yvec)%16] + (abs(yvec)/16)*2);    FindChromBlock_P(x, y, dx, dy, prev_image, pred);    /* 計算雙向運動估計 */    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[0][0], f[1], &pred->lum[0][0],                TRD, TRB, bdx, bdy, 0, 0);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[0][8], f[2], &pred->lum[0][8],                TRD, TRB, bdx, bdy, 1, 0);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[8][0], f[3], &pred->lum[8][0],                TRD, TRB, bdx, bdy, 0, 1);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[8][8], f[4], &pred->lum[8][8],                TRD, TRB, bdx, bdy, 1, 1);    /* 色度分量的運動向量 */    xvec = yvec = 0;    for (k = 1; k <= 4; k++) {      mvx = 2*f[k]->x + f[k]->x_half;      mvy = 2*f[k]->y + f[k]->y_half;      xvec += bdx == 0 ? (TRB-TRD) *  mvx / TRD : TRB * mvx / TRD + bdx - mvx;      yvec += bdy == 0 ? (TRB-TRD) *  mvy / TRD : TRB * mvy / TRD + bdy - mvy;    }    /* 根據表7-17得到近似值 */    dx = sign(xvec)*(roundtab[abs(xvec)%16] + (abs(xvec)/16)*2);    dy = sign(yvec)*(roundtab[abs(yvec)%16] + (abs(yvec)/16)*2);    FindBiDirChrPredPB(recon_P, dx, dy, pred);   }  else {  /* 幀間或INTER_Q模式 */    /* 計算前向運動估計 */        FindForwLumPredPB(prev_ipol,x,y,f[0],&pred->lum[0][0],TRD,TRB,              bdx,bdy,16,0);    xvec = 4 * (TRB*(2*f[0]->x + f[0]->x_half) / TRD + bdx);    yvec = 4 * (TRB*(2*f[0]->y + f[0]->y_half) / TRD + bdy);    /* 根據表7-17得到近似值 */    dx = sign(xvec)*(roundtab[abs(xvec)%16] + (abs(xvec)/16)*2);    dy = sign(yvec)*(roundtab[abs(yvec)%16] + (abs(yvec)/16)*2);    FindChromBlock_P(x, y, dx, dy, prev_image, pred);    /* 計算雙向運動估計 */    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[0][0], f[0], &pred->lum[0][0],                TRD, TRB, bdx, bdy, 0, 0);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[0][8], f[0], &pred->lum[0][8],                TRD, TRB, bdx, bdy, 1, 0);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[8][0], f[0], &pred->lum[8][0],                TRD, TRB, bdx, bdy, 0, 1);    FindBiDirLumPredPB(&recon_P->lum[8][8], f[0], &pred->lum[8][8],                TRD, TRB, bdx, bdy, 1, 1);    /* 色度分量的運動向量 */    mvx = 2*f[0]->x + f[0]->x_half;    xvec = bdx == 0 ? (TRB-TRD) * mvx / TRD : TRB * mvx / TRD + bdx - mvx;    xvec *= 4;    mvy = 2*f[0]->y + f[0]->y_half;    yvec = bdy == 0 ? (TRB-TRD) * mvy / TRD : TRB * mvy / TRD + bdy - mvy;    yvec *= 4;          /* /* 根據表7-17得到近似值 */    dx = sign(xvec)*(roundtab[abs(xvec)%16] + (abs(xvec)/16)*2);    dy = sign(yvec)*(roundtab[abs(yvec)%16] + (abs(yvec)/16)*2);    FindBiDirChrPredPB(recon_P, dx, dy, pred);   }  /* 重構出P幀的編碼宏塊 */  for (j = 0; j < MB_SIZE; j++)     for (i = 0; i < MB_SIZE; i++)       recon_B->lum[j][i] = pred->lum[j][i] + diff->lum[j][i];          for (j = 0; j < MB_SIZE>>1; j++)     for (i = 0; i < MB_SIZE>>1; i++) {      recon_B->Cr[j][i] = pred->Cr[j][i] + diff->Cr[j][i];      recon_B->Cb[j][i] = pred->Cb[j][i] + diff->Cb[j][i];    }    free(pred);  return recon_B;}

/**********************************************************************
 *
 *	函數名：FindForwLumPredPB
 *	函數功能：在PB模式下計算前向亮度分量的運動估計
 *	函數輸入：prev_ipol：上一幀內插圖像
 *            x_cur：當前幀宏塊的位置（水平方位）
 *			  y_cur：當前幀宏塊的位置（豎直方位） 
 *			  fr：運動向量
 *			  pred：預測宏塊的數據指針
 *			  TRD：重構宏塊的位置（水平方位）
 *			  TRB：重構宏塊的位置（豎直方位）
 *	函數返回值：重構編碼宏塊數據的指針，宏塊的位置以及MV數據
 ***********************************************************************/
void FindForwLumPredPB(unsigned char *prev_ipol, int x_curr, int y_curr,                MotionVector *fr, int *pred, int TRD, int TRB,                int bdx, int bdy, int bs, int comp){  int i,j;  int xvec,yvec,lx;  lx = (mv_outside_frame ? pels + (long_vectors?64:32) : pels);  /* 亮度分量 */  xvec = (TRB)*(2*fr->x + fr->x_half)/TRD + bdx;  yvec = (TRB)*(2*fr->y + fr->y_half)/TRD + bdy;  x_curr += ((comp&1)<<3);  y_curr += ((comp&2)<<2);  for (j = 0; j < bs; j++) {    for (i = 0; i < bs; i++) {      *(pred+i+j*16) = *(prev_ipol + (i+x_curr)*2 + xvec +         ((j+y_curr)*2 + yvec)*lx*2);    }  }  return;}/**********************************************************************
 *
 *	函數名：FindBiDirLumPredPB
 *	函數功能：在PB模式下尋找雙向亮度信息的預測值
 *	函數輸入：recon_P：重構恢復出來的P幀編碼宏塊
 *			  fr：宏塊的運動向量
 *			  pred：預測宏塊的數據指針
 *			  TRD：重構宏塊的位置（水平方位）
 *			  TRB：重構宏塊的位置（豎直方位）*			  
 ***********************************************************************/void FindBiDirLumPredPB(int *recon_P, MotionVector *fr, int *pred, int TRD,         int TRB, int bdx, int bdy, int nh, int nv){  int xstart,xstop,ystart,ystop;  int xvec,yvec, mvx, mvy;  mvx = 2*fr->x + fr->x_half;  mvy = 2*fr->y + fr->y_half;  xvec = (bdx == 0 ? (TRB-TRD) *  mvx / TRD : TRB * mvx / TRD + bdx - mvx);  yvec = (bdy == 0 ? (TRB-TRD) *  mvy / TRD : TRB * mvy / TRD + bdy - mvy);