x265-1.8版本-common/slice.h注释

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/***************************************************************************** * Copyright (C) 2015 x265 project * * Authors: Steve Borho <[e-mail]> * * This program is free software; you can redistribute it and/or modify * it under the terms of the GNU General Public License as published by * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or * (at your option) any later version. * * This program is distributed in the hope that it will be useful, * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the * GNU General Public License for more details. * * You should have received a copy of the GNU General Public License * along with this program; if not, write to the Free Software * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA. * * This program is also available under a commercial proprietary license. * For more information, contact us at license @ x265.com. *****************************************************************************/#ifndef X265_SLICE_H#define X265_SLICE_H#include "common.h"namespace X265_NS {// private namespaceclass Frame;class PicList;class MotionReference;enum SliceType{    B_SLICE,    P_SLICE,    I_SLICE};struct RPS//RPS（reference picture set） 在slice中被引用{    int  numberOfPictures; //参考帧列表中的参考数目    int  numberOfNegativePictures;//前向参考个数    int  numberOfPositivePictures;//后向参考帧个数    int  poc[MAX_NUM_REF_PICS];//存储当前帧前面已经编码可参考的参考帧  初始化为0  （按照编码顺序排序 倒序）    int  deltaPOC[MAX_NUM_REF_PICS];//参考帧poc减去存储当前帧poc的值 按照 远 近 （当前帧） 近 远的次序排序    bool bUsed[MAX_NUM_REF_PICS];//记录参考帧列表对应位置帧是否可用 （如果当前帧是关键帧，则全为不可用）    //如编码次序：0 4 2 1 3 8 6 5 7 12 10 9 11    //则编码11时， poc存储为： 10 12 6 8    //deltapoc 存储为： -5 -3 -1 12 （排序为 6 8 10 12）    RPS()//初始化        : numberOfPictures(0)        , numberOfNegativePictures(0)        , numberOfPositivePictures(0)    {        memset(deltaPOC, 0, sizeof(deltaPOC));        memset(poc, 0, sizeof(poc));        memset(bUsed, 0, sizeof(bUsed));    }    /** 函数功能           ： 将RPS列表中的deltaPOC和bused 按照 远 近 （当前帧） 近 远的次序排序    /*  调用范围           ： 只在DPB::computeRPS函数中被调用    *   返回值             ： null    **/    void sortDeltaPOC();};namespace Profile {    /*H.265/HEVC标准中提出了三种档次,分别是Main、Main 10和Main Still Picture    **/    enum Name //档次名称    {        NONE = 0, //不应用        MAIN = 1, //支持每像素8比特的位深、4:2:0的采样格式，是最常见的档次        MAIN10 = 2, //10比特位深，有助于提高视频质量。主要应用于消费电子领域。        MAINSTILLPICTURE = 3,//支持单个静止图像 不支持帧间预测        MAINREXT = 4, //全I帧 其它档次        HIGHTHROUGHPUTREXT = 5 //不应用    };}namespace Level {    /*    H.265/HEVC 标准中定义了两个层和13级    x265:level 大于等于 Level::LEVEL5时，CTB必须大于等于32    x265:param.maxNumReferences + vps.numReorderPics; 全部参考帧个数不能大于8    **/    enum Tier //层    {        /*        两个层分别是 Main Tier和High Tier        4和4以上的8个Level支持High Tier        Tier按其最高比特率来处理应用问题， Main tier适用于大多数应用，High Tier用于高需求应用。 符合某一Tier/Level 的解码器能够解码当前以及比当前Tier/Level低的所有码流        **/                MAIN = 0,        HIGH = 1,    };    enum Name//级    {        /*同一个Level实际上就是一套对编码比特流的一系列编码参数的限制。        H.265/HEVC 的13个等级支持从QCIF到8K多种分辨率的图像。        图像宽高受到该级别定义参数MaxLumaPS的限制—图像的宽和高均小于等于8倍的MaxLumaPS再开方。此外,Level 还约束了每幅图像中垂直和水平方向Tile的最大数量，以及每秒最大的Tile数量。        **/        NONE = 0,//不用        LEVEL1 = 30, //以下为13个等级        LEVEL2 = 60,        LEVEL2_1 = 63,        LEVEL3 = 90,        LEVEL3_1 = 93,        LEVEL4 = 120,        LEVEL4_1 = 123,        LEVEL5 = 150,        LEVEL5_1 = 153,        LEVEL5_2 = 156,        LEVEL6 = 180,        LEVEL6_1 = 183,        LEVEL6_2 = 186,        LEVEL8_5 = 255,//无损压缩    };}struct ProfileTierLevel//用途:存储？  只存在于VPS中{    bool     tierFlag; //当前层次等级 MAIN HIGH    bool     progressiveSourceFlag;    bool     interlacedSourceFlag;    bool     nonPackedConstraintFlag;    bool     frameOnlyConstraintFlag;    /*    MAIN            ： MAIN、 MAIN10 置为true 其它为false    MAIN10并且8位   ： MAIN、 MAIN10 置为true 其它为false    MAINSTILLPICTURE:  MAIN、 MAIN10 MAINSTILLPICTURE 置为true 其它为false    MAIN10          ： MAIN10 置为true 其它为false    MAINREXT        ： MAINREXT 置为true 其它为false    **/    bool     profileCompatibilityFlag[32];//当general_profile_space 值等于0时，该语法元素取值为1，表示当前CVS编码过程使用的档次的ID为j  如采用MAIN 则profileCompatibilityFlag[MAIN]=1 其它为0 coded video sequence (CVS)    bool     intraConstraintFlag;//是否全I帧    bool     onePictureOnlyConstraintFlag;//当前需要编码的是否只有一帧    bool     lowerBitRateConstraintFlag;//用途？？？？置为true 暂不应用    int      profileIdc; //当前编码所处的档次 MAIN MAIN10 MAINSTILLPICTURE等    int      levelIdc;   //当前level等级 如Level::LEVEL1等    uint32_t minCrForLevel;//当前的最小压缩比 CR 表示 CompressionRatio     uint32_t maxLumaSrForLevel;//该等级每帧最大亮度像素个数    uint32_t bitDepthConstraint;//像素位宽 8 10 12    int      chromaFormatConstraint;//图像格式  默认为420 };struct HRDInfo{    uint32_t bitRateScale;    uint32_t cpbSizeScale;    uint32_t initialCpbRemovalDelayLength;    uint32_t cpbRemovalDelayLength;    uint32_t dpbOutputDelayLength;    uint32_t bitRateValue;    uint32_t cpbSizeValue;    bool     cbrFlag;    HRDInfo()        : bitRateScale(0)        , cpbSizeScale(0)        , initialCpbRemovalDelayLength(1)        , cpbRemovalDelayLength(1)        , dpbOutputDelayLength(1)        , cbrFlag(false)    {    }};struct TimingInfo{    uint32_t numUnitsInTick;    uint32_t timeScale;};struct VPS{    uint32_t         maxTempSubLayers;//最大时域层个数  param.bEnableTemporalSubLayers ? 2 : 1    uint32_t         numReorderPics;//需要重排序的帧数 值：(param.bBPyramid && param.bframes > 1) ? 2 : !!param.bframes;    uint32_t         maxDecPicBuffering;//解码需要的buffer大小： 值 X265_MIN(MAX_NUM_REF, X265_MAX(vps.numReorderPics + 2, (uint32_t)param.maxNumReferences) + vps.numReorderPics);    uint32_t         maxLatencyIncrease;    HRDInfo          hrdParameters;    ProfileTierLevel ptl;};struct Window{    bool bEnabled;    int  leftOffset;    int  rightOffset;    int  topOffset;    int  bottomOffset;    Window()    {        bEnabled = false;    }};struct VUI{    bool       aspectRatioInfoPresentFlag;    int        aspectRatioIdc;    int        sarWidth;    int        sarHeight;    bool       overscanInfoPresentFlag;    bool       overscanAppropriateFlag;    bool       videoSignalTypePresentFlag;    int        videoFormat;    bool       videoFullRangeFlag;    bool       colourDescriptionPresentFlag;    int        colourPrimaries;    int        transferCharacteristics;    int        matrixCoefficients;    bool       chromaLocInfoPresentFlag;    int        chromaSampleLocTypeTopField;    int        chromaSampleLocTypeBottomField;    Window     defaultDisplayWindow;    bool       frameFieldInfoPresentFlag;    bool       fieldSeqFlag;    bool       hrdParametersPresentFlag;    HRDInfo    hrdParameters;    TimingInfo timingInfo;};struct SPS{    int      chromaFormatIdc;        // use param    uint32_t picWidthInLumaSamples;  //图像的宽度 use param    uint32_t picHeightInLumaSamples; //图像的高度 use param    uint32_t numCuInWidth;  //有多少CTU列    uint32_t numCuInHeight; //有多少CTU行    uint32_t numCUsInFrame; //一帧CTU个数    uint32_t numPartitions;    uint32_t numPartInCUSize;//CTU中一边有多少4x4块 默认为16（64有16个4）    int      log2MinCodingBlockSize;    int      log2DiffMaxMinCodingBlockSize;    uint32_t quadtreeTULog2MaxSize;    uint32_t quadtreeTULog2MinSize;//最小TU的值 （一般默认为4x4，值为2）    uint32_t quadtreeTUMaxDepthInter; // use param    uint32_t quadtreeTUMaxDepthIntra; // use param    bool     bUseSAO; // use param    bool     bUseAMP; // use param    uint32_t maxAMPDepth;    uint32_t maxTempSubLayers;   // max number of Temporal Sub layers    uint32_t maxDecPicBuffering; // 继承VPS值 解码需要的buffer大小： 值 X265_MIN(MAX_NUM_REF, X265_MAX(vps.numReorderPics + 2, (uint32_t)param.maxNumReferences) + vps.numReorderPics); these are dups of VPS values    uint32_t maxLatencyIncrease;    int      numReorderPics;    bool     bUseStrongIntraSmoothing; //当前intra参考像素是否需要强滤波 use param    bool     bTemporalMVPEnabled;    Window   conformanceWindow;    VUI      vuiParameters;};struct PPS{    uint32_t maxCuDQPDepth;    int      chromaQpOffset[2];      //分别存储cb、cr量化参数相对于亮度量化参数的偏移 默认为0// use param    bool     bUseWeightPred;         // 当前是否应用P帧加权预测use param    bool     bUseWeightedBiPred;     // 当前是否应用B帧加权预测use param    bool     bUseDQP;    bool     bConstrainedIntraPred;  // 表示帧内预测是否受限，即是否允许使用采用帧间预测模式的邻近块信息进行帧内预测  默认否（不受限制）  use param    bool     bTransquantBypassEnabled;  // Indicates presence of cu_transquant_bypass_flag in CUs.    bool     bTransformSkipEnabled;     // 是否应用transformSkip 在4x4才应用 use param    bool     bEntropyCodingSyncEnabled; // use param    bool     bSignHideEnabled;          // use param    bool     bDeblockingFilterControlPresent;    bool     bPicDisableDeblockingFilter;    int      deblockingFilterBetaOffsetDiv2;    int      deblockingFilterTcOffsetDiv2;};struct WeightParam  //存储加权帧的加权信息  用于slice类{    //加权为 w*ref + offset  ref为参考帧所有像素值    //其中w为: inputWeight/（1<<log2WeightDenom）    //其中offset为:inputOffset    //权重系数w一般在 √(原始帧方差/参考帧方差） 周围搜索    // Explicit weighted prediction parameters parsed in slice header,    bool     bPresentFlag;    //是否加权    uint32_t log2WeightDenom; //权重系数左移位个数（为了保证精度）    int      inputWeight;     //权重系数    整个的权重系数等于:（1<<（7-log2WeightDenom）) + inputWeight  目前的权重系数为guessScale * （1<<denom）+0.5f =  （1<<（7-log2WeightDenom）) + inputWeight      其中guessScale :√(原始帧方差/参考帧方差）    int      inputOffset;     //offset信息 整帧所有像素偏移值    /* makes a non-h265 weight (i.e. fix7), into an h265 weight */    /** 函数功能             ：设置相应数据    /*  调用范围             ：只在在LookaheadTLD::weightsAnalyse和weightAnalyse函数中被调用    * \参数 w                ：LookaheadTLD::weightsAnalyse: (int)(guessScale * 128 + 0.5f) weightAnalyse:guessScale * （1<<denom）+0.5f   denom 一般等于7    * \参数 o                ：LookaheadTLD::weightsAnalyse:  0   weightAnalyse:0    * \参数 denom            ：LookaheadTLD::weightsAnalyse:  7   weightAnalyse:一般为7    * \参数 bNormalize       ：LookaheadTLD::weightsAnalyse:  trueweightAnalyse:list0为true  list1 为false    * \返回                  ：NULL */    void setFromWeightAndOffset(int w, int o, int denom, bool bNormalize)    {        inputOffset = o;        log2WeightDenom = denom;        inputWeight = w;        while (bNormalize && log2WeightDenom > 0 && (inputWeight > 127))        {            log2WeightDenom--;            inputWeight >>= 1;        }        inputWeight = X265_MIN(inputWeight, 127);    }};//设置WeightParam类数据#define SET_WEIGHT(w, b, s, d, o) \{ \    (w).inputWeight = (s); \    (w).log2WeightDenom = (d); \    (w).inputOffset = (o); \    (w).bPresentFlag = (b); \}class Slice{public:    const SPS*  m_sps; //指向encoder的SPS    const PPS*  m_pps; //指向encoder的PPS    WeightParam m_weightPredTable[2][MAX_NUM_REF][3]; // 参考帧加权状态信息 (每个list的第一帧分析加权与否，其它不加权) [list][refIdx][0:Y, 1:U, 2:V]    MotionReference (*m_mref)[MAX_NUM_REF + 1]; //指向FrameEncoder中对应的参考帧信息    RPS         m_rps;    NalUnitType m_nalUnitType;    SliceType   m_sliceType; //在DPB::prepareEncode函数确定slice类型：B_SLICE,P_SLICE,I_SLICE    int         m_sliceQp;//存储经过rateControlStart估计后的当前帧的量化参数    int         m_poc;   //当前POC        int         m_lastIDR;    bool        m_bCheckLDC;       // 目前x265: B帧 false 其它 ture 指的是low-delay mode？？？ TODO: is this necessary?    bool        m_sLFaseFlag;      // 应用????？？？？表示环路滤波是否可以越过当前slice的上边界和左边界 初始化为ture (只在prepareEncode计算过一次然后就写码流) loop filter boundary flag    bool        m_colFromL0Flag;   // ？？？？？用于时域MV预测的collocated图像来自参考图像列表List0还是List1 目前x265: B帧 false 其它 ture collocated picture from List0 or List1 flag    uint32_t    m_colRefIdx;       // ？？？？？用于时域MV预测的collocated图像的参考索引号 ，一直为0，没被修改过never modified        //x265中没有应用长期参考帧 x265中List0 全为前向参考帧 List1全为后向参考帧    //List0 存储方式：按照距离当前帧由近到远排序    //List1 存储方式：按照距离当前帧由近到远排序    int         m_numRefIdx[2];//分别为L0的最大帧数（配置的配置的参考帧最大数目与实际前向帧数取最小值）  L1 的最大帧数（2或者1 与 实际后向帧数取最小值） 分别为前向帧和后向帧    Frame*      m_refPicList[2][MAX_NUM_REF + 1];//存储List帧指针（数据存放在dpb中的m_picList中）setRefPicList函数设定    int         m_refPOCList[2][MAX_NUM_REF + 1];//存储List帧poc setRefPicList函数设定    uint32_t    m_maxNumMergeCand; //Merge选择的候选个数，默认值为3 use param    uint32_t    m_endCUAddr;//一帧中最后实际像素在帧中的4x4块标号+1    Slice()    {        m_lastIDR = 0;        m_sLFaseFlag = true;        m_numRefIdx[0] = m_numRefIdx[1] = 0;        for (int i = 0; i < MAX_NUM_REF; i++)        {            m_refPicList[0][i] = NULL;            m_refPicList[1][i] = NULL;            m_refPOCList[0][i] = 0;            m_refPOCList[1][i] = 0;        }        disableWeights();    }    /** 函数功能           ： 关闭当前帧的加权预测    /*  调用范围           ： 只在Slice()、FrameEncoder::compressFrame()、weightAnalyse函数中被调用    *   返回值             ： null    **/    void disableWeights();    /** 函数功能       ： 获取参考帧List 以及 POC    /*  调用范围       ： 只在DPB::prepareEncode函数中被调用    * \参数 picList    ： DPB m_picList    *   返回值         ： null    **/    void setRefPicList(PicList& picList);    const Frame* getRefPic(int list, int refIdx) const { return refIdx >= 0 ? m_refPicList[list][refIdx] : NULL; }    bool getRapPicFlag() const    {        return m_nalUnitType == NAL_UNIT_CODED_SLICE_IDR_W_RADL            || m_nalUnitType == NAL_UNIT_CODED_SLICE_CRA;    }    bool getIdrPicFlag() const    {        return m_nalUnitType == NAL_UNIT_CODED_SLICE_IDR_W_RADL;    }    bool isIRAP() const   { return m_nalUnitType >= 16 && m_nalUnitType <= 23; }//判断是否关键帧：IRAP(Intra Random Access Point）三种IRAP IDR(Instantaneous Decoding Refresh) CRA(Clean Random Access) BLA(Broken Link Access)    bool isIntra()  const { return m_sliceType == I_SLICE; }    bool isInterB() const { return m_sliceType == B_SLICE; }    bool isInterP() const { return m_sliceType == P_SLICE; }    /** 函数功能       ： 返回一帧中最后实际像素在帧中的4x4块标号+1    /*  调用范围       ： 只在Encoder::encode函数中被调用    * \参数 endCUAddr  ： (一帧CTU个数)*（在CTU中4x4的个数）    *   返回值         ： 返回一帧中最后实际像素在帧中的4x4块标号+1    **/    uint32_t realEndAddress(uint32_t endCUAddr) const;};}#endif // ifndef X265_SLICE_H