granicus.if.org Git - libvpx/blob - vpx/src/svc_encodeframe.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2013 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10
  11 /**
  12  * @file
  13  * VP9 SVC encoding support via libvpx
  14  */
  15
  16 #include <assert.h>
  17 #include <math.h>
  18 #include <limits.h>
  19 #include <stdarg.h>
  20 #include <stdio.h>
  21 #include <stdlib.h>
  22 #include <string.h>
  23 #define VPX_DISABLE_CTRL_TYPECHECKS 1
  24 #include "./vpx_config.h"
  25 #include "vpx/svc_context.h"
  26 #include "vpx/vp8cx.h"
  27 #include "vpx/vpx_encoder.h"
  28 #include "vpx_mem/vpx_mem.h"
  29 #include "vp9/common/vp9_onyxc_int.h"
  30
  31 #ifdef __MINGW32__
  32 #define strtok_r strtok_s
  33 #ifndef MINGW_HAS_SECURE_API
  34 // proto from /usr/x86_64-w64-mingw32/include/sec_api/string_s.h
  35 _CRTIMP char *__cdecl strtok_s(char *str, const char *delim, char **context);
  36 #endif  /* MINGW_HAS_SECURE_API */
  37 #endif  /* __MINGW32__ */
  38
  39 #ifdef _MSC_VER
  40 #define strdup _strdup
  41 #define strtok_r strtok_s
  42 #endif
  43
  44 #define SVC_REFERENCE_FRAMES 8
  45 #define SUPERFRAME_SLOTS (8)
  46 #define SUPERFRAME_BUFFER_SIZE (SUPERFRAME_SLOTS * sizeof(uint32_t) + 2)
  47 #define OPTION_BUFFER_SIZE 256
  48 #define COMPONENTS 4  // psnr & sse statistics maintained for total, y, u, v
  49
  50 static const int DEFAULT_QUANTIZER_VALUES[VPX_SS_MAX_LAYERS] = {
  51   60, 53, 39, 33, 27
  52 };
  53
  54 static const int DEFAULT_SCALE_FACTORS_NUM[VPX_SS_MAX_LAYERS] = {
  55   4, 5, 7, 11, 16
  56 };
  57
  58 static const int DEFAULT_SCALE_FACTORS_DEN[VPX_SS_MAX_LAYERS] = {
  59   16, 16, 16, 16, 16
  60 };
  61
  62 typedef enum {
  63   QUANTIZER = 0,
  64   BITRATE,
  65   SCALE_FACTOR,
  66   AUTO_ALT_REF,
  67   ALL_OPTION_TYPES
  68 } LAYER_OPTION_TYPE;
  69
  70 static const int option_max_values[ALL_OPTION_TYPES] = {
  71   63, INT_MAX, INT_MAX, 1
  72 };
  73
  74 static const int option_min_values[ALL_OPTION_TYPES] = {
  75   0, 0, 1, 0
  76 };
  77
  78 // One encoded frame
  79 typedef struct FrameData {
  80   void                     *buf;    // compressed data buffer
  81   size_t                    size;  // length of compressed data
  82   vpx_codec_frame_flags_t   flags;    /**< flags for this frame */
  83   struct FrameData         *next;
  84 } FrameData;
  85
  86 typedef struct SvcInternal {
  87   char options[OPTION_BUFFER_SIZE];        // set by vpx_svc_set_options
  88   char quantizers[OPTION_BUFFER_SIZE];     // set by vpx_svc_set_quantizers
  89   char scale_factors[OPTION_BUFFER_SIZE];  // set by vpx_svc_set_scale_factors
  90
  91   // values extracted from option, quantizers
  92   int scaling_factor_num[VPX_SS_MAX_LAYERS];
  93   int scaling_factor_den[VPX_SS_MAX_LAYERS];
  94   int quantizer[VPX_SS_MAX_LAYERS];
  95   int enable_auto_alt_ref[VPX_SS_MAX_LAYERS];
  96   int bitrates[VPX_SS_MAX_LAYERS];
  97
  98   // accumulated statistics
  99   double psnr_sum[VPX_SS_MAX_LAYERS][COMPONENTS];   // total/Y/U/V
 100   uint64_t sse_sum[VPX_SS_MAX_LAYERS][COMPONENTS];
 101   uint32_t bytes_sum[VPX_SS_MAX_LAYERS];
 102
 103   // codec encoding values
 104   int width;    // width of highest layer
 105   int height;   // height of highest layer
 106   int kf_dist;  // distance between keyframes
 107
 108   // state variables
 109   int encode_frame_count;
 110   int frame_received;
 111   int frame_within_gop;
 112   int layers;
 113   int layer;
 114   int is_keyframe;
 115   int use_multiple_frame_contexts;
 116
 117   char message_buffer[2048];
 118   vpx_codec_ctx_t *codec_ctx;
 119 } SvcInternal;
 120
 121 static SvcInternal *get_svc_internal(SvcContext *svc_ctx) {
 122   if (svc_ctx == NULL) return NULL;
 123   if (svc_ctx->internal == NULL) {
 124     SvcInternal *const si = (SvcInternal *)malloc(sizeof(*si));
 125     if (si != NULL) {
 126       memset(si, 0, sizeof(*si));
 127     }
 128     svc_ctx->internal = si;
 129   }
 130   return (SvcInternal *)svc_ctx->internal;
 131 }
 132
 133 static const SvcInternal *get_const_svc_internal(const SvcContext *svc_ctx) {
 134   if (svc_ctx == NULL) return NULL;
 135   return (const SvcInternal *)svc_ctx->internal;
 136 }
 137
 138 static void svc_log_reset(SvcContext *svc_ctx) {
 139   SvcInternal *const si = (SvcInternal *)svc_ctx->internal;
 140   si->message_buffer[0] = '\0';
 141 }
 142
 143 static int svc_log(SvcContext *svc_ctx, SVC_LOG_LEVEL level,
 144                    const char *fmt, ...) {
 145   char buf[512];
 146   int retval = 0;
 147   va_list ap;
 148   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 149
 150   if (level > svc_ctx->log_level) {
 151     return retval;
 152   }
 153
 154   va_start(ap, fmt);
 155   retval = vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, ap);
 156   va_end(ap);
 157
 158   if (svc_ctx->log_print) {
 159     printf("%s", buf);
 160   } else {
 161     strncat(si->message_buffer, buf,
 162             sizeof(si->message_buffer) - strlen(si->message_buffer) - 1);
 163   }
 164
 165   if (level == SVC_LOG_ERROR) {
 166     si->codec_ctx->err_detail = si->message_buffer;
 167   }
 168   return retval;
 169 }
 170
 171 static vpx_codec_err_t extract_option(LAYER_OPTION_TYPE type,
 172                                       char *input,
 173                                       int *value0,
 174                                       int *value1) {
 175   if (type == SCALE_FACTOR) {
 176     *value0 = strtol(input, &input, 10);
 177     if (*input++ != '/')
 178       return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 179     *value1 = strtol(input, &input, 10);
 180
 181     if (*value0 < option_min_values[SCALE_FACTOR] ||
 182         *value1 < option_min_values[SCALE_FACTOR] ||
 183         *value0 > option_max_values[SCALE_FACTOR] ||
 184         *value1 > option_max_values[SCALE_FACTOR])
 185       return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 186   } else {
 187     *value0 = atoi(input);
 188     if (*value0 < option_min_values[type] ||
 189         *value0 > option_max_values[type])
 190       return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 191   }
 192   return VPX_CODEC_OK;
 193 }
 194
 195 static vpx_codec_err_t parse_layer_options_from_string(SvcContext *svc_ctx,
 196                                                        LAYER_OPTION_TYPE type,
 197                                                        const char *input,
 198                                                        int *option0,
 199                                                        int *option1) {
 200   int i;
 201   vpx_codec_err_t res = VPX_CODEC_OK;
 202   char *input_string;
 203   char *token;
 204   const char *delim = ",";
 205   char *save_ptr;
 206
 207   if (input == NULL || option0 == NULL ||
 208       (option1 == NULL && type == SCALE_FACTOR))
 209     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 210
 211   input_string = strdup(input);
 212   token = strtok_r(input_string, delim, &save_ptr);
 213   for (i = 0; i < svc_ctx->spatial_layers; ++i) {
 214     if (token != NULL) {
 215       res = extract_option(type, token, option0 + i, option1 + i);
 216       if (res != VPX_CODEC_OK)
 217         break;
 218       token = strtok_r(NULL, delim, &save_ptr);
 219     } else {
 220       break;
 221     }
 222   }
 223   if (res == VPX_CODEC_OK && i != svc_ctx->spatial_layers) {
 224     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_ERROR,
 225             "svc: layer params type: %d    %d values required, "
 226             "but only %d specified\n", type, svc_ctx->spatial_layers, i);
 227     res = VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 228   }
 229   free(input_string);
 230   return res;
 231 }
 232
 233 /**
 234  * Parse SVC encoding options
 235  * Format: encoding-mode=<svc_mode>,layers=<layer_count>
 236  *         scale-factors=<n1>/<d1>,<n2>/<d2>,...
 237  *         quantizers=<q1>,<q2>,...
 238  * svc_mode = [i|ip|alt_ip|gf]
 239  */
 240 static vpx_codec_err_t parse_options(SvcContext *svc_ctx, const char *options) {
 241   char *input_string;
 242   char *option_name;
 243   char *option_value;
 244   char *input_ptr;
 245   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 246   vpx_codec_err_t res = VPX_CODEC_OK;
 247   int i, alt_ref_enabled = 0;
 248
 249   if (options == NULL) return VPX_CODEC_OK;
 250   input_string = strdup(options);
 251
 252   // parse option name
 253   option_name = strtok_r(input_string, "=", &input_ptr);
 254   while (option_name != NULL) {
 255     // parse option value
 256     option_value = strtok_r(NULL, " ", &input_ptr);
 257     if (option_value == NULL) {
 258       svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_ERROR, "option missing value: %s\n",
 259               option_name);
 260       res = VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 261       break;
 262     }
 263     if (strcmp("spatial-layers", option_name) == 0) {
 264       svc_ctx->spatial_layers = atoi(option_value);
 265     } else if (strcmp("temporal-layers", option_name) == 0) {
 266       svc_ctx->temporal_layers = atoi(option_value);
 267     } else if (strcmp("scale-factors", option_name) == 0) {
 268       res = parse_layer_options_from_string(svc_ctx, SCALE_FACTOR, option_value,
 269                                             si->scaling_factor_num,
 270                                             si->scaling_factor_den);
 271       if (res != VPX_CODEC_OK) break;
 272     } else if (strcmp("quantizers", option_name) == 0) {
 273       res = parse_layer_options_from_string(svc_ctx, QUANTIZER, option_value,
 274                                             si->quantizer, NULL);
 275       if (res != VPX_CODEC_OK) break;
 276     } else if (strcmp("auto-alt-refs", option_name) == 0) {
 277       res = parse_layer_options_from_string(svc_ctx, AUTO_ALT_REF, option_value,
 278                                             si->enable_auto_alt_ref, NULL);
 279       if (res != VPX_CODEC_OK) break;
 280     } else if (strcmp("bitrates", option_name) == 0) {
 281       res = parse_layer_options_from_string(svc_ctx, BITRATE, option_value,
 282                                             si->bitrates, NULL);
 283       if (res != VPX_CODEC_OK) break;
 284     } else if (strcmp("multi-frame-contexts", option_name) == 0) {
 285       si->use_multiple_frame_contexts = atoi(option_value);
 286     } else {
 287       svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_ERROR, "invalid option: %s\n", option_name);
 288       res = VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 289       break;
 290     }
 291     option_name = strtok_r(NULL, "=", &input_ptr);
 292   }
 293   free(input_string);
 294
 295   if (si->use_multiple_frame_contexts &&
 296       (svc_ctx->spatial_layers > 3 ||
 297        svc_ctx->spatial_layers * svc_ctx->temporal_layers > 4))
 298     res = VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 299
 300   for (i = 0; i < svc_ctx->spatial_layers; ++i)
 301     alt_ref_enabled += si->enable_auto_alt_ref[i];
 302   if (alt_ref_enabled > REF_FRAMES - svc_ctx->spatial_layers) {
 303     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_ERROR,
 304             "svc: auto alt ref: Maxinum %d(REF_FRAMES - layers) layers could"
 305             "enabled auto alt reference frame, but % layers are enabled\n",
 306             REF_FRAMES - svc_ctx->spatial_layers, alt_ref_enabled);
 307     res = VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 308   }
 309
 310   return res;
 311 }
 312
 313 vpx_codec_err_t vpx_svc_set_options(SvcContext *svc_ctx, const char *options) {
 314   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 315   if (svc_ctx == NULL || options == NULL || si == NULL) {
 316     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 317   }
 318   strncpy(si->options, options, sizeof(si->options));
 319   si->options[sizeof(si->options) - 1] = '\0';
 320   return VPX_CODEC_OK;
 321 }
 322
 323 vpx_codec_err_t vpx_svc_set_quantizers(SvcContext *svc_ctx,
 324                                        const char *quantizers) {
 325   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 326   if (svc_ctx == NULL || quantizers == NULL || si == NULL) {
 327     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 328   }
 329   strncpy(si->quantizers, quantizers, sizeof(si->quantizers));
 330   si->quantizers[sizeof(si->quantizers) - 1] = '\0';
 331   return VPX_CODEC_OK;
 332 }
 333
 334 vpx_codec_err_t vpx_svc_set_scale_factors(SvcContext *svc_ctx,
 335                                           const char *scale_factors) {
 336   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 337   if (svc_ctx == NULL || scale_factors == NULL || si == NULL) {
 338     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 339   }
 340   strncpy(si->scale_factors, scale_factors, sizeof(si->scale_factors));
 341   si->scale_factors[sizeof(si->scale_factors) - 1] = '\0';
 342   return VPX_CODEC_OK;
 343 }
 344
 345 void assign_layer_bitrates(const SvcInternal *const si,
 346                            vpx_codec_enc_cfg_t *const enc_cfg) {
 347   int i;
 348
 349   if (si->bitrates[0] != 0) {
 350     enc_cfg->rc_target_bitrate = 0;
 351     for (i = 0; i < si->layers; ++i) {
 352       enc_cfg->ss_target_bitrate[i] = (unsigned int)si->bitrates[i];
 353       enc_cfg->rc_target_bitrate += si->bitrates[i];
 354     }
 355   } else {
 356     float total = 0;
 357     float alloc_ratio[VPX_SS_MAX_LAYERS] = {0};
 358
 359     for (i = 0; i < si->layers; ++i) {
 360       if (si->scaling_factor_den[i] > 0) {
 361         alloc_ratio[i] = (float)(si->scaling_factor_num[i] * 1.0 /
 362             si->scaling_factor_den[i]);
 363
 364         alloc_ratio[i] *= alloc_ratio[i];
 365         total += alloc_ratio[i];
 366       }
 367     }
 368
 369     for (i = 0; i < si->layers; ++i) {
 370       if (total > 0) {
 371         enc_cfg->ss_target_bitrate[i] = (unsigned int)
 372             (enc_cfg->rc_target_bitrate * alloc_ratio[i] / total);
 373       }
 374     }
 375   }
 376 }
 377
 378 vpx_codec_err_t vpx_svc_init(SvcContext *svc_ctx, vpx_codec_ctx_t *codec_ctx,
 379                              vpx_codec_iface_t *iface,
 380                              vpx_codec_enc_cfg_t *enc_cfg) {
 381   vpx_codec_err_t res;
 382   int i;
 383   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 384   if (svc_ctx == NULL || codec_ctx == NULL || iface == NULL ||
 385       enc_cfg == NULL) {
 386     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 387   }
 388   if (si == NULL) return VPX_CODEC_MEM_ERROR;
 389
 390   si->codec_ctx = codec_ctx;
 391
 392   si->width = enc_cfg->g_w;
 393   si->height = enc_cfg->g_h;
 394
 395   if (enc_cfg->kf_max_dist < 2) {
 396     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_ERROR, "key frame distance too small: %d\n",
 397             enc_cfg->kf_max_dist);
 398     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 399   }
 400   si->kf_dist = enc_cfg->kf_max_dist;
 401
 402   if (svc_ctx->spatial_layers == 0)
 403     svc_ctx->spatial_layers = VPX_SS_DEFAULT_LAYERS;
 404   if (svc_ctx->spatial_layers < 1 ||
 405       svc_ctx->spatial_layers > VPX_SS_MAX_LAYERS) {
 406     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_ERROR, "spatial layers: invalid value: %d\n",
 407             svc_ctx->spatial_layers);
 408     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 409   }
 410
 411   for (i = 0; i < VPX_SS_MAX_LAYERS; ++i) {
 412     si->quantizer[i] = DEFAULT_QUANTIZER_VALUES[i];
 413     si->scaling_factor_num[i] = DEFAULT_SCALE_FACTORS_NUM[i];
 414     si->scaling_factor_den[i] = DEFAULT_SCALE_FACTORS_DEN[i];
 415   }
 416
 417   if (strlen(si->quantizers) > 0) {
 418     res = parse_layer_options_from_string(svc_ctx, QUANTIZER, si->quantizers,
 419                                           si->quantizer, NULL);
 420     if (res != VPX_CODEC_OK)
 421       return res;
 422   }
 423
 424   if (strlen(si->scale_factors) > 0) {
 425     res = parse_layer_options_from_string(svc_ctx, SCALE_FACTOR,
 426                                           si->scale_factors,
 427                                           si->scaling_factor_num,
 428                                           si->scaling_factor_den);
 429     if (res != VPX_CODEC_OK)
 430       return res;
 431   }
 432
 433   // Parse aggregate command line options. Options must start with
 434   // "layers=xx" then followed by other options
 435   res = parse_options(svc_ctx, si->options);
 436   if (res != VPX_CODEC_OK) return res;
 437
 438   if (svc_ctx->spatial_layers < 1)
 439     svc_ctx->spatial_layers = 1;
 440   if (svc_ctx->spatial_layers > VPX_SS_MAX_LAYERS)
 441     svc_ctx->spatial_layers = VPX_SS_MAX_LAYERS;
 442
 443   if (svc_ctx->temporal_layers < 1)
 444     svc_ctx->temporal_layers = 1;
 445   if (svc_ctx->temporal_layers > VPX_TS_MAX_LAYERS)
 446     svc_ctx->temporal_layers = VPX_TS_MAX_LAYERS;
 447
 448   si->layers = svc_ctx->spatial_layers;
 449
 450   assign_layer_bitrates(si, enc_cfg);
 451
 452 #if CONFIG_SPATIAL_SVC
 453   for (i = 0; i < si->layers; ++i)
 454     enc_cfg->ss_enable_auto_alt_ref[i] = si->enable_auto_alt_ref[i];
 455 #endif
 456
 457   if (svc_ctx->temporal_layers > 1) {
 458     int i;
 459     for (i = 0; i < svc_ctx->temporal_layers; ++i) {
 460       enc_cfg->ts_target_bitrate[i] = enc_cfg->rc_target_bitrate /
 461                                       svc_ctx->temporal_layers;
 462       enc_cfg->ts_rate_decimator[i] = 1 << (svc_ctx->temporal_layers - 1 - i);
 463     }
 464   }
 465
 466   // modify encoder configuration
 467   enc_cfg->ss_number_layers = si->layers;
 468   enc_cfg->ts_number_layers = svc_ctx->temporal_layers;
 469
 470   // TODO(ivanmaltz): determine if these values need to be set explicitly for
 471   // svc, or if the normal default/override mechanism can be used
 472   enc_cfg->rc_dropframe_thresh = 0;
 473   enc_cfg->rc_resize_allowed = 0;
 474
 475   if (enc_cfg->g_pass == VPX_RC_ONE_PASS) {
 476     enc_cfg->rc_min_quantizer = 33;
 477     enc_cfg->rc_max_quantizer = 33;
 478   }
 479
 480   enc_cfg->rc_undershoot_pct = 100;
 481   enc_cfg->rc_overshoot_pct = 15;
 482   enc_cfg->rc_buf_initial_sz = 500;
 483   enc_cfg->rc_buf_optimal_sz = 600;
 484   enc_cfg->rc_buf_sz = 1000;
 485   if (enc_cfg->g_error_resilient == 0 && si->use_multiple_frame_contexts == 0)
 486     enc_cfg->g_error_resilient = 1;
 487
 488   // Initialize codec
 489   res = vpx_codec_enc_init(codec_ctx, iface, enc_cfg, VPX_CODEC_USE_PSNR);
 490   if (res != VPX_CODEC_OK) {
 491     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_ERROR, "svc_enc_init error\n");
 492     return res;
 493   }
 494
 495   vpx_codec_control(codec_ctx, VP9E_SET_SVC, 1);
 496   vpx_codec_control(codec_ctx, VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS, 1);
 497
 498   return VPX_CODEC_OK;
 499 }
 500
 501 vpx_codec_err_t vpx_svc_get_layer_resolution(const SvcContext *svc_ctx,
 502                                              int layer,
 503                                              unsigned int *width,
 504                                              unsigned int *height) {
 505   int w, h, num, den;
 506   const SvcInternal *const si = get_const_svc_internal(svc_ctx);
 507
 508   if (svc_ctx == NULL || si == NULL || width == NULL || height == NULL) {
 509     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 510   }
 511   if (layer < 0 || layer >= si->layers) return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 512
 513   num = si->scaling_factor_num[layer];
 514   den = si->scaling_factor_den[layer];
 515   if (num == 0 || den == 0) return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 516
 517   w = si->width * num / den;
 518   h = si->height * num / den;
 519
 520   // make height and width even to make chrome player happy
 521   w += w % 2;
 522   h += h % 2;
 523
 524   *width = w;
 525   *height = h;
 526
 527   return VPX_CODEC_OK;
 528 }
 529
 530 static void set_svc_parameters(SvcContext *svc_ctx,
 531                                vpx_codec_ctx_t *codec_ctx) {
 532   int layer;
 533   vpx_svc_parameters_t svc_params;
 534   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 535
 536   memset(&svc_params, 0, sizeof(svc_params));
 537   svc_params.temporal_layer = 0;
 538   svc_params.spatial_layer = si->layer;
 539
 540   layer = si->layer;
 541   if (VPX_CODEC_OK != vpx_svc_get_layer_resolution(svc_ctx, layer,
 542                                                    &svc_params.width,
 543                                                    &svc_params.height)) {
 544     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_ERROR, "vpx_svc_get_layer_resolution failed\n");
 545   }
 546
 547   if (codec_ctx->config.enc->g_pass == VPX_RC_ONE_PASS) {
 548     svc_params.min_quantizer = si->quantizer[layer];
 549     svc_params.max_quantizer = si->quantizer[layer];
 550   } else {
 551     svc_params.min_quantizer = codec_ctx->config.enc->rc_min_quantizer;
 552     svc_params.max_quantizer = codec_ctx->config.enc->rc_max_quantizer;
 553   }
 554
 555   svc_params.distance_from_i_frame = si->frame_within_gop;
 556   vpx_codec_control(codec_ctx, VP9E_SET_SVC_PARAMETERS, &svc_params);
 557 }
 558
 559 /**
 560  * Encode a frame into multiple layers
 561  * Create a superframe containing the individual layers
 562  */
 563 vpx_codec_err_t vpx_svc_encode(SvcContext *svc_ctx, vpx_codec_ctx_t *codec_ctx,
 564                                struct vpx_image *rawimg, vpx_codec_pts_t pts,
 565                                int64_t duration, int deadline) {
 566   vpx_codec_err_t res;
 567   vpx_codec_iter_t iter;
 568   const vpx_codec_cx_pkt_t *cx_pkt;
 569   int layer_for_psnr = 0;
 570   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 571   if (svc_ctx == NULL || codec_ctx == NULL || si == NULL) {
 572     return VPX_CODEC_INVALID_PARAM;
 573   }
 574
 575   svc_log_reset(svc_ctx);
 576
 577   si->layers = svc_ctx->spatial_layers;
 578   if (si->encode_frame_count == 0) {
 579     si->frame_within_gop = 0;
 580   }
 581   si->is_keyframe = (si->frame_within_gop == 0);
 582
 583   if (rawimg != NULL) {
 584     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_DEBUG,
 585             "vpx_svc_encode  layers: %d, frame_count: %d, "
 586             "frame_within_gop: %d\n", si->layers, si->encode_frame_count,
 587             si->frame_within_gop);
 588   }
 589
 590   if (rawimg != NULL) {
 591     // encode each layer
 592     for (si->layer = 0; si->layer < si->layers; ++si->layer) {
 593       set_svc_parameters(svc_ctx, codec_ctx);
 594     }
 595   }
 596
 597   res = vpx_codec_encode(codec_ctx, rawimg, pts, (uint32_t)duration, 0,
 598                          deadline);
 599   if (res != VPX_CODEC_OK) {
 600     return res;
 601   }
 602   // save compressed data
 603   iter = NULL;
 604   while ((cx_pkt = vpx_codec_get_cx_data(codec_ctx, &iter))) {
 605     switch (cx_pkt->kind) {
 606       case VPX_CODEC_PSNR_PKT: {
 607         int i;
 608         svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_DEBUG,
 609                 "SVC frame: %d, layer: %d, PSNR(Total/Y/U/V): "
 610                 "%2.3f  %2.3f  %2.3f  %2.3f \n",
 611                 si->frame_received, layer_for_psnr,
 612                 cx_pkt->data.psnr.psnr[0], cx_pkt->data.psnr.psnr[1],
 613                 cx_pkt->data.psnr.psnr[2], cx_pkt->data.psnr.psnr[3]);
 614         svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_DEBUG,
 615                 "SVC frame: %d, layer: %d, SSE(Total/Y/U/V): "
 616                 "%2.3f  %2.3f  %2.3f  %2.3f \n",
 617                 si->frame_received, layer_for_psnr,
 618                 cx_pkt->data.psnr.sse[0], cx_pkt->data.psnr.sse[1],
 619                 cx_pkt->data.psnr.sse[2], cx_pkt->data.psnr.sse[3]);
 620         for (i = 0; i < COMPONENTS; i++) {
 621           si->psnr_sum[layer_for_psnr][i] += cx_pkt->data.psnr.psnr[i];
 622           si->sse_sum[layer_for_psnr][i] += cx_pkt->data.psnr.sse[i];
 623         }
 624         ++layer_for_psnr;
 625         if (layer_for_psnr == svc_ctx->spatial_layers)
 626           layer_for_psnr = 0;
 627         break;
 628       }
 629 #if CONFIG_SPATIAL_SVC
 630       case VPX_CODEC_SPATIAL_SVC_LAYER_SIZES: {
 631         int i;
 632         for (i = 0; i < si->layers; ++i)
 633           si->bytes_sum[i] += cx_pkt->data.layer_sizes[i];
 634         break;
 635       }
 636 #endif
 637       default: {
 638         break;
 639       }
 640     }
 641   }
 642
 643   if (rawimg != NULL) {
 644     ++si->frame_within_gop;
 645     ++si->encode_frame_count;
 646   }
 647
 648   return VPX_CODEC_OK;
 649 }
 650
 651 const char *vpx_svc_get_message(const SvcContext *svc_ctx) {
 652   const SvcInternal *const si = get_const_svc_internal(svc_ctx);
 653   if (svc_ctx == NULL || si == NULL) return NULL;
 654   return si->message_buffer;
 655 }
 656
 657 int vpx_svc_get_encode_frame_count(const SvcContext *svc_ctx) {
 658   const SvcInternal *const si = get_const_svc_internal(svc_ctx);
 659   if (svc_ctx == NULL || si == NULL) return 0;
 660   return si->encode_frame_count;
 661 }
 662
 663 void vpx_svc_set_keyframe(SvcContext *svc_ctx) {
 664   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 665   if (svc_ctx == NULL || si == NULL) return;
 666   si->frame_within_gop = 0;
 667 }
 668
 669 static double calc_psnr(double d) {
 670   if (d == 0) return 100;
 671   return -10.0 * log(d) / log(10.0);
 672 }
 673
 674 // dump accumulated statistics and reset accumulated values
 675 const char *vpx_svc_dump_statistics(SvcContext *svc_ctx) {
 676   int number_of_frames, encode_frame_count;
 677   int i, j;
 678   uint32_t bytes_total = 0;
 679   double scale[COMPONENTS];
 680   double psnr[COMPONENTS];
 681   double mse[COMPONENTS];
 682   double y_scale;
 683
 684   SvcInternal *const si = get_svc_internal(svc_ctx);
 685   if (svc_ctx == NULL || si == NULL) return NULL;
 686
 687   svc_log_reset(svc_ctx);
 688
 689   encode_frame_count = si->encode_frame_count;
 690   if (si->encode_frame_count <= 0) return vpx_svc_get_message(svc_ctx);
 691
 692   svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_INFO, "\n");
 693   for (i = 0; i < si->layers; ++i) {
 694     number_of_frames = encode_frame_count;
 695
 696     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_INFO,
 697             "Layer %d Average PSNR=[%2.3f, %2.3f, %2.3f, %2.3f], Bytes=[%u]\n",
 698             i, (double)si->psnr_sum[i][0] / number_of_frames,
 699             (double)si->psnr_sum[i][1] / number_of_frames,
 700             (double)si->psnr_sum[i][2] / number_of_frames,
 701             (double)si->psnr_sum[i][3] / number_of_frames, si->bytes_sum[i]);
 702     // the following psnr calculation is deduced from ffmpeg.c#print_report
 703     y_scale = si->width * si->height * 255.0 * 255.0 * number_of_frames;
 704     scale[1] = y_scale;
 705     scale[2] = scale[3] = y_scale / 4;  // U or V
 706     scale[0] = y_scale * 1.5;           // total
 707
 708     for (j = 0; j < COMPONENTS; j++) {
 709       psnr[j] = calc_psnr(si->sse_sum[i][j] / scale[j]);
 710       mse[j] = si->sse_sum[i][j] * 255.0 * 255.0 / scale[j];
 711     }
 712     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_INFO,
 713             "Layer %d Overall PSNR=[%2.3f, %2.3f, %2.3f, %2.3f]\n", i, psnr[0],
 714             psnr[1], psnr[2], psnr[3]);
 715     svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_INFO,
 716             "Layer %d Overall MSE=[%2.3f, %2.3f, %2.3f, %2.3f]\n", i, mse[0],
 717             mse[1], mse[2], mse[3]);
 718
 719     bytes_total += si->bytes_sum[i];
 720     // clear sums for next time
 721     si->bytes_sum[i] = 0;
 722     for (j = 0; j < COMPONENTS; ++j) {
 723       si->psnr_sum[i][j] = 0;
 724       si->sse_sum[i][j] = 0;
 725     }
 726   }
 727
 728   // only display statistics once
 729   si->encode_frame_count = 0;
 730
 731   svc_log(svc_ctx, SVC_LOG_INFO, "Total Bytes=[%u]\n", bytes_total);
 732   return vpx_svc_get_message(svc_ctx);
 733 }
 734
 735 void vpx_svc_release(SvcContext *svc_ctx) {
 736   SvcInternal *si;
 737   if (svc_ctx == NULL) return;
 738   // do not use get_svc_internal as it will unnecessarily allocate an
 739   // SvcInternal if it was not already allocated
 740   si = (SvcInternal *)svc_ctx->internal;
 741   if (si != NULL) {
 742     free(si);
 743     svc_ctx->internal = NULL;
 744   }
 745 }
 746