granicus.if.org Git - libvpx/blob - vp9/encoder/vp9_aq_complexity.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2014 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 #include <limits.h>
  12 #include <math.h>
  13 #include "vpx_dsp/vpx_dsp_common.h"
  14 #include "vpx_ports/system_state.h"
  15
  16 #include "vp9/encoder/vp9_aq_complexity.h"
  17 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  18 #include "vp9/encoder/vp9_encodeframe.h"
  19 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  20 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  21
  22 #define AQ_C_SEGMENTS  5
  23 #define DEFAULT_AQ2_SEG 3   // Neutral Q segment
  24 #define AQ_C_STRENGTHS 3
  25 static const double aq_c_q_adj_factor[AQ_C_STRENGTHS][AQ_C_SEGMENTS] =
  26   { {1.75, 1.25, 1.05, 1.00, 0.90},
  27     {2.00, 1.50, 1.15, 1.00, 0.85},
  28     {2.50, 1.75, 1.25, 1.00, 0.80} };
  29 static const double aq_c_transitions[AQ_C_STRENGTHS][AQ_C_SEGMENTS] =
  30   { {0.15, 0.30, 0.55, 2.00, 100.0},
  31     {0.20, 0.40, 0.65, 2.00, 100.0},
  32     {0.25, 0.50, 0.75, 2.00, 100.0} };
  33 static const double aq_c_var_thresholds[AQ_C_STRENGTHS][AQ_C_SEGMENTS] =
  34   { {-4.0, -3.0, -2.0, 100.00, 100.0},
  35     {-3.5, -2.5, -1.5, 100.00, 100.0},
  36     {-3.0, -2.0, -1.0, 100.00, 100.0} };
  37
  38 static int get_aq_c_strength(int q_index, vpx_bit_depth_t bit_depth) {
  39   // Approximate base quatizer (truncated to int)
  40   const int base_quant = vp9_ac_quant(q_index, 0, bit_depth) / 4;
  41   return (base_quant > 10) + (base_quant > 25);
  42 }
  43
  44 void vp9_setup_in_frame_q_adj(VP9_COMP *cpi) {
  45   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
  46   struct segmentation *const seg = &cm->seg;
  47
  48   // Make SURE use of floating point in this function is safe.
  49   vpx_clear_system_state();
  50
  51   if (frame_is_intra_only(cm) || cm->error_resilient_mode ||
  52       cpi->refresh_alt_ref_frame ||
  53       (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
  54     int segment;
  55     const int aq_strength = get_aq_c_strength(cm->base_qindex, cm->bit_depth);
  56
  57     // Clear down the segment map.
  58     memset(cpi->segmentation_map, DEFAULT_AQ2_SEG, cm->mi_rows * cm->mi_cols);
  59
  60     vp9_clearall_segfeatures(seg);
  61
  62     // Segmentation only makes sense if the target bits per SB is above a
  63     // threshold. Below this the overheads will usually outweigh any benefit.
  64     if (cpi->rc.sb64_target_rate < 256) {
  65       vp9_disable_segmentation(seg);
  66       return;
  67     }
  68
  69     vp9_enable_segmentation(seg);
  70
  71     // Select delta coding method.
  72     seg->abs_delta = SEGMENT_DELTADATA;
  73
  74     // Default segment "Q" feature is disabled so it defaults to the baseline Q.
  75     vp9_disable_segfeature(seg, DEFAULT_AQ2_SEG, SEG_LVL_ALT_Q);
  76
  77     // Use some of the segments for in frame Q adjustment.
  78     for (segment = 0; segment < AQ_C_SEGMENTS; ++segment) {
  79       int qindex_delta;
  80
  81       if (segment == DEFAULT_AQ2_SEG)
  82         continue;
  83
  84       qindex_delta =
  85         vp9_compute_qdelta_by_rate(&cpi->rc, cm->frame_type, cm->base_qindex,
  86                                    aq_c_q_adj_factor[aq_strength][segment],
  87                                    cm->bit_depth);
  88
  89
  90       // For AQ complexity mode, we dont allow Q0 in a segment if the base
  91       // Q is not 0. Q0 (lossless) implies 4x4 only and in AQ mode 2 a segment
  92       // Q delta is sometimes applied without going back around the rd loop.
  93       // This could lead to an illegal combination of partition size and q.
  94       if ((cm->base_qindex != 0) && ((cm->base_qindex + qindex_delta) == 0)) {
  95         qindex_delta = -cm->base_qindex + 1;
  96       }
  97       if ((cm->base_qindex + qindex_delta) > 0) {
  98         vp9_enable_segfeature(seg, segment, SEG_LVL_ALT_Q);
  99         vp9_set_segdata(seg, segment, SEG_LVL_ALT_Q, qindex_delta);
 100       }
 101     }
 102   }
 103 }
 104
 105 #define DEFAULT_LV_THRESH 10.0
 106 #define MIN_DEFAULT_LV_THRESH 8.0
 107 // Select a segment for the current block.
 108 // The choice of segment for a block depends on the ratio of the projected
 109 // bits for the block vs a target average and its spatial complexity.
 110 void vp9_caq_select_segment(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *mb, BLOCK_SIZE bs,
 111                             int mi_row, int mi_col, int projected_rate) {
 112   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 113
 114   const int mi_offset = mi_row * cm->mi_cols + mi_col;
 115   const int bw = num_8x8_blocks_wide_lookup[BLOCK_64X64];
 116   const int bh = num_8x8_blocks_high_lookup[BLOCK_64X64];
 117   const int xmis = VPXMIN(cm->mi_cols - mi_col, num_8x8_blocks_wide_lookup[bs]);
 118   const int ymis = VPXMIN(cm->mi_rows - mi_row, num_8x8_blocks_high_lookup[bs]);
 119   int x, y;
 120   int i;
 121   unsigned char segment;
 122
 123   if (0) {
 124     segment = DEFAULT_AQ2_SEG;
 125   } else {
 126     // Rate depends on fraction of a SB64 in frame (xmis * ymis / bw * bh).
 127     // It is converted to bits * 256 units.
 128     const int target_rate = (cpi->rc.sb64_target_rate * xmis * ymis * 256) /
 129                             (bw * bh);
 130     double logvar;
 131     double low_var_thresh;
 132     const int aq_strength = get_aq_c_strength(cm->base_qindex, cm->bit_depth);
 133
 134     vpx_clear_system_state();
 135     low_var_thresh = (cpi->oxcf.pass == 2)
 136       ? VPXMAX(cpi->twopass.mb_av_energy, MIN_DEFAULT_LV_THRESH)
 137       : DEFAULT_LV_THRESH;
 138
 139     vp9_setup_src_planes(mb, cpi->Source, mi_row, mi_col);
 140     logvar = vp9_log_block_var(cpi, mb, bs);
 141
 142     segment = AQ_C_SEGMENTS - 1;    // Just in case no break out below.
 143     for (i = 0; i < AQ_C_SEGMENTS; ++i) {
 144       // Test rate against a threshold value and variance against a threshold.
 145       // Increasing segment number (higher variance and complexity) = higher Q.
 146       if ((projected_rate <
 147            target_rate * aq_c_transitions[aq_strength][i]) &&
 148           (logvar < (low_var_thresh + aq_c_var_thresholds[aq_strength][i]))) {
 149         segment = i;
 150         break;
 151       }
 152     }
 153   }
 154
 155   // Fill in the entires in the segment map corresponding to this SB64.
 156   for (y = 0; y < ymis; y++) {
 157     for (x = 0; x < xmis; x++) {
 158       cpi->segmentation_map[mi_offset + y * cm->mi_cols + x] = segment;
 159     }
 160   }
 161 }