granicus.if.org Git - libvpx/blob - vp9/encoder/vp9_aq_variance.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 #include <math.h>
  12
  13 #include "vpx_ports/mem.h"
  14
  15 #include "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  16
  17 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  18
  19 #include "vp9/encoder/vp9_ratectrl.h"
  20 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  21 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
  23
  24 #define ENERGY_MIN (-4)
  25 #define ENERGY_MAX (1)
  26 #define ENERGY_SPAN (ENERGY_MAX - ENERGY_MIN +  1)
  27 #define ENERGY_IN_BOUNDS(energy)\
  28   assert((energy) >= ENERGY_MIN && (energy) <= ENERGY_MAX)
  29
  30 static const double rate_ratio[MAX_SEGMENTS] =
  31   {2.5, 2.0, 1.5, 1.0, 0.75, 1.0, 1.0, 1.0};
  32 static const int segment_id[ENERGY_SPAN] = {0, 1, 1, 2, 3, 4};
  33
  34 #define SEGMENT_ID(i) segment_id[(i) - ENERGY_MIN]
  35
  36 DECLARE_ALIGNED(16, static const uint8_t, vp9_64_zeros[64]) = {0};
  37 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  38 DECLARE_ALIGNED(16, static const uint16_t, vp9_highbd_64_zeros[64]) = {0};
  39 #endif
  40
  41 unsigned int vp9_vaq_segment_id(int energy) {
  42   ENERGY_IN_BOUNDS(energy);
  43   return SEGMENT_ID(energy);
  44 }
  45
  46 void vp9_vaq_frame_setup(VP9_COMP *cpi) {
  47   VP9_COMMON *cm = &cpi->common;
  48   struct segmentation *seg = &cm->seg;
  49   int i;
  50
  51   if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
  52       cpi->refresh_alt_ref_frame ||
  53       (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
  54     vp9_enable_segmentation(seg);
  55     vp9_clearall_segfeatures(seg);
  56
  57     seg->abs_delta = SEGMENT_DELTADATA;
  58
  59     vp9_clear_system_state();
  60
  61     for (i = 0; i < MAX_SEGMENTS; ++i) {
  62       int qindex_delta =
  63           vp9_compute_qdelta_by_rate(&cpi->rc, cm->frame_type, cm->base_qindex,
  64                                      rate_ratio[i], cm->bit_depth);
  65
  66       // We don't allow qindex 0 in a segment if the base value is not 0.
  67       // Q index 0 (lossless) implies 4x4 encoding only and in AQ mode a segment
  68       // Q delta is sometimes applied without going back around the rd loop.
  69       // This could lead to an illegal combination of partition size and q.
  70       if ((cm->base_qindex != 0) && ((cm->base_qindex + qindex_delta) == 0)) {
  71         qindex_delta = -cm->base_qindex + 1;
  72       }
  73
  74       // No need to enable SEG_LVL_ALT_Q for this segment.
  75       if (rate_ratio[i] == 1.0) {
  76         continue;
  77       }
  78
  79       vp9_set_segdata(seg, i, SEG_LVL_ALT_Q, qindex_delta);
  80       vp9_enable_segfeature(seg, i, SEG_LVL_ALT_Q);
  81     }
  82   }
  83 }
  84
  85
  86 static unsigned int block_variance(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
  87                                    BLOCK_SIZE bs) {
  88   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
  89   unsigned int var, sse;
  90   int right_overflow = (xd->mb_to_right_edge < 0) ?
  91       ((-xd->mb_to_right_edge) >> 3) : 0;
  92   int bottom_overflow = (xd->mb_to_bottom_edge < 0) ?
  93       ((-xd->mb_to_bottom_edge) >> 3) : 0;
  94
  95   if (right_overflow || bottom_overflow) {
  96     const int bw = 8 * num_8x8_blocks_wide_lookup[bs] - right_overflow;
  97     const int bh = 8 * num_8x8_blocks_high_lookup[bs] - bottom_overflow;
  98     int avg;
  99 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 100     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 101       highbd_8_variance(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
 102                         CONVERT_TO_BYTEPTR(vp9_highbd_64_zeros), 0, bw, bh,
 103                         &sse, &avg);
 104       sse >>= 2 * (xd->bd - 8);
 105       avg >>= (xd->bd - 8);
 106     } else {
 107       variance(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
 108                vp9_64_zeros, 0, bw, bh, &sse, &avg);
 109     }
 110 #else
 111     variance(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
 112              vp9_64_zeros, 0, bw, bh, &sse, &avg);
 113 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 114     var = sse - (((int64_t)avg * avg) / (bw * bh));
 115     return (256 * var) / (bw * bh);
 116   } else {
 117 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 118     if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 119       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf,
 120                                x->plane[0].src.stride,
 121                                CONVERT_TO_BYTEPTR(vp9_highbd_64_zeros),
 122                                0, &sse);
 123     } else {
 124       var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf,
 125                                x->plane[0].src.stride,
 126                                vp9_64_zeros, 0, &sse);
 127     }
 128 #else
 129     var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf,
 130                              x->plane[0].src.stride,
 131                              vp9_64_zeros, 0, &sse);
 132 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 133     return (256 * var) >> num_pels_log2_lookup[bs];
 134   }
 135 }
 136
 137 double vp9_log_block_var(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE bs) {
 138   unsigned int var = block_variance(cpi, x, bs);
 139   vp9_clear_system_state();
 140   return log(var + 1.0);
 141 }
 142
 143 #define DEFAULT_E_MIDPOINT 10.0
 144 int vp9_block_energy(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE bs) {
 145   double energy;
 146   double energy_midpoint;
 147   vp9_clear_system_state();
 148   energy_midpoint =
 149     (cpi->oxcf.pass == 2) ? cpi->twopass.mb_av_energy : DEFAULT_E_MIDPOINT;
 150   energy = vp9_log_block_var(cpi, x, bs) - energy_midpoint;
 151   return clamp((int)round(energy), ENERGY_MIN, ENERGY_MAX);
 152 }