granicus.if.org Git - libvpx/blob - vp9/encoder/vp9_pickmode.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 <assert.h>
  12 #include <limits.h>
  13 #include <math.h>
  14 #include <stdio.h>
  15
  16 #include "./vp9_rtcd.h"
  17
  18 #include "vpx_mem/vpx_mem.h"
  19
  20 #include "vp9/common/vp9_blockd.h"
  21 #include "vp9/common/vp9_common.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_mvref_common.h"
  23 #include "vp9/common/vp9_reconinter.h"
  24 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  25
  26 #include "vp9/encoder/vp9_encoder.h"
  27 #include "vp9/encoder/vp9_pickmode.h"
  28 #include "vp9/encoder/vp9_ratectrl.h"
  29 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  30
  31 typedef struct {
  32   uint8_t *data;
  33   int stride;
  34   int in_use;
  35 } PRED_BUFFER;
  36
  37 static int mv_refs_rt(const VP9_COMMON *cm, const MACROBLOCKD *xd,
  38                       const TileInfo *const tile,
  39                       MODE_INFO *mi, MV_REFERENCE_FRAME ref_frame,
  40                       int_mv *mv_ref_list,
  41                       int mi_row, int mi_col) {
  42   const int *ref_sign_bias = cm->ref_frame_sign_bias;
  43   int i, refmv_count = 0;
  44
  45   const POSITION *const mv_ref_search = mv_ref_blocks[mi->mbmi.sb_type];
  46
  47   int different_ref_found = 0;
  48   int context_counter = 0;
  49   int const_motion = 0;
  50
  51   // Blank the reference vector list
  52   vpx_memset(mv_ref_list, 0, sizeof(*mv_ref_list) * MAX_MV_REF_CANDIDATES);
  53
  54   // The nearest 2 blocks are treated differently
  55   // if the size < 8x8 we get the mv from the bmi substructure,
  56   // and we also need to keep a mode count.
  57   for (i = 0; i < 2; ++i) {
  58     const POSITION *const mv_ref = &mv_ref_search[i];
  59     if (is_inside(tile, mi_col, mi_row, cm->mi_rows, mv_ref)) {
  60       const MODE_INFO *const candidate_mi = xd->mi[mv_ref->col + mv_ref->row *
  61                                                    xd->mi_stride].src_mi;
  62       const MB_MODE_INFO *const candidate = &candidate_mi->mbmi;
  63       // Keep counts for entropy encoding.
  64       context_counter += mode_2_counter[candidate->mode];
  65       different_ref_found = 1;
  66
  67       if (candidate->ref_frame[0] == ref_frame)
  68         ADD_MV_REF_LIST(get_sub_block_mv(candidate_mi, 0, mv_ref->col, -1),
  69                         refmv_count, mv_ref_list, Done);
  70     }
  71   }
  72
  73   const_motion = 1;
  74
  75   // Check the rest of the neighbors in much the same way
  76   // as before except we don't need to keep track of sub blocks or
  77   // mode counts.
  78   for (; i < MVREF_NEIGHBOURS && !refmv_count; ++i) {
  79     const POSITION *const mv_ref = &mv_ref_search[i];
  80     if (is_inside(tile, mi_col, mi_row, cm->mi_rows, mv_ref)) {
  81       const MB_MODE_INFO *const candidate = &xd->mi[mv_ref->col + mv_ref->row *
  82                                                     xd->mi_stride].src_mi->mbmi;
  83       different_ref_found = 1;
  84
  85       if (candidate->ref_frame[0] == ref_frame)
  86         ADD_MV_REF_LIST(candidate->mv[0], refmv_count, mv_ref_list, Done);
  87     }
  88   }
  89
  90   // Since we couldn't find 2 mvs from the same reference frame
  91   // go back through the neighbors and find motion vectors from
  92   // different reference frames.
  93   if (different_ref_found && !refmv_count) {
  94     for (i = 0; i < MVREF_NEIGHBOURS; ++i) {
  95       const POSITION *mv_ref = &mv_ref_search[i];
  96       if (is_inside(tile, mi_col, mi_row, cm->mi_rows, mv_ref)) {
  97         const MB_MODE_INFO *const candidate = &xd->mi[mv_ref->col + mv_ref->row
  98                                               * xd->mi_stride].src_mi->mbmi;
  99
 100         // If the candidate is INTRA we don't want to consider its mv.
 101         IF_DIFF_REF_FRAME_ADD_MV(candidate, ref_frame, ref_sign_bias,
 102                                  refmv_count, mv_ref_list, Done);
 103       }
 104     }
 105   }
 106
 107  Done:
 108
 109   mi->mbmi.mode_context[ref_frame] = counter_to_context[context_counter];
 110
 111   // Clamp vectors
 112   for (i = 0; i < MAX_MV_REF_CANDIDATES; ++i)
 113     clamp_mv_ref(&mv_ref_list[i].as_mv, xd);
 114
 115   return const_motion;
 116 }
 117
 118 static int combined_motion_search(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 119                                   BLOCK_SIZE bsize, int mi_row, int mi_col,
 120                                   int_mv *tmp_mv, int *rate_mv,
 121                                   int64_t best_rd_sofar) {
 122   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 123   MB_MODE_INFO *mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 124   struct buf_2d backup_yv12[MAX_MB_PLANE] = {{0, 0}};
 125   const int step_param = cpi->sf.mv.fullpel_search_step_param;
 126   const int sadpb = x->sadperbit16;
 127   MV mvp_full;
 128   const int ref = mbmi->ref_frame[0];
 129   const MV ref_mv = mbmi->ref_mvs[ref][0].as_mv;
 130   int dis;
 131   int rate_mode;
 132   const int tmp_col_min = x->mv_col_min;
 133   const int tmp_col_max = x->mv_col_max;
 134   const int tmp_row_min = x->mv_row_min;
 135   const int tmp_row_max = x->mv_row_max;
 136   int rv = 0;
 137   int cost_list[5];
 138   const YV12_BUFFER_CONFIG *scaled_ref_frame = vp9_get_scaled_ref_frame(cpi,
 139                                                                         ref);
 140   if (cpi->common.show_frame &&
 141       (x->pred_mv_sad[ref] >> 3) > x->pred_mv_sad[LAST_FRAME])
 142     return rv;
 143
 144   if (scaled_ref_frame) {
 145     int i;
 146     // Swap out the reference frame for a version that's been scaled to
 147     // match the resolution of the current frame, allowing the existing
 148     // motion search code to be used without additional modifications.
 149     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
 150       backup_yv12[i] = xd->plane[i].pre[0];
 151     vp9_setup_pre_planes(xd, 0, scaled_ref_frame, mi_row, mi_col, NULL);
 152   }
 153   vp9_set_mv_search_range(x, &ref_mv);
 154
 155   assert(x->mv_best_ref_index[ref] <= 2);
 156   if (x->mv_best_ref_index[ref] < 2)
 157     mvp_full = mbmi->ref_mvs[ref][x->mv_best_ref_index[ref]].as_mv;
 158   else
 159     mvp_full = x->pred_mv[ref];
 160
 161   mvp_full.col >>= 3;
 162   mvp_full.row >>= 3;
 163
 164   vp9_full_pixel_search(cpi, x, bsize, &mvp_full, step_param, sadpb,
 165                         cond_cost_list(cpi, cost_list),
 166                         &ref_mv, &tmp_mv->as_mv, INT_MAX, 0);
 167
 168   x->mv_col_min = tmp_col_min;
 169   x->mv_col_max = tmp_col_max;
 170   x->mv_row_min = tmp_row_min;
 171   x->mv_row_max = tmp_row_max;
 172
 173   // calculate the bit cost on motion vector
 174   mvp_full.row = tmp_mv->as_mv.row * 8;
 175   mvp_full.col = tmp_mv->as_mv.col * 8;
 176
 177   *rate_mv = vp9_mv_bit_cost(&mvp_full, &ref_mv,
 178                              x->nmvjointcost, x->mvcost, MV_COST_WEIGHT);
 179
 180   rate_mode = cpi->inter_mode_cost[mbmi->mode_context[ref]]
 181                                   [INTER_OFFSET(NEWMV)];
 182   rv = !(RDCOST(x->rdmult, x->rddiv, (*rate_mv + rate_mode), 0) >
 183          best_rd_sofar);
 184
 185   if (rv) {
 186     cpi->find_fractional_mv_step(x, &tmp_mv->as_mv, &ref_mv,
 187                                  cpi->common.allow_high_precision_mv,
 188                                  x->errorperbit,
 189                                  &cpi->fn_ptr[bsize],
 190                                  cpi->sf.mv.subpel_force_stop,
 191                                  cpi->sf.mv.subpel_iters_per_step,
 192                                  cond_cost_list(cpi, cost_list),
 193                                  x->nmvjointcost, x->mvcost,
 194                                  &dis, &x->pred_sse[ref], NULL, 0, 0);
 195     x->pred_mv[ref] = tmp_mv->as_mv;
 196   }
 197
 198   if (scaled_ref_frame) {
 199     int i;
 200     for (i = 0; i < MAX_MB_PLANE; i++)
 201       xd->plane[i].pre[0] = backup_yv12[i];
 202   }
 203   return rv;
 204 }
 205
 206
 207 static void model_rd_for_sb_y(VP9_COMP *cpi, BLOCK_SIZE bsize,
 208                               MACROBLOCK *x, MACROBLOCKD *xd,
 209                               int *out_rate_sum, int64_t *out_dist_sum,
 210                               unsigned int *var_y, unsigned int *sse_y) {
 211   // Note our transform coeffs are 8 times an orthogonal transform.
 212   // Hence quantizer step is also 8 times. To get effective quantizer
 213   // we need to divide by 8 before sending to modeling function.
 214   unsigned int sse;
 215   int rate;
 216   int64_t dist;
 217   struct macroblock_plane *const p = &x->plane[0];
 218   struct macroblockd_plane *const pd = &xd->plane[0];
 219   const uint32_t dc_quant = pd->dequant[0];
 220   const uint32_t ac_quant = pd->dequant[1];
 221   unsigned int var = cpi->fn_ptr[bsize].vf(p->src.buf, p->src.stride,
 222                                            pd->dst.buf, pd->dst.stride, &sse);
 223   *var_y = var;
 224   *sse_y = sse;
 225
 226   if (sse < dc_quant * dc_quant >> 6)
 227     x->skip_txfm[0] = 1;
 228   else if (var < ac_quant * ac_quant >> 6)
 229     x->skip_txfm[0] = 2;
 230   else
 231     x->skip_txfm[0] = 0;
 232
 233   if (cpi->common.tx_mode == TX_MODE_SELECT) {
 234     if (sse > (var << 2))
 235       xd->mi[0].src_mi->mbmi.tx_size =
 236           MIN(max_txsize_lookup[bsize],
 237               tx_mode_to_biggest_tx_size[cpi->common.tx_mode]);
 238     else
 239       xd->mi[0].src_mi->mbmi.tx_size = TX_8X8;
 240
 241     if (cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
 242         xd->mi[0].src_mi->mbmi.tx_size > TX_16X16)
 243       xd->mi[0].src_mi->mbmi.tx_size = TX_16X16;
 244   } else {
 245     xd->mi[0].src_mi->mbmi.tx_size =
 246         MIN(max_txsize_lookup[bsize],
 247             tx_mode_to_biggest_tx_size[cpi->common.tx_mode]);
 248   }
 249
 250 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 251   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 252     vp9_model_rd_from_var_lapndz(sse - var, 1 << num_pels_log2_lookup[bsize],
 253                                  dc_quant >> (xd->bd - 5), &rate, &dist);
 254   } else {
 255     vp9_model_rd_from_var_lapndz(sse - var, 1 << num_pels_log2_lookup[bsize],
 256                                  dc_quant >> 3, &rate, &dist);
 257   }
 258 #else
 259   vp9_model_rd_from_var_lapndz(sse - var, 1 << num_pels_log2_lookup[bsize],
 260                                dc_quant >> 3, &rate, &dist);
 261 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 262
 263   *out_rate_sum = rate >> 1;
 264   *out_dist_sum = dist << 3;
 265
 266 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 267   if (xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) {
 268     vp9_model_rd_from_var_lapndz(var,
 269                                  1 << num_pels_log2_lookup[bsize],
 270                                  ac_quant >> (xd->bd - 5),
 271                                  &rate,
 272                                  &dist);
 273   } else {
 274     vp9_model_rd_from_var_lapndz(var,
 275                                  1 << num_pels_log2_lookup[bsize],
 276                                  ac_quant >> 3,
 277                                  &rate,
 278                                  &dist);
 279   }
 280 #else
 281   vp9_model_rd_from_var_lapndz(var,
 282                                1 << num_pels_log2_lookup[bsize],
 283                                ac_quant >> 3,
 284                                &rate,
 285                                &dist);
 286 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 287
 288   *out_rate_sum += rate;
 289   *out_dist_sum += dist << 4;
 290 }
 291
 292 static int get_pred_buffer(PRED_BUFFER *p, int len) {
 293   int i;
 294
 295   for (i = 0; i < len; i++) {
 296     if (!p[i].in_use) {
 297       p[i].in_use = 1;
 298       return i;
 299     }
 300   }
 301   return -1;
 302 }
 303
 304 static void free_pred_buffer(PRED_BUFFER *p) {
 305   if (p != NULL)
 306     p->in_use = 0;
 307 }
 308
 309 static void encode_breakout_test(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 310                                  BLOCK_SIZE bsize, int mi_row, int mi_col,
 311                                  MV_REFERENCE_FRAME ref_frame,
 312                                  PREDICTION_MODE this_mode,
 313                                  unsigned int var_y, unsigned int sse_y,
 314                                  struct buf_2d yv12_mb[][MAX_MB_PLANE],
 315                                  int *rate, int64_t *dist) {
 316   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 317   MB_MODE_INFO *mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 318
 319   const BLOCK_SIZE uv_size = get_plane_block_size(bsize, &xd->plane[1]);
 320   unsigned int var = var_y, sse = sse_y;
 321   // Skipping threshold for ac.
 322   unsigned int thresh_ac;
 323   // Skipping threshold for dc.
 324   unsigned int thresh_dc;
 325   if (x->encode_breakout > 0) {
 326     // Set a maximum for threshold to avoid big PSNR loss in low bit rate
 327     // case. Use extreme low threshold for static frames to limit
 328     // skipping.
 329     const unsigned int max_thresh = 36000;
 330     // The encode_breakout input
 331     const unsigned int min_thresh =
 332         MIN(((unsigned int)x->encode_breakout << 4), max_thresh);
 333 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 334     const int shift = 2 * xd->bd - 16;
 335 #endif
 336
 337     // Calculate threshold according to dequant value.
 338     thresh_ac = (xd->plane[0].dequant[1] * xd->plane[0].dequant[1]) / 9;
 339 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 340     if ((xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) && shift > 0) {
 341       thresh_ac = ROUND_POWER_OF_TWO(thresh_ac, shift);
 342     }
 343 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 344     thresh_ac = clamp(thresh_ac, min_thresh, max_thresh);
 345
 346     // Adjust ac threshold according to partition size.
 347     thresh_ac >>=
 348         8 - (b_width_log2_lookup[bsize] + b_height_log2_lookup[bsize]);
 349
 350     thresh_dc = (xd->plane[0].dequant[0] * xd->plane[0].dequant[0] >> 6);
 351 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 352     if ((xd->cur_buf->flags & YV12_FLAG_HIGHBITDEPTH) && shift > 0) {
 353       thresh_dc = ROUND_POWER_OF_TWO(thresh_dc, shift);
 354     }
 355 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 356   } else {
 357     thresh_ac = 0;
 358     thresh_dc = 0;
 359   }
 360
 361   // Y skipping condition checking for ac and dc.
 362   if (var <= thresh_ac && (sse - var) <= thresh_dc) {
 363     unsigned int sse_u, sse_v;
 364     unsigned int var_u, var_v;
 365
 366     // Skip UV prediction unless breakout is zero (lossless) to save
 367     // computation with low impact on the result
 368     if (x->encode_breakout == 0) {
 369       xd->plane[1].pre[0] = yv12_mb[ref_frame][1];
 370       xd->plane[2].pre[0] = yv12_mb[ref_frame][2];
 371       vp9_build_inter_predictors_sbuv(xd, mi_row, mi_col, bsize);
 372     }
 373
 374     var_u = cpi->fn_ptr[uv_size].vf(x->plane[1].src.buf,
 375                                     x->plane[1].src.stride,
 376                                     xd->plane[1].dst.buf,
 377                                     xd->plane[1].dst.stride, &sse_u);
 378
 379     // U skipping condition checking
 380     if ((var_u * 4 <= thresh_ac) && (sse_u - var_u <= thresh_dc)) {
 381       var_v = cpi->fn_ptr[uv_size].vf(x->plane[2].src.buf,
 382                                       x->plane[2].src.stride,
 383                                       xd->plane[2].dst.buf,
 384                                       xd->plane[2].dst.stride, &sse_v);
 385
 386       // V skipping condition checking
 387       if ((var_v * 4 <= thresh_ac) && (sse_v - var_v <= thresh_dc)) {
 388         x->skip = 1;
 389
 390         // The cost of skip bit needs to be added.
 391         *rate = cpi->inter_mode_cost[mbmi->mode_context[ref_frame]]
 392                                     [INTER_OFFSET(this_mode)];
 393
 394         // More on this part of rate
 395         // rate += vp9_cost_bit(vp9_get_skip_prob(cm, xd), 1);
 396
 397         // Scaling factor for SSE from spatial domain to frequency
 398         // domain is 16. Adjust distortion accordingly.
 399         // TODO(yunqingwang): In this function, only y-plane dist is
 400         // calculated.
 401         *dist = (sse << 4);  // + ((sse_u + sse_v) << 4);
 402
 403         // *disable_skip = 1;
 404       }
 405     }
 406   }
 407 }
 408
 409 struct estimate_block_intra_args {
 410   VP9_COMP *cpi;
 411   MACROBLOCK *x;
 412   PREDICTION_MODE mode;
 413   int rate;
 414   int64_t dist;
 415 };
 416
 417 static void estimate_block_intra(int plane, int block, BLOCK_SIZE plane_bsize,
 418                                  TX_SIZE tx_size, void *arg) {
 419   struct estimate_block_intra_args* const args = arg;
 420   VP9_COMP *const cpi = args->cpi;
 421   MACROBLOCK *const x = args->x;
 422   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 423   struct macroblock_plane *const p = &x->plane[0];
 424   struct macroblockd_plane *const pd = &xd->plane[0];
 425   const BLOCK_SIZE bsize_tx = txsize_to_bsize[tx_size];
 426   uint8_t *const src_buf_base = p->src.buf;
 427   uint8_t *const dst_buf_base = pd->dst.buf;
 428   const int src_stride = p->src.stride;
 429   const int dst_stride = pd->dst.stride;
 430   int i, j;
 431   int rate;
 432   int64_t dist;
 433   unsigned int var_y, sse_y;
 434   txfrm_block_to_raster_xy(plane_bsize, tx_size, block, &i, &j);
 435   assert(plane == 0);
 436   (void) plane;
 437
 438   p->src.buf = &src_buf_base[4 * (j * src_stride + i)];
 439   pd->dst.buf = &dst_buf_base[4 * (j * dst_stride + i)];
 440   // Use source buffer as an approximation for the fully reconstructed buffer.
 441   vp9_predict_intra_block(xd, block >> (2 * tx_size),
 442                           b_width_log2_lookup[plane_bsize],
 443                           tx_size, args->mode,
 444                           x->skip_encode ? p->src.buf : pd->dst.buf,
 445                           x->skip_encode ? src_stride : dst_stride,
 446                           pd->dst.buf, dst_stride,
 447                           i, j, 0);
 448   // This procedure assumes zero offset from p->src.buf and pd->dst.buf.
 449   model_rd_for_sb_y(cpi, bsize_tx, x, xd, &rate, &dist, &var_y, &sse_y);
 450   p->src.buf = src_buf_base;
 451   pd->dst.buf = dst_buf_base;
 452   args->rate += rate;
 453   args->dist += dist;
 454 }
 455
 456 static const THR_MODES mode_idx[MAX_REF_FRAMES][4] = {
 457   {THR_DC, THR_H_PRED, THR_V_PRED, THR_TM},
 458   {THR_NEARESTMV, THR_NEARMV, THR_ZEROMV, THR_NEWMV},
 459   {THR_NEARESTG, THR_NEARG, THR_ZEROG, THR_NEWG},
 460   {THR_NEARESTA, THR_NEARA, THR_ZEROA, THR_NEWA},
 461 };
 462
 463 static const PREDICTION_MODE intra_mode_list[] = {
 464   DC_PRED, V_PRED, H_PRED, TM_PRED
 465 };
 466
 467 void vp9_pick_intra_mode(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, RD_COST *rd_cost,
 468                          BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
 469   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 470   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 471   RD_COST this_rdc, best_rdc;
 472   PREDICTION_MODE this_mode;
 473   struct estimate_block_intra_args args = { cpi, x, DC_PRED, 0, 0 };
 474   const TX_SIZE intra_tx_size =
 475       MIN(max_txsize_lookup[bsize],
 476           tx_mode_to_biggest_tx_size[cpi->common.tx_mode]);
 477   MODE_INFO *const mic = xd->mi[0].src_mi;
 478   int *bmode_costs;
 479   const MODE_INFO *above_mi = xd->mi[-xd->mi_stride].src_mi;
 480   const MODE_INFO *left_mi = xd->left_available ? xd->mi[-1].src_mi : NULL;
 481   const PREDICTION_MODE A = vp9_above_block_mode(mic, above_mi, 0);
 482   const PREDICTION_MODE L = vp9_left_block_mode(mic, left_mi, 0);
 483   bmode_costs = cpi->y_mode_costs[A][L];
 484
 485   (void) ctx;
 486   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
 487   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
 488
 489   mbmi->ref_frame[0] = INTRA_FRAME;
 490   mbmi->mv[0].as_int = INVALID_MV;
 491   mbmi->uv_mode = DC_PRED;
 492   vpx_memset(x->skip_txfm, 0, sizeof(x->skip_txfm));
 493
 494   // Change the limit of this loop to add other intra prediction
 495   // mode tests.
 496   for (this_mode = DC_PRED; this_mode <= H_PRED; ++this_mode) {
 497     args.mode = this_mode;
 498     args.rate = 0;
 499     args.dist = 0;
 500     mbmi->tx_size = intra_tx_size;
 501     vp9_foreach_transformed_block_in_plane(xd, bsize, 0,
 502                                            estimate_block_intra, &args);
 503     this_rdc.rate = args.rate;
 504     this_rdc.dist = args.dist;
 505     this_rdc.rate += bmode_costs[this_mode];
 506     this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
 507                              this_rdc.rate, this_rdc.dist);
 508
 509     if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost) {
 510       best_rdc = this_rdc;
 511       mbmi->mode = this_mode;
 512     }
 513   }
 514
 515   *rd_cost = best_rdc;
 516 }
 517
 518 // TODO(jingning) placeholder for inter-frame non-RD mode decision.
 519 // this needs various further optimizations. to be continued..
 520 void vp9_pick_inter_mode(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 521                          TileDataEnc *tile_data,
 522                          int mi_row, int mi_col, RD_COST *rd_cost,
 523                          BLOCK_SIZE bsize, PICK_MODE_CONTEXT *ctx) {
 524   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 525   TileInfo *const tile_info = &tile_data->tile_info;
 526   MACROBLOCKD *const xd = &x->e_mbd;
 527   MB_MODE_INFO *const mbmi = &xd->mi[0].src_mi->mbmi;
 528   struct macroblockd_plane *const pd = &xd->plane[0];
 529   PREDICTION_MODE best_mode = ZEROMV;
 530   MV_REFERENCE_FRAME ref_frame, best_ref_frame = LAST_FRAME;
 531   TX_SIZE best_tx_size = MIN(max_txsize_lookup[bsize],
 532                              tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode]);
 533   INTERP_FILTER best_pred_filter = EIGHTTAP;
 534   int_mv frame_mv[MB_MODE_COUNT][MAX_REF_FRAMES];
 535   struct buf_2d yv12_mb[4][MAX_MB_PLANE];
 536   static const int flag_list[4] = { 0, VP9_LAST_FLAG, VP9_GOLD_FLAG,
 537                                     VP9_ALT_FLAG };
 538   RD_COST this_rdc, best_rdc;
 539   uint8_t skip_txfm = 0;
 540   // var_y and sse_y are saved to be used in skipping checking
 541   unsigned int var_y = UINT_MAX;
 542   unsigned int sse_y = UINT_MAX;
 543   // Reduce the intra cost penalty for small blocks (<=16x16).
 544   const int reduction_fac =
 545       (cpi->sf.partition_search_type == VAR_BASED_PARTITION &&
 546        bsize <= BLOCK_16X16) ? 4 : 1;
 547   const int intra_cost_penalty = vp9_get_intra_cost_penalty(
 548       cm->base_qindex, cm->y_dc_delta_q, cm->bit_depth) / reduction_fac;
 549   const int64_t inter_mode_thresh = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
 550                                            intra_cost_penalty, 0);
 551   const int intra_mode_cost = 50;
 552
 553   const int8_t segment_id = mbmi->segment_id;
 554   const int *const rd_threshes = cpi->rd.threshes[segment_id][bsize];
 555   const int *const rd_thresh_freq_fact = tile_data->thresh_freq_fact[bsize];
 556   INTERP_FILTER filter_ref;
 557   const int bsl = mi_width_log2_lookup[bsize];
 558   const int pred_filter_search = cm->interp_filter == SWITCHABLE ?
 559       (((mi_row + mi_col) >> bsl) +
 560        get_chessboard_index(cm->current_video_frame)) & 0x1 : 0;
 561   int const_motion[MAX_REF_FRAMES] = { 0 };
 562   const int bh = num_4x4_blocks_high_lookup[bsize] << 2;
 563   const int bw = num_4x4_blocks_wide_lookup[bsize] << 2;
 564   // For speed 6, the result of interp filter is reused later in actual encoding
 565   // process.
 566   // tmp[3] points to dst buffer, and the other 3 point to allocated buffers.
 567   PRED_BUFFER tmp[4];
 568   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, pred_buf, 3 * 64 * 64);
 569 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 570   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, pred_buf_16, 3 * 64 * 64);
 571 #endif
 572   struct buf_2d orig_dst = pd->dst;
 573   PRED_BUFFER *best_pred = NULL;
 574   PRED_BUFFER *this_mode_pred = NULL;
 575   const int pixels_in_block = bh * bw;
 576   int reuse_inter_pred = cpi->sf.reuse_inter_pred_sby && ctx->pred_pixel_ready;
 577   int ref_frame_skip_mask = 0;
 578
 579   if (reuse_inter_pred) {
 580     int i;
 581     for (i = 0; i < 3; i++) {
 582 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 583       if (cm->use_highbitdepth)
 584         tmp[i].data = CONVERT_TO_BYTEPTR(&pred_buf_16[pixels_in_block * i]);
 585       else
 586         tmp[i].data = &pred_buf[pixels_in_block * i];
 587 #else
 588       tmp[i].data = &pred_buf[pixels_in_block * i];
 589 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 590       tmp[i].stride = bw;
 591       tmp[i].in_use = 0;
 592     }
 593     tmp[3].data = pd->dst.buf;
 594     tmp[3].stride = pd->dst.stride;
 595     tmp[3].in_use = 0;
 596   }
 597
 598   x->skip_encode = cpi->sf.skip_encode_frame && x->q_index < QIDX_SKIP_THRESH;
 599   x->skip = 0;
 600
 601   if (xd->up_available)
 602     filter_ref = xd->mi[-xd->mi_stride].src_mi->mbmi.interp_filter;
 603   else if (xd->left_available)
 604     filter_ref = xd->mi[-1].src_mi->mbmi.interp_filter;
 605   else
 606     filter_ref = cm->interp_filter;
 607
 608   // initialize mode decisions
 609   vp9_rd_cost_reset(&best_rdc);
 610   vp9_rd_cost_reset(&this_rdc);
 611   vp9_rd_cost_reset(rd_cost);
 612   vpx_memset(mbmi, 0, sizeof(MB_MODE_INFO));
 613   mbmi->sb_type = bsize;
 614   mbmi->ref_frame[0] = NONE;
 615   mbmi->ref_frame[1] = NONE;
 616   mbmi->tx_size = MIN(max_txsize_lookup[bsize],
 617                       tx_mode_to_biggest_tx_size[cm->tx_mode]);
 618   mbmi->interp_filter = cm->interp_filter == SWITCHABLE ?
 619                         EIGHTTAP : cm->interp_filter;
 620   mbmi->segment_id = segment_id;
 621
 622   for (ref_frame = LAST_FRAME; ref_frame <= GOLDEN_FRAME; ++ref_frame) {
 623     x->pred_mv_sad[ref_frame] = INT_MAX;
 624     frame_mv[NEWMV][ref_frame].as_int = INVALID_MV;
 625     frame_mv[ZEROMV][ref_frame].as_int = 0;
 626
 627     if (cpi->ref_frame_flags & flag_list[ref_frame]) {
 628       const YV12_BUFFER_CONFIG *yv12 = get_ref_frame_buffer(cpi, ref_frame);
 629       int_mv *const candidates = mbmi->ref_mvs[ref_frame];
 630       const struct scale_factors *const sf = &cm->frame_refs[ref_frame - 1].sf;
 631
 632       vp9_setup_pred_block(xd, yv12_mb[ref_frame], yv12, mi_row, mi_col,
 633                            sf, sf);
 634
 635       if (!cm->error_resilient_mode)
 636         vp9_find_mv_refs(cm, xd, tile_info, xd->mi[0].src_mi, ref_frame,
 637                          candidates, mi_row, mi_col);
 638       else
 639         const_motion[ref_frame] = mv_refs_rt(cm, xd, tile_info,
 640                                              xd->mi[0].src_mi,
 641                                              ref_frame, candidates,
 642                                              mi_row, mi_col);
 643
 644       vp9_find_best_ref_mvs(xd, cm->allow_high_precision_mv, candidates,
 645                             &frame_mv[NEARESTMV][ref_frame],
 646                             &frame_mv[NEARMV][ref_frame]);
 647
 648       if (!vp9_is_scaled(sf) && bsize >= BLOCK_8X8)
 649         vp9_mv_pred(cpi, x, yv12_mb[ref_frame][0].buf, yv12->y_stride,
 650                     ref_frame, bsize);
 651     } else {
 652       ref_frame_skip_mask |= (1 << ref_frame);
 653     }
 654   }
 655
 656   for (ref_frame = LAST_FRAME; ref_frame <= GOLDEN_FRAME; ++ref_frame) {
 657     PREDICTION_MODE this_mode;
 658     int i = (ref_frame == LAST_FRAME) ? GOLDEN_FRAME : LAST_FRAME;
 659
 660     if (!(cpi->ref_frame_flags & flag_list[ref_frame]))
 661       continue;
 662
 663     if (cpi->ref_frame_flags & flag_list[i])
 664       if (x->pred_mv_sad[ref_frame] > (x->pred_mv_sad[i] << 1))
 665         ref_frame_skip_mask |= (1 << ref_frame);
 666
 667     if (ref_frame_skip_mask & (1 << ref_frame))
 668       continue;
 669
 670     // Select prediction reference frames.
 671     xd->plane[0].pre[0] = yv12_mb[ref_frame][0];
 672
 673     clamp_mv2(&frame_mv[NEARESTMV][ref_frame].as_mv, xd);
 674     clamp_mv2(&frame_mv[NEARMV][ref_frame].as_mv, xd);
 675
 676     mbmi->ref_frame[0] = ref_frame;
 677
 678     for (this_mode = NEARESTMV; this_mode <= NEWMV; ++this_mode) {
 679       int rate_mv = 0;
 680       int mode_rd_thresh;
 681       int mode_index = mode_idx[ref_frame][INTER_OFFSET(this_mode)];
 682
 683       if (const_motion[ref_frame] && this_mode == NEARMV)
 684         continue;
 685
 686       if (!(cpi->sf.inter_mode_mask[bsize] & (1 << this_mode)))
 687         continue;
 688
 689       mode_rd_thresh = rd_threshes[mode_index];
 690       if (rd_less_than_thresh(best_rdc.rdcost, mode_rd_thresh,
 691                               rd_thresh_freq_fact[mode_index]))
 692         continue;
 693
 694       if (this_mode == NEWMV) {
 695         if (ref_frame > LAST_FRAME)
 696           continue;
 697         if (cpi->sf.partition_search_type != VAR_BASED_PARTITION &&
 698             this_rdc.rdcost < (int64_t)(1 << num_pels_log2_lookup[bsize]))
 699           continue;
 700         if (!combined_motion_search(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col,
 701                                     &frame_mv[NEWMV][ref_frame],
 702                                     &rate_mv, best_rdc.rdcost))
 703           continue;
 704       }
 705
 706       if (this_mode != NEARESTMV &&
 707           frame_mv[this_mode][ref_frame].as_int ==
 708               frame_mv[NEARESTMV][ref_frame].as_int)
 709         continue;
 710
 711       mbmi->mode = this_mode;
 712       mbmi->mv[0].as_int = frame_mv[this_mode][ref_frame].as_int;
 713
 714       // Search for the best prediction filter type, when the resulting
 715       // motion vector is at sub-pixel accuracy level for luma component, i.e.,
 716       // the last three bits are all zeros.
 717       if (reuse_inter_pred) {
 718         if (!this_mode_pred) {
 719           this_mode_pred = &tmp[3];
 720         } else {
 721           this_mode_pred = &tmp[get_pred_buffer(tmp, 3)];
 722           pd->dst.buf = this_mode_pred->data;
 723           pd->dst.stride = bw;
 724         }
 725       }
 726
 727       if ((this_mode == NEWMV || filter_ref == SWITCHABLE) &&
 728           pred_filter_search &&
 729           ((mbmi->mv[0].as_mv.row & 0x07) != 0 ||
 730            (mbmi->mv[0].as_mv.col & 0x07) != 0)) {
 731         int pf_rate[3];
 732         int64_t pf_dist[3];
 733         unsigned int pf_var[3];
 734         unsigned int pf_sse[3];
 735         TX_SIZE pf_tx_size[3];
 736         int64_t best_cost = INT64_MAX;
 737         INTERP_FILTER best_filter = SWITCHABLE, filter;
 738         PRED_BUFFER *current_pred = this_mode_pred;
 739
 740         for (filter = EIGHTTAP; filter <= EIGHTTAP_SHARP; ++filter) {
 741           int64_t cost;
 742           mbmi->interp_filter = filter;
 743           vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, bsize);
 744           model_rd_for_sb_y(cpi, bsize, x, xd, &pf_rate[filter],
 745                             &pf_dist[filter], &pf_var[filter], &pf_sse[filter]);
 746           cost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
 747                         vp9_get_switchable_rate(cpi, xd) + pf_rate[filter],
 748                         pf_dist[filter]);
 749           pf_tx_size[filter] = mbmi->tx_size;
 750           if (cost < best_cost) {
 751             best_filter = filter;
 752             best_cost = cost;
 753             skip_txfm = x->skip_txfm[0];
 754
 755             if (reuse_inter_pred) {
 756               if (this_mode_pred != current_pred) {
 757                 free_pred_buffer(this_mode_pred);
 758                 this_mode_pred = current_pred;
 759               }
 760
 761               if (filter < EIGHTTAP_SHARP) {
 762                 current_pred = &tmp[get_pred_buffer(tmp, 3)];
 763                 pd->dst.buf = current_pred->data;
 764                 pd->dst.stride = bw;
 765               }
 766             }
 767           }
 768         }
 769
 770         if (reuse_inter_pred && this_mode_pred != current_pred)
 771           free_pred_buffer(current_pred);
 772
 773         mbmi->interp_filter = best_filter;
 774         mbmi->tx_size = pf_tx_size[mbmi->interp_filter];
 775         this_rdc.rate = pf_rate[mbmi->interp_filter];
 776         this_rdc.dist = pf_dist[mbmi->interp_filter];
 777         var_y = pf_var[mbmi->interp_filter];
 778         sse_y = pf_sse[mbmi->interp_filter];
 779         x->skip_txfm[0] = skip_txfm;
 780       } else {
 781         mbmi->interp_filter = (filter_ref == SWITCHABLE) ? EIGHTTAP: filter_ref;
 782         vp9_build_inter_predictors_sby(xd, mi_row, mi_col, bsize);
 783         model_rd_for_sb_y(cpi, bsize, x, xd, &this_rdc.rate, &this_rdc.dist,
 784                           &var_y, &sse_y);
 785       }
 786
 787       this_rdc.rate += rate_mv;
 788       this_rdc.rate += cpi->inter_mode_cost[mbmi->mode_context[ref_frame]]
 789                                   [INTER_OFFSET(this_mode)];
 790       this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
 791                                this_rdc.rate, this_rdc.dist);
 792
 793       // Skipping checking: test to see if this block can be reconstructed by
 794       // prediction only.
 795       if (cpi->allow_encode_breakout) {
 796         encode_breakout_test(cpi, x, bsize, mi_row, mi_col, ref_frame,
 797                              this_mode, var_y, sse_y, yv12_mb,
 798                              &this_rdc.rate, &this_rdc.dist);
 799         if (x->skip) {
 800           this_rdc.rate += rate_mv;
 801           this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
 802                                    this_rdc.rate, this_rdc.dist);
 803         }
 804       }
 805
 806 #if CONFIG_VP9_TEMPORAL_DENOISING
 807       if (cpi->oxcf.noise_sensitivity > 0) {
 808         vp9_denoiser_update_frame_stats(mbmi, sse_y, this_mode, ctx);
 809       }
 810 #else
 811       (void)ctx;
 812 #endif
 813
 814       if (this_rdc.rdcost < best_rdc.rdcost || x->skip) {
 815         best_rdc = this_rdc;
 816         best_mode = this_mode;
 817         best_pred_filter = mbmi->interp_filter;
 818         best_tx_size = mbmi->tx_size;
 819         best_ref_frame = ref_frame;
 820         skip_txfm = x->skip_txfm[0];
 821
 822         if (reuse_inter_pred) {
 823           free_pred_buffer(best_pred);
 824           best_pred = this_mode_pred;
 825         }
 826       } else {
 827         if (reuse_inter_pred)
 828           free_pred_buffer(this_mode_pred);
 829       }
 830
 831       if (x->skip)
 832         break;
 833     }
 834
 835     // Check that a prediction mode has been selected.
 836     assert(best_rdc.rdcost < INT64_MAX);
 837
 838     if (x->skip)
 839       break;
 840   }
 841
 842   mbmi->mode          = best_mode;
 843   mbmi->interp_filter = best_pred_filter;
 844   mbmi->tx_size       = best_tx_size;
 845   mbmi->ref_frame[0]  = best_ref_frame;
 846   mbmi->mv[0].as_int  = frame_mv[best_mode][best_ref_frame].as_int;
 847   xd->mi[0].src_mi->bmi[0].as_mv[0].as_int = mbmi->mv[0].as_int;
 848   x->skip_txfm[0] = skip_txfm;
 849
 850   // Perform intra prediction search, if the best SAD is above a certain
 851   // threshold.
 852   if (!x->skip && best_rdc.rdcost > inter_mode_thresh &&
 853       bsize <= cpi->sf.max_intra_bsize) {
 854     struct estimate_block_intra_args args = { cpi, x, DC_PRED, 0, 0 };
 855     const TX_SIZE intra_tx_size =
 856         MIN(max_txsize_lookup[bsize],
 857             tx_mode_to_biggest_tx_size[cpi->common.tx_mode]);
 858     int i;
 859
 860     if (reuse_inter_pred && best_pred != NULL) {
 861       if (best_pred->data == orig_dst.buf) {
 862         this_mode_pred = &tmp[get_pred_buffer(tmp, 3)];
 863         vp9_convolve_copy(best_pred->data, best_pred->stride,
 864                           this_mode_pred->data, this_mode_pred->stride,
 865                           NULL, 0, NULL, 0, bw, bh);
 866         best_pred = this_mode_pred;
 867       }
 868     }
 869     pd->dst = orig_dst;
 870
 871     for (i = 0; i < 4; ++i) {
 872       const TX_SIZE saved_tx_size = mbmi->tx_size;
 873       const PREDICTION_MODE this_mode = intra_mode_list[i];
 874       if (!((1 << this_mode) & cpi->sf.intra_y_mode_mask[intra_tx_size]))
 875         continue;
 876       skip_txfm = x->skip_txfm[0];
 877       args.mode = this_mode;
 878       args.rate = 0;
 879       args.dist = 0;
 880       mbmi->tx_size = intra_tx_size;
 881       vp9_foreach_transformed_block_in_plane(xd, bsize, 0,
 882                                              estimate_block_intra, &args);
 883       this_rdc.rate = args.rate;
 884       this_rdc.dist = args.dist;
 885       this_rdc.rate += cpi->mbmode_cost[this_mode];
 886       this_rdc.rate += intra_cost_penalty;
 887       this_rdc.rdcost = RDCOST(x->rdmult, x->rddiv,
 888                                this_rdc.rate, this_rdc.dist);
 889
 890       if (this_rdc.rdcost + intra_mode_cost < best_rdc.rdcost) {
 891         best_rdc = this_rdc;
 892         mbmi->mode = this_mode;
 893         mbmi->tx_size = intra_tx_size;
 894         mbmi->ref_frame[0] = INTRA_FRAME;
 895         mbmi->uv_mode = this_mode;
 896         mbmi->mv[0].as_int = INVALID_MV;
 897       } else {
 898         x->skip_txfm[0] = skip_txfm;
 899         mbmi->tx_size = saved_tx_size;
 900       }
 901     }
 902   }
 903
 904   pd->dst = orig_dst;
 905
 906   if (reuse_inter_pred && best_pred != NULL) {
 907     if (best_pred->data != orig_dst.buf && is_inter_mode(mbmi->mode)) {
 908 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 909       if (cm->use_highbitdepth)
 910         vp9_highbd_convolve_copy(best_pred->data, best_pred->stride,
 911                                  pd->dst.buf, pd->dst.stride, NULL, 0,
 912                                  NULL, 0, bw, bh, xd->bd);
 913       else
 914         vp9_convolve_copy(best_pred->data, best_pred->stride,
 915                           pd->dst.buf, pd->dst.stride, NULL, 0,
 916                           NULL, 0, bw, bh);
 917 #else
 918       vp9_convolve_copy(best_pred->data, best_pred->stride,
 919                         pd->dst.buf, pd->dst.stride, NULL, 0,
 920                         NULL, 0, bw, bh);
 921 #endif
 922     }
 923   }
 924
 925   if (is_inter_block(mbmi))
 926     vp9_update_rd_thresh_fact(tile_data->thresh_freq_fact,
 927                             cpi->sf.adaptive_rd_thresh, bsize,
 928                             mode_idx[best_ref_frame][INTER_OFFSET(mbmi->mode)]);
 929   else
 930     vp9_update_rd_thresh_fact(tile_data->thresh_freq_fact,
 931                               cpi->sf.adaptive_rd_thresh, bsize,
 932                               mode_idx[INTRA_FRAME][mbmi->mode]);
 933
 934   *rd_cost = best_rdc;
 935 }