src/third_party/libvpx/source/libvpx/vp9/common/vp9_reconintra.c

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2010 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 "./vpx_config.h"
  12
  13 #include "vpx_mem/vpx_mem.h"
  14 #include "vpx_ports/vpx_once.h"
  15
  16 #include "./vp9_rtcd.h"
  17
  18 #include "vp9/common/vp9_reconintra.h"
  19 #include "vp9/common/vp9_onyxc_int.h"
  20
  21 const TX_TYPE intra_mode_to_tx_type_lookup[INTRA_MODES] = {
  22   DCT_DCT,    // DC
  23   ADST_DCT,   // V
  24   DCT_ADST,   // H
  25   DCT_DCT,    // D45
  26   ADST_ADST,  // D135
  27   ADST_DCT,   // D117
  28   DCT_ADST,   // D153
  29   DCT_ADST,   // D207
  30   ADST_DCT,   // D63
  31   ADST_ADST,  // TM
  32 };
  33
  34 #define intra_pred_sized(type, size) \
  35   void vp9_##type##_predictor_##size##x##size##_c(uint8_t *dst, \
  36                                                   ptrdiff_t stride, \
  37                                                   const uint8_t *above, \
  38                                                   const uint8_t *left) { \
  39     type##_predictor(dst, stride, size, above, left); \
  40   }
  41
  42 #define intra_pred_allsizes(type) \
  43   intra_pred_sized(type, 4) \
  44   intra_pred_sized(type, 8) \
  45   intra_pred_sized(type, 16) \
  46   intra_pred_sized(type, 32)
  47
  48 static INLINE void d207_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
  49                                   const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
  50   int r, c;
  51
  52   // first column
  53   for (r = 0; r < bs - 1; ++r)
  54     dst[r * stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[r] + left[r + 1], 1);
  55   dst[(bs - 1) * stride] = left[bs - 1];
  56   dst++;
  57
  58   // second column
  59   for (r = 0; r < bs - 2; ++r)
  60     dst[r * stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[r] + left[r + 1] * 2 +
  61                                          left[r + 2], 2);
  62   dst[(bs - 2) * stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[bs - 2] +
  63                                               left[bs - 1] * 3, 2);
  64   dst[(bs - 1) * stride] = left[bs - 1];
  65   dst++;
  66
  67   // rest of last row
  68   for (c = 0; c < bs - 2; ++c)
  69     dst[(bs - 1) * stride + c] = left[bs - 1];
  70
  71   for (r = bs - 2; r >= 0; --r)
  72     for (c = 0; c < bs - 2; ++c)
  73       dst[r * stride + c] = dst[(r + 1) * stride + c - 2];
  74 }
  75 intra_pred_allsizes(d207)
  76
  77 static INLINE void d63_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
  78                                  const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
  79   int r, c;
  80   for (r = 0; r < bs; ++r) {
  81     for (c = 0; c < bs; ++c)
  82       dst[c] = r & 1 ? ROUND_POWER_OF_TWO(above[r/2 + c] +
  83                                           above[r/2 + c + 1] * 2 +
  84                                           above[r/2 + c + 2], 2)
  85                      : ROUND_POWER_OF_TWO(above[r/2 + c] +
  86                                           above[r/2 + c + 1], 1);
  87     dst += stride;
  88   }
  89 }
  90 intra_pred_allsizes(d63)
  91
  92 static INLINE void d45_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
  93                                  const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
  94   int r, c;
  95   for (r = 0; r < bs; ++r) {
  96     for (c = 0; c < bs; ++c)
  97       dst[c] = r + c + 2 < bs * 2 ?  ROUND_POWER_OF_TWO(above[r + c] +
  98                                                         above[r + c + 1] * 2 +
  99                                                         above[r + c + 2], 2)
 100                                   : above[bs * 2 - 1];
 101     dst += stride;
 102   }
 103 }
 104 intra_pred_allsizes(d45)
 105
 106 static INLINE void d117_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 107                                   const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 108   int r, c;
 109
 110   // first row
 111   for (c = 0; c < bs; c++)
 112     dst[c] = ROUND_POWER_OF_TWO(above[c - 1] + above[c], 1);
 113   dst += stride;
 114
 115   // second row
 116   dst[0] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[0] + above[-1] * 2 + above[0], 2);
 117   for (c = 1; c < bs; c++)
 118     dst[c] = ROUND_POWER_OF_TWO(above[c - 2] + above[c - 1] * 2 + above[c], 2);
 119   dst += stride;
 120
 121   // the rest of first col
 122   dst[0] = ROUND_POWER_OF_TWO(above[-1] + left[0] * 2 + left[1], 2);
 123   for (r = 3; r < bs; ++r)
 124     dst[(r - 2) * stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[r - 3] + left[r - 2] * 2 +
 125                                                left[r - 1], 2);
 126
 127   // the rest of the block
 128   for (r = 2; r < bs; ++r) {
 129     for (c = 1; c < bs; c++)
 130       dst[c] = dst[-2 * stride + c - 1];
 131     dst += stride;
 132   }
 133 }
 134 intra_pred_allsizes(d117)
 135
 136 static INLINE void d135_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 137                                   const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 138   int r, c;
 139   dst[0] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[0] + above[-1] * 2 + above[0], 2);
 140   for (c = 1; c < bs; c++)
 141     dst[c] = ROUND_POWER_OF_TWO(above[c - 2] + above[c - 1] * 2 + above[c], 2);
 142
 143   dst[stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(above[-1] + left[0] * 2 + left[1], 2);
 144   for (r = 2; r < bs; ++r)
 145     dst[r * stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[r - 2] + left[r - 1] * 2 +
 146                                          left[r], 2);
 147
 148   dst += stride;
 149   for (r = 1; r < bs; ++r) {
 150     for (c = 1; c < bs; c++)
 151       dst[c] = dst[-stride + c - 1];
 152     dst += stride;
 153   }
 154 }
 155 intra_pred_allsizes(d135)
 156
 157 static INLINE void d153_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 158                                   const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 159   int r, c;
 160   dst[0] = ROUND_POWER_OF_TWO(above[-1] + left[0], 1);
 161   for (r = 1; r < bs; r++)
 162     dst[r * stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[r - 1] + left[r], 1);
 163   dst++;
 164
 165   dst[0] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[0] + above[-1] * 2 + above[0], 2);
 166   dst[stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(above[-1] + left[0] * 2 + left[1], 2);
 167   for (r = 2; r < bs; r++)
 168     dst[r * stride] = ROUND_POWER_OF_TWO(left[r - 2] + left[r - 1] * 2 +
 169                                          left[r], 2);
 170   dst++;
 171
 172   for (c = 0; c < bs - 2; c++)
 173     dst[c] = ROUND_POWER_OF_TWO(above[c - 1] + above[c] * 2 + above[c + 1], 2);
 174   dst += stride;
 175
 176   for (r = 1; r < bs; ++r) {
 177     for (c = 0; c < bs - 2; c++)
 178       dst[c] = dst[-stride + c - 2];
 179     dst += stride;
 180   }
 181 }
 182 intra_pred_allsizes(d153)
 183
 184 static INLINE void v_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 185                                const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 186   int r;
 187
 188   for (r = 0; r < bs; r++) {
 189     vpx_memcpy(dst, above, bs);
 190     dst += stride;
 191   }
 192 }
 193 intra_pred_allsizes(v)
 194
 195 static INLINE void h_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 196                                const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 197   int r;
 198
 199   for (r = 0; r < bs; r++) {
 200     vpx_memset(dst, left[r], bs);
 201     dst += stride;
 202   }
 203 }
 204 intra_pred_allsizes(h)
 205
 206 static INLINE void tm_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 207                                 const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 208   int r, c;
 209   int ytop_left = above[-1];
 210
 211   for (r = 0; r < bs; r++) {
 212     for (c = 0; c < bs; c++)
 213       dst[c] = clip_pixel(left[r] + above[c] - ytop_left);
 214     dst += stride;
 215   }
 216 }
 217 intra_pred_allsizes(tm)
 218
 219 static INLINE void dc_128_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 220                                     const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 221   int r;
 222
 223   for (r = 0; r < bs; r++) {
 224     vpx_memset(dst, 128, bs);
 225     dst += stride;
 226   }
 227 }
 228 intra_pred_allsizes(dc_128)
 229
 230 static INLINE void dc_left_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 231                                      const uint8_t *above,
 232                                      const uint8_t *left) {
 233   int i, r, expected_dc, sum = 0;
 234
 235   for (i = 0; i < bs; i++)
 236     sum += left[i];
 237   expected_dc = (sum + (bs >> 1)) / bs;
 238
 239   for (r = 0; r < bs; r++) {
 240     vpx_memset(dst, expected_dc, bs);
 241     dst += stride;
 242   }
 243 }
 244 intra_pred_allsizes(dc_left)
 245
 246 static INLINE void dc_top_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 247                                     const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 248   int i, r, expected_dc, sum = 0;
 249
 250   for (i = 0; i < bs; i++)
 251     sum += above[i];
 252   expected_dc = (sum + (bs >> 1)) / bs;
 253
 254   for (r = 0; r < bs; r++) {
 255     vpx_memset(dst, expected_dc, bs);
 256     dst += stride;
 257   }
 258 }
 259 intra_pred_allsizes(dc_top)
 260
 261 static INLINE void dc_predictor(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, int bs,
 262                                 const uint8_t *above, const uint8_t *left) {
 263   int i, r, expected_dc, sum = 0;
 264   const int count = 2 * bs;
 265
 266   for (i = 0; i < bs; i++) {
 267     sum += above[i];
 268     sum += left[i];
 269   }
 270
 271   expected_dc = (sum + (count >> 1)) / count;
 272
 273   for (r = 0; r < bs; r++) {
 274     vpx_memset(dst, expected_dc, bs);
 275     dst += stride;
 276   }
 277 }
 278 intra_pred_allsizes(dc)
 279 #undef intra_pred_allsizes
 280
 281 typedef void (*intra_pred_fn)(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride,
 282                               const uint8_t *above, const uint8_t *left);
 283
 284 static intra_pred_fn pred[INTRA_MODES][4];
 285 static intra_pred_fn dc_pred[2][2][4];
 286
 287 static void init_intra_pred_fn_ptrs(void) {
 288 #define intra_pred_allsizes(l, type) \
 289   l[0] = vp9_##type##_predictor_4x4; \
 290   l[1] = vp9_##type##_predictor_8x8; \
 291   l[2] = vp9_##type##_predictor_16x16; \
 292   l[3] = vp9_##type##_predictor_32x32
 293
 294   intra_pred_allsizes(pred[V_PRED], v);
 295   intra_pred_allsizes(pred[H_PRED], h);
 296   intra_pred_allsizes(pred[D207_PRED], d207);
 297   intra_pred_allsizes(pred[D45_PRED], d45);
 298   intra_pred_allsizes(pred[D63_PRED], d63);
 299   intra_pred_allsizes(pred[D117_PRED], d117);
 300   intra_pred_allsizes(pred[D135_PRED], d135);
 301   intra_pred_allsizes(pred[D153_PRED], d153);
 302   intra_pred_allsizes(pred[TM_PRED], tm);
 303
 304   intra_pred_allsizes(dc_pred[0][0], dc_128);
 305   intra_pred_allsizes(dc_pred[0][1], dc_top);
 306   intra_pred_allsizes(dc_pred[1][0], dc_left);
 307   intra_pred_allsizes(dc_pred[1][1], dc);
 308
 309 #undef intra_pred_allsizes
 310 }
 311
 312 static void build_intra_predictors(const MACROBLOCKD *xd, const uint8_t *ref,
 313                                    int ref_stride, uint8_t *dst, int dst_stride,
 314                                    PREDICTION_MODE mode, TX_SIZE tx_size,
 315                                    int up_available, int left_available,
 316                                    int right_available, int x, int y,
 317                                    int plane) {
 318   int i;
 319   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, left_col, 64);
 320   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, above_data, 128 + 16);
 321   uint8_t *above_row = above_data + 16;
 322   const uint8_t *const_above_row = above_row;
 323   const int bs = 4 << tx_size;
 324   int frame_width, frame_height;
 325   int x0, y0;
 326   const struct macroblockd_plane *const pd = &xd->plane[plane];
 327
 328   // 127 127 127 .. 127 127 127 127 127 127
 329   // 129  A   B  ..  Y   Z
 330   // 129  C   D  ..  W   X
 331   // 129  E   F  ..  U   V
 332   // 129  G   H  ..  S   T   T   T   T   T
 333   // ..
 334
 335   once(init_intra_pred_fn_ptrs);
 336
 337   // Get current frame pointer, width and height.
 338   if (plane == 0) {
 339     frame_width = xd->cur_buf->y_width;
 340     frame_height = xd->cur_buf->y_height;
 341   } else {
 342     frame_width = xd->cur_buf->uv_width;
 343     frame_height = xd->cur_buf->uv_height;
 344   }
 345
 346   // Get block position in current frame.
 347   x0 = (-xd->mb_to_left_edge >> (3 + pd->subsampling_x)) + x;
 348   y0 = (-xd->mb_to_top_edge >> (3 + pd->subsampling_y)) + y;
 349
 350   vpx_memset(left_col, 129, 64);
 351
 352   // left
 353   if (left_available) {
 354     if (xd->mb_to_bottom_edge < 0) {
 355       /* slower path if the block needs border extension */
 356       if (y0 + bs <= frame_height) {
 357         for (i = 0; i < bs; ++i)
 358           left_col[i] = ref[i * ref_stride - 1];
 359       } else {
 360         const int extend_bottom = frame_height - y0;
 361         for (i = 0; i < extend_bottom; ++i)
 362           left_col[i] = ref[i * ref_stride - 1];
 363         for (; i < bs; ++i)
 364           left_col[i] = ref[(extend_bottom - 1) * ref_stride - 1];
 365       }
 366     } else {
 367       /* faster path if the block does not need extension */
 368       for (i = 0; i < bs; ++i)
 369         left_col[i] = ref[i * ref_stride - 1];
 370     }
 371   }
 372
 373   // TODO(hkuang) do not extend 2*bs pixels for all modes.
 374   // above
 375   if (up_available) {
 376     const uint8_t *above_ref = ref - ref_stride;
 377     if (xd->mb_to_right_edge < 0) {
 378       /* slower path if the block needs border extension */
 379       if (x0 + 2 * bs <= frame_width) {
 380         if (right_available && bs == 4) {
 381           vpx_memcpy(above_row, above_ref, 2 * bs);
 382         } else {
 383           vpx_memcpy(above_row, above_ref, bs);
 384           vpx_memset(above_row + bs, above_row[bs - 1], bs);
 385         }
 386       } else if (x0 + bs <= frame_width) {
 387         const int r = frame_width - x0;
 388         if (right_available && bs == 4) {
 389           vpx_memcpy(above_row, above_ref, r);
 390           vpx_memset(above_row + r, above_row[r - 1],
 391                      x0 + 2 * bs - frame_width);
 392         } else {
 393           vpx_memcpy(above_row, above_ref, bs);
 394           vpx_memset(above_row + bs, above_row[bs - 1], bs);
 395         }
 396       } else if (x0 <= frame_width) {
 397         const int r = frame_width - x0;
 398         if (right_available && bs == 4) {
 399           vpx_memcpy(above_row, above_ref, r);
 400           vpx_memset(above_row + r, above_row[r - 1],
 401                      x0 + 2 * bs - frame_width);
 402         } else {
 403           vpx_memcpy(above_row, above_ref, r);
 404           vpx_memset(above_row + r, above_row[r - 1],
 405                      x0 + 2 * bs - frame_width);
 406         }
 407       }
 408       above_row[-1] = left_available ? above_ref[-1] : 129;
 409     } else {
 410       /* faster path if the block does not need extension */
 411       if (bs == 4 && right_available && left_available) {
 412         const_above_row = above_ref;
 413       } else {
 414         vpx_memcpy(above_row, above_ref, bs);
 415         if (bs == 4 && right_available)
 416           vpx_memcpy(above_row + bs, above_ref + bs, bs);
 417         else
 418           vpx_memset(above_row + bs, above_row[bs - 1], bs);
 419         above_row[-1] = left_available ? above_ref[-1] : 129;
 420       }
 421     }
 422   } else {
 423     vpx_memset(above_row, 127, bs * 2);
 424     above_row[-1] = 127;
 425   }
 426
 427   // predict
 428   if (mode == DC_PRED) {
 429     dc_pred[left_available][up_available][tx_size](dst, dst_stride,
 430                                                    const_above_row, left_col);
 431   } else {
 432     pred[mode][tx_size](dst, dst_stride, const_above_row, left_col);
 433   }
 434 }
 435
 436 void vp9_predict_intra_block(const MACROBLOCKD *xd, int block_idx, int bwl_in,
 437                              TX_SIZE tx_size, PREDICTION_MODE mode,
 438                              const uint8_t *ref, int ref_stride,
 439                              uint8_t *dst, int dst_stride,
 440                              int aoff, int loff, int plane) {
 441   const int bwl = bwl_in - tx_size;
 442   const int wmask = (1 << bwl) - 1;
 443   const int have_top = (block_idx >> bwl) || xd->up_available;
 444   const int have_left = (block_idx & wmask) || xd->left_available;
 445   const int have_right = ((block_idx & wmask) != wmask);
 446   const int x = aoff * 4;
 447   const int y = loff * 4;
 448
 449   assert(bwl >= 0);
 450   build_intra_predictors(xd, ref, ref_stride, dst, dst_stride, mode, tx_size,
 451                          have_top, have_left, have_right, x, y, plane);
 452 }