src/third_party/libvpx/source/libvpx/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 "vp9/encoder/vp9_aq_variance.h"
  14
  15 #include "vp9/common/vp9_seg_common.h"
  16
  17 #include "vp9/encoder/vp9_ratectrl.h"
  18 #include "vp9/encoder/vp9_rd.h"
  19 #include "vp9/encoder/vp9_segmentation.h"
  20 #include "vp9/common/vp9_systemdependent.h"
  21
  22 #define ENERGY_MIN (-1)
  23 #define ENERGY_MAX (1)
  24 #define ENERGY_SPAN (ENERGY_MAX - ENERGY_MIN +  1)
  25 #define ENERGY_IN_BOUNDS(energy)\
  26   assert((energy) >= ENERGY_MIN && (energy) <= ENERGY_MAX)
  27
  28 static double q_ratio[MAX_SEGMENTS] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };
  29 static double rdmult_ratio[MAX_SEGMENTS] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 };
  30 static int segment_id[MAX_SEGMENTS] = { 5, 3, 1, 0, 2, 4, 6, 7 };
  31
  32 #define Q_RATIO(i) q_ratio[(i) - ENERGY_MIN]
  33 #define RDMULT_RATIO(i) rdmult_ratio[(i) - ENERGY_MIN]
  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
  38 unsigned int vp9_vaq_segment_id(int energy) {
  39   ENERGY_IN_BOUNDS(energy);
  40
  41   return SEGMENT_ID(energy);
  42 }
  43
  44 double vp9_vaq_rdmult_ratio(int energy) {
  45   ENERGY_IN_BOUNDS(energy);
  46
  47   vp9_clear_system_state();
  48
  49   return RDMULT_RATIO(energy);
  50 }
  51
  52 double vp9_vaq_inv_q_ratio(int energy) {
  53   ENERGY_IN_BOUNDS(energy);
  54
  55   vp9_clear_system_state();
  56
  57   return Q_RATIO(-energy);
  58 }
  59
  60 void vp9_vaq_init() {
  61   int i;
  62   double base_ratio;
  63
  64   assert(ENERGY_SPAN <= MAX_SEGMENTS);
  65
  66   vp9_clear_system_state();
  67
  68   base_ratio = 1.5;
  69
  70   for (i = ENERGY_MIN; i <= ENERGY_MAX; i++) {
  71     Q_RATIO(i) = pow(base_ratio, i/3.0);
  72   }
  73 }
  74
  75 void vp9_vaq_frame_setup(VP9_COMP *cpi) {
  76   VP9_COMMON *cm = &cpi->common;
  77   struct segmentation *seg = &cm->seg;
  78   const double base_q = vp9_convert_qindex_to_q(cm->base_qindex, cm->bit_depth);
  79   const int base_rdmult = vp9_compute_rd_mult(cpi, cm->base_qindex +
  80                                               cm->y_dc_delta_q);
  81   int i;
  82
  83   if (cm->frame_type == KEY_FRAME ||
  84       cpi->refresh_alt_ref_frame ||
  85       (cpi->refresh_golden_frame && !cpi->rc.is_src_frame_alt_ref)) {
  86     vp9_enable_segmentation(seg);
  87     vp9_clearall_segfeatures(seg);
  88
  89     seg->abs_delta = SEGMENT_DELTADATA;
  90
  91   vp9_clear_system_state();
  92
  93     for (i = ENERGY_MIN; i <= ENERGY_MAX; i++) {
  94       int qindex_delta, segment_rdmult;
  95
  96       if (Q_RATIO(i) == 1) {
  97         // No need to enable SEG_LVL_ALT_Q for this segment
  98         RDMULT_RATIO(i) = 1;
  99         continue;
 100       }
 101
 102       qindex_delta = vp9_compute_qdelta(&cpi->rc, base_q, base_q * Q_RATIO(i),
 103                                         cm->bit_depth);
 104       vp9_set_segdata(seg, SEGMENT_ID(i), SEG_LVL_ALT_Q, qindex_delta);
 105       vp9_enable_segfeature(seg, SEGMENT_ID(i), SEG_LVL_ALT_Q);
 106
 107       segment_rdmult = vp9_compute_rd_mult(cpi, cm->base_qindex + qindex_delta +
 108                                            cm->y_dc_delta_q);
 109
 110       RDMULT_RATIO(i) = (double) segment_rdmult / base_rdmult;
 111     }
 112   }
 113 }
 114
 115
 116 static unsigned int block_variance(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x,
 117                                    BLOCK_SIZE bs) {
 118   MACROBLOCKD *xd = &x->e_mbd;
 119   unsigned int var, sse;
 120   int right_overflow = (xd->mb_to_right_edge < 0) ?
 121       ((-xd->mb_to_right_edge) >> 3) : 0;
 122   int bottom_overflow = (xd->mb_to_bottom_edge < 0) ?
 123       ((-xd->mb_to_bottom_edge) >> 3) : 0;
 124
 125   if (right_overflow || bottom_overflow) {
 126     const int bw = 8 * num_8x8_blocks_wide_lookup[bs] - right_overflow;
 127     const int bh = 8 * num_8x8_blocks_high_lookup[bs] - bottom_overflow;
 128     int avg;
 129     variance(x->plane[0].src.buf, x->plane[0].src.stride,
 130              vp9_64_zeros, 0, bw, bh, &sse, &avg);
 131     var = sse - (((int64_t)avg * avg) / (bw * bh));
 132     return (256 * var) / (bw * bh);
 133   } else {
 134     var = cpi->fn_ptr[bs].vf(x->plane[0].src.buf,
 135                              x->plane[0].src.stride,
 136                              vp9_64_zeros, 0, &sse);
 137     return (256 * var) >> num_pels_log2_lookup[bs];
 138   }
 139 }
 140
 141 int vp9_block_energy(VP9_COMP *cpi, MACROBLOCK *x, BLOCK_SIZE bs) {
 142   double energy;
 143   unsigned int var = block_variance(cpi, x, bs);
 144
 145   vp9_clear_system_state();
 146
 147   energy = 0.9 * (log(var + 1.0) - 10.0);
 148   return clamp((int)round(energy), ENERGY_MIN, ENERGY_MAX);
 149 }