src/third_party/libvpx/source/libvpx/vp9/encoder/vp9_picklpf.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 <assert.h>
  12 #include <limits.h>
  13
  14 #include "./vpx_scale_rtcd.h"
  15
  16 #include "vpx_mem/vpx_mem.h"
  17
  18 #include "vp9/common/vp9_loopfilter.h"
  19 #include "vp9/common/vp9_onyxc_int.h"
  20 #include "vp9/common/vp9_quant_common.h"
  21
  22 #include "vp9/encoder/vp9_encoder.h"
  23 #include "vp9/encoder/vp9_picklpf.h"
  24 #include "vp9/encoder/vp9_quantize.h"
  25
  26 static int get_max_filter_level(const VP9_COMP *cpi) {
  27   if (cpi->oxcf.pass == 2) {
  28     return cpi->twopass.section_intra_rating > 8 ? MAX_LOOP_FILTER * 3 / 4
  29                                                  : MAX_LOOP_FILTER;
  30   } else {
  31     return MAX_LOOP_FILTER;
  32   }
  33 }
  34
  35
  36 static int try_filter_frame(const YV12_BUFFER_CONFIG *sd, VP9_COMP *const cpi,
  37                             int filt_level, int partial_frame) {
  38   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
  39   int filt_err;
  40
  41   vp9_loop_filter_frame(cm->frame_to_show, cm, &cpi->mb.e_mbd, filt_level, 1,
  42                         partial_frame);
  43 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  44   if (cm->use_highbitdepth) {
  45     filt_err = vp9_highbd_get_y_sse(sd, cm->frame_to_show, cm->bit_depth);
  46   } else {
  47     filt_err = vp9_get_y_sse(sd, cm->frame_to_show);
  48   }
  49 #else
  50   filt_err = vp9_get_y_sse(sd, cm->frame_to_show);
  51 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  52
  53   // Re-instate the unfiltered frame
  54   vpx_yv12_copy_y(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show);
  55
  56   return filt_err;
  57 }
  58
  59 static int search_filter_level(const YV12_BUFFER_CONFIG *sd, VP9_COMP *cpi,
  60                                int partial_frame) {
  61   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
  62   const struct loopfilter *const lf = &cm->lf;
  63   const int min_filter_level = 0;
  64   const int max_filter_level = get_max_filter_level(cpi);
  65   int filt_direction = 0;
  66   int best_err, filt_best;
  67
  68   // Start the search at the previous frame filter level unless it is now out of
  69   // range.
  70   int filt_mid = clamp(lf->filter_level, min_filter_level, max_filter_level);
  71   int filter_step = filt_mid < 16 ? 4 : filt_mid / 4;
  72   // Sum squared error at each filter level
  73   int ss_err[MAX_LOOP_FILTER + 1];
  74
  75   // Set each entry to -1
  76   vpx_memset(ss_err, 0xFF, sizeof(ss_err));
  77
  78   //  Make a copy of the unfiltered / processed recon buffer
  79   vpx_yv12_copy_y(cm->frame_to_show, &cpi->last_frame_uf);
  80
  81   best_err = try_filter_frame(sd, cpi, filt_mid, partial_frame);
  82   filt_best = filt_mid;
  83   ss_err[filt_mid] = best_err;
  84
  85   while (filter_step > 0) {
  86     const int filt_high = MIN(filt_mid + filter_step, max_filter_level);
  87     const int filt_low = MAX(filt_mid - filter_step, min_filter_level);
  88
  89     // Bias against raising loop filter in favor of lowering it.
  90     int bias = (best_err >> (15 - (filt_mid / 8))) * filter_step;
  91
  92     if ((cpi->oxcf.pass == 2) && (cpi->twopass.section_intra_rating < 20))
  93       bias = (bias * cpi->twopass.section_intra_rating) / 20;
  94
  95     // yx, bias less for large block size
  96     if (cm->tx_mode != ONLY_4X4)
  97       bias >>= 1;
  98
  99     if (filt_direction <= 0 && filt_low != filt_mid) {
 100       // Get Low filter error score
 101       if (ss_err[filt_low] < 0) {
 102         ss_err[filt_low] = try_filter_frame(sd, cpi, filt_low, partial_frame);
 103       }
 104       // If value is close to the best so far then bias towards a lower loop
 105       // filter value.
 106       if ((ss_err[filt_low] - bias) < best_err) {
 107         // Was it actually better than the previous best?
 108         if (ss_err[filt_low] < best_err)
 109           best_err = ss_err[filt_low];
 110
 111         filt_best = filt_low;
 112       }
 113     }
 114
 115     // Now look at filt_high
 116     if (filt_direction >= 0 && filt_high != filt_mid) {
 117       if (ss_err[filt_high] < 0) {
 118         ss_err[filt_high] = try_filter_frame(sd, cpi, filt_high, partial_frame);
 119       }
 120       // Was it better than the previous best?
 121       if (ss_err[filt_high] < (best_err - bias)) {
 122         best_err = ss_err[filt_high];
 123         filt_best = filt_high;
 124       }
 125     }
 126
 127     // Half the step distance if the best filter value was the same as last time
 128     if (filt_best == filt_mid) {
 129       filter_step /= 2;
 130       filt_direction = 0;
 131     } else {
 132       filt_direction = (filt_best < filt_mid) ? -1 : 1;
 133       filt_mid = filt_best;
 134     }
 135   }
 136
 137   return filt_best;
 138 }
 139
 140 void vp9_pick_filter_level(const YV12_BUFFER_CONFIG *sd, VP9_COMP *cpi,
 141                            LPF_PICK_METHOD method) {
 142   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 143   struct loopfilter *const lf = &cm->lf;
 144
 145   lf->sharpness_level = cm->frame_type == KEY_FRAME ? 0
 146                                                     : cpi->oxcf.sharpness;
 147
 148   if (method == LPF_PICK_MINIMAL_LPF && lf->filter_level) {
 149       lf->filter_level = 0;
 150   } else if (method >= LPF_PICK_FROM_Q) {
 151     const int min_filter_level = 0;
 152     const int max_filter_level = get_max_filter_level(cpi);
 153     const int q = vp9_ac_quant(cm->base_qindex, 0, cm->bit_depth);
 154     // These values were determined by linear fitting the result of the
 155     // searched level, filt_guess = q * 0.316206 + 3.87252
 156 #if CONFIG_VP9_HIGHDEPTH
 157     int filt_guess;
 158     switch (cm->bit_depth) {
 159       case VPX_BITS_8:
 160         filt_guess = ROUND_POWER_OF_TWO(q * 20723 + 1015158, 18);
 161         break;
 162       case VPX_BITS_10:
 163         filt_guess = ROUND_POWER_OF_TWO(q * 20723 + 4060632, 20);
 164         break;
 165       case VPX_BITS_12:
 166         filt_guess = ROUND_POWER_OF_TWO(q * 20723 + 16242526, 22);
 167         break;
 168       default:
 169         assert(0 && "bit_depth should be VPX_BITS_8, VPX_BITS_10 "
 170                     "or VPX_BITS_12");
 171         return;
 172     }
 173 #else
 174     int filt_guess = ROUND_POWER_OF_TWO(q * 20723 + 1015158, 18);
 175 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 176     if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
 177       filt_guess -= 4;
 178     lf->filter_level = clamp(filt_guess, min_filter_level, max_filter_level);
 179   } else {
 180     lf->filter_level = search_filter_level(sd, cpi,
 181                                            method == LPF_PICK_FROM_SUBIMAGE);
 182   }
 183 }