vp10/common/entropymv.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 "vp10/common/onyxc_int.h"
  12 #include "vp10/common/entropymv.h"
  13
  14 // Integer pel reference mv threshold for use of high-precision 1/8 mv
  15 #define COMPANDED_MVREF_THRESH 8
  16
  17 const vpx_tree_index vp10_mv_joint_tree[TREE_SIZE(MV_JOINTS)] = {
  18   -MV_JOINT_ZERO, 2,
  19   -MV_JOINT_HNZVZ, 4,
  20   -MV_JOINT_HZVNZ, -MV_JOINT_HNZVNZ
  21 };
  22
  23 const vpx_tree_index vp10_mv_class_tree[TREE_SIZE(MV_CLASSES)] = {
  24   -MV_CLASS_0, 2,
  25   -MV_CLASS_1, 4,
  26   6, 8,
  27   -MV_CLASS_2, -MV_CLASS_3,
  28   10, 12,
  29   -MV_CLASS_4, -MV_CLASS_5,
  30   -MV_CLASS_6, 14,
  31   16, 18,
  32   -MV_CLASS_7, -MV_CLASS_8,
  33   -MV_CLASS_9, -MV_CLASS_10,
  34 };
  35
  36 const vpx_tree_index vp10_mv_class0_tree[TREE_SIZE(CLASS0_SIZE)] = {
  37   -0, -1,
  38 };
  39
  40 const vpx_tree_index vp10_mv_fp_tree[TREE_SIZE(MV_FP_SIZE)] = {
  41   -0, 2,
  42   -1, 4,
  43   -2, -3
  44 };
  45
  46 static const nmv_context default_nmv_context = {
  47   {32, 64, 96},
  48   {
  49     { // Vertical component
  50       128,                                                  // sign
  51       {224, 144, 192, 168, 192, 176, 192, 198, 198, 245},   // class
  52       {216},                                                // class0
  53       {136, 140, 148, 160, 176, 192, 224, 234, 234, 240},   // bits
  54       {{128, 128, 64}, {96, 112, 64}},                      // class0_fp
  55       {64, 96, 64},                                         // fp
  56       160,                                                  // class0_hp bit
  57       128,                                                  // hp
  58     },
  59     { // Horizontal component
  60       128,                                                  // sign
  61       {216, 128, 176, 160, 176, 176, 192, 198, 198, 208},   // class
  62       {208},                                                // class0
  63       {136, 140, 148, 160, 176, 192, 224, 234, 234, 240},   // bits
  64       {{128, 128, 64}, {96, 112, 64}},                      // class0_fp
  65       {64, 96, 64},                                         // fp
  66       160,                                                  // class0_hp bit
  67       128,                                                  // hp
  68     }
  69   },
  70 };
  71
  72 static const uint8_t log_in_base_2[] = {
  73   0, 0, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
  74   4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5,
  75   5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
  76   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
  77   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6,
  78   6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  79   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  80   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  81   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  82   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
  83   7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  84   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  85   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  86   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  87   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  88   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  89   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  90   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  91   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  92   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  93   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
  94   8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
  95   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
  96   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
  97   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
  98   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
  99   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 100   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 101   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 102   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 103   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 104   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 105   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 106   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 107   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 108   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 109   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 110   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 111   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 112   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 113   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 114   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9,
 115   9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 10
 116 };
 117
 118 static INLINE int mv_class_base(MV_CLASS_TYPE c) {
 119   return c ? CLASS0_SIZE << (c + 2) : 0;
 120 }
 121
 122 MV_CLASS_TYPE vp10_get_mv_class(int z, int *offset) {
 123   const MV_CLASS_TYPE c = (z >= CLASS0_SIZE * 4096) ?
 124       MV_CLASS_10 : (MV_CLASS_TYPE)log_in_base_2[z >> 3];
 125   if (offset)
 126     *offset = z - mv_class_base(c);
 127   return c;
 128 }
 129
 130 int vp10_use_mv_hp(const MV *ref) {
 131   return (abs(ref->row) >> 3) < COMPANDED_MVREF_THRESH &&
 132          (abs(ref->col) >> 3) < COMPANDED_MVREF_THRESH;
 133 }
 134
 135 static void inc_mv_component(int v, nmv_component_counts *comp_counts,
 136                              int incr, int usehp) {
 137   int s, z, c, o, d, e, f;
 138   assert(v != 0);            /* should not be zero */
 139   s = v < 0;
 140   comp_counts->sign[s] += incr;
 141   z = (s ? -v : v) - 1;       /* magnitude - 1 */
 142
 143   c = vp10_get_mv_class(z, &o);
 144   comp_counts->classes[c] += incr;
 145
 146   d = (o >> 3);               /* int mv data */
 147   f = (o >> 1) & 3;           /* fractional pel mv data */
 148   e = (o & 1);                /* high precision mv data */
 149
 150   if (c == MV_CLASS_0) {
 151     comp_counts->class0[d] += incr;
 152     comp_counts->class0_fp[d][f] += incr;
 153     comp_counts->class0_hp[e] += usehp * incr;
 154   } else {
 155     int i;
 156     int b = c + CLASS0_BITS - 1;  // number of bits
 157     for (i = 0; i < b; ++i)
 158       comp_counts->bits[i][((d >> i) & 1)] += incr;
 159     comp_counts->fp[f] += incr;
 160     comp_counts->hp[e] += usehp * incr;
 161   }
 162 }
 163
 164 void vp10_inc_mv(const MV *mv, nmv_context_counts *counts) {
 165   if (counts != NULL) {
 166     const MV_JOINT_TYPE j = vp10_get_mv_joint(mv);
 167     ++counts->joints[j];
 168
 169     if (mv_joint_vertical(j)) {
 170       inc_mv_component(mv->row, &counts->comps[0], 1, 1);
 171     }
 172
 173     if (mv_joint_horizontal(j)) {
 174       inc_mv_component(mv->col, &counts->comps[1], 1, 1);
 175     }
 176   }
 177 }
 178
 179 void vp10_adapt_mv_probs(VP10_COMMON *cm, int allow_hp) {
 180   int i, j;
 181
 182   nmv_context *fc = &cm->fc->nmvc;
 183   const nmv_context *pre_fc = &cm->frame_contexts[cm->frame_context_idx].nmvc;
 184   const nmv_context_counts *counts = &cm->counts.mv;
 185
 186   vpx_tree_merge_probs(vp10_mv_joint_tree, pre_fc->joints, counts->joints,
 187                        fc->joints);
 188
 189   for (i = 0; i < 2; ++i) {
 190     nmv_component *comp = &fc->comps[i];
 191     const nmv_component *pre_comp = &pre_fc->comps[i];
 192     const nmv_component_counts *c = &counts->comps[i];
 193
 194     comp->sign = mode_mv_merge_probs(pre_comp->sign, c->sign);
 195     vpx_tree_merge_probs(vp10_mv_class_tree, pre_comp->classes, c->classes,
 196                          comp->classes);
 197     vpx_tree_merge_probs(vp10_mv_class0_tree, pre_comp->class0, c->class0,
 198                          comp->class0);
 199
 200     for (j = 0; j < MV_OFFSET_BITS; ++j)
 201       comp->bits[j] = mode_mv_merge_probs(pre_comp->bits[j], c->bits[j]);
 202
 203     for (j = 0; j < CLASS0_SIZE; ++j)
 204       vpx_tree_merge_probs(vp10_mv_fp_tree, pre_comp->class0_fp[j],
 205                            c->class0_fp[j], comp->class0_fp[j]);
 206
 207     vpx_tree_merge_probs(vp10_mv_fp_tree, pre_comp->fp, c->fp, comp->fp);
 208
 209     if (allow_hp) {
 210       comp->class0_hp = mode_mv_merge_probs(pre_comp->class0_hp, c->class0_hp);
 211       comp->hp = mode_mv_merge_probs(pre_comp->hp, c->hp);
 212     }
 213   }
 214 }
 215
 216 void vp10_init_mv_probs(VP10_COMMON *cm) {
 217   cm->fc->nmvc = default_nmv_context;
 218 }