vp8/encoder/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
  12 #include "vp8/common/onyxc_int.h"
  13 #include "onyx_int.h"
  14 #include "quantize.h"
  15 #include "vpx_mem/vpx_mem.h"
  16 #include "vpx_scale/yv12extend.h"
  17 #include "vpx_scale/vpxscale.h"
  18 #include "vp8/common/alloccommon.h"
  19 #if ARCH_ARM
  20 #include "vpx_ports/arm.h"
  21 #endif
  22
  23 extern void vp8_loop_filter_frame(VP8_COMMON *cm,    MACROBLOCKD *mbd,  int filt_val);
  24 extern void vp8_loop_filter_frame_yonly(VP8_COMMON *cm,    MACROBLOCKD *mbd,  int filt_val, int sharpness_lvl);
  25 extern int vp8_calc_ss_err(YV12_BUFFER_CONFIG *source, YV12_BUFFER_CONFIG *dest, const vp8_variance_rtcd_vtable_t *rtcd);
  26 #if HAVE_ARMV7
  27 extern void vp8_yv12_copy_frame_yonly_no_extend_frame_borders_neon(YV12_BUFFER_CONFIG *src_ybc, YV12_BUFFER_CONFIG *dst_ybc);
  28 #endif
  29
  30 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
  31 #define IF_RTCD(x) (x)
  32 #else
  33 #define IF_RTCD(x) NULL
  34 #endif
  35
  36 extern void
  37 (*vp8_yv12_copy_partial_frame_ptr)(YV12_BUFFER_CONFIG *src_ybc,
  38                                    YV12_BUFFER_CONFIG *dst_ybc,
  39                                    int Fraction);
  40 void
  41 vp8_yv12_copy_partial_frame(YV12_BUFFER_CONFIG *src_ybc, YV12_BUFFER_CONFIG *dst_ybc, int Fraction)
  42 {
  43     unsigned char *src_y, *dst_y;
  44     int yheight;
  45     int ystride;
  46     int border;
  47     int yoffset;
  48     int linestocopy;
  49
  50     border   = src_ybc->border;
  51     yheight  = src_ybc->y_height;
  52     ystride  = src_ybc->y_stride;
  53
  54     linestocopy = (yheight >> (Fraction + 4));
  55
  56     if (linestocopy < 1)
  57         linestocopy = 1;
  58
  59     linestocopy <<= 4;
  60
  61     yoffset  = ystride * ((yheight >> 5) * 16 - 8);
  62     src_y = src_ybc->y_buffer + yoffset;
  63     dst_y = dst_ybc->y_buffer + yoffset;
  64
  65     vpx_memcpy(dst_y, src_y, ystride *(linestocopy + 16));
  66 }
  67
  68 static int vp8_calc_partial_ssl_err(YV12_BUFFER_CONFIG *source, YV12_BUFFER_CONFIG *dest, int Fraction, const vp8_variance_rtcd_vtable_t *rtcd)
  69 {
  70     int i, j;
  71     int Total = 0;
  72     int srcoffset, dstoffset;
  73     unsigned char *src = source->y_buffer;
  74     unsigned char *dst = dest->y_buffer;
  75
  76     int linestocopy = (source->y_height >> (Fraction + 4));
  77     (void)rtcd;
  78
  79     if (linestocopy < 1)
  80         linestocopy = 1;
  81
  82     linestocopy <<= 4;
  83
  84
  85     srcoffset = source->y_stride   * (dest->y_height >> 5) * 16;
  86     dstoffset = dest->y_stride     * (dest->y_height >> 5) * 16;
  87
  88     src += srcoffset;
  89     dst += dstoffset;
  90
  91     // Loop through the Y plane raw and reconstruction data summing (square differences)
  92     for (i = 0; i < linestocopy; i += 16)
  93     {
  94         for (j = 0; j < source->y_width; j += 16)
  95         {
  96             unsigned int sse;
  97             Total += VARIANCE_INVOKE(rtcd, mse16x16)(src + j, source->y_stride, dst + j, dest->y_stride, &sse);
  98         }
  99
 100         src += 16 * source->y_stride;
 101         dst += 16 * dest->y_stride;
 102     }
 103
 104     return Total;
 105 }
 106
 107 extern void vp8_loop_filter_partial_frame
 108 (
 109     VP8_COMMON *cm,
 110     MACROBLOCKD *mbd,
 111     int default_filt_lvl,
 112     int sharpness_lvl,
 113     int Fraction
 114 );
 115
 116 // Enforce a minimum filter level based upon baseline Q
 117 static int get_min_filter_level(VP8_COMP *cpi, int base_qindex)
 118 {
 119     int min_filter_level;
 120
 121     if (cpi->source_alt_ref_active && cpi->common.refresh_golden_frame && !cpi->common.refresh_alt_ref_frame)
 122         min_filter_level = 0;
 123     else
 124     {
 125         if (base_qindex <= 6)
 126             min_filter_level = 0;
 127         else if (base_qindex <= 16)
 128             min_filter_level = 1;
 129         else
 130             min_filter_level = (base_qindex / 8);
 131     }
 132
 133     return min_filter_level;
 134 }
 135
 136 // Enforce a maximum filter level based upon baseline Q
 137 static int get_max_filter_level(VP8_COMP *cpi, int base_qindex)
 138 {
 139     // PGW August 2006: Highest filter values almost always a bad idea
 140
 141     // jbb chg: 20100118 - not so any more with this overquant stuff allow high values
 142     // with lots of intra coming in.
 143     int max_filter_level = MAX_LOOP_FILTER ;//* 3 / 4;
 144     (void)base_qindex;
 145
 146     if (cpi->twopass.section_intra_rating > 8)
 147         max_filter_level = MAX_LOOP_FILTER * 3 / 4;
 148
 149     return max_filter_level;
 150 }
 151
 152 void vp8cx_pick_filter_level_fast(YV12_BUFFER_CONFIG *sd, VP8_COMP *cpi)
 153 {
 154     VP8_COMMON *cm = &cpi->common;
 155
 156     int best_err = 0;
 157     int filt_err = 0;
 158     int min_filter_level = get_min_filter_level(cpi, cm->base_qindex);
 159     int max_filter_level = get_max_filter_level(cpi, cm->base_qindex);
 160     int filt_val;
 161     int best_filt_val = cm->filter_level;
 162
 163     //  Make a copy of the unfiltered / processed recon buffer
 164     //vp8_yv12_copy_frame_ptr( cm->frame_to_show, &cpi->last_frame_uf  );
 165     vp8_yv12_copy_partial_frame_ptr(cm->frame_to_show, &cpi->last_frame_uf, 3);
 166
 167     if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
 168         cm->sharpness_level = 0;
 169     else
 170         cm->sharpness_level = cpi->oxcf.Sharpness;
 171
 172     // Start the search at the previous frame filter level unless it is now out of range.
 173     if (cm->filter_level < min_filter_level)
 174         cm->filter_level = min_filter_level;
 175     else if (cm->filter_level > max_filter_level)
 176         cm->filter_level = max_filter_level;
 177
 178     filt_val = cm->filter_level;
 179     best_filt_val = filt_val;
 180
 181     // Set up alternate filter values
 182
 183     // Get the err using the previous frame's filter value.
 184     vp8_loop_filter_partial_frame(cm, &cpi->mb.e_mbd, filt_val, 0  , 3);
 185     cm->last_frame_type = cm->frame_type;
 186     cm->last_filter_type = cm->filter_type;
 187     cm->last_sharpness_level = cm->sharpness_level;
 188
 189     best_err = vp8_calc_partial_ssl_err(sd, cm->frame_to_show, 3, IF_RTCD(&cpi->rtcd.variance));
 190
 191     //  Re-instate the unfiltered frame
 192     vp8_yv12_copy_partial_frame_ptr(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show, 3);
 193
 194     filt_val -= (1 + ((filt_val > 10) ? 1 : 0));
 195
 196     // Search lower filter levels
 197     while (filt_val >= min_filter_level)
 198     {
 199         // Apply the loop filter
 200         vp8_loop_filter_partial_frame(cm, &cpi->mb.e_mbd, filt_val, 0, 3);
 201         cm->last_frame_type = cm->frame_type;
 202         cm->last_filter_type = cm->filter_type;
 203         cm->last_sharpness_level = cm->sharpness_level;
 204
 205         // Get the err for filtered frame
 206         filt_err = vp8_calc_partial_ssl_err(sd, cm->frame_to_show, 3, IF_RTCD(&cpi->rtcd.variance));
 207
 208
 209         //  Re-instate the unfiltered frame
 210         vp8_yv12_copy_partial_frame_ptr(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show, 3);
 211
 212
 213         // Update the best case record or exit loop.
 214         if (filt_err < best_err)
 215         {
 216             best_err = filt_err;
 217             best_filt_val = filt_val;
 218         }
 219         else
 220             break;
 221
 222         // Adjust filter level
 223         filt_val -= (1 + ((filt_val > 10) ? 1 : 0));
 224     }
 225
 226     // Search up (note that we have already done filt_val = cm->filter_level)
 227     filt_val = cm->filter_level + (1 + ((filt_val > 10) ? 1 : 0));
 228
 229     if (best_filt_val == cm->filter_level)
 230     {
 231         // Resist raising filter level for very small gains
 232         best_err -= (best_err >> 10);
 233
 234         while (filt_val < max_filter_level)
 235         {
 236             // Apply the loop filter
 237             vp8_loop_filter_partial_frame(cm, &cpi->mb.e_mbd, filt_val, 0, 3);
 238             cm->last_frame_type = cm->frame_type;
 239             cm->last_filter_type = cm->filter_type;
 240             cm->last_sharpness_level = cm->sharpness_level;
 241
 242             // Get the err for filtered frame
 243             filt_err = vp8_calc_partial_ssl_err(sd, cm->frame_to_show, 3, IF_RTCD(&cpi->rtcd.variance));
 244
 245             //  Re-instate the unfiltered frame
 246             vp8_yv12_copy_partial_frame_ptr(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show, 3);
 247
 248             // Update the best case record or exit loop.
 249             if (filt_err < best_err)
 250             {
 251                 // Do not raise filter level if improvement is < 1 part in 4096
 252                 best_err = filt_err - (filt_err >> 10);
 253
 254                 best_filt_val = filt_val;
 255             }
 256             else
 257                 break;
 258
 259             // Adjust filter level
 260             filt_val += (1 + ((filt_val > 10) ? 1 : 0));
 261         }
 262     }
 263
 264     cm->filter_level = best_filt_val;
 265
 266     if (cm->filter_level < min_filter_level)
 267         cm->filter_level = min_filter_level;
 268
 269     if (cm->filter_level > max_filter_level)
 270         cm->filter_level = max_filter_level;
 271 }
 272
 273 // Stub function for now Alt LF not used
 274 void vp8cx_set_alt_lf_level(VP8_COMP *cpi, int filt_val)
 275 {
 276     MACROBLOCKD *mbd = &cpi->mb.e_mbd;
 277     (void) filt_val;
 278
 279     mbd->segment_feature_data[MB_LVL_ALT_LF][0] = cpi->segment_feature_data[MB_LVL_ALT_LF][0];
 280     mbd->segment_feature_data[MB_LVL_ALT_LF][1] = cpi->segment_feature_data[MB_LVL_ALT_LF][1];
 281     mbd->segment_feature_data[MB_LVL_ALT_LF][2] = cpi->segment_feature_data[MB_LVL_ALT_LF][2];
 282     mbd->segment_feature_data[MB_LVL_ALT_LF][3] = cpi->segment_feature_data[MB_LVL_ALT_LF][3];
 283 }
 284
 285 void vp8cx_pick_filter_level(YV12_BUFFER_CONFIG *sd, VP8_COMP *cpi)
 286 {
 287     VP8_COMMON *cm = &cpi->common;
 288
 289     int best_err = 0;
 290     int filt_err = 0;
 291     int min_filter_level = get_min_filter_level(cpi, cm->base_qindex);
 292     int max_filter_level = get_max_filter_level(cpi, cm->base_qindex);
 293
 294     int filter_step;
 295     int filt_high = 0;
 296     int filt_mid = cm->filter_level;      // Start search at previous frame filter level
 297     int filt_low = 0;
 298     int filt_best;
 299     int filt_direction = 0;
 300
 301     int Bias = 0;                       // Bias against raising loop filter and in favour of lowering it
 302
 303     //  Make a copy of the unfiltered / processed recon buffer
 304 #if HAVE_ARMV7
 305 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 306     if (cm->rtcd.flags & HAS_NEON)
 307 #endif
 308     {
 309         vp8_yv12_copy_frame_yonly_no_extend_frame_borders_neon(cm->frame_to_show, &cpi->last_frame_uf);
 310     }
 311 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 312     else
 313 #endif
 314 #endif
 315 #if !HAVE_ARMV7 || CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 316     {
 317         vp8_yv12_copy_frame_ptr(cm->frame_to_show, &cpi->last_frame_uf);
 318     }
 319 #endif
 320
 321     if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
 322         cm->sharpness_level = 0;
 323     else
 324         cm->sharpness_level = cpi->oxcf.Sharpness;
 325
 326     // Start the search at the previous frame filter level unless it is now out of range.
 327     filt_mid = cm->filter_level;
 328
 329     if (filt_mid < min_filter_level)
 330         filt_mid = min_filter_level;
 331     else if (filt_mid > max_filter_level)
 332         filt_mid = max_filter_level;
 333
 334     // Define the initial step size
 335     filter_step = (filt_mid < 16) ? 4 : filt_mid / 4;
 336
 337     // Get baseline error score
 338     vp8cx_set_alt_lf_level(cpi, filt_mid);
 339     vp8_loop_filter_frame_yonly(cm, &cpi->mb.e_mbd, filt_mid, 0);
 340     cm->last_frame_type = cm->frame_type;
 341     cm->last_filter_type = cm->filter_type;
 342     cm->last_sharpness_level = cm->sharpness_level;
 343
 344     best_err = vp8_calc_ss_err(sd, cm->frame_to_show, IF_RTCD(&cpi->rtcd.variance));
 345     filt_best = filt_mid;
 346
 347     //  Re-instate the unfiltered frame
 348 #if HAVE_ARMV7
 349 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 350     if (cm->rtcd.flags & HAS_NEON)
 351 #endif
 352     {
 353         vp8_yv12_copy_frame_yonly_no_extend_frame_borders_neon(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show);
 354     }
 355 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 356     else
 357 #endif
 358 #endif
 359 #if !HAVE_ARMV7 || CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 360     {
 361         vp8_yv12_copy_frame_yonly_ptr(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show);
 362     }
 363 #endif
 364
 365     while (filter_step > 0)
 366     {
 367         Bias = (best_err >> (15 - (filt_mid / 8))) * filter_step; //PGW change 12/12/06 for small images
 368
 369         // jbb chg: 20100118 - in sections with lots of new material coming in don't bias as much to a low filter value
 370         if (cpi->twopass.section_intra_rating < 20)
 371             Bias = Bias * cpi->twopass.section_intra_rating / 20;
 372
 373         filt_high = ((filt_mid + filter_step) > max_filter_level) ? max_filter_level : (filt_mid + filter_step);
 374         filt_low = ((filt_mid - filter_step) < min_filter_level) ? min_filter_level : (filt_mid - filter_step);
 375
 376         if ((filt_direction <= 0) && (filt_low != filt_mid))
 377         {
 378             // Get Low filter error score
 379             vp8cx_set_alt_lf_level(cpi, filt_low);
 380             vp8_loop_filter_frame_yonly(cm, &cpi->mb.e_mbd, filt_low, 0);
 381             cm->last_frame_type = cm->frame_type;
 382             cm->last_filter_type = cm->filter_type;
 383             cm->last_sharpness_level = cm->sharpness_level;
 384
 385             filt_err = vp8_calc_ss_err(sd, cm->frame_to_show, IF_RTCD(&cpi->rtcd.variance));
 386
 387             //  Re-instate the unfiltered frame
 388 #if HAVE_ARMV7
 389 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 390             if (cm->rtcd.flags & HAS_NEON)
 391 #endif
 392             {
 393                 vp8_yv12_copy_frame_yonly_no_extend_frame_borders_neon(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show);
 394             }
 395 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 396             else
 397 #endif
 398 #endif
 399 #if !HAVE_ARMV7 || CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 400             {
 401                 vp8_yv12_copy_frame_yonly_ptr(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show);
 402             }
 403 #endif
 404
 405             // If value is close to the best so far then bias towards a lower loop filter value.
 406             if ((filt_err - Bias) < best_err)
 407             {
 408                 // Was it actually better than the previous best?
 409                 if (filt_err < best_err)
 410                     best_err = filt_err;
 411
 412                 filt_best = filt_low;
 413             }
 414         }
 415
 416         // Now look at filt_high
 417         if ((filt_direction >= 0) && (filt_high != filt_mid))
 418         {
 419             vp8cx_set_alt_lf_level(cpi, filt_high);
 420             vp8_loop_filter_frame_yonly(cm, &cpi->mb.e_mbd, filt_high, 0);
 421             cm->last_frame_type = cm->frame_type;
 422             cm->last_filter_type = cm->filter_type;
 423             cm->last_sharpness_level = cm->sharpness_level;
 424
 425             filt_err = vp8_calc_ss_err(sd, cm->frame_to_show, IF_RTCD(&cpi->rtcd.variance));
 426
 427             //  Re-instate the unfiltered frame
 428 #if HAVE_ARMV7
 429 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 430             if (cm->rtcd.flags & HAS_NEON)
 431 #endif
 432             {
 433                 vp8_yv12_copy_frame_yonly_no_extend_frame_borders_neon(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show);
 434             }
 435 #if CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 436             else
 437 #endif
 438 #endif
 439 #if !HAVE_ARMV7 || CONFIG_RUNTIME_CPU_DETECT
 440             {
 441                 vp8_yv12_copy_frame_yonly_ptr(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show);
 442             }
 443 #endif
 444
 445             // Was it better than the previous best?
 446             if (filt_err < (best_err - Bias))
 447             {
 448                 best_err = filt_err;
 449                 filt_best = filt_high;
 450             }
 451         }
 452
 453         // Half the step distance if the best filter value was the same as last time
 454         if (filt_best == filt_mid)
 455         {
 456             filter_step = filter_step / 2;
 457             filt_direction = 0;
 458         }
 459         else
 460         {
 461             filt_direction = (filt_best < filt_mid) ? -1 : 1;
 462             filt_mid = filt_best;
 463         }
 464     }
 465
 466     cm->filter_level = filt_best;
 467 }