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->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   filt_err = vp9_get_y_sse(sd, cm->frame_to_show);
  44
  45   // Re-instate the unfiltered frame
  46   vpx_yv12_copy_y(&cpi->last_frame_uf, cm->frame_to_show);
  47
  48   return filt_err;
  49 }
  50
  51 static int search_filter_level(const YV12_BUFFER_CONFIG *sd, VP9_COMP *cpi,
  52                                int partial_frame) {
  53   const VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
  54   const struct loopfilter *const lf = &cm->lf;
  55   const int min_filter_level = 0;
  56   const int max_filter_level = get_max_filter_level(cpi);
  57   int filt_direction = 0;
  58   int best_err, filt_best;
  59
  60   // Start the search at the previous frame filter level unless it is now out of
  61   // range.
  62   int filt_mid = clamp(lf->filter_level, min_filter_level, max_filter_level);
  63   int filter_step = filt_mid < 16 ? 4 : filt_mid / 4;
  64   // Sum squared error at each filter level
  65   int ss_err[MAX_LOOP_FILTER + 1];
  66
  67   // Set each entry to -1
  68   vpx_memset(ss_err, 0xFF, sizeof(ss_err));
  69
  70   //  Make a copy of the unfiltered / processed recon buffer
  71   vpx_yv12_copy_y(cm->frame_to_show, &cpi->last_frame_uf);
  72
  73   best_err = try_filter_frame(sd, cpi, filt_mid, partial_frame);
  74   filt_best = filt_mid;
  75   ss_err[filt_mid] = best_err;
  76
  77   while (filter_step > 0) {
  78     const int filt_high = MIN(filt_mid + filter_step, max_filter_level);
  79     const int filt_low = MAX(filt_mid - filter_step, min_filter_level);
  80     int filt_err;
  81
  82     // Bias against raising loop filter in favor of lowering it.
  83     int bias = (best_err >> (15 - (filt_mid / 8))) * filter_step;
  84
  85     if ((cpi->pass == 2) && (cpi->twopass.section_intra_rating < 20))
  86       bias = (bias * cpi->twopass.section_intra_rating) / 20;
  87
  88     // yx, bias less for large block size
  89     if (cm->tx_mode != ONLY_4X4)
  90       bias >>= 1;
  91
  92     if (filt_direction <= 0 && filt_low != filt_mid) {
  93       // Get Low filter error score
  94       if (ss_err[filt_low] < 0) {
  95         filt_err = try_filter_frame(sd, cpi, filt_low, partial_frame);
  96         ss_err[filt_low] = filt_err;
  97       } else {
  98         filt_err = ss_err[filt_low];
  99       }
 100       // If value is close to the best so far then bias towards a lower loop
 101       // filter value.
 102       if ((filt_err - bias) < best_err) {
 103         // Was it actually better than the previous best?
 104         if (filt_err < best_err)
 105           best_err = filt_err;
 106
 107         filt_best = filt_low;
 108       }
 109     }
 110
 111     // Now look at filt_high
 112     if (filt_direction >= 0 && filt_high != filt_mid) {
 113       if (ss_err[filt_high] < 0) {
 114         filt_err = try_filter_frame(sd, cpi, filt_high, partial_frame);
 115         ss_err[filt_high] = filt_err;
 116       } else {
 117         filt_err = ss_err[filt_high];
 118       }
 119       // Was it better than the previous best?
 120       if (filt_err < (best_err - bias)) {
 121         best_err = filt_err;
 122         filt_best = filt_high;
 123       }
 124     }
 125
 126     // Half the step distance if the best filter value was the same as last time
 127     if (filt_best == filt_mid) {
 128       filter_step /= 2;
 129       filt_direction = 0;
 130     } else {
 131       filt_direction = (filt_best < filt_mid) ? -1 : 1;
 132       filt_mid = filt_best;
 133     }
 134   }
 135
 136   return filt_best;
 137 }
 138
 139 void vp9_pick_filter_level(const YV12_BUFFER_CONFIG *sd, VP9_COMP *cpi,
 140                            LPF_PICK_METHOD method) {
 141   VP9_COMMON *const cm = &cpi->common;
 142   struct loopfilter *const lf = &cm->lf;
 143
 144   lf->sharpness_level = cm->frame_type == KEY_FRAME ? 0
 145                                                     : cpi->oxcf.sharpness;
 146
 147   if (method == LPF_PICK_MINIMAL_LPF && lf->filter_level) {
 148       lf->filter_level = 0;
 149   } else if (method >= LPF_PICK_FROM_Q) {
 150     const int min_filter_level = 0;
 151     const int max_filter_level = get_max_filter_level(cpi);
 152     const int q = vp9_ac_quant(cm->base_qindex, 0);
 153     // These values were determined by linear fitting the result of the
 154     // searched level, filt_guess = q * 0.316206 + 3.87252
 155     int filt_guess = ROUND_POWER_OF_TWO(q * 20723 + 1015158, 18);
 156     if (cm->frame_type == KEY_FRAME)
 157       filt_guess -= 4;
 158     lf->filter_level = clamp(filt_guess, min_filter_level, max_filter_level);
 159   } else {
 160     lf->filter_level = search_filter_level(sd, cpi,
 161                                            method == LPF_PICK_FROM_SUBIMAGE);
 162   }
 163 }