[cvs] / xvidcore / src / motion / gmc.c Repository:
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Diff of /xvidcore/src/motion/gmc.c

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revision 1.1, Sat Jun 28 15:54:10 2003 UTC revision 1.1.2.4, Wed Sep 10 22:18:59 2003 UTC
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1    /*****************************************************************************
2     *
3     *  XVID MPEG-4 VIDEO CODEC
4     *  - GMC interpolation module -
5     *
6     *  Copyright(C) 2002-2003 Pascal Massimino <skal@planet-d.net>
7     *
8     *  This program is free software ; you can redistribute it and/or modify
9     *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
10     *  the Free Software Foundation ; either version 2 of the License, or
11     *  (at your option) any later version.
12     *
13     *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
14     *  but WITHOUT ANY WARRANTY ; without even the implied warranty of
15     *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16     *  GNU General Public License for more details.
17     *
18     *  You should have received a copy of the GNU General Public License
19     *  along with this program ; if not, write to the Free Software
20     *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
21     *
22     * $Id$
23     *
24     ****************************************************************************/
25    
26    #include "../portab.h"
27    #include "../global.h"
28    #include "../encoder.h"
29    #include "gmc.h"
30    
31    #include <stdio.h>
32    
33    /* These are mainly the new GMC routines by -Skal- (C) 2003 */
34    
35    //////////////////////////////////////////////////////////
36    // Pts = 2 or 3
37    
38    // Warning! *src is the global frame pointer (that is: adress
39    // of pixel 0,0), not the macroblock one.
40    // Conversely, *dst is the macroblock top-left adress.
41    
42    void Predict_16x16_C(const NEW_GMC_DATA * const This,
43                                             uint8_t *dst, const uint8_t *src,
44                                             int dststride, int srcstride, int x, int y, int rounding)
45    {
46            const int W = This->sW;
47            const int H     = This->sH;
48            const int rho = 3 - This->accuracy;
49            const int Rounder = ( (1<<7) - (rounding<<(2*rho)) ) << 16;
50    
51            const int dUx = This->dU[0];
52            const int dVx = This->dV[0];
53            const int dUy = This->dU[1];
54            const int dVy = This->dV[1];
55    
56            int Uo = This->Uo + 16*(dUy*y + dUx*x);
57            int Vo = This->Vo + 16*(dVy*y + dVx*x);
58    
59            int i, j;
60    
61            dst += 16;
62            for (j=16; j>0; --j) {
63                    int U = Uo, V = Vo;
64                    Uo += dUy; Vo += dVy;
65                    for (i=-16; i<0; ++i) {
66                            unsigned int f0, f1, ri = 16, rj = 16;
67                            int Offset;
68                            int u = ( U >> 16 ) << rho;
69                            int v = ( V >> 16 ) << rho;
70    
71                            U += dUx; V += dVx;
72    
73                            if (u > 0 && u <= W) { ri = MTab[u&15]; Offset = u>>4;  }
74                            else if (u > W) Offset = W>>4;
75                            else Offset = -1;
76    
77                            if (v > 0 && v <= H) { rj = MTab[v&15]; Offset += (v>>4)*srcstride; }
78                            else if (v > H) Offset += (H>>4)*srcstride;
79                            else Offset -= srcstride;
80    
81                            f0      = src[Offset + 0];
82                            f0 |= src[Offset + 1] << 16;
83                            f1      = src[Offset + srcstride + 0];
84                            f1 |= src[Offset + srcstride + 1] << 16;
85                            f0 = (ri*f0)>>16;
86                            f1 = (ri*f1) & 0x0fff0000;
87                            f0 |= f1;
88                            f0 = (rj*f0 + Rounder) >> 24;
89    
90                            dst[i] = (uint8_t)f0;
91                    }
92                    dst += dststride;
93            }
94    }
95    
96    void Predict_8x8_C(const NEW_GMC_DATA * const This,
97                                             uint8_t *uDst, const uint8_t *uSrc,
98                                             uint8_t *vDst, const uint8_t *vSrc,
99                                             int dststride, int srcstride, int x, int y, int rounding)
100    {
101            const int W      = This->sW >> 1;
102            const int H      = This->sH >> 1;
103            const int rho = 3-This->accuracy;
104            const int32_t Rounder = ( 128 - (rounding<<(2*rho)) ) << 16;
105    
106            const int32_t dUx = This->dU[0];
107            const int32_t dVx = This->dV[0];
108            const int32_t dUy = This->dU[1];
109            const int32_t dVy = This->dV[1];
110    
111            int32_t Uo = This->Uco + 8*(dUy*y + dUx*x);
112            int32_t Vo = This->Vco + 8*(dVy*y + dVx*x);
113    
114            int i, j;
115    
116            uDst += 8;
117            vDst += 8;
118            for (j=8; j>0; --j) {
119                    int32_t U = Uo, V = Vo;
120                    Uo += dUy; Vo += dVy;
121    
122                    for (i=-8; i<0; ++i) {
123                            int Offset;
124                            uint32_t f0, f1, ri, rj;
125                            int32_t u, v;
126    
127                            u = ( U >> 16 ) << rho;
128                            v = ( V >> 16 ) << rho;
129                            U += dUx; V += dVx;
130    
131                            if (u > 0 && u <= W) {
132                                    ri = MTab[u&15];
133                                    Offset = u>>4;
134                            } else {
135                                    ri = 16;
136                                    if (u>W) Offset = W>>4;
137                                    else Offset = -1;
138                            }
139    
140                            if (v > 0 && v <= H) {
141                                    rj = MTab[v&15];
142                                    Offset += (v>>4)*srcstride;
143                            } else {
144                                    rj = 16;
145                                    if (v>H) Offset += (H>>4)*srcstride;
146                                    else Offset -= srcstride;
147                            }
148    
149                            f0      = uSrc[Offset + 0];
150                            f0 |= uSrc[Offset + 1] << 16;
151                            f1      = uSrc[Offset + srcstride + 0];
152                            f1 |= uSrc[Offset + srcstride + 1] << 16;
153                            f0 = (ri*f0)>>16;
154                            f1 = (ri*f1) & 0x0fff0000;
155                            f0 |= f1;
156                            f0 = (rj*f0 + Rounder) >> 24;
157    
158                            uDst[i] = (uint8_t)f0;
159    
160                            f0      = vSrc[Offset + 0];
161                            f0 |= vSrc[Offset + 1] << 16;
162                            f1      = vSrc[Offset + srcstride + 0];
163                            f1 |= vSrc[Offset + srcstride + 1] << 16;
164                            f0 = (ri*f0)>>16;
165                            f1 = (ri*f1) & 0x0fff0000;
166                            f0 |= f1;
167                            f0 = (rj*f0 + Rounder) >> 24;
168    
169                            vDst[i] = (uint8_t)f0;
170                    }
171                    uDst += dststride;
172                    vDst += dststride;
173            }
174    }
175    
176    void get_average_mv_C(const NEW_GMC_DATA * const Dsp, VECTOR * const mv,
177                                                    int x, int y, int qpel)
178    {
179            int i, j;
180            int vx = 0, vy = 0;
181            int32_t uo = Dsp->Uo + 16*(Dsp->dU[1]*y + Dsp->dU[0]*x);
182            int32_t vo = Dsp->Vo + 16*(Dsp->dV[1]*y + Dsp->dV[0]*x);
183            for (j=16; j>0; --j)
184            {
185            int32_t U, V;
186            U = uo; uo += Dsp->dU[1];
187            V = vo; vo += Dsp->dV[1];
188            for (i=16; i>0; --i)
189            {
190                    int32_t u,v;
191                    u = U >> 16; U += Dsp->dU[0]; vx += u;
192                    v = V >> 16; V += Dsp->dV[0]; vy += v;
193            }
194            }
195            vx -= (256*x+120) << (5+Dsp->accuracy); // 120 = 15*16/2
196            vy -= (256*y+120) << (5+Dsp->accuracy);
197    
198            mv->x = RSHIFT( vx, 8+Dsp->accuracy - qpel );
199            mv->y = RSHIFT( vy, 8+Dsp->accuracy - qpel );
200    }
201    
202    //////////////////////////////////////////////////////////
203    // simplified version for 1 warp point
204    
205    void Predict_1pt_16x16_C(const NEW_GMC_DATA * const This,
206                                                     uint8_t *Dst, const uint8_t *Src,
207                                                     int dststride, int srcstride, int x, int y, int rounding)
208    {
209            const int W      = This->sW;
210            const int H      = This->sH;
211            const int rho = 3-This->accuracy;
212            const int32_t Rounder = ( 128 - (rounding<<(2*rho)) ) << 16;
213    
214    
215            int32_t uo = This->Uo + (x<<8);  // ((16*x)<<4)
216            int32_t vo = This->Vo + (y<<8);
217            const uint32_t ri = MTab[uo & 15];
218            const uint32_t rj = MTab[vo & 15];
219            int i, j;
220    
221            int32_t Offset;
222            if ((uint32_t)vo<=(uint32_t)H) Offset   = (vo>>4)*srcstride;
223            else if (vo>H)                           Offset = ( H>>4)*srcstride;
224            else                                                     Offset =-16*srcstride;
225            if ((uint32_t)uo<=(uint32_t)W) Offset += (uo>>4);
226            else if (uo>W)                           Offset += ( W>>4);
227            else                                                     Offset -= 16;
228    
229            Dst += 16;
230    
231            for(j=16; j>0; --j, Offset+=srcstride-16)
232            {
233            for(i=-16; i<0; ++i, ++Offset)
234            {
235                    uint32_t f0, f1;
236                    f0      = Src[ Offset           +0 ];
237                    f0 |= Src[ Offset               +1 ] << 16;
238                    f1      = Src[ Offset+srcstride +0 ];
239                    f1 |= Src[ Offset+srcstride +1 ] << 16;
240                    f0 = (ri*f0)>>16;
241                    f1 = (ri*f1) & 0x0fff0000;
242                    f0 |= f1;
243                    f0 = ( rj*f0 + Rounder ) >> 24;
244                    Dst[i] = (uint8_t)f0;
245            }
246            Dst += dststride;
247            }
248    }
249    
250    void Predict_1pt_8x8_C(const NEW_GMC_DATA * const This,
251                                                     uint8_t *uDst, const uint8_t *uSrc,
252                                                     uint8_t *vDst, const uint8_t *vSrc,
253                                                     int dststride, int srcstride, int x, int y, int rounding)
254    {
255            const int W      = This->sW >> 1;
256            const int H      = This->sH >> 1;
257            const int rho = 3-This->accuracy;
258            const int32_t Rounder = ( 128 - (rounding<<(2*rho)) ) << 16;
259    
260            int32_t uo = This->Uco + (x<<7);
261            int32_t vo = This->Vco + (y<<7);
262            const uint32_t rri = MTab[uo & 15];
263            const uint32_t rrj = MTab[vo & 15];
264            int i, j;
265    
266            int32_t Offset;
267            if ((uint32_t)vo<=(uint32_t)H) Offset = (vo>>4)*srcstride;
268            else if (vo>H) Offset = ( H>>4)*srcstride;
269            else Offset =-8*srcstride;
270            if ((uint32_t)uo<=(uint32_t)W) Offset += (uo>>4);
271            else if (uo>W) Offset += (W>>4);
272            else Offset -= 8;
273    
274            uDst += 8;
275            vDst += 8;
276            for(j=8; j>0; --j, Offset+=srcstride-8)
277            {
278            for(i=-8; i<0; ++i, Offset++)
279            {
280                    uint32_t f0, f1;
281                    f0      = uSrc[ Offset + 0 ];
282                    f0 |= uSrc[ Offset + 1 ] << 16;
283                    f1      = uSrc[ Offset + srcstride + 0 ];
284                    f1 |= uSrc[ Offset + srcstride + 1 ] << 16;
285                    f0 = (rri*f0)>>16;
286                    f1 = (rri*f1) & 0x0fff0000;
287                    f0 |= f1;
288                    f0 = ( rrj*f0 + Rounder ) >> 24;
289                    uDst[i] = (uint8_t)f0;
290    
291                    f0      = vSrc[ Offset + 0 ];
292                    f0 |= vSrc[ Offset + 1 ] << 16;
293                    f1      = vSrc[ Offset + srcstride + 0 ];
294                    f1 |= vSrc[ Offset + srcstride + 1 ] << 16;
295                    f0 = (rri*f0)>>16;
296                    f1 = (rri*f1) & 0x0fff0000;
297                    f0 |= f1;
298                    f0 = ( rrj*f0 + Rounder ) >> 24;
299                    vDst[i] = (uint8_t)f0;
300            }
301            uDst += dststride;
302            vDst += dststride;
303            }
304    }
305    
306    void get_average_mv_1pt_C(const NEW_GMC_DATA * const Dsp, VECTOR * const mv,
307                                                            int x, int y, int qpel)
308    {
309            mv->x = RSHIFT(Dsp->Uo<<qpel, 3);
310            mv->y = RSHIFT(Dsp->Vo<<qpel, 3);
311    }
312    
313    //////////////////////////////////////////////////////////
314    
315    
316            // Warning! It's Accuracy being passed, not 'resolution'!
317    
318    void generate_GMCparameters( int nb_pts, const int accuracy,
319                                                                     const WARPPOINTS *const pts,
320                                                                     const int width, const int height,
321                                                                     NEW_GMC_DATA *const gmc)
322    {
323            gmc->sW = width << 4;
324            gmc->sH = height << 4;
325            gmc->accuracy = accuracy;
326            gmc->num_wp = nb_pts;
327    
328            // reduce the number of points, if possible
329            if (nb_pts<3 || (pts->duv[2].x==-pts->duv[1].y && pts->duv[2].y==pts->duv[1].x)) {
330            if (nb_pts<2 || (pts->duv[1].x==0 && pts->duv[1].y==0)) {
331                    if (nb_pts<1 || (pts->duv[0].x==0 && pts->duv[0].y==0)) {
332                    nb_pts = 0;
333                    }
334                    else nb_pts = 1;
335            }
336            else nb_pts = 2;
337            }
338            else nb_pts = 3;
339    
340            // now, nb_pts stores the actual number of points required for interpolation
341    
342            if (nb_pts<=1)
343            {
344            if (nb_pts==1) {
345                    // store as 4b fixed point
346                    gmc->Uo = pts->duv[0].x << accuracy;
347                    gmc->Vo = pts->duv[0].y << accuracy;
348                    gmc->Uco = ((pts->duv[0].x>>1) | (pts->duv[0].x&1)) << accuracy;         // DIV2RND()
349                    gmc->Vco = ((pts->duv[0].y>>1) | (pts->duv[0].y&1)) << accuracy;         // DIV2RND()
350            }
351            else {  // zero points?!
352                    gmc->Uo = gmc->Vo       = 0;
353                    gmc->Uco = gmc->Vco = 0;
354            }
355    
356            gmc->predict_16x16      = Predict_1pt_16x16_C;
357            gmc->predict_8x8        = Predict_1pt_8x8_C;
358            gmc->get_average_mv = get_average_mv_1pt_C;
359            }
360            else {          // 2 or 3 points
361            const int rho    = 3 - accuracy;        // = {3,2,1,0} for Acc={0,1,2,3}
362            int Alpha = log2bin(width-1);
363            int Ws = 1 << Alpha;
364    
365            gmc->dU[0] = 16*Ws + RDIV( 8*Ws*pts->duv[1].x, width );  // dU/dx
366            gmc->dV[0] =             RDIV( 8*Ws*pts->duv[1].y, width );      // dV/dx
367    
368    /*       disabled, because possibly buggy? */
369    
370    /* if (nb_pts==2) {
371                    gmc->dU[1] = -gmc->dV[0];       // -Sin
372                    gmc->dV[1] =    gmc->dU[0] ;    //      Cos
373            }
374            else */
375            {
376                    const int Beta = log2bin(height-1);
377                    const int Hs = 1<<Beta;
378                    gmc->dU[1] =             RDIV( 8*Hs*pts->duv[2].x, height );     // dU/dy
379                    gmc->dV[1] = 16*Hs + RDIV( 8*Hs*pts->duv[2].y, height );         // dV/dy
380                    if (Beta>Alpha) {
381                    gmc->dU[0] <<= (Beta-Alpha);
382                    gmc->dV[0] <<= (Beta-Alpha);
383                    Alpha = Beta;
384                    Ws = Hs;
385                    }
386                    else {
387                    gmc->dU[1] <<= Alpha - Beta;
388                    gmc->dV[1] <<= Alpha - Beta;
389                    }
390            }
391                    // upscale to 16b fixed-point
392            gmc->dU[0] <<= (16-Alpha - rho);
393            gmc->dU[1] <<= (16-Alpha - rho);
394            gmc->dV[0] <<= (16-Alpha - rho);
395            gmc->dV[1] <<= (16-Alpha - rho);
396    
397            gmc->Uo = ( pts->duv[0].x        <<(16+ accuracy)) + (1<<15);
398            gmc->Vo = ( pts->duv[0].y        <<(16+ accuracy)) + (1<<15);
399            gmc->Uco = ((pts->duv[0].x-1)<<(17+ accuracy)) + (1<<17);
400            gmc->Vco = ((pts->duv[0].y-1)<<(17+ accuracy)) + (1<<17);
401            gmc->Uco = (gmc->Uco + gmc->dU[0] + gmc->dU[1])>>2;
402            gmc->Vco = (gmc->Vco + gmc->dV[0] + gmc->dV[1])>>2;
403    
404            gmc->predict_16x16      = Predict_16x16_C;
405            gmc->predict_8x8        = Predict_8x8_C;
406            gmc->get_average_mv = get_average_mv_C;
407            }
408    }
409    
410    //////////////////////////////////////////////////////////
411    
412    /* quick and dirty routine to generate the full warped image (pGMC != NULL)
413            or just all average Motion Vectors (pGMC == NULL) */
414    
415    void
416    generate_GMCimage(      const NEW_GMC_DATA *const gmc_data, // [input] precalculated data
417                                            const IMAGE *const pRef,                // [input]
418                                            const int mb_width,
419                                            const int mb_height,
420                                            const int stride,
421                                            const int stride2,
422                                            const int fcode,                                // [input] some parameters...
423                                                    const int32_t quarterpel,               // [input] for rounding avgMV
424                                            const int reduced_resolution,   // [input] ignored
425                                            const int32_t rounding,                 // [input] for rounding image data
426                                            MACROBLOCK *const pMBs,                 // [output] average motion vectors
427                                            IMAGE *const pGMC)                              // [output] full warped image
428    {
429    
430            unsigned int mj,mi;
431            VECTOR avgMV;
432    
433            for (mj = 0; mj < (unsigned int)mb_height; mj++)
434                    for (mi = 0; mi < (unsigned int)mb_width; mi++) {
435                            const int mbnum = mj*mb_width+mi;
436                            if (pGMC)
437                            {
438                                    gmc_data->predict_16x16(gmc_data,
439                                                            pGMC->y + mj*16*stride + mi*16, pRef->y,
440                                                            stride, stride, mi, mj, rounding);
441    
442                                    gmc_data->predict_8x8(gmc_data,
443                                            pGMC->u + mj*8*stride2 + mi*8, pRef->u,
444                                            pGMC->v + mj*8*stride2 + mi*8, pRef->v,
445                                            stride2, stride2, mi, mj, rounding);
446                            }
447                            gmc_data->get_average_mv(gmc_data, &avgMV, mi, mj, quarterpel);
448    
449                            pMBs[mbnum].amv.x = gmc_sanitize(avgMV.x, quarterpel, fcode);
450                            pMBs[mbnum].amv.y = gmc_sanitize(avgMV.y, quarterpel, fcode);
451    
452                            pMBs[mbnum].mcsel = 0; /* until mode decision */
453            }
454    }
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