[cvs] / xvidcore / src / motion / gmc.c Repository:
ViewVC logotype

Diff of /xvidcore/src/motion/gmc.c

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revision 1.1, Sat Jun 28 15:54:10 2003 UTC revision 1.2, Mon Mar 22 22:36:24 2004 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    /* ************************************************************
34     * Pts = 2 or 3
35     *
36     * Warning! *src is the global frame pointer (that is: adress
37     * of pixel 0,0), not the macroblock one.
38     * Conversely, *dst is the macroblock top-left adress.
39     */
40    
41    void Predict_16x16_C(const NEW_GMC_DATA * const This,
42                                             uint8_t *dst, const uint8_t *src,
43                                             int dststride, int srcstride, int x, int y, int rounding)
44    {
45            const int W = This->sW;
46            const int H     = This->sH;
47            const int rho = 3 - This->accuracy;
48            const int Rounder = ( (1<<7) - (rounding<<(2*rho)) ) << 16;
49    
50            const int dUx = This->dU[0];
51            const int dVx = This->dV[0];
52            const int dUy = This->dU[1];
53            const int dVy = This->dV[1];
54    
55            int Uo = This->Uo + 16*(dUy*y + dUx*x);
56            int Vo = This->Vo + 16*(dVy*y + dVx*x);
57    
58            int i, j;
59    
60            dst += 16;
61            for (j=16; j>0; --j) {
62                    int U = Uo, V = Vo;
63                    Uo += dUy; Vo += dVy;
64                    for (i=-16; i<0; ++i) {
65                            unsigned int f0, f1, ri = 16, rj = 16;
66                            int Offset;
67                            int u = ( U >> 16 ) << rho;
68                            int v = ( V >> 16 ) << rho;
69    
70                            U += dUx; V += dVx;
71    
72                            if (u > 0 && u <= W) { ri = MTab[u&15]; Offset = u>>4;  }
73                            else {
74                                    if (u > W) Offset = W>>4;
75                                    else Offset = 0;
76                                    ri = MTab[0];
77                            }
78    
79                            if (v > 0 && v <= H) { rj = MTab[v&15]; Offset += (v>>4)*srcstride; }
80                            else {
81                                    if (v > H) Offset += (H>>4)*srcstride;
82                                    rj = MTab[0];
83                            }
84    
85                            f0      = src[Offset + 0];
86                            f0 |= src[Offset + 1] << 16;
87                            f1      = src[Offset + srcstride + 0];
88                            f1 |= src[Offset + srcstride + 1] << 16;
89                            f0 = (ri*f0)>>16;
90                            f1 = (ri*f1) & 0x0fff0000;
91                            f0 |= f1;
92                            f0 = (rj*f0 + Rounder) >> 24;
93    
94                            dst[i] = (uint8_t)f0;
95                    }
96                    dst += dststride;
97            }
98    }
99    
100    void Predict_8x8_C(const NEW_GMC_DATA * const This,
101                                             uint8_t *uDst, const uint8_t *uSrc,
102                                             uint8_t *vDst, const uint8_t *vSrc,
103                                             int dststride, int srcstride, int x, int y, int rounding)
104    {
105            const int W      = This->sW >> 1;
106            const int H      = This->sH >> 1;
107            const int rho = 3-This->accuracy;
108            const int32_t Rounder = ( 128 - (rounding<<(2*rho)) ) << 16;
109    
110            const int32_t dUx = This->dU[0];
111            const int32_t dVx = This->dV[0];
112            const int32_t dUy = This->dU[1];
113            const int32_t dVy = This->dV[1];
114    
115            int32_t Uo = This->Uco + 8*(dUy*y + dUx*x);
116            int32_t Vo = This->Vco + 8*(dVy*y + dVx*x);
117    
118            int i, j;
119    
120            uDst += 8;
121            vDst += 8;
122            for (j=8; j>0; --j) {
123                    int32_t U = Uo, V = Vo;
124                    Uo += dUy; Vo += dVy;
125    
126                    for (i=-8; i<0; ++i) {
127                            int Offset;
128                            uint32_t f0, f1, ri, rj;
129                            int32_t u, v;
130    
131                            u = ( U >> 16 ) << rho;
132                            v = ( V >> 16 ) << rho;
133                            U += dUx; V += dVx;
134    
135                            if (u > 0 && u <= W) {
136                                    ri = MTab[u&15];
137                                    Offset = u>>4;
138                            } else {
139                                    if (u>W) Offset = W>>4;
140                                    else Offset = 0;
141                                    ri = MTab[0];
142                            }
143    
144                            if (v > 0 && v <= H) {
145                                    rj = MTab[v&15];
146                                    Offset += (v>>4)*srcstride;
147                            } else {
148                                    if (v>H) Offset += (H>>4)*srcstride;
149                                    rj = MTab[0];
150                            }
151    
152                            f0      = uSrc[Offset + 0];
153                            f0 |= uSrc[Offset + 1] << 16;
154                            f1      = uSrc[Offset + srcstride + 0];
155                            f1 |= uSrc[Offset + srcstride + 1] << 16;
156                            f0 = (ri*f0)>>16;
157                            f1 = (ri*f1) & 0x0fff0000;
158                            f0 |= f1;
159                            f0 = (rj*f0 + Rounder) >> 24;
160    
161                            uDst[i] = (uint8_t)f0;
162    
163                            f0      = vSrc[Offset + 0];
164                            f0 |= vSrc[Offset + 1] << 16;
165                            f1      = vSrc[Offset + srcstride + 0];
166                            f1 |= vSrc[Offset + srcstride + 1] << 16;
167                            f0 = (ri*f0)>>16;
168                            f1 = (ri*f1) & 0x0fff0000;
169                            f0 |= f1;
170                            f0 = (rj*f0 + Rounder) >> 24;
171    
172                            vDst[i] = (uint8_t)f0;
173                    }
174                    uDst += dststride;
175                    vDst += dststride;
176            }
177    }
178    
179    void get_average_mv_C(const NEW_GMC_DATA * const Dsp, VECTOR * const mv,
180                                                    int x, int y, int qpel)
181    {
182            int i, j;
183            int vx = 0, vy = 0;
184            int32_t uo = Dsp->Uo + 16*(Dsp->dU[1]*y + Dsp->dU[0]*x);
185            int32_t vo = Dsp->Vo + 16*(Dsp->dV[1]*y + Dsp->dV[0]*x);
186            for (j=16; j>0; --j)
187            {
188            int32_t U, V;
189            U = uo; uo += Dsp->dU[1];
190            V = vo; vo += Dsp->dV[1];
191            for (i=16; i>0; --i)
192            {
193                    int32_t u,v;
194                    u = U >> 16; U += Dsp->dU[0]; vx += u;
195                    v = V >> 16; V += Dsp->dV[0]; vy += v;
196            }
197            }
198            vx -= (256*x+120) << (5+Dsp->accuracy); /* 120 = 15*16/2 */
199            vy -= (256*y+120) << (5+Dsp->accuracy);
200    
201            mv->x = RSHIFT( vx, 8+Dsp->accuracy - qpel );
202            mv->y = RSHIFT( vy, 8+Dsp->accuracy - qpel );
203    }
204    
205    /* ************************************************************
206     * simplified version for 1 warp point
207     */
208    
209    void Predict_1pt_16x16_C(const NEW_GMC_DATA * const This,
210                                                     uint8_t *Dst, const uint8_t *Src,
211                                                     int dststride, int srcstride, int x, int y, int rounding)
212    {
213            const int W      = This->sW;
214            const int H      = This->sH;
215            const int rho = 3-This->accuracy;
216            const int32_t Rounder = ( 128 - (rounding<<(2*rho)) ) << 16;
217    
218    
219            int32_t uo = This->Uo + (x<<8);  /* ((16*x)<<4) */
220            int32_t vo = This->Vo + (y<<8);
221            uint32_t ri = MTab[uo & 15];
222            uint32_t rj = MTab[vo & 15];
223            int i, j;
224    
225            int32_t Offset;
226            if (vo>=(-16*4) && vo<=H) Offset = (vo>>4)*srcstride;
227            else {
228                    if (vo>H) Offset = ( H>>4)*srcstride;
229                    else Offset =-16*srcstride;
230                    rj = MTab[0];
231            }
232            if (uo>=(-16*4) && uo<=W) Offset += (uo>>4);
233            else {
234                    if (uo>W) Offset += (W>>4);
235                    else Offset -= 16;
236                    ri = MTab[0];
237            }
238    
239            Dst += 16;
240    
241            for(j=16; j>0; --j, Offset+=srcstride-16)
242            {
243            for(i=-16; i<0; ++i, ++Offset)
244            {
245                    uint32_t f0, f1;
246                    f0      = Src[ Offset           +0 ];
247                    f0 |= Src[ Offset               +1 ] << 16;
248                    f1      = Src[ Offset+srcstride +0 ];
249                    f1 |= Src[ Offset+srcstride +1 ] << 16;
250                    f0 = (ri*f0)>>16;
251                    f1 = (ri*f1) & 0x0fff0000;
252                    f0 |= f1;
253                    f0 = ( rj*f0 + Rounder ) >> 24;
254                    Dst[i] = (uint8_t)f0;
255            }
256            Dst += dststride;
257            }
258    }
259    
260    void Predict_1pt_8x8_C(const NEW_GMC_DATA * const This,
261                                                     uint8_t *uDst, const uint8_t *uSrc,
262                                                     uint8_t *vDst, const uint8_t *vSrc,
263                                                     int dststride, int srcstride, int x, int y, int rounding)
264    {
265            const int W      = This->sW >> 1;
266            const int H      = This->sH >> 1;
267            const int rho = 3-This->accuracy;
268            const int32_t Rounder = ( 128 - (rounding<<(2*rho)) ) << 16;
269    
270            int32_t uo = This->Uco + (x<<7);
271            int32_t vo = This->Vco + (y<<7);
272            uint32_t rri = MTab[uo & 15];
273            uint32_t rrj = MTab[vo & 15];
274            int i, j;
275    
276            int32_t Offset;
277            if (vo>=(-8*4) && vo<=H) Offset = (vo>>4)*srcstride;
278            else {
279                    if (vo>H) Offset = ( H>>4)*srcstride;
280                    else Offset =-8*srcstride;
281                    rrj = MTab[0];
282            }
283            if (uo>=(-8*4) && uo<=W) Offset += (uo>>4);
284            else {
285                    if (uo>W) Offset += ( W>>4);
286                    else Offset -= 8;
287                    rri = MTab[0];
288            }
289    
290            uDst += 8;
291            vDst += 8;
292            for(j=8; j>0; --j, Offset+=srcstride-8)
293            {
294            for(i=-8; i<0; ++i, Offset++)
295            {
296                    uint32_t f0, f1;
297                    f0      = uSrc[ Offset + 0 ];
298                    f0 |= uSrc[ Offset + 1 ] << 16;
299                    f1      = uSrc[ Offset + srcstride + 0 ];
300                    f1 |= uSrc[ Offset + srcstride + 1 ] << 16;
301                    f0 = (rri*f0)>>16;
302                    f1 = (rri*f1) & 0x0fff0000;
303                    f0 |= f1;
304                    f0 = ( rrj*f0 + Rounder ) >> 24;
305                    uDst[i] = (uint8_t)f0;
306    
307                    f0      = vSrc[ Offset + 0 ];
308                    f0 |= vSrc[ Offset + 1 ] << 16;
309                    f1      = vSrc[ Offset + srcstride + 0 ];
310                    f1 |= vSrc[ Offset + srcstride + 1 ] << 16;
311                    f0 = (rri*f0)>>16;
312                    f1 = (rri*f1) & 0x0fff0000;
313                    f0 |= f1;
314                    f0 = ( rrj*f0 + Rounder ) >> 24;
315                    vDst[i] = (uint8_t)f0;
316            }
317            uDst += dststride;
318            vDst += dststride;
319            }
320    }
321    
322    void get_average_mv_1pt_C(const NEW_GMC_DATA * const Dsp, VECTOR * const mv,
323                                                            int x, int y, int qpel)
324    {
325            mv->x = RSHIFT(Dsp->Uo<<qpel, 3);
326            mv->y = RSHIFT(Dsp->Vo<<qpel, 3);
327    }
328    
329    /* *************************************************************
330     * Warning! It's Accuracy being passed, not 'resolution'!
331     */
332    
333    void generate_GMCparameters( int nb_pts, const int accuracy,
334                                                                     const WARPPOINTS *const pts,
335                                                                     const int width, const int height,
336                                                                     NEW_GMC_DATA *const gmc)
337    {
338            gmc->sW = width << 4;
339            gmc->sH = height << 4;
340            gmc->accuracy = accuracy;
341            gmc->num_wp = nb_pts;
342    
343            /* reduce the number of points, if possible */
344            if (nb_pts<3 || (pts->duv[2].x==-pts->duv[1].y && pts->duv[2].y==pts->duv[1].x)) {
345            if (nb_pts<2 || (pts->duv[1].x==0 && pts->duv[1].y==0)) {
346                    if (nb_pts<1 || (pts->duv[0].x==0 && pts->duv[0].y==0)) {
347                    nb_pts = 0;
348                    }
349                    else nb_pts = 1;
350            }
351            else nb_pts = 2;
352            }
353            else nb_pts = 3;
354    
355            /* now, nb_pts stores the actual number of points required for interpolation */
356    
357            if (nb_pts<=1)
358            {
359            if (nb_pts==1) {
360                    /* store as 4b fixed point */
361                    gmc->Uo = pts->duv[0].x << accuracy;
362                    gmc->Vo = pts->duv[0].y << accuracy;
363                    gmc->Uco = ((pts->duv[0].x>>1) | (pts->duv[0].x&1)) << accuracy;         /* DIV2RND() */
364                    gmc->Vco = ((pts->duv[0].y>>1) | (pts->duv[0].y&1)) << accuracy;         /* DIV2RND() */
365            }
366            else {  /* zero points?! */
367                    gmc->Uo = gmc->Vo       = 0;
368                    gmc->Uco = gmc->Vco = 0;
369            }
370    
371            gmc->predict_16x16      = Predict_1pt_16x16_C;
372            gmc->predict_8x8        = Predict_1pt_8x8_C;
373            gmc->get_average_mv = get_average_mv_1pt_C;
374            }
375            else {          /* 2 or 3 points */
376            const int rho    = 3 - accuracy;        /* = {3,2,1,0} for Acc={0,1,2,3} */
377            int Alpha = log2bin(width-1);
378            int Ws = 1 << Alpha;
379    
380            gmc->dU[0] = 16*Ws + RDIV( 8*Ws*pts->duv[1].x, width );  /* dU/dx */
381            gmc->dV[0] =             RDIV( 8*Ws*pts->duv[1].y, width );      /* dV/dx */
382    
383    /*       disabled, because possibly buggy? */
384    
385    #if 0
386            if (nb_pts==2) {
387                    gmc->dU[1] = -gmc->dV[0];       /* -Sin */
388                    gmc->dV[1] =    gmc->dU[0] ;    /* Cos */
389            }
390            else
391    #endif
392            {
393                    const int Beta = log2bin(height-1);
394                    const int Hs = 1<<Beta;
395                    gmc->dU[1] =             RDIV( 8*Hs*pts->duv[2].x, height );     /* dU/dy */
396                    gmc->dV[1] = 16*Hs + RDIV( 8*Hs*pts->duv[2].y, height );         /* dV/dy */
397                    if (Beta>Alpha) {
398                    gmc->dU[0] <<= (Beta-Alpha);
399                    gmc->dV[0] <<= (Beta-Alpha);
400                    Alpha = Beta;
401                    Ws = Hs;
402                    }
403                    else {
404                    gmc->dU[1] <<= Alpha - Beta;
405                    gmc->dV[1] <<= Alpha - Beta;
406                    }
407            }
408            /* upscale to 16b fixed-point */
409            gmc->dU[0] <<= (16-Alpha - rho);
410            gmc->dU[1] <<= (16-Alpha - rho);
411            gmc->dV[0] <<= (16-Alpha - rho);
412            gmc->dV[1] <<= (16-Alpha - rho);
413    
414            gmc->Uo = ( pts->duv[0].x        <<(16+ accuracy)) + (1<<15);
415            gmc->Vo = ( pts->duv[0].y        <<(16+ accuracy)) + (1<<15);
416            gmc->Uco = ((pts->duv[0].x-1)<<(17+ accuracy)) + (1<<17);
417            gmc->Vco = ((pts->duv[0].y-1)<<(17+ accuracy)) + (1<<17);
418            gmc->Uco = (gmc->Uco + gmc->dU[0] + gmc->dU[1])>>2;
419            gmc->Vco = (gmc->Vco + gmc->dV[0] + gmc->dV[1])>>2;
420    
421            gmc->predict_16x16      = Predict_16x16_C;
422            gmc->predict_8x8        = Predict_8x8_C;
423            gmc->get_average_mv = get_average_mv_C;
424            }
425    }
426    
427    /* *******************************************************************
428     * quick and dirty routine to generate the full warped image
429     * (pGMC != NULL) or just all average Motion Vectors (pGMC == NULL) */
430    
431    void
432    generate_GMCimage(      const NEW_GMC_DATA *const gmc_data, /* [input] precalculated data */
433                                            const IMAGE *const pRef,                /* [input] */
434                                            const int mb_width,
435                                            const int mb_height,
436                                            const int stride,
437                                            const int stride2,
438                                            const int fcode,                                /* [input] some parameters... */
439                                                    const int32_t quarterpel,               /* [input] for rounding avgMV */
440                                            const int reduced_resolution,   /* [input] ignored */
441                                            const int32_t rounding,                 /* [input] for rounding image data */
442                                            MACROBLOCK *const pMBs,                 /* [output] average motion vectors */
443                                            IMAGE *const pGMC)                              /* [output] full warped image */
444    {
445    
446            unsigned int mj,mi;
447            VECTOR avgMV;
448    
449            for (mj = 0; mj < (unsigned int)mb_height; mj++)
450                    for (mi = 0; mi < (unsigned int)mb_width; mi++) {
451                            const int mbnum = mj*mb_width+mi;
452                            if (pGMC)
453                            {
454                                    gmc_data->predict_16x16(gmc_data,
455                                                            pGMC->y + mj*16*stride + mi*16, pRef->y,
456                                                            stride, stride, mi, mj, rounding);
457    
458                                    gmc_data->predict_8x8(gmc_data,
459                                            pGMC->u + mj*8*stride2 + mi*8, pRef->u,
460                                            pGMC->v + mj*8*stride2 + mi*8, pRef->v,
461                                            stride2, stride2, mi, mj, rounding);
462                            }
463                            gmc_data->get_average_mv(gmc_data, &avgMV, mi, mj, quarterpel);
464    
465                            pMBs[mbnum].amv.x = gmc_sanitize(avgMV.x, quarterpel, fcode);
466                            pMBs[mbnum].amv.y = gmc_sanitize(avgMV.y, quarterpel, fcode);
467    
468                            pMBs[mbnum].mcsel = 0; /* until mode decision */
469            }
470    }
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