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Diff of /xvidcore/src/motion/motion_est.h

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revision 1.1.2.9, Sun Dec 8 14:57:09 2002 UTC revision 1.3.2.9, Mon Jun 9 13:54:41 2003 UTC
# Line 1  Line 1 
1  /**************************************************************************  /*****************************************************************************
2   *   *
3   *  XVID MPEG-4 VIDEO CODEC   *  XVID MPEG-4 VIDEO CODEC
4   *  -  Motion estimation header  -   *  - Motion Estimation related header -
5   *   *
6   *  This program is an implementation of a part of one or more MPEG-4   *  Copyright(C) 2002 Christoph Lampert <gruel@web.de>
7   *  Video tools as specified in ISO/IEC 14496-2 standard.  Those intending   *               2002 Michael Militzer <michael@xvid.org>
8   *  to use this software module in hardware or software products are   *               2002-2003 Radoslaw Czyz <xvid@syskin.cjb.net>
  *  advised that its use may infringe existing patents or copyrights, and  
  *  any such use would be at such party's own risk.  The original  
  *  developer of this software module and his/her company, and subsequent  
  *  editors and their companies, will have no liability for use of this  
  *  software or modifications or derivatives thereof.  
9   *   *
10   *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify   *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11   *  it under the terms of the GNU General Public License as published by   *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
# Line 28  Line 23 
23   *   *
24   *  $Id$   *  $Id$
25   *   *
26   ***************************************************************************/   ****************************************************************************/
27    
28  #ifndef _MOTION_EST_H_  #ifndef _MOTION_EST_H_
29  #define _MOTION_EST_H_  #define _MOTION_EST_H_
30    
31  #include "../portab.h"  #include "../portab.h"
32  #include "../global.h"  #include "../global.h"
33    #include "../image/reduced.h"
34    
35  /* hard coded motion search parameters for motion_est and smp_motion_est */  /* hard coded motion search parameters for motion_est and smp_motion_est */
36    
37  // very large value  /* very large value */
38  #define MV_MAX_ERROR    (4096 * 256)  #define MV_MAX_ERROR    (4096 * 256)
39    
40  /* INTER bias for INTER/INTRA decision; mpeg4 spec suggests 2*nb */  /* INTER bias for INTER/INTRA decision; mpeg4 spec suggests 2*nb */
# Line 46  Line 42 
42    
43  /* vector map (vlc delta size) smoother parameters ! float !*/  /* vector map (vlc delta size) smoother parameters ! float !*/
44  #define NEIGH_TEND_16X16        10.5  #define NEIGH_TEND_16X16        10.5
45  #define NEIGH_TEND_8X8          4.0  #define NEIGH_TEND_8X8          40.0
46  #define NEIGH_8X8_BIAS          30  #define NEIGH_8X8_BIAS          30
47    
48    #define BITS_MULT                       16
49    
50  /* Parameters which control inter/inter4v decision */  /* Parameters which control inter/inter4v decision */
51  #define IMV16X16                        2  #define IMV16X16                        2
52    
# Line 88  Line 86 
86          (int)(21.2656*NEIGH_TEND_8X8 + 0.5), (int)(24.8580*NEIGH_TEND_8X8 + 0.5),          (int)(21.2656*NEIGH_TEND_8X8 + 0.5), (int)(24.8580*NEIGH_TEND_8X8 + 0.5),
87          (int)(29.6436*NEIGH_TEND_8X8 + 0.5), (int)(36.4949*NEIGH_TEND_8X8 + 0.5)        };          (int)(29.6436*NEIGH_TEND_8X8 + 0.5), (int)(36.4949*NEIGH_TEND_8X8 + 0.5)        };
88    
89  // mv.length table  /* mv.length table */
90  static const uint32_t mvtab[33] = {  static const int mvtab[64] = {
91          1, 2, 3, 4, 6, 7, 7, 7,          1, 2, 3, 4, 6, 7, 7, 7,
92          9, 9, 9, 10, 10, 10, 10, 10,          9, 9, 9, 10, 10, 10, 10, 10,
93          10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10,          10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10,
94          10, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 12, 12                  10, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 12,
95  };                  12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12,
96                    12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12,
97                    12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12 };
98    
99  static const int DQtab[4] = {  static const int DQtab[4] = {
100          -1, -2, 1, 2          -1, -2, 1, 2
101  };  };
102    
103    #define RRV_MV_SCALEDOWN(a)     ( (a)>=0 ? (a+1)/2 : (a-1)/2 )
104    
105  typedef struct  typedef struct
106          {          {
107  // general fields          /* general fields */
108                  int max_dx, min_dx, max_dy, min_dy;                  int max_dx, min_dx, max_dy, min_dy;
109                  uint32_t rounding;                  uint32_t rounding;
110                  VECTOR predMV;                  VECTOR predMV;
111                  VECTOR *currentMV;                  VECTOR *currentMV;
112                  VECTOR *currentQMV;                  VECTOR *currentQMV;
113                  int32_t *iMinSAD;                  int32_t *iMinSAD;
114                  const uint8_t * Ref;          const uint8_t * RefP[6]; /* N, V, H, HV, cU, cV */
                 const uint8_t * RefH;  
                 const uint8_t * RefV;  
                 const uint8_t * RefHV;  
                 const uint8_t * RefCU;  
                 const uint8_t * RefCV;  
115                  const uint8_t * CurU;                  const uint8_t * CurU;
116                  const uint8_t * CurV;                  const uint8_t * CurV;
117                  uint8_t * RefQ;                  uint8_t * RefQ;
# Line 127  Line 123 
123                  int * temp;                  int * temp;
124                  int qpel, qpel_precision;                  int qpel, qpel_precision;
125                  int chroma;                  int chroma;
126  //fields for interpolate and direct mode          int rrv;
127                  const uint8_t *bRef;  
128                  const uint8_t *bRefH;          /* fields for interpolate and direct modes */
129                  const uint8_t *bRefV;          const uint8_t * b_RefP[6]; /* N, V, H, HV, cU, cV */
                 const uint8_t *bRefHV;  
130                  VECTOR bpredMV;                  VECTOR bpredMV;
131                  uint32_t bFcode;                  uint32_t bFcode;
132  // fields for direct mode  
133            /* fields for direct mode */
134                  VECTOR directmvF[4];                  VECTOR directmvF[4];
135                  VECTOR directmvB[4];                  VECTOR directmvB[4];
136                  const VECTOR * referencemv;                  const VECTOR * referencemv;
137          }  
138          SearchData;          /* BITS/R-D stuff */
139            int16_t * dctSpace;
140            uint32_t iQuant;
141            uint32_t quant_type;
142    
143    } SearchData;
144    
145    
146  typedef void(CheckFunc)(const int x, const int y,  typedef void(CheckFunc)(const int x, const int y,
147                                                  const int Direction, int * const dir,                                                  const int Direction, int * const dir,
148                                                  const SearchData * const Data);                                                  const SearchData * const Data);
   
 static CheckFunc CheckCandidate16, CheckCandidate16no4v, CheckCandidateInt,  
                         CheckCandidateDirect, CheckCandidateDirectno4v,  
                         CheckCandidate8;  
149  CheckFunc *CheckCandidate;  CheckFunc *CheckCandidate;
150    
151  /*  /*
152   * Calculate the min/max range (in halfpixels)   * Calculate the min/max range
153   * relative to the _MACROBLOCK_ position   * relative to the _MACROBLOCK_ position
154   */   */
155  static void __inline  static void __inline
# Line 162  Line 159 
159                    int32_t * const max_dy,                    int32_t * const max_dy,
160                    const uint32_t x,                    const uint32_t x,
161                    const uint32_t y,                    const uint32_t y,
162                    const uint32_t block_sz,      /* block dimension, 8 or 16 */                    uint32_t block_sz, /* block dimension, 8 or 16 */
163                    const uint32_t width,                    const uint32_t width,
164                    const uint32_t height,                    const uint32_t height,
165                    const uint32_t fcode)                    const uint32_t fcode,
166                      const int qpel, /* 1 if the resulting range should be in qpel precision; otherwise 0 */
167                      const int rrv)
168  {  {
169          int k;          int k, m = qpel ? 4 : 2;
170          const int search_range = 32 << (fcode - 1);          const int search_range = 32 << (fcode - 1);
171          const int high = search_range - 1;          int high = search_range - 1;
172          const int low = -search_range;          int low = -search_range;
   
         k = 2 * (int)(width - x*block_sz);  
         *max_dx = MIN(high, k);  
         k = 2 * (int)(height -  y*block_sz);  
         *max_dy = MIN(high, k);  
173    
174          k = -2 * (int)((x+1) * block_sz);          if (rrv) {
175          *min_dx = MAX(low, k);                  high = RRV_MV_SCALEUP(high);
176          k = -2 * (int)((y+1) * block_sz);                  low = RRV_MV_SCALEUP(low);
177          *min_dy = MAX(low, k);                  block_sz *= 2;
178  }  }
179    
180  static void __inline          k = m * (int)(width - x * block_sz);
 get_range_qpel(int32_t * const min_dx,  
                   int32_t * const max_dx,  
                   int32_t * const min_dy,  
                   int32_t * const max_dy,  
                   const uint32_t x,  
                   const uint32_t y,  
                   const uint32_t block_sz,      /* block dimension, 8 or 16 */  
                   const uint32_t width,  
                   const uint32_t height,  
                   const uint32_t fcode)  
 {  
         int k;  
         const int search_range = 32 << (fcode - 1);  
         const int high = search_range - 1;  
         const int low = -search_range;  
   
         k = 4 * (int)(width - x*block_sz);  
181          *max_dx = MIN(high, k);          *max_dx = MIN(high, k);
182          k = 4 * (int)(height -  y*block_sz);          k = m * (int)(height -  y * block_sz);
183          *max_dy = MIN(high, k);          *max_dy = MIN(high, k);
184    
185          k = -4 * (int)((x+1) * block_sz);          k = -m * (int)((x+1) * block_sz);
186          *min_dx = MAX(low, k);          *min_dx = MAX(low, k);
187          k = -4 * (int)((y+1) * block_sz);          k = -m * (int)((y+1) * block_sz);
188          *min_dy = MAX(low, k);          *min_dy = MAX(low, k);
189  }  }
190    
   
191  typedef void MainSearchFunc(int x, int y, const SearchData * const Data, int bDirection);  typedef void MainSearchFunc(int x, int y, const SearchData * const Data, int bDirection);
192    
193  static MainSearchFunc DiamondSearch, AdvDiamondSearch, SquareSearch;  static MainSearchFunc DiamondSearch, AdvDiamondSearch, SquareSearch;
# Line 243  Line 219 
219                  const int x,                  const int x,
220                  const int y,                  const int y,
221                  const uint32_t MotionFlags,                  const uint32_t MotionFlags,
222                  const uint32_t iQuant,                  const uint32_t VopFlags,
223                    const uint32_t VolFlags,
224                  SearchData * const Data,                  SearchData * const Data,
225                  const MBParam * const pParam,                  const MBParam * const pParam,
226                  const MACROBLOCK * const pMBs,                  const MACROBLOCK * const pMBs,
227                  const MACROBLOCK * const prevMBs,                  const MACROBLOCK * const prevMBs,
                 int inter4v,  
228                  MACROBLOCK * const pMB);                  MACROBLOCK * const pMB);
229    
230    static WARPPOINTS
231  #ifdef _SMP  GlobalMotionEst(const MACROBLOCK * const pMBs,
232  bool                                  const MBParam * const pParam,
233  SMP_MotionEstimation(MBParam * const pParam,                                  const FRAMEINFO * const current,
234                                   FRAMEINFO * const current,                                  const FRAMEINFO * const reference,
                                  FRAMEINFO * const reference,  
235                                   const IMAGE * const pRefH,                                   const IMAGE * const pRefH,
236                                   const IMAGE * const pRefV,                                   const IMAGE * const pRefV,
237                                   const IMAGE * const pRefHV,                                  const IMAGE * const pRefHV      );
238                                   const uint32_t iLimit);  
239  #endif  #define iDiamondSize 2
240    
241    static __inline uint32_t
242    MakeGoodMotionFlags(const uint32_t MotionFlags, const uint32_t VopFlags, const uint32_t VolFlags)
243    {
244            uint32_t Flags = MotionFlags;
245    
246            if (!(VopFlags & XVID_VOP_MODEDECISION_BITS))
247                    Flags &= ~(XVID_ME_QUARTERPELREFINE16_BITS+XVID_ME_QUARTERPELREFINE8_BITS+XVID_ME_HALFPELREFINE16_BITS+XVID_ME_HALFPELREFINE8_BITS+XVID_ME_EXTSEARCH_BITS);
248    
249            if (Flags & XVID_ME_EXTSEARCH_BITS)
250                    Flags |= XVID_ME_HALFPELREFINE16_BITS;
251    
252            if (Flags & XVID_ME_EXTSEARCH_BITS && MotionFlags & XVID_ME_EXTSEARCH8)
253                    Flags |= XVID_ME_HALFPELREFINE8_BITS;
254    
255            if (Flags & XVID_ME_HALFPELREFINE16_BITS)
256                    Flags |= XVID_ME_QUARTERPELREFINE16_BITS;
257    
258            if (Flags & XVID_ME_HALFPELREFINE8_BITS) {
259                    Flags |= XVID_ME_QUARTERPELREFINE8_BITS;
260                    Flags &= ~XVID_ME_HALFPELREFINE8;
261            }
262    
263            if (Flags & XVID_ME_QUARTERPELREFINE8_BITS)
264                    Flags &= ~XVID_ME_QUARTERPELREFINE8;
265    
266            if (!(VolFlags & XVID_VOL_QUARTERPEL))
267                    Flags &= ~(XVID_ME_QUARTERPELREFINE16+XVID_ME_QUARTERPELREFINE8+XVID_ME_QUARTERPELREFINE16_BITS+XVID_ME_QUARTERPELREFINE8_BITS);
268    
269            if (!(VopFlags & XVID_VOP_HALFPEL))
270                    Flags &= ~(XVID_ME_EXTSEARCH16+XVID_ME_HALFPELREFINE16+XVID_ME_HALFPELREFINE8+XVID_ME_HALFPELREFINE16_BITS+XVID_ME_HALFPELREFINE8_BITS);
271    
272            if ((VopFlags & XVID_VOP_GREYSCALE) || (VopFlags & XVID_VOP_REDUCED))
273                    Flags &= ~(XVID_ME_CHROMA16 + XVID_ME_CHROMA8);
274    
275            return Flags;
276    }
277    
278    /* BITS mode decision and search */
279    
280    #include "../bitstream/zigzag.h"
281    #include "../quant/quant_mpeg4.h"
282    #include "../quant/quant_h263.h"
283    #include "../bitstream/vlc_codes.h"
284    #include "../dct/fdct.h"
285    
286    static int
287    CountMBBitsInter(SearchData * const Data,
288                                    const MACROBLOCK * const pMBs, const int x, const int y,
289                                    const MBParam * const pParam,
290                                    const uint32_t MotionFlags);
291    
292    static int
293    CountMBBitsInter4v(const SearchData * const Data,
294                                            MACROBLOCK * const pMB, const MACROBLOCK * const pMBs,
295                                            const int x, const int y,
296                                            const MBParam * const pParam, const uint32_t MotionFlags,
297                                            const VECTOR * const backup);
298    
299    static int
300    CountMBBitsIntra(const SearchData * const Data);
301    
302    int CodeCoeffIntra_CalcBits(const int16_t qcoeff[64], const uint16_t * zigzag);
303    int CodeCoeffInter_CalcBits(const int16_t qcoeff[64], const uint16_t * zigzag);
304    
305    #define LAMBDA          ( (int)(1.0*BITS_MULT) )
306    
307    static __inline unsigned int
308    Block_CalcBits( int16_t * const coeff,
309                                    int16_t * const data,
310                                    const uint32_t quant, const int quant_type,
311                                    uint32_t * cbp,
312                                    const int block)
313    {
314            int sum;
315            int bits;
316            const int lambda = LAMBDA*quant*quant;
317            int distortion = 0;
318            int i;
319    
320            fdct(data);
321    
322            if (quant_type == 0) sum = quant_inter(coeff, data, quant);
323            else sum = quant4_inter(coeff, data, quant);
324    
325            if (sum > 0) {
326                    *cbp |= 1 << (5 - block);
327                    bits = BITS_MULT * CodeCoeffInter_CalcBits(coeff, scan_tables[0]);
328            } else bits = 0;
329    
330            if (quant_type == 0) dequant_inter(coeff, coeff, quant);
331            else dequant4_inter(coeff, coeff, quant);
332    
333            for (i = 0; i < 64; i++) {
334                    distortion += (data[i] - coeff[i])*(data[i] - coeff[i]);
335            }
336            bits += (BITS_MULT*BITS_MULT*distortion)/lambda;
337    
338    
339            return bits;
340    }
341    
342    static __inline unsigned int
343    Block_CalcBitsIntra(int16_t * const coeff,
344                                            int16_t * const data,
345                                            const uint32_t quant, const int quant_type,
346                                            uint32_t * cbp,
347                                            const int block,
348                                            int * dcpred)
349    {
350            int bits, i;
351            const int lambda = LAMBDA*quant*quant;
352            int distortion = 0;
353            uint32_t iDcScaler = get_dc_scaler(quant, block > 3);
354            int b_dc;
355    
356            fdct(data);
357            data[0] -= 1024;
358    
359            if (quant_type == 0) quant_intra(coeff, data, quant, iDcScaler);
360            else quant4_intra(coeff, data, quant, iDcScaler);
361    
362            b_dc = coeff[0];
363            if (block < 4) {
364                    coeff[0] -= *dcpred;
365                    *dcpred = b_dc;
366            }
367    
368            *cbp |= 1 << (5 - block);
369            bits = BITS_MULT*CodeCoeffIntra_CalcBits(coeff, scan_tables[0]);
370            bits += BITS_MULT*dcy_tab[coeff[0] + 255].len;
371            if (bits != 0) *cbp |= 1 << (5 - block);
372    
373            coeff[0] = b_dc;
374            if (quant_type == 0) dequant_intra(coeff, coeff, quant, iDcScaler);
375            else dequant4_intra(coeff, coeff, quant, iDcScaler);
376    
377            for (i = 0; i < 64; i++) {
378                    distortion += (data[i] - coeff[i])*(data[i] - coeff[i]);
379            }
380    
381            bits += (BITS_MULT*BITS_MULT*distortion)/lambda;
382    
383            return bits;
384    }
385    
386  #endif                                                  /* _MOTION_EST_H_ */  #endif                                                  /* _MOTION_EST_H_ */
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