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Diff of /xvidcore/src/plugins/plugin_lumimasking.c

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revision 1.1.2.2, Mon Jun 9 13:55:07 2003 UTC revision 1.8, Tue Jun 2 13:06:54 2009 UTC
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5   *   *
6   *  Copyright(C) 2002-2003 Peter Ross <pross@xvid.org>   *  Copyright(C) 2002-2003 Peter Ross <pross@xvid.org>
7   *               2002      Christoph Lampert <gruel@web.de>   *               2002      Christoph Lampert <gruel@web.de>
8     *               2008      Jason Garrett-Glaser <darkshikari@gmail.com>
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
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25   *   *
26   ****************************************************************************/   ****************************************************************************/
27    
28    #include <stdlib.h>
29    #include <stdio.h>
30    #include <math.h>
31    
32  #include "../xvid.h"  #include "../xvid.h"
33  #include "../image/image.h"  #include "../global.h"
34  #include "../quant/adapt_quant.h"  #include "../portab.h"
35    #include "../utils/emms.h"
36    
37    /*****************************************************************************
38     * Private data type
39     ****************************************************************************/
40    
41  int xvid_plugin_lumimasking(void * handle, int opt, void * param1, void * param2)  typedef struct
42  {  {
43      switch(opt)          float *quant;
44            float *val;
45            int method;
46    } lumi_data_t;
47    
48    /*****************************************************************************
49     * Sub plugin functions
50     ****************************************************************************/
51    
52    static int lumi_plg_info(xvid_plg_info_t *info);
53    static int lumi_plg_create(xvid_plg_create_t *create, lumi_data_t **handle);
54    static int lumi_plg_destroy(lumi_data_t *handle, xvid_plg_destroy_t * destroy);
55    static int lumi_plg_frame(lumi_data_t *handle, xvid_plg_data_t *data);
56    static int lumi_plg_after(lumi_data_t *handle, xvid_plg_data_t *data);
57    
58    /*****************************************************************************
59     * The plugin entry function
60     ****************************************************************************/
61    
62    int
63    xvid_plugin_lumimasking(void * handle, int opt, void * param1, void * param2)
64      {      {
65            switch(opt) {
66      case XVID_PLG_INFO :      case XVID_PLG_INFO :
67                    return(lumi_plg_info((xvid_plg_info_t*)param1));
68            case XVID_PLG_CREATE:
69                    return(lumi_plg_create((xvid_plg_create_t *)param1, (lumi_data_t **)param2));
70            case XVID_PLG_DESTROY:
71                    return(lumi_plg_destroy((lumi_data_t *)handle, (xvid_plg_destroy_t*)param1));
72            case XVID_PLG_BEFORE :
73                    return 0;
74            case XVID_PLG_FRAME :
75                    return(lumi_plg_frame((lumi_data_t *)handle, (xvid_plg_data_t *)param1));
76            case XVID_PLG_AFTER :
77                    return(lumi_plg_after((lumi_data_t *)handle, (xvid_plg_data_t *)param1));
78            }
79    
80            return(XVID_ERR_FAIL);
81    }
82    
83    /*----------------------------------------------------------------------------
84     * Info plugin function
85     *--------------------------------------------------------------------------*/
86    
87    static int
88    lumi_plg_info(xvid_plg_info_t *info)
89          {          {
90          xvid_plg_info_t * info = (xvid_plg_info_t*)param1;          /* We just require a diff quant array access */
91          info->flags = XVID_REQDQUANTS;          info->flags = XVID_REQDQUANTS;
92          return 0;          return(0);
93          }          }
94    
95      case XVID_PLG_CREATE :  /*----------------------------------------------------------------------------
96      case XVID_PLG_DESTROY :   * Create plugin function
97          return 0;   *
98     * Allocates the private plugin data arrays
99     *--------------------------------------------------------------------------*/
100    
101    static int
102    lumi_plg_create(xvid_plg_create_t *create, lumi_data_t **handle)
103    {
104            lumi_data_t *lumi;
105            xvid_plugin_lumimasking_t *param = (xvid_plugin_lumimasking_t *) create->param;
106    
107      case XVID_PLG_BEFORE :          if ((lumi = (lumi_data_t*)malloc(sizeof(lumi_data_t))) == NULL)
108                    return(XVID_ERR_MEMORY);
109    
110            lumi->method = 0;
111            lumi->quant = (float*)malloc(create->mb_width*create->mb_height*sizeof(float));
112            if (lumi->quant == NULL) {
113                    free(lumi);
114                    return(XVID_ERR_MEMORY);
115            }
116    
117            lumi->val = (float*)malloc(create->mb_width*create->mb_height*sizeof(float));
118            if (lumi->val == NULL) {
119                    free(lumi->quant);
120                    free(lumi);
121                    return(XVID_ERR_MEMORY);
122            }
123    
124            if (param != NULL)
125                    lumi->method = param->method;
126    
127            /* Bind the data structure to the handle */
128            *handle = lumi;
129    
130            return(0);
131    }
132    
133    /*----------------------------------------------------------------------------
134     * Destroy plugin function
135     *
136     * Free the private plugin data arrays
137     *--------------------------------------------------------------------------*/
138    
139    static int
140    lumi_plg_destroy(lumi_data_t *handle, xvid_plg_destroy_t *destroy)
141    {
142            if (handle) {
143                    if (handle->quant) {
144                            free(handle->quant);
145                            handle->quant = NULL;
146                    }
147                    if (handle->val) {
148                            free(handle->val);
149                            handle->val = NULL;
150                    }
151                    free(handle);
152            }
153            return(0);
154    }
155    
156    /*----------------------------------------------------------------------------
157     * Before plugin function
158     *
159     * Here is all the magic about lumimasking.
160     *--------------------------------------------------------------------------*/
161    
162    /* Helper function defined later */
163    static int normalize_quantizer_field(float *in,
164                                                                             int *out,
165                                                                             int num,
166                                                                             int min_quant,
167                                                                             int max_quant);
168    
169    static int
170    lumi_plg_frame(lumi_data_t *handle, xvid_plg_data_t *data)
171    {
172            int i, j;
173    
174            float global = 0.0f;
175    
176            const float DarkAmpl = 14 / 4;
177            const float BrightAmpl = 10 / 3;
178            float DarkThres = 90;
179            float BrightThres = 200;
180    
181            const float GlobalDarkThres = 60;
182            const float GlobalBrightThres = 170;
183    
184            /* Arbitrary centerpoint for variance-based AQ.  Roughly the same as used in x264. */
185            float center = 14000.f;
186            /* Arbitrary strength for variance-based AQ. */
187            float strength = 0.2f;
188    
189            if (data->type == XVID_TYPE_BVOP) return 0;
190    
191            /* Do this for all macroblocks individually  */
192            for (j = 0; j < data->mb_height; j++) {
193                    for (i = 0; i < data->mb_width; i++) {
194                            int k, l, sum = 0, sum_of_squares = 0;
195                            unsigned char *ptr;
196    
197                            /* Initialize the current quant value to the frame quant */
198                            handle->quant[j*data->mb_width + i] = (float)data->quant;
199    
200                            /* Next steps compute the luminance-masking */
201    
202                            /* Get the MB address */
203                            ptr  = data->current.plane[0];
204                            ptr += 16*j*data->current.stride[0] + 16*i;
205    
206                            if (handle->method) { /* Variance masking mode */
207                                    int variance = 0;
208                                    /* Accumulate sum and sum of squares over the MB */
209                                    for (k = 0; k < 16; k++) {
210                                            for (l = 0; l < 16; l++) {
211                                                    int val = ptr[k*data->current.stride[0] + l];
212                                                    sum += val;
213                                                    sum_of_squares += val * val;
214                                            }
215                                    }
216                                    /* Variance = SSD - SAD^2 / (numpixels) */
217                                    variance = sum_of_squares - sum * sum / 256;
218                                    handle->val[j*data->mb_width + i] = (float)variance;
219                            }
220                            else { /* Luminance masking mode */
221                                    /* Accumulate luminance */
222                                    for (k = 0; k < 16; k++)
223                                            for (l = 0; l < 16; l++)
224                                                     sum += ptr[k*data->current.stride[0] + l];
225    
226                                    handle->val[j*data->mb_width + i] = (float)sum/256.0f;
227    
228                                    /* Accumulate the global frame luminance */
229                                    global += (float)sum/256.0f;
230                            }
231                    }
232            }
233    
234            if (handle->method) { /* Variance masking */
235                    /* Apply the variance masking formula to all MBs */
236                    for (i = 0; i < data->mb_height; i++)
237                    {
238                            for (j = 0; j < data->mb_width; j++)
239          {          {
240          xvid_plg_data_t * data = (xvid_plg_data_t*)param1;                                  float value = handle->val[i*data->mb_width + j];
241               data->quant =                                  float qscale_diff = strength * logf(value / center);
242                      adaptive_quantization(data->current.plane[0], data->current.stride[0],                                  handle->quant[i*data->mb_width + j] *= (1.0f + qscale_diff);
243                            }
244                    }
245            }
246            else { /* Luminance masking */
247                    /* Normalize the global luminance accumulator */
248                    global /= data->mb_width*data->mb_height;
249    
250                    DarkThres = DarkThres*global/127.0f;
251                    BrightThres = BrightThres*global/127.0f;
252    
253    
254                    /* Apply luminance masking only to frames where the global luminance is
255                     * higher than DarkThreshold and lower than Bright Threshold */
256                     if ((global < GlobalBrightThres) && (global > GlobalDarkThres)) {
257    
258                            /* Apply the luminance masking formulas to all MBs */
259                            for (i = 0; i < data->mb_height; i++) {
260                                    for (j = 0; j < data->mb_width; j++) {
261                                            if (handle->val[i*data->mb_width + j] < DarkThres)
262                                                    handle->quant[i*data->mb_width + j] *= 1 + DarkAmpl * (DarkThres - handle->val[i*data->mb_width + j]) / DarkThres;
263                                            else if (handle->val[i*data->mb_width + j] > BrightThres)
264                                                    handle->quant[i*data->mb_width + j] *= 1 + BrightAmpl * (handle->val[i*data->mb_width + j] - BrightThres) / (255 - BrightThres);
265                                    }
266                            }
267                    }
268            }
269    
270            /* Normalize the quantizer field */
271            data->quant = normalize_quantizer_field(handle->quant,
272                                            data->dquant,                                            data->dquant,
273                                    data->quant /* framequant*/,                                                                                           data->mb_width*data->mb_height,
274                                    data->quant /* min_quant */,                                                                                           data->quant,
275                                                            data->quant*2 /* max_quant */,                                                                                           MAX(2,data->quant + data->quant/2));
                                                           data->mb_width, data->mb_height);  
276    
277          return 0;          /* Plugin job finished */
278            return(0);
279         }         }
280    
281      case XVID_PLG_AFTER :  /*----------------------------------------------------------------------------
282         return 0;   * After plugin function (dummy function)
283     *--------------------------------------------------------------------------*/
284    
285    static int
286    lumi_plg_after(lumi_data_t *handle, xvid_plg_data_t *data)
287    {
288            return(0);
289    }
290    
291    /*****************************************************************************
292     * Helper functions
293     ****************************************************************************/
294    
295    #define RDIFF(a, b)    ((int)(a+0.5)-(int)(b+0.5))
296    
297    static int
298    normalize_quantizer_field(float *in,
299                                                      int *out,
300                                                      int num,
301                                                      int min_quant,
302                                                      int max_quant)
303    {
304            int i;
305            int finished;
306    
307            do {
308                    finished = 1;
309                    for (i = 1; i < num; i++) {
310                            if (RDIFF(in[i], in[i - 1]) > 2) {
311                                    in[i] -= (float) 0.5;
312                                    finished = 0;
313                            } else if (RDIFF(in[i], in[i - 1]) < -2) {
314                                    in[i - 1] -= (float) 0.5;
315                                    finished = 0;
316                            }
317    
318                            if (in[i] > max_quant) {
319                                    in[i] = (float) max_quant;
320                                    finished = 0;
321                            }
322                            if (in[i] < min_quant) {
323                                    in[i] = (float) min_quant;
324                                    finished = 0;
325                            }
326                            if (in[i - 1] > max_quant) {
327                                    in[i - 1] = (float) max_quant;
328                                    finished = 0;
329      }      }
330                            if (in[i - 1] < min_quant) {
331                                    in[i - 1] = (float) min_quant;
332                                    finished = 0;
333                            }
334                    }
335            } while (!finished);
336    
337            out[0] = 0;
338            for (i = 1; i < num; i++)
339                    out[i] = RDIFF(in[i], in[i - 1]);
340    
341      return XVID_ERR_FAIL;          return (int) (in[0] + 0.5);
342  }  }
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