h264: DSP'ize MBAFF loopfilter.
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264dsp.c
1 /*
2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
3  * Copyright (c) 2003-2010 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * H.264 / AVC / MPEG4 part10 DSP functions.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #include <stdint.h>
29 #include "avcodec.h"
30 #include "h264dsp.h"
31
32 #define op_scale1(x)  block[x] = av_clip_uint8( (block[x]*weight + offset) >> log2_denom )
33 #define op_scale2(x)  dst[x] = av_clip_uint8( (src[x]*weights + dst[x]*weightd + offset) >> (log2_denom+1))
34 #define H264_WEIGHT(W,H) \
35 static void weight_h264_pixels ## W ## x ## H ## _c(uint8_t *block, int stride, int log2_denom, int weight, int offset){ \
36     int y; \
37     offset <<= log2_denom; \
38     if(log2_denom) offset += 1<<(log2_denom-1); \
39     for(y=0; y<H; y++, block += stride){ \
40         op_scale1(0); \
41         op_scale1(1); \
42         if(W==2) continue; \
43         op_scale1(2); \
44         op_scale1(3); \
45         if(W==4) continue; \
46         op_scale1(4); \
47         op_scale1(5); \
48         op_scale1(6); \
49         op_scale1(7); \
50         if(W==8) continue; \
51         op_scale1(8); \
52         op_scale1(9); \
53         op_scale1(10); \
54         op_scale1(11); \
55         op_scale1(12); \
56         op_scale1(13); \
57         op_scale1(14); \
58         op_scale1(15); \
59     } \
60 } \
61 static void biweight_h264_pixels ## W ## x ## H ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int log2_denom, int weightd, int weights, int offset){ \
62     int y; \
63     offset = ((offset + 1) | 1) << log2_denom; \
64     for(y=0; y<H; y++, dst += stride, src += stride){ \
65         op_scale2(0); \
66         op_scale2(1); \
67         if(W==2) continue; \
68         op_scale2(2); \
69         op_scale2(3); \
70         if(W==4) continue; \
71         op_scale2(4); \
72         op_scale2(5); \
73         op_scale2(6); \
74         op_scale2(7); \
75         if(W==8) continue; \
76         op_scale2(8); \
77         op_scale2(9); \
78         op_scale2(10); \
79         op_scale2(11); \
80         op_scale2(12); \
81         op_scale2(13); \
82         op_scale2(14); \
83         op_scale2(15); \
84     } \
85 }
86
87 H264_WEIGHT(16,16)
88 H264_WEIGHT(16,8)
89 H264_WEIGHT(8,16)
90 H264_WEIGHT(8,8)
91 H264_WEIGHT(8,4)
92 H264_WEIGHT(4,8)
93 H264_WEIGHT(4,4)
94 H264_WEIGHT(4,2)
95 H264_WEIGHT(2,4)
96 H264_WEIGHT(2,2)
97
98 #undef op_scale1
99 #undef op_scale2
100 #undef H264_WEIGHT
101
102 static av_always_inline av_flatten void h264_loop_filter_luma_c(uint8_t *pix, int xstride, int ystride, int inner_iters, int alpha, int beta, int8_t *tc0)
103 {
104     int i, d;
105     for( i = 0; i < 4; i++ ) {
106         if( tc0[i] < 0 ) {
107             pix += inner_iters*ystride;
108             continue;
109         }
110         for( d = 0; d < inner_iters; d++ ) {
111             const int p0 = pix[-1*xstride];
112             const int p1 = pix[-2*xstride];
113             const int p2 = pix[-3*xstride];
114             const int q0 = pix[0];
115             const int q1 = pix[1*xstride];
116             const int q2 = pix[2*xstride];
117
118             if( FFABS( p0 - q0 ) < alpha &&
119                 FFABS( p1 - p0 ) < beta &&
120                 FFABS( q1 - q0 ) < beta ) {
121
122                 int tc = tc0[i];
123                 int i_delta;
124
125                 if( FFABS( p2 - p0 ) < beta ) {
126                     if(tc0[i])
127                     pix[-2*xstride] = p1 + av_clip( (( p2 + ( ( p0 + q0 + 1 ) >> 1 ) ) >> 1) - p1, -tc0[i], tc0[i] );
128                     tc++;
129                 }
130                 if( FFABS( q2 - q0 ) < beta ) {
131                     if(tc0[i])
132                     pix[   xstride] = q1 + av_clip( (( q2 + ( ( p0 + q0 + 1 ) >> 1 ) ) >> 1) - q1, -tc0[i], tc0[i] );
133                     tc++;
134                 }
135
136                 i_delta = av_clip( (((q0 - p0 ) << 2) + (p1 - q1) + 4) >> 3, -tc, tc );
137                 pix[-xstride] = av_clip_uint8( p0 + i_delta );    /* p0' */
138                 pix[0]        = av_clip_uint8( q0 - i_delta );    /* q0' */
139             }
140             pix += ystride;
141         }
142     }
143 }
144 static void h264_v_loop_filter_luma_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0)
145 {
146     h264_loop_filter_luma_c(pix, stride, 1, 4, alpha, beta, tc0);
147 }
148 static void h264_h_loop_filter_luma_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0)
149 {
150     h264_loop_filter_luma_c(pix, 1, stride, 4, alpha, beta, tc0);
151 }
152 static void h264_h_loop_filter_luma_mbaff_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0)
153 {
154     h264_loop_filter_luma_c(pix, 1, stride, 2, alpha, beta, tc0);
155 }
156
157 static av_always_inline av_flatten void h264_loop_filter_luma_intra_c(uint8_t *pix, int xstride, int ystride, int inner_iters, int alpha, int beta)
158 {
159     int d;
160     for( d = 0; d < 4 * inner_iters; d++ ) {
161         const int p2 = pix[-3*xstride];
162         const int p1 = pix[-2*xstride];
163         const int p0 = pix[-1*xstride];
164
165         const int q0 = pix[ 0*xstride];
166         const int q1 = pix[ 1*xstride];
167         const int q2 = pix[ 2*xstride];
168
169         if( FFABS( p0 - q0 ) < alpha &&
170             FFABS( p1 - p0 ) < beta &&
171             FFABS( q1 - q0 ) < beta ) {
172
173             if(FFABS( p0 - q0 ) < (( alpha >> 2 ) + 2 )){
174                 if( FFABS( p2 - p0 ) < beta)
175                 {
176                     const int p3 = pix[-4*xstride];
177                     /* p0', p1', p2' */
178                     pix[-1*xstride] = ( p2 + 2*p1 + 2*p0 + 2*q0 + q1 + 4 ) >> 3;
179                     pix[-2*xstride] = ( p2 + p1 + p0 + q0 + 2 ) >> 2;
180                     pix[-3*xstride] = ( 2*p3 + 3*p2 + p1 + p0 + q0 + 4 ) >> 3;
181                 } else {
182                     /* p0' */
183                     pix[-1*xstride] = ( 2*p1 + p0 + q1 + 2 ) >> 2;
184                 }
185                 if( FFABS( q2 - q0 ) < beta)
186                 {
187                     const int q3 = pix[3*xstride];
188                     /* q0', q1', q2' */
189                     pix[0*xstride] = ( p1 + 2*p0 + 2*q0 + 2*q1 + q2 + 4 ) >> 3;
190                     pix[1*xstride] = ( p0 + q0 + q1 + q2 + 2 ) >> 2;
191                     pix[2*xstride] = ( 2*q3 + 3*q2 + q1 + q0 + p0 + 4 ) >> 3;
192                 } else {
193                     /* q0' */
194                     pix[0*xstride] = ( 2*q1 + q0 + p1 + 2 ) >> 2;
195                 }
196             }else{
197                 /* p0', q0' */
198                 pix[-1*xstride] = ( 2*p1 + p0 + q1 + 2 ) >> 2;
199                 pix[ 0*xstride] = ( 2*q1 + q0 + p1 + 2 ) >> 2;
200             }
201         }
202         pix += ystride;
203     }
204 }
205 static void h264_v_loop_filter_luma_intra_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta)
206 {
207     h264_loop_filter_luma_intra_c(pix, stride, 1, 4, alpha, beta);
208 }
209 static void h264_h_loop_filter_luma_intra_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta)
210 {
211     h264_loop_filter_luma_intra_c(pix, 1, stride, 4, alpha, beta);
212 }
213 static void h264_h_loop_filter_luma_mbaff_intra_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta)
214 {
215     h264_loop_filter_luma_intra_c(pix, 1, stride, 2, alpha, beta);
216 }
217
218 static av_always_inline av_flatten void h264_loop_filter_chroma_c(uint8_t *pix, int xstride, int ystride, int inner_iters, int alpha, int beta, int8_t *tc0)
219 {
220     int i, d;
221     for( i = 0; i < 4; i++ ) {
222         const int tc = tc0[i];
223         if( tc <= 0 ) {
224             pix += inner_iters*ystride;
225             continue;
226         }
227         for( d = 0; d < inner_iters; d++ ) {
228             const int p0 = pix[-1*xstride];
229             const int p1 = pix[-2*xstride];
230             const int q0 = pix[0];
231             const int q1 = pix[1*xstride];
232
233             if( FFABS( p0 - q0 ) < alpha &&
234                 FFABS( p1 - p0 ) < beta &&
235                 FFABS( q1 - q0 ) < beta ) {
236
237                 int delta = av_clip( (((q0 - p0 ) << 2) + (p1 - q1) + 4) >> 3, -tc, tc );
238
239                 pix[-xstride] = av_clip_uint8( p0 + delta );    /* p0' */
240                 pix[0]        = av_clip_uint8( q0 - delta );    /* q0' */
241             }
242             pix += ystride;
243         }
244     }
245 }
246 static void h264_v_loop_filter_chroma_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0)
247 {
248     h264_loop_filter_chroma_c(pix, stride, 1, 2, alpha, beta, tc0);
249 }
250 static void h264_h_loop_filter_chroma_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0)
251 {
252     h264_loop_filter_chroma_c(pix, 1, stride, 2, alpha, beta, tc0);
253 }
254 static void h264_h_loop_filter_chroma_mbaff_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0)
255 {
256     h264_loop_filter_chroma_c(pix, 1, stride, 1, alpha, beta, tc0);
257 }
258
259 static av_always_inline av_flatten void h264_loop_filter_chroma_intra_c(uint8_t *pix, int xstride, int ystride, int inner_iters, int alpha, int beta)
260 {
261     int d;
262     for( d = 0; d < 4 * inner_iters; d++ ) {
263         const int p0 = pix[-1*xstride];
264         const int p1 = pix[-2*xstride];
265         const int q0 = pix[0];
266         const int q1 = pix[1*xstride];
267
268         if( FFABS( p0 - q0 ) < alpha &&
269             FFABS( p1 - p0 ) < beta &&
270             FFABS( q1 - q0 ) < beta ) {
271
272             pix[-xstride] = ( 2*p1 + p0 + q1 + 2 ) >> 2;   /* p0' */
273             pix[0]        = ( 2*q1 + q0 + p1 + 2 ) >> 2;   /* q0' */
274         }
275         pix += ystride;
276     }
277 }
278 static void h264_v_loop_filter_chroma_intra_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta)
279 {
280     h264_loop_filter_chroma_intra_c(pix, stride, 1, 2, alpha, beta);
281 }
282 static void h264_h_loop_filter_chroma_intra_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta)
283 {
284     h264_loop_filter_chroma_intra_c(pix, 1, stride, 2, alpha, beta);
285 }
286 static void h264_h_loop_filter_chroma_mbaff_intra_c(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta)
287 {
288     h264_loop_filter_chroma_intra_c(pix, 1, stride, 1, alpha, beta);
289 }
290
291 void ff_h264dsp_init(H264DSPContext *c)
292 {
293     c->h264_idct_add= ff_h264_idct_add_c;
294     c->h264_idct8_add= ff_h264_idct8_add_c;
295     c->h264_idct_dc_add= ff_h264_idct_dc_add_c;
296     c->h264_idct8_dc_add= ff_h264_idct8_dc_add_c;
297     c->h264_idct_add16     = ff_h264_idct_add16_c;
298     c->h264_idct8_add4     = ff_h264_idct8_add4_c;
299     c->h264_idct_add8      = ff_h264_idct_add8_c;
300     c->h264_idct_add16intra= ff_h264_idct_add16intra_c;
301     c->h264_luma_dc_dequant_idct= ff_h264_luma_dc_dequant_idct_c;
302
303     c->weight_h264_pixels_tab[0]= weight_h264_pixels16x16_c;
304     c->weight_h264_pixels_tab[1]= weight_h264_pixels16x8_c;
305     c->weight_h264_pixels_tab[2]= weight_h264_pixels8x16_c;
306     c->weight_h264_pixels_tab[3]= weight_h264_pixels8x8_c;
307     c->weight_h264_pixels_tab[4]= weight_h264_pixels8x4_c;
308     c->weight_h264_pixels_tab[5]= weight_h264_pixels4x8_c;
309     c->weight_h264_pixels_tab[6]= weight_h264_pixels4x4_c;
310     c->weight_h264_pixels_tab[7]= weight_h264_pixels4x2_c;
311     c->weight_h264_pixels_tab[8]= weight_h264_pixels2x4_c;
312     c->weight_h264_pixels_tab[9]= weight_h264_pixels2x2_c;
313     c->biweight_h264_pixels_tab[0]= biweight_h264_pixels16x16_c;
314     c->biweight_h264_pixels_tab[1]= biweight_h264_pixels16x8_c;
315     c->biweight_h264_pixels_tab[2]= biweight_h264_pixels8x16_c;
316     c->biweight_h264_pixels_tab[3]= biweight_h264_pixels8x8_c;
317     c->biweight_h264_pixels_tab[4]= biweight_h264_pixels8x4_c;
318     c->biweight_h264_pixels_tab[5]= biweight_h264_pixels4x8_c;
319     c->biweight_h264_pixels_tab[6]= biweight_h264_pixels4x4_c;
320     c->biweight_h264_pixels_tab[7]= biweight_h264_pixels4x2_c;
321     c->biweight_h264_pixels_tab[8]= biweight_h264_pixels2x4_c;
322     c->biweight_h264_pixels_tab[9]= biweight_h264_pixels2x2_c;
323
324     c->h264_v_loop_filter_luma= h264_v_loop_filter_luma_c;
325     c->h264_h_loop_filter_luma= h264_h_loop_filter_luma_c;
326     c->h264_h_loop_filter_luma_mbaff= h264_h_loop_filter_luma_mbaff_c;
327     c->h264_v_loop_filter_luma_intra= h264_v_loop_filter_luma_intra_c;
328     c->h264_h_loop_filter_luma_intra= h264_h_loop_filter_luma_intra_c;
329     c->h264_h_loop_filter_luma_mbaff_intra= h264_h_loop_filter_luma_mbaff_intra_c;
330     c->h264_v_loop_filter_chroma= h264_v_loop_filter_chroma_c;
331     c->h264_h_loop_filter_chroma= h264_h_loop_filter_chroma_c;
332     c->h264_h_loop_filter_chroma_mbaff= h264_h_loop_filter_chroma_mbaff_c;
333     c->h264_v_loop_filter_chroma_intra= h264_v_loop_filter_chroma_intra_c;
334     c->h264_h_loop_filter_chroma_intra= h264_h_loop_filter_chroma_intra_c;
335     c->h264_h_loop_filter_chroma_mbaff_intra= h264_h_loop_filter_chroma_mbaff_intra_c;
336     c->h264_loop_filter_strength= NULL;
337
338     if (ARCH_ARM) ff_h264dsp_init_arm(c);
339     if (HAVE_ALTIVEC) ff_h264dsp_init_ppc(c);
340     if (HAVE_MMX) ff_h264dsp_init_x86(c);
341 }