Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavcodec / motion_est_template.c
index ff5ea63..72150b4 100644 (file)
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
- *
  */
 
 /**
- * @file motion_est_template.c
+ * @file
  * Motion estimation template.
  */
 
-//lets hope gcc will remove the unused vars ...(gcc 3.2.2 seems to do it ...)
+//Let us hope gcc will remove the unused vars ...(gcc 3.2.2 seems to do it ...)
 #define LOAD_COMMON\
-    uint32_t attribute_unused * const score_map= c->score_map;\
-    const int attribute_unused xmin= c->xmin;\
-    const int attribute_unused ymin= c->ymin;\
-    const int attribute_unused xmax= c->xmax;\
-    const int attribute_unused ymax= c->ymax;\
+    uint32_t av_unused * const score_map= c->score_map;\
+    const int av_unused xmin= c->xmin;\
+    const int av_unused ymin= c->ymin;\
+    const int av_unused xmax= c->xmax;\
+    const int av_unused ymax= c->ymax;\
     uint8_t *mv_penalty= c->current_mv_penalty;\
     const int pred_x= c->pred_x;\
     const int pred_y= c->pred_y;\
 {\
     const int hx= 2*(x)+(dx);\
     const int hy= 2*(y)+(dy);\
-    d= cmp(s, x, y, dx, dy, size, h, ref_index, src_index, cmp_sub, chroma_cmp_sub, flags);\
+    d= cmp_hpel(s, x, y, dx, dy, size, h, ref_index, src_index, cmp_sub, chroma_cmp_sub, flags);\
     d += (mv_penalty[hx - pred_x] + mv_penalty[hy - pred_y])*penalty_factor;\
     COPY3_IF_LT(dmin, d, bx, hx, by, hy)\
 }
 
-#if 0
-static int hpel_motion_search)(MpegEncContext * s,
-                                  int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
-                                  uint8_t *ref_data[3],
-                                  int size)
-{
-    const int xx = 16 * s->mb_x + 8*(n&1);
-    const int yy = 16 * s->mb_y + 8*(n>>1);
-    const int mx = *mx_ptr;
-    const int my = *my_ptr;
-    const int penalty_factor= c->sub_penalty_factor;
-
-    LOAD_COMMON
-
- //   INIT;
- //FIXME factorize
-    me_cmp_func cmp, chroma_cmp, cmp_sub, chroma_cmp_sub;
-
-    if(s->no_rounding /*FIXME b_type*/){
-        hpel_put= &s->dsp.put_no_rnd_pixels_tab[size];
-        chroma_hpel_put= &s->dsp.put_no_rnd_pixels_tab[size+1];
-    }else{
-        hpel_put=& s->dsp.put_pixels_tab[size];
-        chroma_hpel_put= &s->dsp.put_pixels_tab[size+1];
-    }
-    cmpf= s->dsp.me_cmp[size];
-    chroma_cmpf= s->dsp.me_cmp[size+1];
-    cmp_sub= s->dsp.me_sub_cmp[size];
-    chroma_cmp_sub= s->dsp.me_sub_cmp[size+1];
-
-    if(c->skip){ //FIXME somehow move up (benchmark)
-        *mx_ptr = 0;
-        *my_ptr = 0;
-        return dmin;
-    }
-
-    if(c->avctx->me_cmp != c->avctx->me_sub_cmp){
-        CMP_HPEL(dmin, 0, 0, mx, my, size);
-        if(mx || my)
-            dmin += (mv_penalty[2*mx - pred_x] + mv_penalty[2*my - pred_y])*penalty_factor;
-    }
-
-    if (mx > xmin && mx < xmax &&
-        my > ymin && my < ymax) {
-        int bx=2*mx, by=2*my;
-        int d= dmin;
-
-        CHECK_HALF_MV(1, 1, mx-1, my-1)
-        CHECK_HALF_MV(0, 1, mx  , my-1)
-        CHECK_HALF_MV(1, 1, mx  , my-1)
-        CHECK_HALF_MV(1, 0, mx-1, my  )
-        CHECK_HALF_MV(1, 0, mx  , my  )
-        CHECK_HALF_MV(1, 1, mx-1, my  )
-        CHECK_HALF_MV(0, 1, mx  , my  )
-        CHECK_HALF_MV(1, 1, mx  , my  )
-
-        assert(bx >= xmin*2 || bx <= xmax*2 || by >= ymin*2 || by <= ymax*2);
-
-        *mx_ptr = bx;
-        *my_ptr = by;
-    }else{
-        *mx_ptr =2*mx;
-        *my_ptr =2*my;
-    }
-
-    return dmin;
-}
-
-#else
 static int hpel_motion_search(MpegEncContext * s,
                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
                                   int src_index, int ref_index,
@@ -221,7 +151,6 @@ static int hpel_motion_search(MpegEncContext * s,
 
     return dmin;
 }
-#endif
 
 static int no_sub_motion_search(MpegEncContext * s,
           int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
@@ -267,7 +196,7 @@ inline int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 {\
     const int hx= 4*(x)+(dx);\
     const int hy= 4*(y)+(dy);\
-    d= cmp(s, x, y, dx, dy, size, h, ref_index, src_index, cmpf, chroma_cmpf, flags);\
+    d= cmp_qpel(s, x, y, dx, dy, size, h, ref_index, src_index, cmpf, chroma_cmpf, flags);\
     d += (mv_penalty[hx - pred_x] + mv_penalty[hy - pred_y])*penalty_factor;\
     COPY3_IF_LT(dmin, d, bx, hx, by, hy)\
 }
@@ -324,7 +253,6 @@ static int qpel_motion_search(MpegEncContext * s,
         int best_pos[8][2];
 
         memset(best, 64, sizeof(int)*8);
-#if 1
         if(s->me.dia_size>=2){
             const int tl= score_map[(index-(1<<ME_MAP_SHIFT)-1)&(ME_MAP_SIZE-1)];
             const int bl= score_map[(index+(1<<ME_MAP_SHIFT)-1)&(ME_MAP_SIZE-1)];
@@ -413,76 +341,6 @@ static int qpel_motion_search(MpegEncContext * s,
             CHECK_QUARTER_MV(nx&3, ny&3, nx>>2, ny>>2)
         }
 
-#if 0
-            const int tl= score_map[(index-(1<<ME_MAP_SHIFT)-1)&(ME_MAP_SIZE-1)];
-            const int bl= score_map[(index+(1<<ME_MAP_SHIFT)-1)&(ME_MAP_SIZE-1)];
-            const int tr= score_map[(index-(1<<ME_MAP_SHIFT)+1)&(ME_MAP_SIZE-1)];
-            const int br= score_map[(index+(1<<ME_MAP_SHIFT)+1)&(ME_MAP_SIZE-1)];
-//            if(l < r && l < t && l < b && l < tl && l < bl && l < tr && l < br && bl < tl){
-            if(tl<br){
-
-//            nx= FFMAX(4*mx - bx, bx - 4*mx);
-//            ny= FFMAX(4*my - by, by - 4*my);
-
-            static int stats[7][7], count;
-            count++;
-            stats[4*mx - bx + 3][4*my - by + 3]++;
-            if(256*256*256*64 % count ==0){
-                for(i=0; i<49; i++){
-                    if((i%7)==0) printf("\n");
-                    printf("%6d ", stats[0][i]);
-                }
-                printf("\n");
-            }
-            }
-#endif
-#else
-
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 2, mx-1, my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(0, 2, mx  , my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 2, mx  , my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 0, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 2, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(0, 2, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 2, mx-1, my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 0, mx-1, my  )
-
-        nx= bx;
-        ny= by;
-
-        for(i=0; i<8; i++){
-            int ox[8]= {0, 1, 1, 1, 0,-1,-1,-1};
-            int oy[8]= {1, 1, 0,-1,-1,-1, 0, 1};
-            CHECK_QUARTER_MV((nx + ox[i])&3, (ny + oy[i])&3, (nx + ox[i])>>2, (ny + oy[i])>>2)
-        }
-#endif
-#if 0
-        //outer ring
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 3, mx-1, my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 2, mx-1, my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 1, mx-1, my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 1, mx-1, my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 1, mx-1, my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(0, 1, mx  , my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 1, mx  , my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 1, mx  , my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 1, mx  , my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 2, mx  , my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 3, mx  , my-1)
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 0, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 1, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 2, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 3, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 3, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 3, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(0, 3, mx  , my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(3, 3, mx-1, my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(2, 3, mx-1, my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 3, mx-1, my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 2, mx-1, my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 1, mx-1, my  )
-        CHECK_QUARTER_MV(1, 0, mx-1, my  )
-#endif
         assert(bx >= xmin*4 && bx <= xmax*4 && by >= ymin*4 && by <= ymax*4);
 
         *mx_ptr = bx;
@@ -635,25 +493,6 @@ static int funny_diamond_search(MpegEncContext * s, int *best, int dmin,
 
         if(x!=best[0] || y!=best[1])
             dia_size=0;
-#if 0
-{
-int dx, dy, i;
-static int stats[8*8];
-dx= FFABS(x-best[0]);
-dy= FFABS(y-best[1]);
-if(dy>dx){
-    dx^=dy; dy^=dx; dx^=dy;
-}
-stats[dy*8 + dx] ++;
-if(256*256*256*64 % (stats[0]+1)==0){
-    for(i=0; i<64; i++){
-        if((i&7)==0) printf("\n");
-        printf("%8d ", stats[i]);
-    }
-    printf("\n");
-}
-}
-#endif
     }
     return dmin;
 }
@@ -777,6 +616,41 @@ static int umh_search(MpegEncContext * s, int *best, int dmin,
     return hex_search(s, best, dmin, src_index, ref_index, penalty_factor, size, h, flags, 2);
 }
 
+static int full_search(MpegEncContext * s, int *best, int dmin,
+                                       int src_index, int ref_index, int const penalty_factor,
+                                       int size, int h, int flags)
+{
+    MotionEstContext * const c= &s->me;
+    me_cmp_func cmpf, chroma_cmpf;
+    LOAD_COMMON
+    LOAD_COMMON2
+    int map_generation= c->map_generation;
+    int x,y, d;
+    const int dia_size= c->dia_size&0xFF;
+
+    cmpf= s->dsp.me_cmp[size];
+    chroma_cmpf= s->dsp.me_cmp[size+1];
+
+    for(y=FFMAX(-dia_size, ymin); y<=FFMIN(dia_size,ymax); y++){
+        for(x=FFMAX(-dia_size, xmin); x<=FFMIN(dia_size,xmax); x++){
+            CHECK_MV(x, y);
+        }
+    }
+
+    x= best[0];
+    y= best[1];
+    d= dmin;
+    CHECK_CLIPPED_MV(x  , y);
+    CHECK_CLIPPED_MV(x+1, y);
+    CHECK_CLIPPED_MV(x, y+1);
+    CHECK_CLIPPED_MV(x-1, y);
+    CHECK_CLIPPED_MV(x, y-1);
+    best[0]= x;
+    best[1]= y;
+
+    return d;
+}
+
 #define SAB_CHECK_MV(ax,ay)\
 {\
     const int key= ((ay)<<ME_MAP_MV_BITS) + (ax) + map_generation;\
@@ -951,22 +825,6 @@ static int var_diamond_search(MpegEncContext * s, int *best, int dmin,
 
         if(x!=best[0] || y!=best[1])
             dia_size=0;
-#if 0
-{
-int dx, dy, i;
-static int stats[8*8];
-dx= FFABS(x-best[0]);
-dy= FFABS(y-best[1]);
-stats[dy*8 + dx] ++;
-if(256*256*256*64 % (stats[0]+1)==0){
-    for(i=0; i<64; i++){
-        if((i&7)==0) printf("\n");
-        printf("%6d ", stats[i]);
-    }
-    printf("\n");
-}
-}
-#endif
     }
     return dmin;
 }
@@ -981,6 +839,8 @@ static av_always_inline int diamond_search(MpegEncContext * s, int *best, int dm
         return   sab_diamond_search(s, best, dmin, src_index, ref_index, penalty_factor, size, h, flags);
     else if(c->dia_size<2)
         return small_diamond_search(s, best, dmin, src_index, ref_index, penalty_factor, size, h, flags);
+    else if(c->dia_size>1024)
+        return          full_search(s, best, dmin, src_index, ref_index, penalty_factor, size, h, flags);
     else if(c->dia_size>768)
         return           umh_search(s, best, dmin, src_index, ref_index, penalty_factor, size, h, flags);
     else if(c->dia_size>512)
@@ -991,13 +851,24 @@ static av_always_inline int diamond_search(MpegEncContext * s, int *best, int dm
         return   var_diamond_search(s, best, dmin, src_index, ref_index, penalty_factor, size, h, flags);
 }
 
+/**
+   @param P a list of candidate mvs to check before starting the
+   iterative search. If one of the candidates is close to the optimal mv, then
+   it takes fewer iterations. And it increases the chance that we find the
+   optimal mv.
+ */
 static av_always_inline int epzs_motion_search_internal(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
                              int ref_mv_scale, int flags, int size, int h)
 {
     MotionEstContext * const c= &s->me;
-    int best[2]={0, 0};
-    int d, dmin;
+    int best[2]={0, 0};      /**< x and y coordinates of the best motion vector.
+                               i.e. the difference between the position of the
+                               block currently being encoded and the position of
+                               the block chosen to predict it from. */
+    int d;                   ///< the score (cmp + penalty) of any given mv
+    int dmin;                /**< the best value of d, i.e. the score
+                               corresponding to the mv stored in best[]. */
     int map_generation;
     int penalty_factor;
     const int ref_mv_stride= s->mb_stride; //pass as arg  FIXME
@@ -1023,7 +894,9 @@ static av_always_inline int epzs_motion_search_internal(MpegEncContext * s, int
     dmin= cmp(s, 0, 0, 0, 0, size, h, ref_index, src_index, cmpf, chroma_cmpf, flags);
     map[0]= map_generation;
     score_map[0]= dmin;
-    if(s->flags&CODEC_FLAG_MV0)
+
+    //FIXME precalc first term below?
+    if((s->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B && !(c->flags & FLAG_DIRECT)) || s->flags&CODEC_FLAG_MV0)
         dmin += (mv_penalty[pred_x] + mv_penalty[pred_y])*penalty_factor;
 
     /* first line */