← Back to branch summary

~paparazzi-uav/paparazzi/v5.0-manual

« back to all changes in this revision

Viewing changes to sw/ext/opencv_bebop/opencv/3rdparty/libwebp/enc/filter.c

  • Committer: Paparazzi buildbot
  • Date: 2016-05-18 15:00:29 UTC
  • Revision ID: felix.ruess+docbot@gmail.com-20160518150029-e8lgzi5kvb4p7un9
Manual import commit 4b8bbb730080dac23cf816b98908dacfabe2a8ec from v5.0 branch.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
sw/ext/opencv_bebop/opencv/3rdparty/libwebp/enc/filter.c
 
1
// Copyright 2011 Google Inc. All Rights Reserved.
 
2
//
 
3
// Use of this source code is governed by a BSD-style license
 
4
// that can be found in the COPYING file in the root of the source
 
5
// tree. An additional intellectual property rights grant can be found
 
6
// in the file PATENTS. All contributing project authors may
 
7
// be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
 
8
// -----------------------------------------------------------------------------
 
9
//
 
10
// Selecting filter level
 
11
//
 
12
// Author: somnath@google.com (Somnath Banerjee)
 
13
 
 
14
#include "./vp8enci.h"
 
15
 
 
16
#if defined(__cplusplus) || defined(c_plusplus)
 
17
extern "C" {
 
18
#endif
 
19
 
 
20
// NOTE: clip1, tables and InitTables are repeated entries of dsp.c
 
21
static uint8_t abs0[255 + 255 + 1];     // abs(i)
 
22
static uint8_t abs1[255 + 255 + 1];     // abs(i)>>1
 
23
static int8_t sclip1[1020 + 1020 + 1];  // clips [-1020, 1020] to [-128, 127]
 
24
static int8_t sclip2[112 + 112 + 1];    // clips [-112, 112] to [-16, 15]
 
25
static uint8_t clip1[255 + 510 + 1];    // clips [-255,510] to [0,255]
 
26
 
 
27
static int tables_ok = 0;
 
28
 
 
29
static void InitTables(void) {
 
30
  if (!tables_ok) {
 
31
    int i;
 
32
    for (i = -255; i <= 255; ++i) {
 
33
      abs0[255 + i] = (i < 0) ? -i : i;
 
34
      abs1[255 + i] = abs0[255 + i] >> 1;
 
35
    }
 
36
    for (i = -1020; i <= 1020; ++i) {
 
37
      sclip1[1020 + i] = (i < -128) ? -128 : (i > 127) ? 127 : i;
 
38
    }
 
39
    for (i = -112; i <= 112; ++i) {
 
40
      sclip2[112 + i] = (i < -16) ? -16 : (i > 15) ? 15 : i;
 
41
    }
 
42
    for (i = -255; i <= 255 + 255; ++i) {
 
43
      clip1[255 + i] = (i < 0) ? 0 : (i > 255) ? 255 : i;
 
44
    }
 
45
    tables_ok = 1;
 
46
  }
 
47
}
 
48
 
 
49
//------------------------------------------------------------------------------
 
50
// Edge filtering functions
 
51
 
 
52
// 4 pixels in, 2 pixels out
 
53
static WEBP_INLINE void do_filter2(uint8_t* p, int step) {
 
54
  const int p1 = p[-2*step], p0 = p[-step], q0 = p[0], q1 = p[step];
 
55
  const int a = 3 * (q0 - p0) + sclip1[1020 + p1 - q1];
 
56
  const int a1 = sclip2[112 + ((a + 4) >> 3)];
 
57
  const int a2 = sclip2[112 + ((a + 3) >> 3)];
 
58
  p[-step] = clip1[255 + p0 + a2];
 
59
  p[    0] = clip1[255 + q0 - a1];
 
60
}
 
61
 
 
62
// 4 pixels in, 4 pixels out
 
63
static WEBP_INLINE void do_filter4(uint8_t* p, int step) {
 
64
  const int p1 = p[-2*step], p0 = p[-step], q0 = p[0], q1 = p[step];
 
65
  const int a = 3 * (q0 - p0);
 
66
  const int a1 = sclip2[112 + ((a + 4) >> 3)];
 
67
  const int a2 = sclip2[112 + ((a + 3) >> 3)];
 
68
  const int a3 = (a1 + 1) >> 1;
 
69
  p[-2*step] = clip1[255 + p1 + a3];
 
70
  p[-  step] = clip1[255 + p0 + a2];
 
71
  p[      0] = clip1[255 + q0 - a1];
 
72
  p[   step] = clip1[255 + q1 - a3];
 
73
}
 
74
 
 
75
// high edge-variance
 
76
static WEBP_INLINE int hev(const uint8_t* p, int step, int thresh) {
 
77
  const int p1 = p[-2*step], p0 = p[-step], q0 = p[0], q1 = p[step];
 
78
  return (abs0[255 + p1 - p0] > thresh) || (abs0[255 + q1 - q0] > thresh);
 
79
}
 
80
 
 
81
static WEBP_INLINE int needs_filter(const uint8_t* p, int step, int thresh) {
 
82
  const int p1 = p[-2*step], p0 = p[-step], q0 = p[0], q1 = p[step];
 
83
  return (2 * abs0[255 + p0 - q0] + abs1[255 + p1 - q1]) <= thresh;
 
84
}
 
85
 
 
86
static WEBP_INLINE int needs_filter2(const uint8_t* p,
 
87
                                     int step, int t, int it) {
 
88
  const int p3 = p[-4*step], p2 = p[-3*step], p1 = p[-2*step], p0 = p[-step];
 
89
  const int q0 = p[0], q1 = p[step], q2 = p[2*step], q3 = p[3*step];
 
90
  if ((2 * abs0[255 + p0 - q0] + abs1[255 + p1 - q1]) > t)
 
91
    return 0;
 
92
  return abs0[255 + p3 - p2] <= it && abs0[255 + p2 - p1] <= it &&
 
93
         abs0[255 + p1 - p0] <= it && abs0[255 + q3 - q2] <= it &&
 
94
         abs0[255 + q2 - q1] <= it && abs0[255 + q1 - q0] <= it;
 
95
}
 
96
 
 
97
//------------------------------------------------------------------------------
 
98
// Simple In-loop filtering (Paragraph 15.2)
 
99
 
 
100
static void SimpleVFilter16(uint8_t* p, int stride, int thresh) {
 
101
  int i;
 
102
  for (i = 0; i < 16; ++i) {
 
103
    if (needs_filter(p + i, stride, thresh)) {
 
104
      do_filter2(p + i, stride);
 
105
    }
 
106
  }
 
107
}
 
108
 
 
109
static void SimpleHFilter16(uint8_t* p, int stride, int thresh) {
 
110
  int i;
 
111
  for (i = 0; i < 16; ++i) {
 
112
    if (needs_filter(p + i * stride, 1, thresh)) {
 
113
      do_filter2(p + i * stride, 1);
 
114
    }
 
115
  }
 
116
}
 
117
 
 
118
static void SimpleVFilter16i(uint8_t* p, int stride, int thresh) {
 
119
  int k;
 
120
  for (k = 3; k > 0; --k) {
 
121
    p += 4 * stride;
 
122
    SimpleVFilter16(p, stride, thresh);
 
123
  }
 
124
}
 
125
 
 
126
static void SimpleHFilter16i(uint8_t* p, int stride, int thresh) {
 
127
  int k;
 
128
  for (k = 3; k > 0; --k) {
 
129
    p += 4;
 
130
    SimpleHFilter16(p, stride, thresh);
 
131
  }
 
132
}
 
133
 
 
134
//------------------------------------------------------------------------------
 
135
// Complex In-loop filtering (Paragraph 15.3)
 
136
 
 
137
static WEBP_INLINE void FilterLoop24(uint8_t* p,
 
138
                                     int hstride, int vstride, int size,
 
139
                                     int thresh, int ithresh, int hev_thresh) {
 
140
  while (size-- > 0) {
 
141
    if (needs_filter2(p, hstride, thresh, ithresh)) {
 
142
      if (hev(p, hstride, hev_thresh)) {
 
143
        do_filter2(p, hstride);
 
144
      } else {
 
145
        do_filter4(p, hstride);
 
146
      }
 
147
    }
 
148
    p += vstride;
 
149
  }
 
150
}
 
151
 
 
152
// on three inner edges
 
153
static void VFilter16i(uint8_t* p, int stride,
 
154
                       int thresh, int ithresh, int hev_thresh) {
 
155
  int k;
 
156
  for (k = 3; k > 0; --k) {
 
157
    p += 4 * stride;
 
158
    FilterLoop24(p, stride, 1, 16, thresh, ithresh, hev_thresh);
 
159
  }
 
160
}
 
161
 
 
162
static void HFilter16i(uint8_t* p, int stride,
 
163
                       int thresh, int ithresh, int hev_thresh) {
 
164
  int k;
 
165
  for (k = 3; k > 0; --k) {
 
166
    p += 4;
 
167
    FilterLoop24(p, 1, stride, 16, thresh, ithresh, hev_thresh);
 
168
  }
 
169
}
 
170
 
 
171
static void VFilter8i(uint8_t* u, uint8_t* v, int stride,
 
172
                      int thresh, int ithresh, int hev_thresh) {
 
173
  FilterLoop24(u + 4 * stride, stride, 1, 8, thresh, ithresh, hev_thresh);
 
174
  FilterLoop24(v + 4 * stride, stride, 1, 8, thresh, ithresh, hev_thresh);
 
175
}
 
176
 
 
177
static void HFilter8i(uint8_t* u, uint8_t* v, int stride,
 
178
                      int thresh, int ithresh, int hev_thresh) {
 
179
  FilterLoop24(u + 4, 1, stride, 8, thresh, ithresh, hev_thresh);
 
180
  FilterLoop24(v + 4, 1, stride, 8, thresh, ithresh, hev_thresh);
 
181
}
 
182
 
 
183
//------------------------------------------------------------------------------
 
184
 
 
185
void (*VP8EncVFilter16i)(uint8_t*, int, int, int, int) = VFilter16i;
 
186
void (*VP8EncHFilter16i)(uint8_t*, int, int, int, int) = HFilter16i;
 
187
void (*VP8EncVFilter8i)(uint8_t*, uint8_t*, int, int, int, int) = VFilter8i;
 
188
void (*VP8EncHFilter8i)(uint8_t*, uint8_t*, int, int, int, int) = HFilter8i;
 
189
 
 
190
void (*VP8EncSimpleVFilter16i)(uint8_t*, int, int) = SimpleVFilter16i;
 
191
void (*VP8EncSimpleHFilter16i)(uint8_t*, int, int) = SimpleHFilter16i;
 
192
 
 
193
//------------------------------------------------------------------------------
 
194
// Paragraph 15.4: compute the inner-edge filtering strength
 
195
 
 
196
static int GetILevel(int sharpness, int level) {
 
197
  if (sharpness > 0) {
 
198
    if (sharpness > 4) {
 
199
      level >>= 2;
 
200
    } else {
 
201
      level >>= 1;
 
202
    }
 
203
    if (level > 9 - sharpness) {
 
204
      level = 9 - sharpness;
 
205
    }
 
206
  }
 
207
  if (level < 1) level = 1;
 
208
  return level;
 
209
}
 
210
 
 
211
static void DoFilter(const VP8EncIterator* const it, int level) {
 
212
  const VP8Encoder* const enc = it->enc_;
 
213
  const int ilevel = GetILevel(enc->config_->filter_sharpness, level);
 
214
  const int limit = 2 * level + ilevel;
 
215
 
 
216
  uint8_t* const y_dst = it->yuv_out2_ + Y_OFF;
 
217
  uint8_t* const u_dst = it->yuv_out2_ + U_OFF;
 
218
  uint8_t* const v_dst = it->yuv_out2_ + V_OFF;
 
219
 
 
220
  // copy current block to yuv_out2_
 
221
  memcpy(y_dst, it->yuv_out_, YUV_SIZE * sizeof(uint8_t));
 
222
 
 
223
  if (enc->filter_hdr_.simple_ == 1) {   // simple
 
224
    VP8EncSimpleHFilter16i(y_dst, BPS, limit);
 
225
    VP8EncSimpleVFilter16i(y_dst, BPS, limit);
 
226
  } else {    // complex
 
227
    const int hev_thresh = (level >= 40) ? 2 : (level >= 15) ? 1 : 0;
 
228
    VP8EncHFilter16i(y_dst, BPS, limit, ilevel, hev_thresh);
 
229
    VP8EncHFilter8i(u_dst, v_dst, BPS, limit, ilevel, hev_thresh);
 
230
    VP8EncVFilter16i(y_dst, BPS, limit, ilevel, hev_thresh);
 
231
    VP8EncVFilter8i(u_dst, v_dst, BPS, limit, ilevel, hev_thresh);
 
232
  }
 
233
}
 
234
 
 
235
//------------------------------------------------------------------------------
 
236
// SSIM metric
 
237
 
 
238
enum { KERNEL = 3 };
 
239
static const double kMinValue = 1.e-10;  // minimal threshold
 
240
 
 
241
void VP8SSIMAddStats(const DistoStats* const src, DistoStats* const dst) {
 
242
  dst->w   += src->w;
 
243
  dst->xm  += src->xm;
 
244
  dst->ym  += src->ym;
 
245
  dst->xxm += src->xxm;
 
246
  dst->xym += src->xym;
 
247
  dst->yym += src->yym;
 
248
}
 
249
 
 
250
static void VP8SSIMAccumulate(const uint8_t* src1, int stride1,
 
251
                              const uint8_t* src2, int stride2,
 
252
                              int xo, int yo, int W, int H,
 
253
                              DistoStats* const stats) {
 
254
  const int ymin = (yo - KERNEL < 0) ? 0 : yo - KERNEL;
 
255
  const int ymax = (yo + KERNEL > H - 1) ? H - 1 : yo + KERNEL;
 
256
  const int xmin = (xo - KERNEL < 0) ? 0 : xo - KERNEL;
 
257
  const int xmax = (xo + KERNEL > W - 1) ? W - 1 : xo + KERNEL;
 
258
  int x, y;
 
259
  src1 += ymin * stride1;
 
260
  src2 += ymin * stride2;
 
261
  for (y = ymin; y <= ymax; ++y, src1 += stride1, src2 += stride2) {
 
262
    for (x = xmin; x <= xmax; ++x) {
 
263
      const int s1 = src1[x];
 
264
      const int s2 = src2[x];
 
265
      stats->w   += 1;
 
266
      stats->xm  += s1;
 
267
      stats->ym  += s2;
 
268
      stats->xxm += s1 * s1;
 
269
      stats->xym += s1 * s2;
 
270
      stats->yym += s2 * s2;
 
271
    }
 
272
  }
 
273
}
 
274
 
 
275
double VP8SSIMGet(const DistoStats* const stats) {
 
276
  const double xmxm = stats->xm * stats->xm;
 
277
  const double ymym = stats->ym * stats->ym;
 
278
  const double xmym = stats->xm * stats->ym;
 
279
  const double w2 = stats->w * stats->w;
 
280
  double sxx = stats->xxm * stats->w - xmxm;
 
281
  double syy = stats->yym * stats->w - ymym;
 
282
  double sxy = stats->xym * stats->w - xmym;
 
283
  double C1, C2;
 
284
  double fnum;
 
285
  double fden;
 
286
  // small errors are possible, due to rounding. Clamp to zero.
 
287
  if (sxx < 0.) sxx = 0.;
 
288
  if (syy < 0.) syy = 0.;
 
289
  C1 = 6.5025 * w2;
 
290
  C2 = 58.5225 * w2;
 
291
  fnum = (2 * xmym + C1) * (2 * sxy + C2);
 
292
  fden = (xmxm + ymym + C1) * (sxx + syy + C2);
 
293
  return (fden != 0.) ? fnum / fden : kMinValue;
 
294
}
 
295
 
 
296
double VP8SSIMGetSquaredError(const DistoStats* const s) {
 
297
  if (s->w > 0.) {
 
298
    const double iw2 = 1. / (s->w * s->w);
 
299
    const double sxx = s->xxm * s->w - s->xm * s->xm;
 
300
    const double syy = s->yym * s->w - s->ym * s->ym;
 
301
    const double sxy = s->xym * s->w - s->xm * s->ym;
 
302
    const double SSE = iw2 * (sxx + syy - 2. * sxy);
 
303
    if (SSE > kMinValue) return SSE;
 
304
  }
 
305
  return kMinValue;
 
306
}
 
307
 
 
308
void VP8SSIMAccumulatePlane(const uint8_t* src1, int stride1,
 
309
                            const uint8_t* src2, int stride2,
 
310
                            int W, int H, DistoStats* const stats) {
 
311
  int x, y;
 
312
  for (y = 0; y < H; ++y) {
 
313
    for (x = 0; x < W; ++x) {
 
314
      VP8SSIMAccumulate(src1, stride1, src2, stride2, x, y, W, H, stats);
 
315
    }
 
316
  }
 
317
}
 
318
 
 
319
static double GetMBSSIM(const uint8_t* yuv1, const uint8_t* yuv2) {
 
320
  int x, y;
 
321
  DistoStats s = { .0, .0, .0, .0, .0, .0 };
 
322
 
 
323
  // compute SSIM in a 10 x 10 window
 
324
  for (x = 3; x < 13; x++) {
 
325
    for (y = 3; y < 13; y++) {
 
326
      VP8SSIMAccumulate(yuv1 + Y_OFF, BPS, yuv2 + Y_OFF, BPS, x, y, 16, 16, &s);
 
327
    }
 
328
  }
 
329
  for (x = 1; x < 7; x++) {
 
330
    for (y = 1; y < 7; y++) {
 
331
      VP8SSIMAccumulate(yuv1 + U_OFF, BPS, yuv2 + U_OFF, BPS, x, y, 8, 8, &s);
 
332
      VP8SSIMAccumulate(yuv1 + V_OFF, BPS, yuv2 + V_OFF, BPS, x, y, 8, 8, &s);
 
333
    }
 
334
  }
 
335
  return VP8SSIMGet(&s);
 
336
}
 
337
 
 
338
//------------------------------------------------------------------------------
 
339
// Exposed APIs: Encoder should call the following 3 functions to adjust
 
340
// loop filter strength
 
341
 
 
342
void VP8InitFilter(VP8EncIterator* const it) {
 
343
  int s, i;
 
344
  if (!it->lf_stats_) return;
 
345
 
 
346
  InitTables();
 
347
  for (s = 0; s < NUM_MB_SEGMENTS; s++) {
 
348
    for (i = 0; i < MAX_LF_LEVELS; i++) {
 
349
      (*it->lf_stats_)[s][i] = 0;
 
350
    }
 
351
  }
 
352
}
 
353
 
 
354
void VP8StoreFilterStats(VP8EncIterator* const it) {
 
355
  int d;
 
356
  const int s = it->mb_->segment_;
 
357
  const int level0 = it->enc_->dqm_[s].fstrength_;  // TODO: ref_lf_delta[]
 
358
 
 
359
  // explore +/-quant range of values around level0
 
360
  const int delta_min = -it->enc_->dqm_[s].quant_;
 
361
  const int delta_max = it->enc_->dqm_[s].quant_;
 
362
  const int step_size = (delta_max - delta_min >= 4) ? 4 : 1;
 
363
 
 
364
  if (!it->lf_stats_) return;
 
365
 
 
366
  // NOTE: Currently we are applying filter only across the sublock edges
 
367
  // There are two reasons for that.
 
368
  // 1. Applying filter on macro block edges will change the pixels in
 
369
  // the left and top macro blocks. That will be hard to restore
 
370
  // 2. Macro Blocks on the bottom and right are not yet compressed. So we
 
371
  // cannot apply filter on the right and bottom macro block edges.
 
372
  if (it->mb_->type_ == 1 && it->mb_->skip_) return;
 
373
 
 
374
  // Always try filter level  zero
 
375
  (*it->lf_stats_)[s][0] += GetMBSSIM(it->yuv_in_, it->yuv_out_);
 
376
 
 
377
  for (d = delta_min; d <= delta_max; d += step_size) {
 
378
    const int level = level0 + d;
 
379
    if (level <= 0 || level >= MAX_LF_LEVELS) {
 
380
      continue;
 
381
    }
 
382
    DoFilter(it, level);
 
383
    (*it->lf_stats_)[s][level] += GetMBSSIM(it->yuv_in_, it->yuv_out2_);
 
384
  }
 
385
}
 
386
 
 
387
void VP8AdjustFilterStrength(VP8EncIterator* const it) {
 
388
  int s;
 
389
  VP8Encoder* const enc = it->enc_;
 
390
 
 
391
  if (!it->lf_stats_) {
 
392
    return;
 
393
  }
 
394
  for (s = 0; s < NUM_MB_SEGMENTS; s++) {
 
395
    int i, best_level = 0;
 
396
    // Improvement over filter level 0 should be at least 1e-5 (relatively)
 
397
    double best_v = 1.00001 * (*it->lf_stats_)[s][0];
 
398
    for (i = 1; i < MAX_LF_LEVELS; i++) {
 
399
      const double v = (*it->lf_stats_)[s][i];
 
400
      if (v > best_v) {
 
401
        best_v = v;
 
402
        best_level = i;
 
403
      }
 
404
    }
 
405
    enc->dqm_[s].fstrength_ = best_level;
 
406
  }
 
407
}
 
408
 
 
409
#if defined(__cplusplus) || defined(c_plusplus)
 
410
}    // extern "C"
 
411
#endif