git.sesse.net Git - x264/blob - core/mc.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * mc.c: h264 encoder library (Motion Compensation)
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003 Laurent Aimar
   5  * $Id: mc.c,v 1.1 2004/06/03 19:27:07 fenrir Exp $
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  22  *****************************************************************************/
  23
  24 #include <stdlib.h>
  25 #include <stdio.h>
  26 #include <string.h>
  27 #include <stdint.h>
  28
  29 #include "../x264.h"
  30
  31 #include "mc.h"
  32 #include "clip1.h"
  33
  34 #ifdef _MSC_VER
  35 #undef HAVE_MMXEXT  /* not finished now */
  36 #endif
  37 #ifdef HAVE_MMXEXT
  38 #   include "i386/mc.h"
  39 #endif
  40 #ifdef HAVE_ALTIVEC
  41 #   include "ppc/mc.h"
  42 #endif
  43
  44
  45 static inline int x264_tapfilter( uint8_t *pix, int i_pix_next )
  46 {
  47     return pix[-2*i_pix_next] - 5*pix[-1*i_pix_next] + 20*(pix[0] + pix[1*i_pix_next]) - 5*pix[ 2*i_pix_next] + pix[ 3*i_pix_next];
  48 }
  49 static inline int x264_tapfilter1( uint8_t *pix )
  50 {
  51     return pix[-2] - 5*pix[-1] + 20*(pix[0] + pix[1]) - 5*pix[ 2] + pix[ 3];
  52 }
  53
  54 static inline void pixel_avg( uint8_t *dst,  int i_dst_stride,
  55                               uint8_t *src1, int i_src1_stride,
  56                               uint8_t *src2, int i_src2_stride,
  57                               int i_width, int i_height )
  58 {
  59     int x, y;
  60     for( y = 0; y < i_height; y++ )
  61     {
  62         for( x = 0; x < i_width; x++ )
  63         {
  64             dst[x] = ( src1[x] + src2[x] + 1 ) >> 1;
  65         }
  66         dst  += i_dst_stride;
  67         src1 += i_src1_stride;
  68         src2 += i_src2_stride;
  69     }
  70 }
  71
  72 typedef void (*pf_mc_t)(uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height );
  73
  74 static void mc_copy( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
  75 {
  76     int y;
  77
  78     for( y = 0; y < i_height; y++ )
  79     {
  80         memcpy( dst, src, i_width );
  81
  82         src += i_src_stride;
  83         dst += i_dst_stride;
  84     }
  85 }
  86 static inline void mc_hh( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
  87 {
  88     int x, y;
  89
  90     for( y = 0; y < i_height; y++ )
  91     {
  92         for( x = 0; x < i_width; x++ )
  93         {
  94             dst[x] = x264_mc_clip1( ( x264_tapfilter1( &src[x] ) + 16 ) >> 5 );
  95         }
  96         src += i_src_stride;
  97         dst += i_dst_stride;
  98     }
  99 }
 100 static inline void mc_hv( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 101 {
 102     int x, y;
 103
 104     for( y = 0; y < i_height; y++ )
 105     {
 106         for( x = 0; x < i_width; x++ )
 107         {
 108             dst[x] = x264_mc_clip1( ( x264_tapfilter( &src[x], i_src_stride ) + 16 ) >> 5 );
 109         }
 110         src += i_src_stride;
 111         dst += i_dst_stride;
 112     }
 113 }
 114 static inline void mc_hc( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 115 {
 116     uint8_t *out;
 117     uint8_t *pix;
 118     int x, y;
 119
 120     for( x = 0; x < i_width; x++ )
 121     {
 122         int tap[6];
 123
 124         pix = &src[x];
 125         out = &dst[x];
 126
 127         tap[0] = x264_tapfilter1( &pix[-2*i_src_stride] );
 128         tap[1] = x264_tapfilter1( &pix[-1*i_src_stride] );
 129         tap[2] = x264_tapfilter1( &pix[ 0*i_src_stride] );
 130         tap[3] = x264_tapfilter1( &pix[ 1*i_src_stride] );
 131         tap[4] = x264_tapfilter1( &pix[ 2*i_src_stride] );
 132
 133         for( y = 0; y < i_height; y++ )
 134         {
 135             tap[5] = x264_tapfilter1( &pix[ 3*i_src_stride] );
 136
 137             *out = x264_mc_clip1( ( tap[0] - 5*tap[1] + 20 * tap[2] + 20 * tap[3] -5*tap[4] + tap[5] + 512 ) >> 10 );
 138
 139             /* Next line */
 140             pix += i_src_stride;
 141             out += i_dst_stride;
 142             tap[0] = tap[1];
 143             tap[1] = tap[2];
 144             tap[2] = tap[3];
 145             tap[3] = tap[4];
 146             tap[4] = tap[5];
 147         }
 148     }
 149 }
 150
 151 /* mc I+H */
 152 static void mc_xy10( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 153 {
 154     uint8_t tmp[16*16];
 155     mc_hh( src, i_src_stride, tmp, i_width, i_width, i_height );
 156     pixel_avg( dst, i_dst_stride, src, i_src_stride, tmp, i_width, i_width, i_height );
 157 }
 158 static void mc_xy30( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 159 {
 160     uint8_t tmp[16*16];
 161     mc_hh( src, i_src_stride, tmp, i_width, i_width, i_height );
 162     pixel_avg( dst, i_dst_stride, src+1, i_src_stride, tmp, i_width, i_width, i_height );
 163 }
 164 /* mc I+V */
 165 static void mc_xy01( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 166 {
 167     uint8_t tmp[16*16];
 168     mc_hv( src, i_src_stride, tmp, i_width, i_width, i_height );
 169     pixel_avg( dst, i_dst_stride, src, i_src_stride, tmp, i_width, i_width, i_height );
 170 }
 171 static void mc_xy03( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 172 {
 173     uint8_t tmp[16*16];
 174     mc_hv( src, i_src_stride, tmp, i_width, i_width, i_height );
 175     pixel_avg( dst, i_dst_stride, src+i_src_stride, i_src_stride, tmp, i_width, i_width, i_height );
 176 }
 177 /* H+V */
 178 static void mc_xy11( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 179 {
 180     uint8_t tmp1[16*16];
 181     uint8_t tmp2[16*16];
 182
 183     mc_hv( src, i_src_stride, tmp1, i_width, i_width, i_height );
 184     mc_hh( src, i_src_stride, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 185     pixel_avg( dst, i_dst_stride, tmp1, i_width, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 186 }
 187 static void mc_xy31( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 188 {
 189     uint8_t tmp1[16*16];
 190     uint8_t tmp2[16*16];
 191
 192     mc_hv( src+1, i_src_stride, tmp1, i_width, i_width, i_height );
 193     mc_hh( src,   i_src_stride, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 194     pixel_avg( dst, i_dst_stride, tmp1, i_width, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 195 }
 196 static void mc_xy13( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 197 {
 198     uint8_t tmp1[16*16];
 199     uint8_t tmp2[16*16];
 200
 201     mc_hv( src,              i_src_stride, tmp1, i_width, i_width, i_height );
 202     mc_hh( src+i_src_stride, i_src_stride, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 203     pixel_avg( dst, i_dst_stride, tmp1, i_width, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 204 }
 205 static void mc_xy33( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 206 {
 207     uint8_t tmp1[16*16];
 208     uint8_t tmp2[16*16];
 209
 210     mc_hv( src+1,            i_src_stride, tmp1, i_width, i_width, i_height );
 211     mc_hh( src+i_src_stride, i_src_stride, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 212     pixel_avg( dst, i_dst_stride, tmp1, i_width, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 213 }
 214 static void mc_xy21( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 215 {
 216     uint8_t tmp1[16*16];
 217     uint8_t tmp2[16*16];
 218
 219     mc_hc( src, i_src_stride, tmp1, i_width, i_width, i_height );
 220     mc_hh( src, i_src_stride, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 221     pixel_avg( dst, i_dst_stride, tmp1, i_width, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 222 }
 223 static void mc_xy12( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 224 {
 225     uint8_t tmp1[16*16];
 226     uint8_t tmp2[16*16];
 227
 228     mc_hc( src, i_src_stride, tmp1, i_width, i_width, i_height );
 229     mc_hv( src, i_src_stride, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 230     pixel_avg( dst, i_dst_stride, tmp1, i_width, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 231 }
 232 static void mc_xy32( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 233 {
 234     uint8_t tmp1[16*16];
 235     uint8_t tmp2[16*16];
 236
 237     mc_hc( src,   i_src_stride, tmp1, i_width, i_width, i_height );
 238     mc_hv( src+1, i_src_stride, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 239     pixel_avg( dst, i_dst_stride, tmp1, i_width, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 240 }
 241 static void mc_xy23( uint8_t *src, int i_src_stride, uint8_t *dst, int i_dst_stride, int i_width, int i_height )
 242 {
 243     uint8_t tmp1[16*16];
 244     uint8_t tmp2[16*16];
 245
 246     mc_hc( src,              i_src_stride, tmp1, i_width, i_width, i_height );
 247     mc_hh( src+i_src_stride, i_src_stride, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 248     pixel_avg( dst, i_dst_stride, tmp1, i_width, tmp2, i_width, i_width, i_height );
 249 }
 250
 251 static void motion_compensation_luma( uint8_t *src, int i_src_stride,
 252                                       uint8_t *dst, int i_dst_stride,
 253                                       int mvx,int mvy,
 254                                       int i_width, int i_height )
 255 {
 256     static pf_mc_t pf_mc[4][4] =    /*XXX [dqy][dqx] */
 257     {
 258         { mc_copy,  mc_xy10,    mc_hh,      mc_xy30 },
 259         { mc_xy01,  mc_xy11,    mc_xy21,    mc_xy31 },
 260         { mc_hv,    mc_xy12,    mc_hc,      mc_xy32 },
 261         { mc_xy03,  mc_xy13,    mc_xy23,    mc_xy33 },
 262     };
 263
 264     src += (mvy >> 2) * i_src_stride + (mvx >> 2);
 265     pf_mc[mvy&0x03][mvx&0x03]( src, i_src_stride, dst, i_dst_stride, i_width, i_height );
 266 }
 267
 268 /* full chroma mc (ie until 1/8 pixel)*/
 269 static void motion_compensation_chroma( uint8_t *src, int i_src_stride,
 270                                         uint8_t *dst, int i_dst_stride,
 271                                         int mvx, int mvy,
 272                                         int i_width, int i_height )
 273 {
 274     uint8_t *srcp;
 275     int x, y;
 276
 277     const int d8x = mvx&0x07;
 278     const int d8y = mvy&0x07;
 279
 280     const int cA = (8-d8x)*(8-d8y);
 281     const int cB = d8x    *(8-d8y);
 282     const int cC = (8-d8x)*d8y;
 283     const int cD = d8x    *d8y;
 284
 285     src  += (mvy >> 3) * i_src_stride + (mvx >> 3);
 286     srcp = &src[i_src_stride];
 287
 288     for( y = 0; y < i_height; y++ )
 289     {
 290         for( x = 0; x < i_width; x++ )
 291         {
 292             dst[x] = ( cA*src[x]  + cB*src[x+1] +
 293                        cC*srcp[x] + cD*srcp[x+1] + 32 ) >> 6;
 294         }
 295         dst  += i_dst_stride;
 296
 297         src   = srcp;
 298         srcp += i_src_stride;
 299     }
 300 }
 301
 302 void x264_mc_init( int cpu, x264_mc_function_t pf[2] )
 303 {
 304     pf[MC_LUMA]   = motion_compensation_luma;
 305     pf[MC_CHROMA] = motion_compensation_chroma;
 306
 307 #ifdef HAVE_MMXEXT
 308     if( cpu&X264_CPU_MMXEXT )
 309     {
 310         x264_mc_mmxext_init( pf );
 311     }
 312 #endif
 313 #ifdef HAVE_ALTIVEC
 314     if( cpu&X264_CPU_ALTIVEC )
 315     {
 316         x264_mc_altivec_init( pf );
 317     }
 318 #endif
 319 }
 320