av1的环路滤波loopfilter_frame()

1 av1的环路滤波组成

首先从整体上说,环路滤波器的目的是消除(或至少减少)编码后产生的块效应后,将重建图像送入参考列表用于帧内预测和帧间预测。
av1的环路滤波主要包含3个部分: loopfiltercdefrestoration这三个部分的大致作用如下:
loopfilter:对边缘信息进行处理
cdef:通过整块的方差抑制噪声
restoration:进行自我导向滤波或者维纳滤波提升质量
首先看loopfilter的代码,分析在代码的注释中
底层代码主要看三个滤波的部分,这三个部分在loopfilter_frame函数之后之后给出

static void loopfilter_frame(AV1_COMP *cpi, AV1_COMMON *cm) {
  /*环路滤波是一个闭环,这里的cpi和cm都不会传入到解码端
  **AV1_COMMON保存的是编码解码都会使用到的参数和函数
  **AV1_COMP保存的是滤波时候用到的大量标志位等信息
  */
  const int num_planes = av1_num_planes(cm);
  MACROBLOCKD *xd = &cpi->td.mb.e_mbd;
  /*print out qindex     用于输出qindex,不需要的话可以注释掉*/
  int qindex = cpi->td.mb.qindex;
  printf("\norder:%d, qindex:%d", cm->current_frame.order_hint, qindex);
  assert(IMPLIES(is_lossless_requested(&cpi->oxcf),
                 cm->coded_lossless && cm->all_lossless));
  const int use_loopfilter = !cm->coded_lossless && !cm->large_scale_tile;
  const int use_cdef = cm->seq_params.enable_cdef && !cm->coded_lossless &&
                       !cm->large_scale_tile;
  const int use_restoration = cm->seq_params.enable_restoration &&
                              !cm->all_lossless && !cm->large_scale_tile;
  struct loopfilter *lf = &cm->lf;
#if CONFIG_COLLECT_COMPONENT_TIMING
  start_timing(cpi, loop_filter_time);
#endif
  if (use_loopfilter) {//选择滤波强度,av1里面一共有四个等级0123
    aom_clear_system_state();
    av1_pick_filter_level(cpi->source, cpi, cpi->sf.lpf_pick);
  } else {
    lf->filter_level[0] = 0;
    lf->filter_level[1] = 0;
  }
  if (lf->filter_level[0] || lf->filter_level[1]) {
    if (cpi->num_workers > 1)//多线程loopfilter使用_mt
      av1_loop_filter_frame_mt(&cm->cur_frame->buf, cm, xd, 0, num_planes, 0,
#if CONFIG_LPF_MASK
                               0,
#endif
                               cpi->workers, cpi->num_workers,
                               &cpi->lf_row_sync);
    else
      av1_loop_filter_frame(&cm->cur_frame->buf, cm, xd,
#if CONFIG_LPF_MASK
                            0,
#endif
                            0, num_planes, 0);//单线程滤波
    // 1, num_planes, 0);
  }
cdef_restoration_frame(cpi, cm, xd, use_restoration, use_cdef);//进行cdef和restoration

首先看av1_loop_filter_frame这个函数,这里就不给出最底层的计算方法了,我的水平也改动不了
,先大概了解一下loopfilter的工作就好

static void loop_filter_rows(YV12_BUFFER_CONFIG *frame_buffer, AV1_COMMON *cm,
                             MACROBLOCKD *xd, int start, int stop,
#if CONFIG_LPF_MASK
                             int is_decoding,
#endif
                             int plane_start, int plane_end) {
  struct macroblockd_plane *pd = xd->plane;
  const int col_start = 0;
  const int col_end = cm->mi_cols;
  int mi_row, mi_col;
  int plane;
  //滤波强度
  for (plane = plane_start; plane < plane_end; plane++) {
    if (plane == 0 && !(cm->lf.filter_level[0]) && !(cm->lf.filter_level[1]))
      break;
    else if (plane == 1 && !(cm->lf.filter_level_u))
      continue;
    else if (plane == 2 && !(cm->lf.filter_level_v))
      continue;

    if (cm->lf.combine_vert_horz_lf) {
      // filter all vertical and horizontal edges in every 128x128 super block
      //每个128x128的块过滤水平和垂直边缘
      for (mi_row = start; mi_row < stop; mi_row += MAX_MIB_SIZE) {
        for (mi_col = col_start; mi_col < col_end; mi_col += MAX_MIB_SIZE) {
          // filter vertical edges处理垂直边缘
          av1_setup_dst_planes(pd, cm->seq_params.sb_size, frame_buffer, mi_row,
                               mi_col, plane, plane + 1);
          av1_filter_block_plane_vert(cm, xd, plane, &pd[plane], mi_row,
                                      mi_col);
          // filter horizontal edges处理水平边缘
          if (mi_col - MAX_MIB_SIZE >= 0) {
            av1_setup_dst_planes(pd, cm->seq_params.sb_size, frame_buffer,
                                 mi_row, mi_col - MAX_MIB_SIZE, plane,
                                 plane + 1);
            av1_filter_block_plane_horz(cm, xd, plane, &pd[plane], mi_row,
                                        mi_col - MAX_MIB_SIZE);
          }
        }
        // filter horizontal edges
        av1_setup_dst_planes(pd, cm->seq_params.sb_size, frame_buffer, mi_row,
                             mi_col - MAX_MIB_SIZE, plane, plane + 1);
        av1_filter_block_plane_horz(cm, xd, plane, &pd[plane], mi_row,
                                    mi_col - MAX_MIB_SIZE);
      }
    } else {
      // filter all vertical edges in every 128x128 super block
      for (mi_row = start; mi_row < stop; mi_row += MAX_MIB_SIZE) {
        for (mi_col = col_start; mi_col < col_end; mi_col += MAX_MIB_SIZE) {
          av1_setup_dst_planes(pd, cm->seq_params.sb_size, frame_buffer, mi_row,
                               mi_col, plane, plane + 1);
          av1_filter_block_plane_vert(cm, xd, plane, &pd[plane], mi_row,
                                      mi_col);
        }
      }

      // filter all horizontal edges in every 128x128 super block
      for (mi_row = start; mi_row < stop; mi_row += MAX_MIB_SIZE) {
        for (mi_col = col_start; mi_col < col_end; mi_col += MAX_MIB_SIZE) {
          av1_setup_dst_planes(pd, cm->seq_params.sb_size, frame_buffer, mi_row,
                               mi_col, plane, plane + 1);
          av1_filter_block_plane_horz(cm, xd, plane, &pd[plane], mi_row,
                                      mi_col);
        }
      }
    }
  }
}

然后是cdef和restoration函数

static void cdef_restoration_frame(AV1_COMP *cpi, AV1_COMMON *cm,
                                   MACROBLOCKD *xd, int use_restoration,
                                   int use_cdef) {
  if (use_restoration)
    av1_loop_restoration_save_boundary_lines(&cm->cur_frame->buf, cm, 0);

  if (use_cdef) {
#if CONFIG_COLLECT_COMPONENT_TIMING
    start_timing(cpi, cdef_time);
#endif
    // Find CDEF parameters
    av1_cdef_search(&cm->cur_frame->buf, cpi->source, cm, xd,
                    cpi->sf.cdef_pick_method, cpi->td.mb.rdmult);

    // Apply the filter函数入口
    av1_cdef_frame(&cm->cur_frame->buf, cm, xd);
#if CONFIG_COLLECT_COMPONENT_TIMING
    end_timing(cpi, cdef_time);
#endif
  } else {
    cm->cdef_info.cdef_bits = 0;
    cm->cdef_info.cdef_strengths[0] = 0;
    cm->cdef_info.nb_cdef_strengths = 1;
    cm->cdef_info.cdef_uv_strengths[0] = 0;
  }

  superres_post_encode(cpi);

#if CONFIG_COLLECT_COMPONENT_TIMING
  start_timing(cpi, loop_restoration_time);
#endif
  if (use_restoration) {
    av1_loop_restoration_save_boundary_lines(&cm->cur_frame->buf, cm, 1);
    av1_pick_filter_restoration(cpi->source, cpi);
    if (cm->rst_info[0].frame_restoration_type != RESTORE_NONE ||
        cm->rst_info[1].frame_restoration_type != RESTORE_NONE ||
        cm->rst_info[2].frame_restoration_type != RESTORE_NONE) {
      if (cpi->num_workers > 1)//restoration函数入口
        av1_loop_restoration_filter_frame_mt(&cm->cur_frame->buf, cm, 0,
                                             cpi->workers, cpi->num_workers,
                                             &cpi->lr_row_sync, &cpi->lr_ctxt);
      else
        av1_loop_restoration_filter_frame(&cm->cur_frame->buf, cm, 0,
                                          &cpi->lr_ctxt);
    }
  } else {
    cm->rst_info[0].frame_restoration_type = RESTORE_NONE;
    cm->rst_info[1].frame_restoration_type = RESTORE_NONE;
    cm->rst_info[2].frame_restoration_type = RESTORE_NONE;
  }
#if CONFIG_COLLECT_COMPONENT_TIMING
  end_timing(cpi, loop_restoration_time);
#endif
}
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,110评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,443评论 3 395
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 165,474评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,881评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,902评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,698评论 1 305
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,418评论 3 419
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,332评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,796评论 1 316
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,968评论 3 337
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,110评论 1 351
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,792评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,455评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,003评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,130评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,348评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,047评论 2 355