openh264 帧内预测编码过程源码分析

news2025/1/10 4:18:07

函数关系

在这里插入图片描述

说明：
可以看到完成帧内预测编码的核心函数就是 WelsMdI16x16、WelsMdI4x4、WelsMdI4x4Fast 、WelsMdIntraChroma 四个函数。

原理

WelsMdI16x16函数

功能：针对16x16像素块的帧内模式决策
过程：

局部变量申明；
根据宏块的领域宏块情况计算得出iOffset；
iAvailCount 和 kpAvailMode 用于获取当前宏块可用的帧内预测模式数量和预测模式列表；
如果iAvailCount大于 3，且提供 pfIntra16x16Combined3函数；
则调用pfIntra16x16Combined3函数来获取最佳模式iBestMode和成本iBestCost；
从kpAvailMode[3]中确定当前模式iCurMode，表明考虑第四种模式；
调用pfGetLumaI16x16Pred函数，根据当前模式编号 iCurMode 生成预测块，并将结果存储在 pDst 中；
pfMdCost[BLOCK_16x16] 函数计算当前预测块 pDst 和编码图像 pEnc 之间的成本iCurCost；
iCurCost小于iBestCost，
将iCurMode和iCurCost确定最佳模式iBestMode和成本iBestCost；

否则，
则调用pfGetLumaI16x16Pred函数使用最佳模式iBestMode重新生成预测块，并存储在 pDst 中；

iIdx 被设置为1，最佳成本 iBestCost 被加上量化参数 iLambda，作为总开销；

否则
iBestMode 被初始化为第一个可用模式，即 kpAvailMode[0];
for 循环遍历所有可用的模式iAvailCount；
在每次循环迭代中，iCurMode 被设置为当前考虑的模式编号iCurMode；
调用 pfGetLumaI16x16Pred[iCurMode] 函数，根据当前模式编号 iCurMode 生成预测块；
使用 pfMdCost[BLOCK_16x16] 函数计算当前预测块 pDst 和编码图像 pEnc 之间的成本iCurCost；
iCurCost 加上量化参数 iLambda 与当前模式编号的编码长度（使用 BsSizeUE 函数和 g_kiMapModeI16x16 数组计算）的乘积；
如果 iCurCost小于 iBestCost；
更新iBestMode、iBestCost、iIdx、pDst；iIdx 通过异或操作 ^ 0x01 来切换，这在每次找到更好的模式时都会发生；
iIdx用来指向预测块pPredI16x16；

更新缓存SMbCache中pMemPredChroma、pMemPredLuma、uiLumaI16x16Mode；
返回最佳代价iBestCost。

原理图：
说明：

pfGetLumaI16x16Pred函数指针根据不同的模式指向不同的函数，具体在WelsInitIntraPredFuncs函数中定义。
pfMdCost函数指针根据 fastmode 模式指向pfSampleSad或pfSampleSatd函数指针，而且根据不同预测模式指向不同的函数实现，具体在WelsInitSampleSadFunc函数中定义。

源码：

int32_t WelsMdI16x16 (SWelsFuncPtrList* pFunc, SDqLayer* pCurDqLayer, SMbCache* pMbCache, int32_t iLambda) {
  const int8_t*  kpAvailMode;
  int32_t iAvailCount;
  int32_t iIdx = 0;
  uint8_t* pPredI16x16[2] = {pMbCache->pMemPredMb, pMbCache->pMemPredMb + 256};
  uint8_t* pDst       = pPredI16x16[0];
  uint8_t* pDec       = pMbCache->SPicData.pCsMb[0];
  uint8_t* pEnc       = pMbCache->SPicData.pEncMb[0];
  int32_t iLineSizeDec = pCurDqLayer->iCsStride[0];
  int32_t iLineSizeEnc = pCurDqLayer->iEncStride[0];
  int32_t i, iCurCost, iCurMode, iBestMode, iBestCost = INT_MAX;

  int32_t iOffset = pMbCache->uiNeighborIntra & 0x07;
  iAvailCount = g_kiIntra16AvaliMode[iOffset][4];
  kpAvailMode = g_kiIntra16AvaliMode[iOffset];
  if (iAvailCount > 3 && pFunc->sSampleDealingFuncs.pfIntra16x16Combined3) {
    iBestCost = pFunc->sSampleDealingFuncs.pfIntra16x16Combined3 (pDec, iLineSizeDec, pEnc, iLineSizeEnc, &iBestMode,
                iLambda, pDst/*temp*/);
    iCurMode = kpAvailMode[3];
    pFunc->pfGetLumaI16x16Pred[iCurMode] (pDst, pDec, iLineSizeDec);
    iCurCost = pFunc->sSampleDealingFuncs.pfMdCost[BLOCK_16x16] (pDst, 16, pEnc, iLineSizeEnc) + iLambda * 4 ;
    if (iCurCost < iBestCost) {
      iBestMode = iCurMode;
      iBestCost = iCurCost;
    } else {
      pFunc->pfGetLumaI16x16Pred[iBestMode] (pDst, pDec, iLineSizeDec);
    }
    iIdx = 1;
    iBestCost += iLambda;
  } else {
    iBestMode = kpAvailMode[0];
    for (i = 0; i < iAvailCount; ++ i) {
      iCurMode = kpAvailMode[i];

      assert (iCurMode >= 0 && iCurMode < 7);

      pFunc->pfGetLumaI16x16Pred[iCurMode] (pDst, pDec, iLineSizeDec);
      iCurCost = pFunc->sSampleDealingFuncs.pfMdCost[BLOCK_16x16] (pDst, 16, pEnc, iLineSizeEnc);
      iCurCost += iLambda * (BsSizeUE (g_kiMapModeI16x16[iCurMode]));
      if (iCurCost < iBestCost) {
        iBestMode = iCurMode;
        iBestCost = iCurCost;
        iIdx = iIdx ^ 0x01;
        pDst = pPredI16x16[iIdx];
      }
    }
  }
  pMbCache->pMemPredChroma = pPredI16x16[iIdx];

  pMbCache->pMemPredLuma = pPredI16x16[iIdx ^ 0x01];
  pMbCache->uiLumaI16x16Mode  = iBestMode;
  return iBestCost;
}