SVT-AV1 svt_aom_motion_estimation_kernel 函数分析
void *svt_aom_motion_estimation_kernel(void *input_ptr) // 运动估计内核主函数，接收线程输入参数
{
// 从输入参数中获取线程上下文指针
EbThreadContext * thread_ctx = (EbThreadContext *)input_ptr;
// 从线程上下文中获取运动估计上下文指针
MotionEstimationContext_t *me_context_ptr = (MotionEstimationContext_t *)thread_ctx->priv;
// 输入结果包装器指针，用于接收来自上游的数据
EbObjectWrapper * in_results_wrapper_ptr;
// 输出结果包装器指针，用于向下游传递处理结果
EbObjectWrapper * out_results_wrapper;
for (;;) { // 无限循环，持续处理输入的图片数据
// 从输入FIFO队列中获取完整的图片决策结果对象
EB_GET_FULL_OBJECT(me_context_ptr->picture_decision_results_input_fifo_ptr,
&in_results_wrapper_ptr);
// 从包装器中提取图片决策结果指针
PictureDecisionResults *in_results_ptr = (PictureDecisionResults *)
in_results_wrapper_ptr->object_ptr;
// 从输入结果中获取图片父控制集指针，包含当前图片的所有控制信息
PictureParentControlSet *pcs = (PictureParentControlSet *)
in_results_ptr->pcs_wrapper->object_ptr;
// 获取序列控制集指针，包含编码序列的全局配置参数
SequenceControlSet *scs = pcs->scs;
// 根据输入任务类型设置相应的运动估计类型
if (in_results_ptr->task_type == TASK_TFME)
// 如果是时域滤波运动估计任务，设置为MCTF模式
me_context_ptr->me_ctx->me_type = ME_MCTF;
else if (in_results_ptr->task_type == TASK_PAME || in_results_ptr->task_type == TASK_SUPERRES_RE_ME)
// 如果是预分析运动估计或超分辨率重新运动估计任务，设置为开环模式
me_context_ptr->me_ctx->me_type = ME_OPEN_LOOP;
else if (in_results_ptr->task_type == TASK_DG_DETECTOR_HME)
// 如果是动态GOP检测分层运动估计任务，设置为检测器模式
me_context_ptr->me_ctx->me_type = ME_DG_DETECTOR;
// 运动估计内核信号推导：根据任务类型设置具体的ME参数
if ((in_results_ptr->task_type == TASK_PAME) ||
(in_results_ptr->task_type == TASK_SUPERRES_RE_ME))
// 对于预分析或超分辨率重新ME任务，推导标准运动估计信号
svt_aom_sig_deriv_me(scs, pcs, me_context_ptr->me_ctx);
else if (in_results_ptr->task_type == TASK_TFME)
// 对于时域滤波任务，推导特定的时域滤波运动估计信号
svt_aom_sig_deriv_me_tf(pcs, me_context_ptr->me_ctx);
// 处理预分析运动估计和超分辨率重新运动估计任务
if ((in_results_ptr->task_type == TASK_PAME) ||
(in_results_ptr->task_type == TASK_SUPERRES_RE_ME)) {
// 1/16分辨率图片缓冲区指针，用于粗粒度运动搜索
EbPictureBufferDesc *sixteenth_picture_ptr;
// 1/4分辨率图片缓冲区指针，用于中等粒度运动搜索
EbPictureBufferDesc *quarter_picture_ptr;
// 填充后的输入图片缓冲区指针，用于边界处理
EbPictureBufferDesc *input_padded_pic;
// 原始输入图片缓冲区指针
EbPictureBufferDesc *input_pic;
// 预分析引用对象指针，包含各种分辨率的图片数据
EbPaReferenceObject *pa_ref_obj_;
// 断言检查引用图片的生命周期计数 (调试版本使用)
//assert((int)pcs->pa_ref_pic_wrapper->live_count > 0);
// 从图片控制集中获取预分析引用对象
pa_ref_obj_ = (EbPaReferenceObject *)
pcs->pa_ref_pic_wrapper->object_ptr;
// 设置1/4和1/16分辨率的ME输入缓冲区，已经过滤或抽取
// 获取1/4分辨率下采样图片指针，用于分层运动估计的中层
quarter_picture_ptr = (EbPictureBufferDesc *)
pa_ref_obj_->quarter_downsampled_picture_ptr;
// 获取1/16分辨率下采样图片指针，用于分层运动估计的最粗层
sixteenth_picture_ptr = (EbPictureBufferDesc *)
pa_ref_obj_->sixteenth_downsampled_picture_ptr;
// 获取填充后的输入图片，确保边界像素可用于运动搜索
input_padded_pic = (EbPictureBufferDesc *)pa_ref_obj_->input_padded_pic;
// 获取增强后的输入图片，通常是经过预处理的原始图片
input_pic = pcs->enhanced_pic;
// 图片分段处理：将图片划分为多个段以支持并行处理
// 获取当前处理的段索引
uint32_t segment_index = in_results_ptr->segment_index;
// 计算图片宽度包含的64x64块数量（向上取整）
uint32_t pic_width_in_b64 = (pcs->aligned_width + scs->b64_size - 1) / scs->b64_size;
// 计算图片高度包含的64x64块数量（向上取整）
uint32_t picture_height_in_b64 = (pcs->aligned_height + scs->b64_size - 1) / scs->b64_size;
// Y方向段索引
uint32_t y_segment_index;
// X方向段索引
uint32_t x_segment_index;
// 将一维段索引转换为二维坐标(x,y)
SEGMENT_CONVERT_IDX_TO_XY(segment_index, x_segment_index, y_segment_index, pcs->me_segments_column_count);
// 计算当前段在X方向的起始64x64块索引
uint32_t x_b64_start_index = SEGMENT_START_IDX(x_segment_index, pic_width_in_b64, pcs->me_segments_column_count);
// 计算当前段在X方向的结束64x64块索引
uint32_t x_b64_end_index = SEGMENT_END_IDX(x_segment_index, pic_width_in_b64, pcs->me_segments_column_count);
// 计算当前段在Y方向的起始64x64块索引
uint32_t y_b64_start_index = SEGMENT_START_IDX(y_segment_index, picture_height_in_b64, pcs->me_segments_row_count);
// 计算当前段在Y方向的结束64x64块索引
uint32_t y_b64_end_index = SEGMENT_END_IDX(y_segment_index, picture_height_in_b64, pcs->me_segments_row_count);
// 初始化运动估计跳过标志
Bool skip_me = FALSE;
// 检查当前图片是否应该跳过运动估计（例如在多遍编码中）
if (svt_aom_is_pic_skipped(pcs)) //判断图片是否被跳过
skip_me = TRUE;
// 为第一遍编码跳过ME，因为ME已经执行过了
if (!skip_me) {
// 只对非I帧执行运动估计（I帧只有帧内预测）
if (pcs->slice_type != I_SLICE) {
// 如果引用图片的分辨率与输入不同，使用缩放的源引用
svt_aom_use_scaled_source_refs_if_needed(pcs,
input_pic,
pa_ref_obj_,
&input_padded_pic,
&quarter_picture_ptr,
&sixteenth_picture_ptr);
// 64x64块级运动估计循环：遍历当前段内的所有64x64块
// Y方向遍历当前段内的64x64块
for (uint32_t y_b64_index = y_b64_start_index; y_b64_index < y_b64_end_index; ++y_b64_index) {
// X方向遍历当前段内的64x64块
for (uint32_t x_b64_index = x_b64_start_index; x_b64_index < x_b64_end_index; ++x_b64_index) {
// 计算当前64x64块在整个图片中的线性索引
uint32_t b64_index = (uint16_t)(x_b64_index + y_b64_index * pic_width_in_b64);
// 计算当前64x64块在图片中的X坐标起始位置（像素单位）
uint32_t b64_origin_x = x_b64_index * scs->b64_size;
// 计算当前64x64块在图片中的Y坐标起始位置（像素单位）
uint32_t b64_origin_y = y_b64_index * scs->b64_size;
// 从输入图片加载64x64块到中间缓冲区
// 计算当前64x64块在输入图片缓冲区中的起始位置索引
uint32_t buffer_index = (input_pic->org_y + b64_origin_y) * input_pic->stride_y +
input_pic->org_x + b64_origin_x;
#ifdef ARCH_X86_64
// 获取当前64x64块在填充图片中的起始指针
uint8_t *src_ptr = &input_padded_pic->buffer_y[buffer_index];
// 计算实际的块高度（处理图片边界情况）
uint32_t b64_height = (pcs->aligned_height - b64_origin_y) < BLOCK_SIZE_64
? pcs->aligned_height - b64_origin_y : BLOCK_SIZE_64;
// 数据预取优化：提前加载数据到CPU缓存以提高访问速度
// 预取提示级别：_MM_HINT_T0(L1), _MM_HINT_T1(L2), _MM_HINT_T2(L3), _MM_HINT_NTA(非时间局部性)
for (uint32_t i = 0; i < b64_height; i++) {
// 计算每行数据的地址并预取到L3缓存
char const *p = (char const *)(src_ptr + i * input_padded_pic->stride_y);
_mm_prefetch(p, _MM_HINT_T2);
}
#endif
// 设置运动估计上下文中的64x64块源数据指针
me_context_ptr->me_ctx->b64_src_ptr = &input_padded_pic->buffer_y[buffer_index];
// 设置源数据的行步长（stride）
me_context_ptr->me_ctx->b64_src_stride = input_padded_pic->stride_y;
// 加载1/4分辨率抽取的超级块到1/4中间超级块缓冲区
if (me_context_ptr->me_ctx->enable_hme_level1_flag) {
// 计算1/4分辨率图片中对应位置的缓冲区索引（坐标右移1位即除以2）
buffer_index = (quarter_picture_ptr->org_y + (b64_origin_y >> 1)) * quarter_picture_ptr->stride_y +
quarter_picture_ptr->org_x + (b64_origin_x >> 1);
// 设置1/4分辨率64x64块缓冲区指针
me_context_ptr->me_ctx->quarter_b64_buffer = &quarter_picture_ptr->buffer_y[buffer_index];
// 设置1/4分辨率缓冲区的行步长
me_context_ptr->me_ctx->quarter_b64_buffer_stride = quarter_picture_ptr->stride_y;
}
// 加载1/16分辨率抽取的超级块到1/16中间超级块缓冲区
if (me_context_ptr->me_ctx->enable_hme_level0_flag) {
// 计算1/16分辨率图片中对应位置的缓冲区索引（坐标右移2位即除以4）
buffer_index = (sixteenth_picture_ptr->org_y + (b64_origin_y >> 2)) * sixteenth_picture_ptr->stride_y +
sixteenth_picture_ptr->org_x + (b64_origin_x >> 2);
// 设置1/16分辨率64x64块缓冲区指针
me_context_ptr->me_ctx->sixteenth_b64_buffer = &sixteenth_picture_ptr->buffer_y[buffer_index];
// 设置1/16分辨率缓冲区的行步长
me_context_ptr->me_ctx->sixteenth_b64_buffer_stride = sixteenth_picture_ptr->stride_y;
}
// 设置运动估计类型为开环模式
me_context_ptr->me_ctx->me_type = ME_OPEN_LOOP;
// 配置运动估计搜索参数（仅适用于PAME和超分辨率重新ME任务）
if ((in_results_ptr->task_type == TASK_PAME) || (in_results_ptr->task_type == TASK_SUPERRES_RE_ME)) {
// 设置要搜索的引用列表数量：P帧只搜索List0，B帧搜索List0+List1
me_context_ptr->me_ctx->num_of_list_to_search =
(pcs->slice_type == P_SLICE) ? 1 /*只搜索List 0*/
: 2 /*搜索List 0 + 1*/;
// 设置List0中要搜索的引用图片数量
me_context_ptr->me_ctx->num_of_ref_pic_to_search[0] = pcs->ref_list0_count_try;
// 对于B帧，设置List1中要搜索的引用图片数量
if (pcs->slice_type == B_SLICE)
me_context_ptr->me_ctx->num_of_ref_pic_to_search[1] = pcs->ref_list1_count_try;
// 设置当前图片的时域层索引
me_context_ptr->me_ctx->temporal_layer_index = pcs->temporal_layer_index;
// 设置当前图片是否为引用图片标志
me_context_ptr->me_ctx->is_ref = pcs->is_ref;
// 处理帧缩放（超分辨率或调整大小）情况下的引用图片配置
if (pcs->frame_superres_enabled || pcs->frame_resize_enabled) {
// 遍历所有引用列表（List0和List1）
for (int i = 0; i < me_context_ptr->me_ctx->num_of_list_to_search; i++) {
// 遍历当前列表中的所有引用图片
for (int j = 0; j < me_context_ptr->me_ctx->num_of_ref_pic_to_search[i]; j++) {
// 断言检查引用图片的生命周期计数（调试版本）
//assert((int)pcs->ref_pa_pic_ptr_array[i][j]->live_count > 0);
// 获取超分辨率分母索引
uint8_t sr_denom_idx = svt_aom_get_denom_idx(pcs->superres_denom);
// 获取调整大小分母索引
uint8_t resize_denom_idx = svt_aom_get_denom_idx(pcs->resize_denom);
// 获取引用对象指针
EbPaReferenceObject *ref_object =
(EbPaReferenceObject *)pcs->ref_pa_pic_ptr_array[i][j]->object_ptr;
// 设置缩放后的全分辨率引用图片指针
me_context_ptr->me_ctx->me_ds_ref_array[i][j].picture_ptr =
ref_object->downscaled_input_padded_picture_ptr[sr_denom_idx][resize_denom_idx];
// 设置缩放后的1/4分辨率引用图片指针
me_context_ptr->me_ctx->me_ds_ref_array[i][j].quarter_picture_ptr =
ref_object->downscaled_quarter_downsampled_picture_ptr[sr_denom_idx][resize_denom_idx];
// 设置缩放后的1/16分辨率引用图片指针
me_context_ptr->me_ctx->me_ds_ref_array[i][j].sixteenth_picture_ptr =
ref_object->downscaled_sixteenth_downsampled_picture_ptr[sr_denom_idx][resize_denom_idx];
// 设置引用图片的编号
me_context_ptr->me_ctx->me_ds_ref_array[i][j].picture_number =
ref_object->picture_number;
}
}
} else {
// 处理正常情况（无帧缩放）下的引用图片配置
// 遍历所有引用列表（List0和List1）
for (int i = 0; i < me_context_ptr->me_ctx->num_of_list_to_search; i++) {
// 遍历当前列表中的所有引用图片
for (int j = 0; j < me_context_ptr->me_ctx->num_of_ref_pic_to_search[i]; j++) {
// 断言检查引用图片的生命周期计数（调试版本）
//assert((int)pcs->ref_pa_pic_ptr_array[i][j]->live_count > 0);
// 获取引用对象指针
EbPaReferenceObject *ref_object =
(EbPaReferenceObject *)pcs->ref_pa_pic_ptr_array[i][j]->object_ptr;
// 设置原始全分辨率引用图片指针
me_context_ptr->me_ctx->me_ds_ref_array[i][j].picture_ptr =
ref_object->input_padded_pic;
// 设置原始1/4分辨率引用图片指针
me_context_ptr->me_ctx->me_ds_ref_array[i][j].quarter_picture_ptr =
ref_object->quarter_downsampled_picture_ptr;
// 设置原始1/16分辨率引用图片指针
me_context_ptr->me_ctx->me_ds_ref_array[i][j].sixteenth_picture_ptr =
ref_object->sixteenth_downsampled_picture_ptr;
// 设置引用图片的编号
me_context_ptr->me_ctx->me_ds_ref_array[i][j].picture_number =
ref_object->picture_number;
}
}
}
}
// 调用64x64块级运动估计核心函数
// 传入图片控制集、块索引、块坐标、ME上下文和输入图片
svt_aom_motion_estimation_b64(pcs,
b64_index,
b64_origin_x,
b64_origin_y,
me_context_ptr->me_ctx,
input_pic);
// 处理全局运动估计（仅适用于PAME和超分辨率重新ME任务）
if ((in_results_ptr->task_type == TASK_PAME) || (in_results_ptr->task_type == TASK_SUPERRES_RE_ME)) {
// 获取互斥锁，保护共享的已处理块计数器
svt_block_on_mutex(pcs->me_processed_b64_mutex);
// 增加已处理的64x64块计数
pcs->me_processed_b64_count++;
// 检查是否所有超级块的ME都已完成，以便执行全局运动估计
if (pcs->me_processed_b64_count == pcs->b64_total_count) {
// 如果启用了全局运动且满足条件，执行全局运动估计
if (pcs->gm_ctrls.enabled && (!pcs->gm_ctrls.pp_enabled || pcs->gm_pp_detected)) {
svt_aom_global_motion_estimation(pcs, input_pic);
} else {
// 当全局运动关闭时，初始化全局运动状态为OFF
memset(pcs->is_global_motion, FALSE, MAX_NUM_OF_REF_PIC_LIST * REF_LIST_MAX_DEPTH);
}
}
// 释放互斥锁
svt_release_mutex(pcs->me_processed_b64_mutex);
}
}
}
}
// 如果未启用环内最优帧内搜索且启用了时域预测布局，执行开环帧内搜索
if (scs->in_loop_ois == 0 && pcs->tpl_ctrls.enable)
// Y方向遍历当前段内的64x64块
for (uint32_t y_b64_index = y_b64_start_index; y_b64_index < y_b64_end_index; ++y_b64_index)
// X方向遍历当前段内的64x64块
for (uint32_t x_b64_index = x_b64_start_index; x_b64_index < x_b64_end_index; ++x_b64_index) {
// 计算当前64x64块的线性索引
uint32_t b64_index = (uint16_t)(x_b64_index + y_b64_index * pic_width_in_b64);
// 对当前块执行开环帧内搜索，为TPL（时域预测布局）提供信息
svt_aom_open_loop_intra_search_mb(pcs, b64_index, input_pic);
}
}
// 从输出FIFO队列获取空的结果对象
svt_get_empty_object(me_context_ptr->motion_estimation_results_output_fifo_ptr,
&out_results_wrapper);
// 从结果包装器中提取运动估计结果指针
MotionEstimationResults *out_results = (MotionEstimationResults *)
out_results_wrapper->object_ptr;
// 将输入的图片控制集包装器传递给输出结果
out_results->pcs_wrapper = in_results_ptr->pcs_wrapper;
// 传递段索引
out_results->segment_index = segment_index;
// 传递任务类型
out_results->task_type = in_results_ptr->task_type;
// 释放输入结果对象，表示已处理完成
svt_release_object(in_results_wrapper_ptr);
// 将完整的结果对象发送到输出队列，供下游模块使用
svt_post_full_object(out_results_wrapper);
} else if (in_results_ptr->task_type == TASK_TFME) {
// 处理时域滤波运动估计任务
// 全局运动预处理（仅针对基础B帧）
if (pcs->gm_ctrls.pp_enabled && pcs->gm_pp_enabled && in_results_ptr->segment_index==0)
// 执行全局运动预处理器，为时域滤波准备参数
svt_aom_gm_pre_processor(
pcs,
pcs->temp_filt_pcs_list);
// 开始时域滤波处理
// 设置运动估计类型为运动补偿时域滤波(MCTF)
me_context_ptr->me_ctx->me_type = ME_MCTF;
// 初始化时域滤波，处理指定段的数据
svt_av1_init_temporal_filtering(
pcs->temp_filt_pcs_list, pcs, me_context_ptr, in_results_ptr->segment_index);
// 释放输入结果对象
svt_release_object(in_results_wrapper_ptr);
} else if (in_results_ptr->task_type == TASK_DG_DETECTOR_HME) {
// 处理动态GOP检测分层运动估计任务
// 执行0级分层运动估计检测器，用于动态GOP结构优化
dg_detector_hme_level0(pcs, in_results_ptr->segment_index);
// 释放输入结果对象
svt_release_object(in_results_wrapper_ptr);
}
} // 主循环结束
// 函数返回NULL，表示线程正常退出
return NULL;
}
// clang-format on