x264 环路滤波原理系列：i_deblocking_filter_alphac0 和 i_deblocking_filter_beta 的应用

i_deblocking_filter_alphac0 和 i_deblocking_filter_beta的应用

1. 功能：在 x264 环路滤波中，i_deblocking_filter_alphac0 和 i_deblocking_filter_beta 是环路滤波模块中两个重要的参数，它们用于控制去块滤波器（deblocking filter）的行为条件。这些参数通常在编码器的配置中进行设置，并对最终编码视频的质量有显著影响。
2. 应用流程：

• 从原理流程可以看到，i_deblocking_filter_alphac0 和 i_deblocking_filter_beta作为是否进行滤波的阈值，以及修改不同边界像素比如 p0、p1、p2、q0、q1、q2的阈值条件，满足不同条件就进行相应的像素调整。
• 第一步：默认值设置，在x264_param_default函数中完成；
• 第二步：根据视频特点或需求调整二者的值，在param_apply_tune函数中完成；
• 第三步：初始化 header 中去块相关变量，主要将i_deblocking_filter_alphac0 和 i_deblocking_filter_beta转换成i_alpha_c0_offset、i_beta_offset，二倍的关系，在slice_header_init函数中完成；
• 第四步：将i_alpha_c0_offset、i_beta_offset二者写入码流中，供解码识别，在slice_header_write函数中完成；
• 第五步：将i_alpha_c0_offset、i_beta_offset转换成 a、b 局部变量，根据不同条件应用到具体的滤波函数中，在x264_frame_deblock_row函数中完成；rdo 模块中x264_macroblock_deblock函数有类似的操作。
• 第六步：根据不同的分量、滤波强度、滤波方向指向具体的滤波运算函数，比如亮度分量普通滤波通过deblock_edge_luma_c函数实现，亮度分量强滤波通过deblock_edge_luma_intra_c函数实现。
• 第七步：通过调整，修改需要滤波的重建像素值，完成滤波操作。

• 具体如下图说明：
  

相关函数说明

1. x264_param_default
   • 设置 x264_param_t 结构体中的所有编码参数到默认值。这个函数非常重要，必须被调用，因为它为编码过程提供了一套合理的起点。这些参数包括但不限于分辨率、帧率、编码模式（如恒定量化参数CQP、平均比特率ABR等）、去块滤波参数、宏块树率控制（MB-tree）、量化矩阵等。
2. param_apply_tune
   • 用于调整编码参数以适应特定的视频内容或优化视觉质量。这个函数可以根据指定的调整值（tune value）对编码参数进行优化，例如针对电影、动画、含噪点的视频、静态图片等不同类型的视频内容进行专门的参数调整。这些调整值可以是 film、animation、grain、stillimage、psnr、ssim、fastdecode、zerolatency 和 touhou 等，其中 film、animation、grain、stillimage、psnr 和 ssim 是视觉优化调整值，而 fastdecode、zerolatency 是编码速度优化调整值。param_apply_tune 函数可以同时使用多个调整值，如果它们之间不冲突的话。
   • 在实际使用中，param_apply_tune 函数通常在设置了编码器的默认参数之后被调用，以进一步细化和优化编码设置。例如，在初始化编码器参数结构体 x264_param_t 并设置了预设（preset）之后，可以通过调用 param_apply_tune 来应用特定的调整值，从而根据视频内容调整编码参数，以达到更好的编码效率和质量
3. slice_header_init
   • 在 x264 编码器中用于初始化切片头（Slice Header）的数据结构。在 H.264/AVC 视频编码标准中，切片头是每个切片的元数据部分，它包含了解码当前切片所需的重要信息。
4. slice_header_write
   • 将 H.264 视频编码中的切片头（Slice Header）信息写入到比特流（bitstream）中。在 H.264 视频编码标准中，每个切片的开始都有一个切片头，它携带了解码当前切片所需的必要信息。
5. x264_frame_deblock_row
   • 用于对视频帧中的行（row）进行去块滤波处理（deblocking）。去块滤波是视频编码中常用的一种技术，用于减少宏块（macroblock）边界处的视觉不连续性，即所谓的块效应（block artifacts），这些效应通常在压缩率较高的视频编码中出现。
6. deblock_edge
   • 用于普通滤波，也就是当边界强度（BS）为 1、2 或 3 时的滤波情况。这个函数会根据宏块的量化参数（QP）、alpha 表值和 beta 表值计算滤波的门限值，然后根据这些值和 BS 值决定是否进行滤波以及滤波的强度。
7. deblock_edge_luma_c
   • 关于滤波强度 Bs=1、2、3 的滤波运算相关函数的具体实现，主要是亮度分量的滤波运算，色度分量相似操作。
8. deblock_edge_intra
   • 用于强滤波，即当边界强度 Bs 为 4 时的情况。这种滤波通常用于帧内编码的宏块（Intra macroblock）或者当宏块的边界被认为是强真实边界时。与 deblock_edge 相比，deblock_edge_intra 会使用更强的滤波器参数，以减少视觉上的不连续性。
   9. deblock_edge_luma_intra_c
   • 关于滤波强度 Bs=4的滤波运算相关函数的具体实现，主要是亮度分量的滤波运算，色度分量相似操作。

相关去块滤波数据表

/* Deblocking filter */
static const uint8_t i_alpha_table[52+12*3] =
{
     0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
     0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
     0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
     0,  0,  0,  0,  0,  0,  4,  4,  5,  6,
     7,  8,  9, 10, 12, 13, 15, 17, 20, 22,
    25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 71,
    80, 90,101,113,127,144,162,182,203,226,
   255,255,
   255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,255,
};
static const uint8_t i_beta_table[52+12*3] =
{
     0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
     0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
     0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
     0,  0,  0,  0,  0,  0,  2,  2,  2,  3,
     3,  3,  3,  4,  4,  4,  6,  6,  7,  7,
     8,  8,  9,  9, 10, 10, 11, 11, 12, 12,
    13, 13, 14, 14, 15, 15, 16, 16, 17, 17,
    18, 18,
    18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18, 18,
};
static const int8_t i_tc0_table[52+12*3][4] =
{
    {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 },
    {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 },
    {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 },
    {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 },
    {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 },
    {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 },
    {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 0 }, {-1, 0, 0, 1 },
    {-1, 0, 0, 1 }, {-1, 0, 0, 1 }, {-1, 0, 0, 1 }, {-1, 0, 1, 1 }, {-1, 0, 1, 1 }, {-1, 1, 1, 1 },
    {-1, 1, 1, 1 }, {-1, 1, 1, 1 }, {-1, 1, 1, 1 }, {-1, 1, 1, 2 }, {-1, 1, 1, 2 }, {-1, 1, 1, 2 },
    {-1, 1, 1, 2 }, {-1, 1, 2, 3 }, {-1, 1, 2, 3 }, {-1, 2, 2, 3 }, {-1, 2, 2, 4 }, {-1, 2, 3, 4 },
    {-1, 2, 3, 4 }, {-1, 3, 3, 5 }, {-1, 3, 4, 6 }, {-1, 3, 4, 6 }, {-1, 4, 5, 7 }, {-1, 4, 5, 8 },
    {-1, 4, 6, 9 }, {-1, 5, 7,10 }, {-1, 6, 8,11 }, {-1, 6, 8,13 }, {-1, 7,10,14 }, {-1, 8,11,16 },
    {-1, 9,12,18 }, {-1,10,13,20 }, {-1,11,15,23 }, {-1,13,17,25 },
    {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 },
    {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 }, {-1,13,17,25 },
};
#define alpha_table(x) i_alpha_table[(x)+24]
#define beta_table(x)  i_beta_table[(x)+24]
#define tc0_table(x)   i_tc0_table[(x)+24]

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