HEVC参考软件HM源码分析--帧间预测（1）--xCompressCU_earlydetectionskipmode

本文首先对HM中帧间预测的基本流程作简要介绍，接着对代码中关键变量的用途作出说明，最后以源代码+注释的形式进行具体分析。
备注：这位大神的博客对楼主帮助很大，解决了我的不少疑惑，最后才能顺利写下这篇博客。大神博客地址：（https://blog.csdn.net/NB_vol_1/article/details/55272434）。对帧间预测基本概念还不是很熟悉的同学，可以先看看大神的博客。

HM中帧间预测的基本流程

HEVC中帧间预测支持多种划分模式：Merge（Skip是特殊的Merge）,2Nx2N,NxN, 2NxN, Nx2N以及AMP：2NxnU,2NxnD, nLx2N,nRx2N。HM中便是按照固定的顺序对上述帧间划分模式进行评估，最后选出最优的帧间模式（最后还会对帧内模式、PCM模式进行评估）。

xCompressCU中的关键变量

HM中进行帧间预测的入口函数是xCompressCU，当然函数里面不仅仅是做了帧间预测这一件事（还有帧内预测、PCM等）。以下列出函数体中的关键变量及其用途。
bool doNotBlockPu：默认为true。值为false时，跳过对后续帧间划分模式的评估。只有使能cbf快速模式（默认关闭）时，doNotBlockPu的值才会被设为false。注：cbf快速模式–cbf值为0时，跳过对当前深度后续剩余划分模式的评估，cbf值为0，表明残差值为0.
bool earlyDetectionSkipMode：默认为false。值为true时，跳过对剩余划分模式以及四叉树递归划分的评估操作。只有使能EarlySkipDetection模式（默认关闭），earlyDetectionSkipMode才会被设为true。
AMP相关变量：
bool bTestAMP_Hor：默认为false。值为true时，对水平AMP模式进行评估（2NxnU,2NxnD）
bool bTestAMP_Ver：默认为false。值为true时，对垂直AMP模式进行评估（nLx2N,nRx2N）
bool bTestMergeAMP_Hor：默认为false。值为true时，对水平AMP模式进行Merge评估，即选出最优的Merge候选项
bool bTestMergeAMP_Ver：默认为false。值为true时，对垂直AMP模式进行Merge评估。
rpcTempCU：当前评估的CU模式
rpcBestCU：当前最优CU模式

具体代码分析

注意：此代码段是从HM16.20源代码TEncCu.cpp中完整拷贝过来的，里面加入了个人的阅读注释。这里对于与帧间预测无关的代码未做解释说明。楼主对代码的注释可能会存在理解偏差，望读者可以指出来，一起交流探讨~毕竟楼主对于HM源代码研究不多，不少地方也存在疑惑。希望有大佬同仁一起学习交流，共同进步！

// ====================================================================================================================
// Protected member functions
// ====================================================================================================================
/** Compress a CU block recursively with enabling sub-CTU-level delta QP
 *  - for loop of QP value to compress the current CU with all possible QP
*/
#if AMP_ENC_SPEEDUP
Void TEncCu::xCompressCU( TComDataCU*& rpcBestCU, TComDataCU*& rpcTempCU, const UInt uiDepth DEBUG_STRING_FN_DECLARE(sDebug_), PartSize eParentPartSize )
#else
Void TEncCu::xCompressCU( TComDataCU*& rpcBestCU, TComDataCU*& rpcTempCU, const UInt uiDepth )
#endif
{
   
  TComPic* pcPic = rpcBestCU->getPic();
  DEBUG_STRING_NEW(sDebug)
  const TComPPS &pps=*(rpcTempCU->getSlice()->getPPS());
  const TComSPS &sps=*(rpcTempCU->getSlice()->getSPS());
  
  // These are only used if getFastDeltaQp() is true
  const UInt fastDeltaQPCuMaxSize    = Clip3(sps.getMaxCUHeight()>>sps.getLog2DiffMaxMinCodingBlockSize(), sps.getMaxCUHeight(), 32u);

  // get Original YUV data from picture
  // *** 获取rpcBestCU的数据并存放到 m_ppcOrigYuv[uiDepth]地址处
  m_ppcOrigYuv[uiDepth]->copyFromPicYuv( pcPic->getPicYuvOrg(), rpcBestCU->getCtuRsAddr(), rpcBestCU->getZorderIdxInCtu() ); // *** m_ppcOrigYuv 存放 YUV data

  // variable for Cbf fast mode PU decision
  Bool    doNotBlockPu = true; // *** false时跳过后续模式的检测
  Bool    earlyDetectionSkipMode = false; // *** true时跳过后续模式及后续深度的检测

  const UInt uiLPelX   = rpcBestCU->getCUPelX(); // *** 上下左右边界的位置
  const UInt uiRPelX   = uiLPelX + rpcBestCU->getWidth(0)  - 1;
  const UInt uiTPelY   = rpcBestCU->getCUPelY();
  const UInt uiBPelY   = uiTPelY + rpcBestCU->getHeight(0) - 1;
  const UInt uiWidth   = rpcBestCU->getWidth(0);

  Int iBaseQP = xComputeQP( rpcBestCU, uiDepth );
  Int iMinQP;
  Int iMaxQP;
  Bool isAddLowestQP = false;

  const UInt numberValidComponents = rpcBestCU->getPic()->getNumberValidComponents();

  if( uiDepth <= pps.getMaxCuDQPDepth() )
  {
   
    Int idQP = m_pcEncCfg->getMaxDeltaQP();
    iMinQP = Clip3( -sps.getQpBDOffset(CHANNEL_TYPE_LUMA), MAX_QP, iBaseQP-idQP );
    iMaxQP = Clip3( -sps.getQpBDOffset(CHANNEL_TYPE_LUMA), MAX_QP, iBaseQP+idQP );
  }
  else
  {
   
    iMinQP = rpcTempCU->getQP(0);
    iMaxQP = rpcTempCU->getQP(0);
  }

  if ( m_pcEncCfg->getLumaLevelToDeltaQPMapping().isEnabled() ) // 若使能，则QP固定？
  {
   
    if ( uiDepth <= pps.getMaxCuDQPDepth() )
    {
   
      // keep using the same m_QP_LUMA_OFFSET in the same CTU
      m_lumaQPOffset = calculateLumaDQP(rpcTempCU, 0, m_ppcOrigYuv[uiDepth]);
    }
    iMinQP = Clip3(-sps.getQpBDOffset(CHANNEL_TYPE_LUMA), MAX_QP, iBaseQP - m_lumaQPOffset);
    iMaxQP = iMinQP; // force encode choose the modified QO
  }

  if ( m_pcEncCfg->getUseRateCtrl() )
  {
   
    iMinQP = m_pcRateCtrl->getRCQP();
    iMaxQP = m_pcRateCtrl->getRCQP();
  }

  // transquant-bypass (TQB) processing loop variable initialisation ---

  const Int lowestQP = iMinQP; // *** For TQB, use this QP which is the lowest non TQB QP tested (rather than QP'=0) - that way delta QPs are smaller, *** and TQB can be tested at all CU levels.

  if ( (pps.getTransquantBypassEnabledFlag()) )
  {
   
    isAddLowestQP = true; // mark that the first iteration is to cost TQB mode.
    iMinQP = iMinQP - 1;  // increase loop variable range by 1, to allow testing of TQB mode along with other QPs
    if ( m_pcEncCfg->getCUTransquantBypassFlagForceValue() ) // *** ？
    {
   
      iMaxQP = iMinQP;
    }
  }

  TComSlice * pcSlice = rpcTempCU->getPic()->getSlice(rpcTempCU->getPic()->getCurrSliceIdx());

  const Bool bBoundary = !( uiRPelX < sps.getPicWidthInLumaSamples() && uiBPelY < sps.getPicHeightInLumaSamples() ); // true 表明是边界

  if ( !bBoundary ) // 非边界情况
  {
   
    for (Int iQP=iMinQP; iQP<=iMaxQP; iQP++) // ***
    {
   
      const Bool bIsLosslessMode = isAddLowestQP && (iQP == iMinQP); // 对应 TQB模式即无失真模式？

      if (bIsLosslessMode)
      {
   
        iQP = lowestQP;
      }
      if ( m_pcEncCfg->getLumaLevelToDeltaQPMapping().isEnabled() && uiDepth <= pps.getMaxCuDQPDepth() )
      {
   
        getSliceEncoder()->updateLambda(pcSlice, iQP); // *** Lambda值 随 QP值变化
      }

      m_cuChromaQpOffsetIdxPlus1 = 0;
      if (pcSlice->getUseChromaQpAdj())
      {
   
        /* Pre-estimation of chroma QP based on input block activity may be performed
         * here, using for example m_ppcOrigYuv[uiDepth] */
        /* To exercise the current code, the index used for adjustment is based on
         * block position
         */
        Int lgMinCuSize = sps.getLog2MinCodingBlockSize() +
                          std::max<Int>(0, sps.getLog2DiffMaxMinCodingBlockSize()-Int(pps.getPpsRangeExtension().getDiffCuChromaQpOffsetDepth()));
        m_cuChromaQpOffsetIdxPlus1 = ((uiLPelX >> lgMinCuSize) + (uiTPelY >> lgMinCuSize)) % (pps.getPpsRangeExtension().getChromaQpOffsetListLen() + 1);
      }

      rpcTempCU-
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