帧间的SAD和SATD

函数名：sad
int sad(const pixel* pix1, intptr_t stride_pix1, const pixel* pix2, intptr_t stride_pix2,int lx, int ly)
位深为8位的SAD函数
int sad_int16_t(const int16_t* pix1, intptr_t stride_pix1, const int16_t* pix2, intptr_t stride_pix2,int lx, int ly)
位深为10、12位的SAD函数
函数名：sad_x3
函数功能：同时计算3个MV对应的3个SAD值
通过3个预测的MV找到对应块，使用当前块-对应块获得SAD值，最后选择最小的SAD值对应的MV作为当前块的MV。
http://blog.csdn.net/cabbage2008/article/details/50612487
函数名：sad_x4
sad_x4：同时计算4个MV对应的4个SAD值

为什么要同时进行3组MV或者4组MV的同时计算，应该是为了并行加速或者用于并行能力比较强的处理器，比如DSP、FPGA硬件电路、GPU等

函数名：satd_4x4 两个参数
static int satd_4x4(const int16_t* pix1, intptr_t stride_pix1)
计算一个4x4块的SATD值，用于帧间亚象素搜索。
函数名：satd_8x4
static int satd_8x4(const pixel* pix1, intptr_t stride_pix1, const pixel* pix2, intptr_t stride_pix2)
计算8x4块（PU）的SATD值/2（跟拆分成4x4计算相同）
函数名：satd8（四个参数）
int satd8(const pixel* pix1, intptr_t stride_pix1, const pixel* pix2, intptr_t stride_pix2)
将当前块划分为若干个8x4的块（PU），分别计算8x4块的SATD值，并将所有8x4块的SATD值累加。该函数是调用satd_8x4实现的。这个函数能否使用循环展开？
函数名：_sa8d_8x8和sa8d_8x8都是两个参数
_sa8d_8x8直接计算一个8x8块的SATD值；sa8d_8x8计算一个8x8块的SATD值，调用_sa8d_8x8函数的返回值加2后再右移2位。sa8d_8x8函数在psyCost_pp中调用，暂时不优化。

SAD和SATD的区别
Q：如果不用率失真最优化，为什么选择SATD＋delta×r（mv，mode）作为模式选择的依据？为什么运动估计中，整象素搜索用SAD，而亚象素搜索用SATD？为什么帧内模式选择要用SATD？

SAD即绝对误差和，仅反映残差时域差异，影响PSNR值，不能有效反映码流的大小。整象素搜索即粗匹配，可用来缩小搜索范围。SATD即将残差经哈德曼变换的4×4块的预测残差绝对值总和，可以将其看作简单的时频变换，其值在一定程度上可以反映生成码流的大小。因此，不用率失真最优化时，可将其作为模式选择的依据。亚象素搜索即精匹配，可使用SATD。一般帧内要对所有的模式进行检测，帧内预测选用SATD的原因同上。

在做运动估计时，一般而言，离最优匹配点越远，匹配误差值SAD越大，这就是有名的单一平面假设，现有的运动估计快速算法大都利用该特性。但是，转换后SATD值并不满足该条件，如果在整象素中运用SATD搜索，容易陷入局部最优点。而在亚象素搜索中，待搜索点不多，各点处的SAD差异相对不大，可以用SATD选择码流较少的匹配位置。

关于hadamard 变换理论

x264的哈达玛变换(hadamard)的实现和优化

代价函数设计

运动估计模块中，需要在众多候选的匹配位置中挑选出“最优”的一个参考块，利用其与当前块的残差进行后续编码操作。因此，为了评选出最优编码结构和预测模式，可以采用绝对误差和（Sum of Absolute Difference, SAD）、基于绝对误差变换和（Sum of Absolute Transform Distortion, SATD）、基于误差平方和（Sum of Square Error, SSE）的具有较低复杂度的模型函数以及率失真代价函数，作为选取的衡量标准。

SAD代价函数
绝对误差和，即SAD，其计算公式如式（2-2）所示：

SAD=∑x=0N−1∑y=0N−1|Orgvalue(x,y)−Predvalue(x,y)|

SAD= \sum_{x=0}^{N-1} \sum_{y=0}^{N-1} |Org_value(x, y)-Pred_value(x, y)|

式中的N为编码图像块尺寸，Org_value(x, y)表示编码图像块中(x, y)位置的原始图像像素值，Pred_value(x, y)表示预测块中(x, y)位置的像素值。
可见，SAD指当前编码块与预测块像素之差的绝对值之和。

SATD代价函数
绝对误差变换和，即SATD，其计算结果按照公式（2-3）求得：

SATD=∑x=0N−1∑y=0N−1|T(Orgvalue(x,y)−Predvalue(x,y))|2

SATD=\sum_{x=0}^{N-1}\sum_{y=0}^{N-1}\frac{|T(Org_value(x, y)-Pred_value(x, y))|}{2}

参考程序

#include "app_entry.h"
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>#pragma DATA_SECTION(src0,".data1")
unsigned char src0[]={
#include "data_in\\data_1_8.in"
};#pragma DATA_SECTION(src1,".data2")
unsigned char src1[]={
#include "data_in\\data_2_8.in"
};#pragma DATA_SECTION(src2,".data3")
unsigned char src2[]={
#include "data_in\\carphone00.in"
};int __satd88( int* piOrg, int* piCur, int iStrideOrg, int iStrideCur);//app entry point
void app_entry(){time_t op,ed;int i,satd;//time(&op);//for(i=0;i<10000;i++){satd=satd88(src0,src1,8,8);}//time(&ed);printf("satd = %d\n",satd);//printf("%d\n",sum);i=9;
}

/********************************************************************************
**                                                                             **
**                                                                             **
**                            ALL RIGHTS RESERVED                              **
**                                                                             **
*********************************************************************************File name:      _xCalcHADs8x8.asmAuthor:         zengfeiyangCreate Date:    2015-4-8 pm
********************************************************************************//*____________________________________________________________________________Func name   : __xCalcHADs8x8C-Syntax    : __xCalcHADs8x8( Pel *piOrg,Pel *piCur,Int iStrideOrg,Int iStrideCur,Int iStep )----------------------------------------------------------------------------Purpose     :Inputs      : U0 contains the point which point to piOrgU1 contains the point which point to piCurxr2 contains the number of iStrideOrgxr3 contains the number of iStrideCurxr4 contains the number of iStepOutputs     : noneData Memory :yr0~63 diff[64]   yr0~63 m1[16]  ybr0~63 m2[64]Prog Memory :Stack Memory:Cycles      :____________________________________________________________________________*/.global __satd88
//.global _input_data_1
//.global _input_data_2.text
__satd88:
//u0 = _input_data_1
//u1 = _input_data_2
xr0=u1
v0=xr0||u1=u0+8
u2=u0+16||v1=v0+8
v2=v0+16__start:
r1:0 = [u0 += 24,1]||r11:10 = [v0 += 24,1]
r3:2 = [u1 += 24,1]||r13:12 = [v1 += 24,1]
r5:4 = [u2 += 24,1]||r15:14 = [v2 += 24,1]cr21:20=cr11:10-cr1:0||r1:0 = [u0 += 24,1]||r11:10 = [v0 += 24,1]
cr23:22=cr13:12-cr3:2||r3:2 = [u1 += 24,1]||r13:12 = [v1 += 24,1]
cr25:24=cr15:14-cr5:4||r5:4 = [u2 += 24,1]||r15:14 = [v2 += 24,1]xr21=zr20||zr20=xr21||yr21=tr20||tr20=yr21||cr27:26=cr11:10-cr1:0||r1:0 = [u0 += 24,1]||r11:10 = [v0 += 24,1]
xr23=zr22||zr22=xr23||yr23=tr22||tr22=yr23||cr29:28=cr13:12-cr3:2||r3:2 = [u1 += 24,1]||r13:12 = [v1 += 24,1]
xr25=zr24||zr24=xr25||yr25=tr24||tr24=yr25||cr31:30=cr15:14-cr5:4r0=r20+r21<ba>||r1=r20-r21<ba>||xr27=zr26||zr26=xr27||yr27=tr26||tr26=yr27||cr33:32=cr11:10-cr1:0
r2=r22+r23<ba>||r3=r22-r23<ba>||xr29=zr28||zr28=xr29||yr29=tr28||tr28=yr29||cr35:34=cr13:12-cr3:2
r4=r24+r25<ba>||r5=r24-r25<ba>||xr31=zr30||zr30=xr31||yr31=tr30||tr30=yr31r6=r26+r27<ba>||r7=r26-r27<ba>||xr33=zr32||zr32=xr33||yr33=tr32||tr32=yr33
r8=r28+r29<ba>||r9=r28-r29<ba>||xr35=zr34||zr34=xr35||yr35=tr34||tr34=yr35yr0=xr1<bb>||xr1=yr0<bb>||tr0=zr1<bb>||zr1=tr0<bb>||r10=r30+r31<ba>||r11=r30-r31<ba>
yr2=xr3<bb>||xr3=yr2<bb>||tr2=zr3<bb>||zr3=tr2<bb>||r12=r32+r33<ba>||r13=r32-r33<ba>
yr4=xr5<bb>||xr5=yr4<bb>||tr4=zr5<bb>||zr5=tr4<bb>||r14=r34+r35<ba>||r15=r34-r35<ba>r20=r0+r1<bb>||r21=r0-r1<bb>||yr6=xr7<bb>||xr7=yr6<bb>||tr6=zr7<bb>||zr7=tr6<bb>
r22=r2+r3<bb>||r23=r2-r3<bb>||yr8=xr9<bb>||xr9=yr8<bb>||tr8=zr9<bb>||zr9=tr8<bb>
r24=r4+r5<bb>||r25=r4-r5<bb>||yr10=xr11<bb>||xr11=yr10<bb>||tr10=zr11<bb>||zr11=tr10<bb>r26=r6+r7<bb>||r27=r6-r7<bb>||yr12=xr13<bb>||xr13=yr12<bb>||tr12=zr13<bb>||zr13=tr12<bb>
r28=r8+r9<bb>||r29=r8-r9<bb>||yr14=xr15<bb>||xr15=yr14<bb>||tr14=zr15<bb>||zr15=tr14<bb>xr21=zr20<bb>||zr20=xr21<bb>||yr21=tr20<bb>||tr20=yr21<bb>||r30=r10+r11<bb>||r31=r10-r11<bb>
xr23=zr22<bb>||zr22=xr23<bb>||yr23=tr22<bb>||tr22=yr23<bb>||r32=r12+r13<bb>||r33=r12-r13<bb>
xr25=zr24<bb>||zr24=xr25<bb>||yr25=tr24<bb>||tr24=yr25<bb>||r34=r14+r15<bb>||r35=r14-r15<bb>r40=r20+r21<bb>||r41=r20-r21<bb>||xr27=zr26<bb>||zr26=xr27<bb>||yr27=tr26<bb>||tr26=yr27<bb>
r42=r22+r23<bb>||r43=r22-r23<bb>||xr29=zr28<bb>||zr28=xr29<bb>||yr29=tr28<bb>||tr28=yr29<bb>
r44=r24+r25<bb>||r45=r24-r25<bb>||xr31=zr30<bb>||zr30=xr31<bb>||yr31=tr30<bb>||tr30=yr31<bb>r46=r26+r27<bb>||r47=r26-r27<bb>||xr33=zr32<bb>||zr32=xr33<bb>||yr33=tr32<bb>||tr32=yr33<bb>
r48=r28+r29<bb>||r49=r28-r29<bb>||xr35=zr34<bb>||zr34=xr35<bb>||yr35=tr34<bb>||tr34=yr35<bb>
r50=r30+r31<bb>||r51=r30-r31<bb>
r52=r32+r33<bb>||r53=r32-r33<bb>r40=r40+r48<ab>||r41=r40-r48<ab>||r42=r41+r49<ab>||r43=r41-r49<ab>||r54=r34+r35<bb>||r55=r34-r35<bb>
r44=r42+r50<ab>||r45=r42-r50<ab>||r46=r43+r51<ab>||r47=r43-r51<ab>
r48=r44+r52<ab>||r49=r44-r52<ab>||r50=r45+r53<ab>||r51=r45-r53<ab>
r52=r46+r54<ab>||r53=r46-r54<ab>||r54=r47+r55<ab>||r55=r47-r55<ab>r0=r40+r48||r1=r42+r50||r2=r40-r48||r3=r42-r50
r4=r44+r52||r5=r46+r54||r6=r44-r52||r7=r46-r54
r8=r41+r49||r9=r43+r51||r10=r41-r49||r11=r43-r51
r12=r45+r53||r13=r47+r55||r14=r45-r53||r15=r47-r55r20=r0+r4||r21=r1+r5||r22=r0-r4||r23=r1-r5
r24=r2+r6||r25=r3+r7||r26=r2-r6||r27=r3-r7
r28=r8+r12||r29=r9+r13||r30=r8-r12||r31=r9-r13
r40=abs(r20)+abs(r21)||r41=abs(r22)+abs(r23)||r32=r10+r14||r33=r11+r15||r34=r10-r14||r35=r11-r15r42=abs(r24)+abs(r25)||r43=abs(r26)+abs(r27)
r44=abs(r28)+abs(r29)||r45=abs(r30)+abs(r31)
r48=r40+r41||r46=abs(r32)+abs(r33)||r47=abs(r34)+abs(r35)
r49=r42+r43
r50=r44+r45
r51=r46+r47
r52=r48+r49||r53=r50+r51
r54=r52+r53xr55=sigmaxyztr54xr8=r55 lshift -2__end:.code_align 16
ret
/*
.section data0,"aw",@progbits
_input_data_1:
.include "C:\\workspace1\\satd88\\data_in\\data_1.in"
.section data1,"aw",@progbits
_input_data_2:
.include "C:\\workspace1\\satd88\\data_in\\data_2.in"
.data
_output:
.end
*/

使用平台ECS
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