git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_colorspace.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016 Ronald S. Bultje <rsbultje@gmail.com>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /*
  22  * @file
  23  * Convert between colorspaces.
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/avassert.h"
  27 #include "libavutil/opt.h"
  28 #include "libavutil/pixdesc.h"
  29 #include "libavutil/pixfmt.h"
  30
  31 #include "avfilter.h"
  32 #include "colorspacedsp.h"
  33 #include "formats.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "video.h"
  36 #include "colorspace.h"
  37
  38 enum DitherMode {
  39     DITHER_NONE,
  40     DITHER_FSB,
  41     DITHER_NB,
  42 };
  43
  44 enum Colorspace {
  45     CS_UNSPECIFIED,
  46     CS_BT470M,
  47     CS_BT470BG,
  48     CS_BT601_6_525,
  49     CS_BT601_6_625,
  50     CS_BT709,
  51     CS_SMPTE170M,
  52     CS_SMPTE240M,
  53     CS_BT2020,
  54     CS_NB,
  55 };
  56
  57 enum Whitepoint {
  58     WP_D65,
  59     WP_C,
  60     WP_DCI,
  61     WP_E,
  62     WP_NB,
  63 };
  64
  65 enum WhitepointAdaptation {
  66     WP_ADAPT_BRADFORD,
  67     WP_ADAPT_VON_KRIES,
  68     NB_WP_ADAPT_NON_IDENTITY,
  69     WP_ADAPT_IDENTITY = NB_WP_ADAPT_NON_IDENTITY,
  70     NB_WP_ADAPT,
  71 };
  72
  73 static const enum AVColorTransferCharacteristic default_trc[CS_NB + 1] = {
  74     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED,
  75     [CS_BT470M]      = AVCOL_TRC_GAMMA22,
  76     [CS_BT470BG]     = AVCOL_TRC_GAMMA28,
  77     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
  78     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
  79     [CS_BT709]       = AVCOL_TRC_BT709,
  80     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
  81     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_TRC_SMPTE240M,
  82     [CS_BT2020]      = AVCOL_TRC_BT2020_10,
  83     [CS_NB]          = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED,
  84 };
  85
  86 static const enum AVColorPrimaries default_prm[CS_NB + 1] = {
  87     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED,
  88     [CS_BT470M]      = AVCOL_PRI_BT470M,
  89     [CS_BT470BG]     = AVCOL_PRI_BT470BG,
  90     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_PRI_SMPTE170M,
  91     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_PRI_BT470BG,
  92     [CS_BT709]       = AVCOL_PRI_BT709,
  93     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_PRI_SMPTE170M,
  94     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_PRI_SMPTE240M,
  95     [CS_BT2020]      = AVCOL_PRI_BT2020,
  96     [CS_NB]          = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED,
  97 };
  98
  99 static const enum AVColorSpace default_csp[CS_NB + 1] = {
 100     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED,
 101     [CS_BT470M]      = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
 102     [CS_BT470BG]     = AVCOL_SPC_BT470BG,
 103     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
 104     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_SPC_BT470BG,
 105     [CS_BT709]       = AVCOL_SPC_BT709,
 106     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
 107     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_SPC_SMPTE240M,
 108     [CS_BT2020]      = AVCOL_SPC_BT2020_NCL,
 109     [CS_NB]          = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED,
 110 };
 111
 112 struct ColorPrimaries {
 113     enum Whitepoint wp;
 114     struct PrimaryCoefficients coeff;
 115 };
 116
 117 struct TransferCharacteristics {
 118     double alpha, beta, gamma, delta;
 119 };
 120
 121 typedef struct ColorSpaceContext {
 122     const AVClass *class;
 123
 124     ColorSpaceDSPContext dsp;
 125
 126     enum Colorspace user_all, user_iall;
 127     enum AVColorSpace in_csp, out_csp, user_csp, user_icsp;
 128     enum AVColorRange in_rng, out_rng, user_rng, user_irng;
 129     enum AVColorTransferCharacteristic in_trc, out_trc, user_trc, user_itrc;
 130     enum AVColorPrimaries in_prm, out_prm, user_prm, user_iprm;
 131     enum AVPixelFormat in_format, user_format;
 132     int fast_mode;
 133     enum DitherMode dither;
 134     enum WhitepointAdaptation wp_adapt;
 135
 136     int16_t *rgb[3];
 137     ptrdiff_t rgb_stride;
 138     unsigned rgb_sz;
 139     int *dither_scratch[3][2], *dither_scratch_base[3][2];
 140
 141     const struct ColorPrimaries *in_primaries, *out_primaries;
 142     int lrgb2lrgb_passthrough;
 143     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, lrgb2lrgb_coeffs)[3][3][8];
 144
 145     const struct TransferCharacteristics *in_txchr, *out_txchr;
 146     int rgb2rgb_passthrough;
 147     int16_t *lin_lut, *delin_lut;
 148
 149     const struct LumaCoefficients *in_lumacoef, *out_lumacoef;
 150     int yuv2yuv_passthrough, yuv2yuv_fastmode;
 151     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv2rgb_coeffs)[3][3][8];
 152     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, rgb2yuv_coeffs)[3][3][8];
 153     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv2yuv_coeffs)[3][3][8];
 154     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv_offset)[2 /* in, out */][8];
 155     yuv2rgb_fn yuv2rgb;
 156     rgb2yuv_fn rgb2yuv;
 157     rgb2yuv_fsb_fn rgb2yuv_fsb;
 158     yuv2yuv_fn yuv2yuv;
 159     double yuv2rgb_dbl_coeffs[3][3], rgb2yuv_dbl_coeffs[3][3];
 160     int in_y_rng, in_uv_rng, out_y_rng, out_uv_rng;
 161
 162     int did_warn_range;
 163 } ColorSpaceContext;
 164
 165 // FIXME deal with odd width/heights
 166 // FIXME faster linearize/delinearize implementation (integer pow)
 167 // FIXME bt2020cl support (linearization between yuv/rgb step instead of between rgb/xyz)
 168 // FIXME test that the values in (de)lin_lut don't exceed their container storage
 169 // type size (only useful if we keep the LUT and don't move to fast integer pow)
 170 // FIXME dithering if bitdepth goes down?
 171 // FIXME bitexact for fate integration?
 172
 173 // FIXME I'm pretty sure gamma22/28 also have a linear toe slope, but I can't
 174 // find any actual tables that document their real values...
 175 // See http://www.13thmonkey.org/~boris/gammacorrection/ first graph why it matters
 176 static const struct TransferCharacteristics transfer_characteristics[AVCOL_TRC_NB] = {
 177     [AVCOL_TRC_BT709]     = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
 178     [AVCOL_TRC_GAMMA22]   = { 1.0,    0.0,    1.0 / 2.2, 0.0 },
 179     [AVCOL_TRC_GAMMA28]   = { 1.0,    0.0,    1.0 / 2.8, 0.0 },
 180     [AVCOL_TRC_SMPTE170M] = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
 181     [AVCOL_TRC_SMPTE240M] = { 1.1115, 0.0228, 0.45, 4.0 },
 182     [AVCOL_TRC_IEC61966_2_1] = { 1.055, 0.0031308, 1.0 / 2.4, 12.92 },
 183     [AVCOL_TRC_IEC61966_2_4] = { 1.099, 0.018, 0.45, 4.5 },
 184     [AVCOL_TRC_BT2020_10] = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
 185     [AVCOL_TRC_BT2020_12] = { 1.0993, 0.0181, 0.45, 4.5 },
 186 };
 187
 188 static const struct TransferCharacteristics *
 189     get_transfer_characteristics(enum AVColorTransferCharacteristic trc)
 190 {
 191     const struct TransferCharacteristics *coeffs;
 192
 193     if (trc >= AVCOL_TRC_NB)
 194         return NULL;
 195     coeffs = &transfer_characteristics[trc];
 196     if (!coeffs->alpha)
 197         return NULL;
 198
 199     return coeffs;
 200 }
 201
 202 static const struct WhitepointCoefficients whitepoint_coefficients[WP_NB] = {
 203     [WP_D65] = { 0.3127, 0.3290 },
 204     [WP_C]   = { 0.3100, 0.3160 },
 205     [WP_DCI] = { 0.3140, 0.3510 },
 206     [WP_E]   = { 1/3.0f, 1/3.0f },
 207 };
 208
 209 static const struct ColorPrimaries color_primaries[AVCOL_PRI_NB] = {
 210     [AVCOL_PRI_BT709]     = { WP_D65, { 0.640, 0.330, 0.300, 0.600, 0.150, 0.060 } },
 211     [AVCOL_PRI_BT470M]    = { WP_C,   { 0.670, 0.330, 0.210, 0.710, 0.140, 0.080 } },
 212     [AVCOL_PRI_BT470BG]   = { WP_D65, { 0.640, 0.330, 0.290, 0.600, 0.150, 0.060 } },
 213     [AVCOL_PRI_SMPTE170M] = { WP_D65, { 0.630, 0.340, 0.310, 0.595, 0.155, 0.070 } },
 214     [AVCOL_PRI_SMPTE240M] = { WP_D65, { 0.630, 0.340, 0.310, 0.595, 0.155, 0.070 } },
 215     [AVCOL_PRI_SMPTE428]  = { WP_E,   { 0.735, 0.265, 0.274, 0.718, 0.167, 0.009 } },
 216     [AVCOL_PRI_SMPTE431]  = { WP_DCI, { 0.680, 0.320, 0.265, 0.690, 0.150, 0.060 } },
 217     [AVCOL_PRI_SMPTE432]  = { WP_D65, { 0.680, 0.320, 0.265, 0.690, 0.150, 0.060 } },
 218     [AVCOL_PRI_FILM]      = { WP_C,   { 0.681, 0.319, 0.243, 0.692, 0.145, 0.049 } },
 219     [AVCOL_PRI_BT2020]    = { WP_D65, { 0.708, 0.292, 0.170, 0.797, 0.131, 0.046 } },
 220     [AVCOL_PRI_JEDEC_P22] = { WP_D65, { 0.630, 0.340, 0.295, 0.605, 0.155, 0.077 } },
 221 };
 222
 223 static const struct ColorPrimaries *get_color_primaries(enum AVColorPrimaries prm)
 224 {
 225     const struct ColorPrimaries *p;
 226
 227     if (prm >= AVCOL_PRI_NB)
 228         return NULL;
 229     p = &color_primaries[prm];
 230     if (!p->coeff.xr)
 231         return NULL;
 232
 233     return p;
 234 }
 235
 236 static int fill_gamma_table(ColorSpaceContext *s)
 237 {
 238     int n;
 239     double in_alpha = s->in_txchr->alpha, in_beta = s->in_txchr->beta;
 240     double in_gamma = s->in_txchr->gamma, in_delta = s->in_txchr->delta;
 241     double in_ialpha = 1.0 / in_alpha, in_igamma = 1.0 / in_gamma, in_idelta = 1.0 / in_delta;
 242     double out_alpha = s->out_txchr->alpha, out_beta = s->out_txchr->beta;
 243     double out_gamma = s->out_txchr->gamma, out_delta = s->out_txchr->delta;
 244
 245     s->lin_lut = av_malloc(sizeof(*s->lin_lut) * 32768 * 2);
 246     if (!s->lin_lut)
 247         return AVERROR(ENOMEM);
 248     s->delin_lut = &s->lin_lut[32768];
 249     for (n = 0; n < 32768; n++) {
 250         double v = (n - 2048.0) / 28672.0, d, l;
 251
 252         // delinearize
 253         if (v <= -out_beta) {
 254             d = -out_alpha * pow(-v, out_gamma) + (out_alpha - 1.0);
 255         } else if (v < out_beta) {
 256             d = out_delta * v;
 257         } else {
 258             d = out_alpha * pow(v, out_gamma) - (out_alpha - 1.0);
 259         }
 260         s->delin_lut[n] = av_clip_int16(lrint(d * 28672.0));
 261
 262         // linearize
 263         if (v <= -in_beta * in_delta) {
 264             l = -pow((1.0 - in_alpha - v) * in_ialpha, in_igamma);
 265         } else if (v < in_beta * in_delta) {
 266             l = v * in_idelta;
 267         } else {
 268             l = pow((v + in_alpha - 1.0) * in_ialpha, in_igamma);
 269         }
 270         s->lin_lut[n] = av_clip_int16(lrint(l * 28672.0));
 271     }
 272
 273     return 0;
 274 }
 275
 276 /*
 277  * See http://www.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_ChromAdapt.html
 278  * This function uses the Bradford mechanism.
 279  */
 280 static void fill_whitepoint_conv_table(double out[3][3], enum WhitepointAdaptation wp_adapt,
 281                                        enum Whitepoint src, enum Whitepoint dst)
 282 {
 283     static const double ma_tbl[NB_WP_ADAPT_NON_IDENTITY][3][3] = {
 284         [WP_ADAPT_BRADFORD] = {
 285             {  0.8951,  0.2664, -0.1614 },
 286             { -0.7502,  1.7135,  0.0367 },
 287             {  0.0389, -0.0685,  1.0296 },
 288         }, [WP_ADAPT_VON_KRIES] = {
 289             {  0.40024,  0.70760, -0.08081 },
 290             { -0.22630,  1.16532,  0.04570 },
 291             {  0.00000,  0.00000,  0.91822 },
 292         },
 293     };
 294     const double (*ma)[3] = ma_tbl[wp_adapt];
 295     const struct WhitepointCoefficients *wp_src = &whitepoint_coefficients[src];
 296     double zw_src = 1.0 - wp_src->xw - wp_src->yw;
 297     const struct WhitepointCoefficients *wp_dst = &whitepoint_coefficients[dst];
 298     double zw_dst = 1.0 - wp_dst->xw - wp_dst->yw;
 299     double mai[3][3], fac[3][3], tmp[3][3];
 300     double rs, gs, bs, rd, gd, bd;
 301
 302     ff_matrix_invert_3x3(ma, mai);
 303     rs = ma[0][0] * wp_src->xw + ma[0][1] * wp_src->yw + ma[0][2] * zw_src;
 304     gs = ma[1][0] * wp_src->xw + ma[1][1] * wp_src->yw + ma[1][2] * zw_src;
 305     bs = ma[2][0] * wp_src->xw + ma[2][1] * wp_src->yw + ma[2][2] * zw_src;
 306     rd = ma[0][0] * wp_dst->xw + ma[0][1] * wp_dst->yw + ma[0][2] * zw_dst;
 307     gd = ma[1][0] * wp_dst->xw + ma[1][1] * wp_dst->yw + ma[1][2] * zw_dst;
 308     bd = ma[2][0] * wp_dst->xw + ma[2][1] * wp_dst->yw + ma[2][2] * zw_dst;
 309     fac[0][0] = rd / rs;
 310     fac[1][1] = gd / gs;
 311     fac[2][2] = bd / bs;
 312     fac[0][1] = fac[0][2] = fac[1][0] = fac[1][2] = fac[2][0] = fac[2][1] = 0.0;
 313     ff_matrix_mul_3x3(tmp, ma, fac);
 314     ff_matrix_mul_3x3(out, tmp, mai);
 315 }
 316
 317 static void apply_lut(int16_t *buf[3], ptrdiff_t stride,
 318                       int w, int h, const int16_t *lut)
 319 {
 320     int y, x, n;
 321
 322     for (n = 0; n < 3; n++) {
 323         int16_t *data = buf[n];
 324
 325         for (y = 0; y < h; y++) {
 326             for (x = 0; x < w; x++)
 327                 data[x] = lut[av_clip_uintp2(2048 + data[x], 15)];
 328
 329             data += stride;
 330         }
 331     }
 332 }
 333
 334 typedef struct ThreadData {
 335     AVFrame *in, *out;
 336     ptrdiff_t in_linesize[3], out_linesize[3];
 337     int in_ss_h, out_ss_h;
 338 } ThreadData;
 339
 340 static int convert(AVFilterContext *ctx, void *data, int job_nr, int n_jobs)
 341 {
 342     const ThreadData *td = data;
 343     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 344     uint8_t *in_data[3], *out_data[3];
 345     int16_t *rgb[3];
 346     int h_in = (td->in->height + 1) >> 1;
 347     int h1 = 2 * (job_nr * h_in / n_jobs), h2 = 2 * ((job_nr + 1) * h_in / n_jobs);
 348     int w = td->in->width, h = h2 - h1;
 349
 350     in_data[0]  = td->in->data[0]  + td->in_linesize[0]  *  h1;
 351     in_data[1]  = td->in->data[1]  + td->in_linesize[1]  * (h1 >> td->in_ss_h);
 352     in_data[2]  = td->in->data[2]  + td->in_linesize[2]  * (h1 >> td->in_ss_h);
 353     out_data[0] = td->out->data[0] + td->out_linesize[0] *  h1;
 354     out_data[1] = td->out->data[1] + td->out_linesize[1] * (h1 >> td->out_ss_h);
 355     out_data[2] = td->out->data[2] + td->out_linesize[2] * (h1 >> td->out_ss_h);
 356     rgb[0]      = s->rgb[0]        + s->rgb_stride       *  h1;
 357     rgb[1]      = s->rgb[1]        + s->rgb_stride       *  h1;
 358     rgb[2]      = s->rgb[2]        + s->rgb_stride       *  h1;
 359
 360     // FIXME for simd, also make sure we do pictures with negative stride
 361     // top-down so we don't overwrite lines with padding of data before it
 362     // in the same buffer (same as swscale)
 363
 364     if (s->yuv2yuv_fastmode) {
 365         // FIXME possibly use a fast mode in case only the y range changes?
 366         // since in that case, only the diagonal entries in yuv2yuv_coeffs[]
 367         // are non-zero
 368         s->yuv2yuv(out_data, td->out_linesize, in_data, td->in_linesize, w, h,
 369                    s->yuv2yuv_coeffs, s->yuv_offset);
 370     } else {
 371         // FIXME maybe (for caching efficiency) do pipeline per-line instead of
 372         // full buffer per function? (Or, since yuv2rgb requires 2 lines: per
 373         // 2 lines, for yuv420.)
 374         /*
 375          * General design:
 376          * - yuv2rgb converts from whatever range the input was ([16-235/240] or
 377          *   [0,255] or the 10/12bpp equivalents thereof) to an integer version
 378          *   of RGB in psuedo-restricted 15+sign bits. That means that the float
 379          *   range [0.0,1.0] is in [0,28762], and the remainder of the int16_t
 380          *   range is used for overflow/underflow outside the representable
 381          *   range of this RGB type. rgb2yuv is the exact opposite.
 382          * - gamma correction is done using a LUT since that appears to work
 383          *   fairly fast.
 384          * - If the input is chroma-subsampled (420/422), the yuv2rgb conversion
 385          *   (or rgb2yuv conversion) uses nearest-neighbour sampling to read
 386          *   read chroma pixels at luma resolution. If you want some more fancy
 387          *   filter, you can use swscale to convert to yuv444p.
 388          * - all coefficients are 14bit (so in the [-2.0,2.0] range).
 389          */
 390         s->yuv2rgb(rgb, s->rgb_stride, in_data, td->in_linesize, w, h,
 391                    s->yuv2rgb_coeffs, s->yuv_offset[0]);
 392         if (!s->rgb2rgb_passthrough) {
 393             apply_lut(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->lin_lut);
 394             if (!s->lrgb2lrgb_passthrough)
 395                 s->dsp.multiply3x3(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->lrgb2lrgb_coeffs);
 396             apply_lut(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->delin_lut);
 397         }
 398         if (s->dither == DITHER_FSB) {
 399             s->rgb2yuv_fsb(out_data, td->out_linesize, rgb, s->rgb_stride, w, h,
 400                            s->rgb2yuv_coeffs, s->yuv_offset[1], s->dither_scratch);
 401         } else {
 402             s->rgb2yuv(out_data, td->out_linesize, rgb, s->rgb_stride, w, h,
 403                        s->rgb2yuv_coeffs, s->yuv_offset[1]);
 404         }
 405     }
 406
 407     return 0;
 408 }
 409
 410 static int get_range_off(AVFilterContext *ctx, int *off,
 411                          int *y_rng, int *uv_rng,
 412                          enum AVColorRange rng, int depth)
 413 {
 414     switch (rng) {
 415     case AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED: {
 416         ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 417
 418         if (!s->did_warn_range) {
 419             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Input range not set, assuming tv/mpeg\n");
 420             s->did_warn_range = 1;
 421         }
 422     }
 423         // fall-through
 424     case AVCOL_RANGE_MPEG:
 425         *off = 16 << (depth - 8);
 426         *y_rng = 219 << (depth - 8);
 427         *uv_rng = 224 << (depth - 8);
 428         break;
 429     case AVCOL_RANGE_JPEG:
 430         *off = 0;
 431         *y_rng = *uv_rng = (256 << (depth - 8)) - 1;
 432         break;
 433     default:
 434         return AVERROR(EINVAL);
 435     }
 436
 437     return 0;
 438 }
 439
 440 static int create_filtergraph(AVFilterContext *ctx,
 441                               const AVFrame *in, const AVFrame *out)
 442 {
 443     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 444     const AVPixFmtDescriptor *in_desc  = av_pix_fmt_desc_get(in->format);
 445     const AVPixFmtDescriptor *out_desc = av_pix_fmt_desc_get(out->format);
 446     int emms = 0, m, n, o, res, fmt_identical, redo_yuv2rgb = 0, redo_rgb2yuv = 0;
 447
 448 #define supported_depth(d) ((d) == 8 || (d) == 10 || (d) == 12)
 449 #define supported_subsampling(lcw, lch) \
 450     (((lcw) == 0 && (lch) == 0) || ((lcw) == 1 && (lch) == 0) || ((lcw) == 1 && (lch) == 1))
 451 #define supported_format(d) \
 452     ((d) != NULL && (d)->nb_components == 3 && \
 453      !((d)->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB) && \
 454      supported_depth((d)->comp[0].depth) && \
 455      supported_subsampling((d)->log2_chroma_w, (d)->log2_chroma_h))
 456
 457     if (!supported_format(in_desc)) {
 458         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 459                "Unsupported input format %d (%s) or bitdepth (%d)\n",
 460                in->format, av_get_pix_fmt_name(in->format),
 461                in_desc ? in_desc->comp[0].depth : -1);
 462         return AVERROR(EINVAL);
 463     }
 464     if (!supported_format(out_desc)) {
 465         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 466                "Unsupported output format %d (%s) or bitdepth (%d)\n",
 467                out->format, av_get_pix_fmt_name(out->format),
 468                out_desc ? out_desc->comp[0].depth : -1);
 469         return AVERROR(EINVAL);
 470     }
 471
 472     if (in->color_primaries  != s->in_prm)  s->in_primaries  = NULL;
 473     if (out->color_primaries != s->out_prm) s->out_primaries = NULL;
 474     if (in->color_trc        != s->in_trc)  s->in_txchr      = NULL;
 475     if (out->color_trc       != s->out_trc) s->out_txchr     = NULL;
 476     if (in->colorspace       != s->in_csp ||
 477         in->color_range      != s->in_rng)  s->in_lumacoef   = NULL;
 478     if (out->colorspace      != s->out_csp ||
 479         out->color_range     != s->out_rng) s->out_lumacoef  = NULL;
 480
 481     if (!s->out_primaries || !s->in_primaries) {
 482         s->in_prm = in->color_primaries;
 483         if (s->user_iall != CS_UNSPECIFIED)
 484             s->in_prm = default_prm[FFMIN(s->user_iall, CS_NB)];
 485         if (s->user_iprm != AVCOL_PRI_UNSPECIFIED)
 486             s->in_prm = s->user_iprm;
 487         s->in_primaries = get_color_primaries(s->in_prm);
 488         if (!s->in_primaries) {
 489             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 490                    "Unsupported input primaries %d (%s)\n",
 491                    s->in_prm, av_color_primaries_name(s->in_prm));
 492             return AVERROR(EINVAL);
 493         }
 494         s->out_prm = out->color_primaries;
 495         s->out_primaries = get_color_primaries(s->out_prm);
 496         if (!s->out_primaries) {
 497             if (s->out_prm == AVCOL_PRI_UNSPECIFIED) {
 498                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
 499                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Please specify output primaries\n");
 500                 } else {
 501                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 502                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
 503                 }
 504             } else {
 505                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 506                        "Unsupported output primaries %d (%s)\n",
 507                        s->out_prm, av_color_primaries_name(s->out_prm));
 508             }
 509             return AVERROR(EINVAL);
 510         }
 511         s->lrgb2lrgb_passthrough = !memcmp(s->in_primaries, s->out_primaries,
 512                                            sizeof(*s->in_primaries));
 513         if (!s->lrgb2lrgb_passthrough) {
 514             double rgb2xyz[3][3], xyz2rgb[3][3], rgb2rgb[3][3];
 515             const struct WhitepointCoefficients *wp_out, *wp_in;
 516
 517             wp_out = &whitepoint_coefficients[s->out_primaries->wp];
 518             wp_in = &whitepoint_coefficients[s->in_primaries->wp];
 519             ff_fill_rgb2xyz_table(&s->out_primaries->coeff, wp_out, rgb2xyz);
 520             ff_matrix_invert_3x3(rgb2xyz, xyz2rgb);
 521             ff_fill_rgb2xyz_table(&s->in_primaries->coeff, wp_in, rgb2xyz);
 522             if (s->out_primaries->wp != s->in_primaries->wp &&
 523                 s->wp_adapt != WP_ADAPT_IDENTITY) {
 524                 double wpconv[3][3], tmp[3][3];
 525
 526                 fill_whitepoint_conv_table(wpconv, s->wp_adapt, s->in_primaries->wp,
 527                                            s->out_primaries->wp);
 528                 ff_matrix_mul_3x3(tmp, rgb2xyz, wpconv);
 529                 ff_matrix_mul_3x3(rgb2rgb, tmp, xyz2rgb);
 530             } else {
 531                 ff_matrix_mul_3x3(rgb2rgb, rgb2xyz, xyz2rgb);
 532             }
 533             for (m = 0; m < 3; m++)
 534                 for (n = 0; n < 3; n++) {
 535                     s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][0] = lrint(16384.0 * rgb2rgb[m][n]);
 536                     for (o = 1; o < 8; o++)
 537                         s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][o] = s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][0];
 538                 }
 539
 540             emms = 1;
 541         }
 542     }
 543
 544     if (!s->in_txchr) {
 545         av_freep(&s->lin_lut);
 546         s->in_trc = in->color_trc;
 547         if (s->user_iall != CS_UNSPECIFIED)
 548             s->in_trc = default_trc[FFMIN(s->user_iall, CS_NB)];
 549         if (s->user_itrc != AVCOL_TRC_UNSPECIFIED)
 550             s->in_trc = s->user_itrc;
 551         s->in_txchr = get_transfer_characteristics(s->in_trc);
 552         if (!s->in_txchr) {
 553             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 554                    "Unsupported input transfer characteristics %d (%s)\n",
 555                    s->in_trc, av_color_transfer_name(s->in_trc));
 556             return AVERROR(EINVAL);
 557         }
 558     }
 559
 560     if (!s->out_txchr) {
 561         av_freep(&s->lin_lut);
 562         s->out_trc = out->color_trc;
 563         s->out_txchr = get_transfer_characteristics(s->out_trc);
 564         if (!s->out_txchr) {
 565             if (s->out_trc == AVCOL_TRC_UNSPECIFIED) {
 566                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
 567                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 568                            "Please specify output transfer characteristics\n");
 569                 } else {
 570                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 571                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
 572                 }
 573             } else {
 574                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 575                        "Unsupported output transfer characteristics %d (%s)\n",
 576                        s->out_trc, av_color_transfer_name(s->out_trc));
 577             }
 578             return AVERROR(EINVAL);
 579         }
 580     }
 581
 582     s->rgb2rgb_passthrough = s->fast_mode || (s->lrgb2lrgb_passthrough &&
 583                              !memcmp(s->in_txchr, s->out_txchr, sizeof(*s->in_txchr)));
 584     if (!s->rgb2rgb_passthrough && !s->lin_lut) {
 585         res = fill_gamma_table(s);
 586         if (res < 0)
 587             return res;
 588         emms = 1;
 589     }
 590
 591     if (!s->in_lumacoef) {
 592         s->in_csp = in->colorspace;
 593         if (s->user_iall != CS_UNSPECIFIED)
 594             s->in_csp = default_csp[FFMIN(s->user_iall, CS_NB)];
 595         if (s->user_icsp != AVCOL_SPC_UNSPECIFIED)
 596             s->in_csp = s->user_icsp;
 597         s->in_rng = in->color_range;
 598         if (s->user_irng != AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED)
 599             s->in_rng = s->user_irng;
 600         s->in_lumacoef = ff_get_luma_coefficients(s->in_csp);
 601         if (!s->in_lumacoef) {
 602             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 603                    "Unsupported input colorspace %d (%s)\n",
 604                    s->in_csp, av_color_space_name(s->in_csp));
 605             return AVERROR(EINVAL);
 606         }
 607         redo_yuv2rgb = 1;
 608     }
 609
 610     if (!s->out_lumacoef) {
 611         s->out_csp = out->colorspace;
 612         s->out_rng = out->color_range;
 613         s->out_lumacoef = ff_get_luma_coefficients(s->out_csp);
 614         if (!s->out_lumacoef) {
 615             if (s->out_csp == AVCOL_SPC_UNSPECIFIED) {
 616                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
 617                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 618                            "Please specify output transfer characteristics\n");
 619                 } else {
 620                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 621                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
 622                 }
 623             } else {
 624                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 625                        "Unsupported output transfer characteristics %d (%s)\n",
 626                        s->out_csp, av_color_space_name(s->out_csp));
 627             }
 628             return AVERROR(EINVAL);
 629         }
 630         redo_rgb2yuv = 1;
 631     }
 632
 633     fmt_identical = in_desc->log2_chroma_h == out_desc->log2_chroma_h &&
 634                     in_desc->log2_chroma_w == out_desc->log2_chroma_w;
 635     s->yuv2yuv_fastmode = s->rgb2rgb_passthrough && fmt_identical;
 636     s->yuv2yuv_passthrough = s->yuv2yuv_fastmode && s->in_rng == s->out_rng &&
 637                              !memcmp(s->in_lumacoef, s->out_lumacoef,
 638                                      sizeof(*s->in_lumacoef)) &&
 639                              in_desc->comp[0].depth == out_desc->comp[0].depth;
 640     if (!s->yuv2yuv_passthrough) {
 641         if (redo_yuv2rgb) {
 642             double rgb2yuv[3][3], (*yuv2rgb)[3] = s->yuv2rgb_dbl_coeffs;
 643             int off, bits, in_rng;
 644
 645             res = get_range_off(ctx, &off, &s->in_y_rng, &s->in_uv_rng,
 646                                 s->in_rng, in_desc->comp[0].depth);
 647             if (res < 0) {
 648                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 649                        "Unsupported input color range %d (%s)\n",
 650                        s->in_rng, av_color_range_name(s->in_rng));
 651                 return res;
 652             }
 653             for (n = 0; n < 8; n++)
 654                 s->yuv_offset[0][n] = off;
 655             ff_fill_rgb2yuv_table(s->in_lumacoef, rgb2yuv);
 656             ff_matrix_invert_3x3(rgb2yuv, yuv2rgb);
 657             bits = 1 << (in_desc->comp[0].depth - 1);
 658             for (n = 0; n < 3; n++) {
 659                 for (in_rng = s->in_y_rng, m = 0; m < 3; m++, in_rng = s->in_uv_rng) {
 660                     s->yuv2rgb_coeffs[n][m][0] = lrint(28672 * bits * yuv2rgb[n][m] / in_rng);
 661                     for (o = 1; o < 8; o++)
 662                         s->yuv2rgb_coeffs[n][m][o] = s->yuv2rgb_coeffs[n][m][0];
 663                 }
 664             }
 665             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][1][0] == 0);
 666             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[2][2][0] == 0);
 667             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][0][0] == s->yuv2rgb_coeffs[1][0][0]);
 668             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][0][0] == s->yuv2rgb_coeffs[2][0][0]);
 669             s->yuv2rgb = s->dsp.yuv2rgb[(in_desc->comp[0].depth - 8) >> 1]
 670                                        [in_desc->log2_chroma_h + in_desc->log2_chroma_w];
 671             emms = 1;
 672         }
 673
 674         if (redo_rgb2yuv) {
 675             double (*rgb2yuv)[3] = s->rgb2yuv_dbl_coeffs;
 676             int off, out_rng, bits;
 677
 678             res = get_range_off(ctx, &off, &s->out_y_rng, &s->out_uv_rng,
 679                                 s->out_rng, out_desc->comp[0].depth);
 680             if (res < 0) {
 681                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 682                        "Unsupported output color range %d (%s)\n",
 683                        s->out_rng, av_color_range_name(s->out_rng));
 684                 return res;
 685             }
 686             for (n = 0; n < 8; n++)
 687                 s->yuv_offset[1][n] = off;
 688             ff_fill_rgb2yuv_table(s->out_lumacoef, rgb2yuv);
 689             bits = 1 << (29 - out_desc->comp[0].depth);
 690             for (out_rng = s->out_y_rng, n = 0; n < 3; n++, out_rng = s->out_uv_rng) {
 691                 for (m = 0; m < 3; m++) {
 692                     s->rgb2yuv_coeffs[n][m][0] = lrint(bits * out_rng * rgb2yuv[n][m] / 28672);
 693                     for (o = 1; o < 8; o++)
 694                         s->rgb2yuv_coeffs[n][m][o] = s->rgb2yuv_coeffs[n][m][0];
 695                 }
 696             }
 697             av_assert2(s->rgb2yuv_coeffs[1][2][0] == s->rgb2yuv_coeffs[2][0][0]);
 698             s->rgb2yuv = s->dsp.rgb2yuv[(out_desc->comp[0].depth - 8) >> 1]
 699                                        [out_desc->log2_chroma_h + out_desc->log2_chroma_w];
 700             s->rgb2yuv_fsb = s->dsp.rgb2yuv_fsb[(out_desc->comp[0].depth - 8) >> 1]
 701                                        [out_desc->log2_chroma_h + out_desc->log2_chroma_w];
 702             emms = 1;
 703         }
 704
 705         if (s->yuv2yuv_fastmode && (redo_yuv2rgb || redo_rgb2yuv)) {
 706             int idepth = in_desc->comp[0].depth, odepth = out_desc->comp[0].depth;
 707             double (*rgb2yuv)[3] = s->rgb2yuv_dbl_coeffs;
 708             double (*yuv2rgb)[3] = s->yuv2rgb_dbl_coeffs;
 709             double yuv2yuv[3][3];
 710             int in_rng, out_rng;
 711
 712             ff_matrix_mul_3x3(yuv2yuv, yuv2rgb, rgb2yuv);
 713             for (out_rng = s->out_y_rng, m = 0; m < 3; m++, out_rng = s->out_uv_rng) {
 714                 for (in_rng = s->in_y_rng, n = 0; n < 3; n++, in_rng = s->in_uv_rng) {
 715                     s->yuv2yuv_coeffs[m][n][0] =
 716                         lrint(16384 * yuv2yuv[m][n] * out_rng * (1 << idepth) /
 717                               (in_rng * (1 << odepth)));
 718                     for (o = 1; o < 8; o++)
 719                         s->yuv2yuv_coeffs[m][n][o] = s->yuv2yuv_coeffs[m][n][0];
 720                 }
 721             }
 722             av_assert2(s->yuv2yuv_coeffs[1][0][0] == 0);
 723             av_assert2(s->yuv2yuv_coeffs[2][0][0] == 0);
 724             s->yuv2yuv = s->dsp.yuv2yuv[(idepth - 8) >> 1][(odepth - 8) >> 1]
 725                                        [in_desc->log2_chroma_h + in_desc->log2_chroma_w];
 726         }
 727     }
 728
 729     if (emms)
 730         emms_c();
 731
 732     return 0;
 733 }
 734
 735 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 736 {
 737     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 738
 739     ff_colorspacedsp_init(&s->dsp);
 740
 741     return 0;
 742 }
 743
 744 static void uninit(AVFilterContext *ctx)
 745 {
 746     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 747
 748     av_freep(&s->rgb[0]);
 749     av_freep(&s->rgb[1]);
 750     av_freep(&s->rgb[2]);
 751     s->rgb_sz = 0;
 752     av_freep(&s->dither_scratch_base[0][0]);
 753     av_freep(&s->dither_scratch_base[0][1]);
 754     av_freep(&s->dither_scratch_base[1][0]);
 755     av_freep(&s->dither_scratch_base[1][1]);
 756     av_freep(&s->dither_scratch_base[2][0]);
 757     av_freep(&s->dither_scratch_base[2][1]);
 758
 759     av_freep(&s->lin_lut);
 760 }
 761
 762 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *in)
 763 {
 764     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 765     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 766     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 767     // FIXME if yuv2yuv_passthrough, don't get a new buffer but use the
 768     // input one if it is writable *OR* the actual literal values of in_*
 769     // and out_* are identical (not just their respective properties)
 770     AVFrame *out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 771     int res;
 772     ptrdiff_t rgb_stride = FFALIGN(in->width * sizeof(int16_t), 32);
 773     unsigned rgb_sz = rgb_stride * in->height;
 774     ThreadData td;
 775
 776     if (!out) {
 777         av_frame_free(&in);
 778         return AVERROR(ENOMEM);
 779     }
 780     res = av_frame_copy_props(out, in);
 781     if (res < 0) {
 782         av_frame_free(&in);
 783         av_frame_free(&out);
 784         return res;
 785     }
 786
 787     out->color_primaries = s->user_prm == AVCOL_PRI_UNSPECIFIED ?
 788                            default_prm[FFMIN(s->user_all, CS_NB)] : s->user_prm;
 789     if (s->user_trc == AVCOL_TRC_UNSPECIFIED) {
 790         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(out->format);
 791
 792         out->color_trc   = default_trc[FFMIN(s->user_all, CS_NB)];
 793         if (out->color_trc == AVCOL_TRC_BT2020_10 && desc && desc->comp[0].depth >= 12)
 794             out->color_trc = AVCOL_TRC_BT2020_12;
 795     } else {
 796         out->color_trc   = s->user_trc;
 797     }
 798     out->colorspace      = s->user_csp == AVCOL_SPC_UNSPECIFIED ?
 799                            default_csp[FFMIN(s->user_all, CS_NB)] : s->user_csp;
 800     out->color_range     = s->user_rng == AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED ?
 801                            in->color_range : s->user_rng;
 802     if (rgb_sz != s->rgb_sz) {
 803         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(out->format);
 804         int uvw = in->width >> desc->log2_chroma_w;
 805
 806         av_freep(&s->rgb[0]);
 807         av_freep(&s->rgb[1]);
 808         av_freep(&s->rgb[2]);
 809         s->rgb_sz = 0;
 810         av_freep(&s->dither_scratch_base[0][0]);
 811         av_freep(&s->dither_scratch_base[0][1]);
 812         av_freep(&s->dither_scratch_base[1][0]);
 813         av_freep(&s->dither_scratch_base[1][1]);
 814         av_freep(&s->dither_scratch_base[2][0]);
 815         av_freep(&s->dither_scratch_base[2][1]);
 816
 817         s->rgb[0] = av_malloc(rgb_sz);
 818         s->rgb[1] = av_malloc(rgb_sz);
 819         s->rgb[2] = av_malloc(rgb_sz);
 820         s->dither_scratch_base[0][0] =
 821             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[0][0]) * (in->width + 4));
 822         s->dither_scratch_base[0][1] =
 823             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[0][1]) * (in->width + 4));
 824         s->dither_scratch_base[1][0] =
 825             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[1][0]) * (uvw + 4));
 826         s->dither_scratch_base[1][1] =
 827             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[1][1]) * (uvw + 4));
 828         s->dither_scratch_base[2][0] =
 829             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[2][0]) * (uvw + 4));
 830         s->dither_scratch_base[2][1] =
 831             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[2][1]) * (uvw + 4));
 832         s->dither_scratch[0][0] = &s->dither_scratch_base[0][0][1];
 833         s->dither_scratch[0][1] = &s->dither_scratch_base[0][1][1];
 834         s->dither_scratch[1][0] = &s->dither_scratch_base[1][0][1];
 835         s->dither_scratch[1][1] = &s->dither_scratch_base[1][1][1];
 836         s->dither_scratch[2][0] = &s->dither_scratch_base[2][0][1];
 837         s->dither_scratch[2][1] = &s->dither_scratch_base[2][1][1];
 838         if (!s->rgb[0] || !s->rgb[1] || !s->rgb[2] ||
 839             !s->dither_scratch_base[0][0] || !s->dither_scratch_base[0][1] ||
 840             !s->dither_scratch_base[1][0] || !s->dither_scratch_base[1][1] ||
 841             !s->dither_scratch_base[2][0] || !s->dither_scratch_base[2][1]) {
 842             uninit(ctx);
 843             av_frame_free(&in);
 844             av_frame_free(&out);
 845             return AVERROR(ENOMEM);
 846         }
 847         s->rgb_sz = rgb_sz;
 848     }
 849     res = create_filtergraph(ctx, in, out);
 850     if (res < 0) {
 851         av_frame_free(&in);
 852         av_frame_free(&out);
 853         return res;
 854     }
 855     s->rgb_stride = rgb_stride / sizeof(int16_t);
 856     td.in = in;
 857     td.out = out;
 858     td.in_linesize[0] = in->linesize[0];
 859     td.in_linesize[1] = in->linesize[1];
 860     td.in_linesize[2] = in->linesize[2];
 861     td.out_linesize[0] = out->linesize[0];
 862     td.out_linesize[1] = out->linesize[1];
 863     td.out_linesize[2] = out->linesize[2];
 864     td.in_ss_h = av_pix_fmt_desc_get(in->format)->log2_chroma_h;
 865     td.out_ss_h = av_pix_fmt_desc_get(out->format)->log2_chroma_h;
 866     if (s->yuv2yuv_passthrough) {
 867         res = av_frame_copy(out, in);
 868         if (res < 0) {
 869             av_frame_free(&in);
 870             av_frame_free(&out);
 871             return res;
 872         }
 873     } else {
 874         ctx->internal->execute(ctx, convert, &td, NULL,
 875                                FFMIN((in->height + 1) >> 1, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 876     }
 877     av_frame_free(&in);
 878
 879     return ff_filter_frame(outlink, out);
 880 }
 881
 882 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 883 {
 884     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 885         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV444P,
 886         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 887         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 888         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,  AV_PIX_FMT_YUVJ422P,  AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 889         AV_PIX_FMT_NONE
 890     };
 891     int res;
 892     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 893     AVFilterFormats *formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 894
 895     if (!formats)
 896         return AVERROR(ENOMEM);
 897     if (s->user_format == AV_PIX_FMT_NONE)
 898         return ff_set_common_formats(ctx, formats);
 899     res = ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[0]->outcfg.formats);
 900     if (res < 0)
 901         return res;
 902     formats = NULL;
 903     res = ff_add_format(&formats, s->user_format);
 904     if (res < 0)
 905         return res;
 906
 907     return ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->incfg.formats);
 908 }
 909
 910 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 911 {
 912     AVFilterContext *ctx = outlink->dst;
 913     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 914
 915     if (inlink->w % 2 || inlink->h % 2) {
 916         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid odd size (%dx%d)\n",
 917                inlink->w, inlink->h);
 918         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 919     }
 920
 921     outlink->w = inlink->w;
 922     outlink->h = inlink->h;
 923     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 924     outlink->time_base = inlink->time_base;
 925
 926     return 0;
 927 }
 928
 929 #define OFFSET(x) offsetof(ColorSpaceContext, x)
 930 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM | AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 931 #define ENUM(x, y, z) { x, "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = y }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, z }
 932
 933 static const AVOption colorspace_options[] = {
 934     { "all",        "Set all color properties together",
 935       OFFSET(user_all),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = CS_UNSPECIFIED },
 936       CS_UNSPECIFIED, CS_NB - 1, FLAGS, "all" },
 937     ENUM("bt470m",      CS_BT470M,             "all"),
 938     ENUM("bt470bg",     CS_BT470BG,            "all"),
 939     ENUM("bt601-6-525", CS_BT601_6_525,        "all"),
 940     ENUM("bt601-6-625", CS_BT601_6_625,        "all"),
 941     ENUM("bt709",       CS_BT709,              "all"),
 942     ENUM("smpte170m",   CS_SMPTE170M,          "all"),
 943     ENUM("smpte240m",   CS_SMPTE240M,          "all"),
 944     ENUM("bt2020",      CS_BT2020,             "all"),
 945
 946     { "space",      "Output colorspace",
 947       OFFSET(user_csp),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED },
 948       AVCOL_SPC_RGB, AVCOL_SPC_NB - 1, FLAGS,  "csp"},
 949     ENUM("bt709",       AVCOL_SPC_BT709,       "csp"),
 950     ENUM("fcc",         AVCOL_SPC_FCC,         "csp"),
 951     ENUM("bt470bg",     AVCOL_SPC_BT470BG,     "csp"),
 952     ENUM("smpte170m",   AVCOL_SPC_SMPTE170M,   "csp"),
 953     ENUM("smpte240m",   AVCOL_SPC_SMPTE240M,   "csp"),
 954     ENUM("ycgco",       AVCOL_SPC_YCGCO,       "csp"),
 955     ENUM("gbr",         AVCOL_SPC_RGB,         "csp"),
 956     ENUM("bt2020nc",    AVCOL_SPC_BT2020_NCL,  "csp"),
 957     ENUM("bt2020ncl",   AVCOL_SPC_BT2020_NCL,  "csp"),
 958
 959     { "range",      "Output color range",
 960       OFFSET(user_rng),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED },
 961       AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED, AVCOL_RANGE_NB - 1, FLAGS, "rng" },
 962     ENUM("tv",          AVCOL_RANGE_MPEG,      "rng"),
 963     ENUM("mpeg",        AVCOL_RANGE_MPEG,      "rng"),
 964     ENUM("pc",          AVCOL_RANGE_JPEG,      "rng"),
 965     ENUM("jpeg",        AVCOL_RANGE_JPEG,      "rng"),
 966
 967     { "primaries",  "Output color primaries",
 968       OFFSET(user_prm),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED },
 969       AVCOL_PRI_RESERVED0, AVCOL_PRI_NB - 1, FLAGS, "prm" },
 970     ENUM("bt709",        AVCOL_PRI_BT709,      "prm"),
 971     ENUM("bt470m",       AVCOL_PRI_BT470M,     "prm"),
 972     ENUM("bt470bg",      AVCOL_PRI_BT470BG,    "prm"),
 973     ENUM("smpte170m",    AVCOL_PRI_SMPTE170M,  "prm"),
 974     ENUM("smpte240m",    AVCOL_PRI_SMPTE240M,  "prm"),
 975     ENUM("smpte428",     AVCOL_PRI_SMPTE428,   "prm"),
 976     ENUM("film",         AVCOL_PRI_FILM,       "prm"),
 977     ENUM("smpte431",     AVCOL_PRI_SMPTE431,   "prm"),
 978     ENUM("smpte432",     AVCOL_PRI_SMPTE432,   "prm"),
 979     ENUM("bt2020",       AVCOL_PRI_BT2020,     "prm"),
 980     ENUM("jedec-p22",    AVCOL_PRI_JEDEC_P22,  "prm"),
 981     ENUM("ebu3213",      AVCOL_PRI_EBU3213,    "prm"),
 982
 983     { "trc",        "Output transfer characteristics",
 984       OFFSET(user_trc),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED },
 985       AVCOL_TRC_RESERVED0, AVCOL_TRC_NB - 1, FLAGS, "trc" },
 986     ENUM("bt709",        AVCOL_TRC_BT709,        "trc"),
 987     ENUM("bt470m",       AVCOL_TRC_GAMMA22,      "trc"),
 988     ENUM("gamma22",      AVCOL_TRC_GAMMA22,      "trc"),
 989     ENUM("bt470bg",      AVCOL_TRC_GAMMA28,      "trc"),
 990     ENUM("gamma28",      AVCOL_TRC_GAMMA28,      "trc"),
 991     ENUM("smpte170m",    AVCOL_TRC_SMPTE170M,    "trc"),
 992     ENUM("smpte240m",    AVCOL_TRC_SMPTE240M,    "trc"),
 993     ENUM("srgb",         AVCOL_TRC_IEC61966_2_1, "trc"),
 994     ENUM("iec61966-2-1", AVCOL_TRC_IEC61966_2_1, "trc"),
 995     ENUM("xvycc",        AVCOL_TRC_IEC61966_2_4, "trc"),
 996     ENUM("iec61966-2-4", AVCOL_TRC_IEC61966_2_4, "trc"),
 997     ENUM("bt2020-10",    AVCOL_TRC_BT2020_10,    "trc"),
 998     ENUM("bt2020-12",    AVCOL_TRC_BT2020_12,    "trc"),
 999
1000     { "format",   "Output pixel format",
1001       OFFSET(user_format), AV_OPT_TYPE_INT,  { .i64 = AV_PIX_FMT_NONE },
1002       AV_PIX_FMT_NONE, AV_PIX_FMT_GBRAP12LE, FLAGS, "fmt" },
1003     ENUM("yuv420p",   AV_PIX_FMT_YUV420P,   "fmt"),
1004     ENUM("yuv420p10", AV_PIX_FMT_YUV420P10, "fmt"),
1005     ENUM("yuv420p12", AV_PIX_FMT_YUV420P12, "fmt"),
1006     ENUM("yuv422p",   AV_PIX_FMT_YUV422P,   "fmt"),
1007     ENUM("yuv422p10", AV_PIX_FMT_YUV422P10, "fmt"),
1008     ENUM("yuv422p12", AV_PIX_FMT_YUV422P12, "fmt"),
1009     ENUM("yuv444p",   AV_PIX_FMT_YUV444P,   "fmt"),
1010     ENUM("yuv444p10", AV_PIX_FMT_YUV444P10, "fmt"),
1011     ENUM("yuv444p12", AV_PIX_FMT_YUV444P12, "fmt"),
1012
1013     { "fast",     "Ignore primary chromaticity and gamma correction",
1014       OFFSET(fast_mode), AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0    },
1015       0, 1, FLAGS },
1016
1017     { "dither",   "Dithering mode",
1018       OFFSET(dither), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = DITHER_NONE },
1019       DITHER_NONE, DITHER_NB - 1, FLAGS, "dither" },
1020     ENUM("none", DITHER_NONE, "dither"),
1021     ENUM("fsb",  DITHER_FSB,  "dither"),
1022
1023     { "wpadapt", "Whitepoint adaptation method",
1024       OFFSET(wp_adapt), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = WP_ADAPT_BRADFORD },
1025       WP_ADAPT_BRADFORD, NB_WP_ADAPT - 1, FLAGS, "wpadapt" },
1026     ENUM("bradford", WP_ADAPT_BRADFORD, "wpadapt"),
1027     ENUM("vonkries", WP_ADAPT_VON_KRIES, "wpadapt"),
1028     ENUM("identity", WP_ADAPT_IDENTITY, "wpadapt"),
1029
1030     { "iall",       "Set all input color properties together",
1031       OFFSET(user_iall),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = CS_UNSPECIFIED },
1032       CS_UNSPECIFIED, CS_NB - 1, FLAGS, "all" },
1033     { "ispace",     "Input colorspace",
1034       OFFSET(user_icsp),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED },
1035       AVCOL_PRI_RESERVED0, AVCOL_PRI_NB - 1, FLAGS, "csp" },
1036     { "irange",     "Input color range",
1037       OFFSET(user_irng),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED },
1038       AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED, AVCOL_RANGE_NB - 1, FLAGS, "rng" },
1039     { "iprimaries", "Input color primaries",
1040       OFFSET(user_iprm),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED },
1041       AVCOL_PRI_RESERVED0, AVCOL_PRI_NB - 1, FLAGS, "prm" },
1042     { "itrc",       "Input transfer characteristics",
1043       OFFSET(user_itrc),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED },
1044       AVCOL_TRC_RESERVED0, AVCOL_TRC_NB - 1, FLAGS, "trc" },
1045
1046     { NULL }
1047 };
1048
1049 AVFILTER_DEFINE_CLASS(colorspace);
1050
1051 static const AVFilterPad inputs[] = {
1052     {
1053         .name         = "default",
1054         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1055         .filter_frame = filter_frame,
1056     },
1057     { NULL }
1058 };
1059
1060 static const AVFilterPad outputs[] = {
1061     {
1062         .name         = "default",
1063         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1064         .config_props = config_props,
1065     },
1066     { NULL }
1067 };
1068
1069 AVFilter ff_vf_colorspace = {
1070     .name            = "colorspace",
1071     .description     = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert between colorspaces."),
1072     .init            = init,
1073     .uninit          = uninit,
1074     .query_formats   = query_formats,
1075     .priv_size       = sizeof(ColorSpaceContext),
1076     .priv_class      = &colorspace_class,
1077     .inputs          = inputs,
1078     .outputs         = outputs,
1079     .flags           = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1080 };