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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Clément Bœsch
   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 #include "libavutil/opt.h"
  22 #include "libavutil/bprint.h"
  23 #include "libavutil/eval.h"
  24 #include "libavutil/file.h"
  25 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  26 #include "libavutil/avassert.h"
  27 #include "libavutil/pixdesc.h"
  28 #include "avfilter.h"
  29 #include "drawutils.h"
  30 #include "formats.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "video.h"
  33
  34 #define R 0
  35 #define G 1
  36 #define B 2
  37 #define A 3
  38
  39 struct keypoint {
  40     double x, y;
  41     struct keypoint *next;
  42 };
  43
  44 #define NB_COMP 3
  45
  46 enum preset {
  47     PRESET_NONE,
  48     PRESET_COLOR_NEGATIVE,
  49     PRESET_CROSS_PROCESS,
  50     PRESET_DARKER,
  51     PRESET_INCREASE_CONTRAST,
  52     PRESET_LIGHTER,
  53     PRESET_LINEAR_CONTRAST,
  54     PRESET_MEDIUM_CONTRAST,
  55     PRESET_NEGATIVE,
  56     PRESET_STRONG_CONTRAST,
  57     PRESET_VINTAGE,
  58     NB_PRESETS,
  59 };
  60
  61 typedef struct CurvesContext {
  62     const AVClass *class;
  63     int preset;
  64     char *comp_points_str[NB_COMP + 1];
  65     char *comp_points_str_all;
  66     uint16_t *graph[NB_COMP + 1];
  67     int lut_size;
  68     char *psfile;
  69     uint8_t rgba_map[4];
  70     int step;
  71     char *plot_filename;
  72     int is_16bit;
  73     int depth;
  74
  75     int (*filter_slice)(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs);
  76 } CurvesContext;
  77
  78 typedef struct ThreadData {
  79     AVFrame *in, *out;
  80 } ThreadData;
  81
  82 #define OFFSET(x) offsetof(CurvesContext, x)
  83 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  84 static const AVOption curves_options[] = {
  85     { "preset", "select a color curves preset", OFFSET(preset), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=PRESET_NONE}, PRESET_NONE, NB_PRESETS-1, FLAGS, "preset_name" },
  86         { "none",               NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_NONE},                 INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  87         { "color_negative",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_COLOR_NEGATIVE},       INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  88         { "cross_process",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_CROSS_PROCESS},        INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  89         { "darker",             NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_DARKER},               INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  90         { "increase_contrast",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_INCREASE_CONTRAST},    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  91         { "lighter",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_LIGHTER},              INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  92         { "linear_contrast",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_LINEAR_CONTRAST},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  93         { "medium_contrast",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_MEDIUM_CONTRAST},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  94         { "negative",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_NEGATIVE},             INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  95         { "strong_contrast",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_STRONG_CONTRAST},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  96         { "vintage",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_VINTAGE},              INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
  97     { "master","set master points coordinates",OFFSET(comp_points_str[NB_COMP]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
  98     { "m",     "set master points coordinates",OFFSET(comp_points_str[NB_COMP]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
  99     { "red",   "set red points coordinates",   OFFSET(comp_points_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 100     { "r",     "set red points coordinates",   OFFSET(comp_points_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 101     { "green", "set green points coordinates", OFFSET(comp_points_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 102     { "g",     "set green points coordinates", OFFSET(comp_points_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 103     { "blue",  "set blue points coordinates",  OFFSET(comp_points_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 104     { "b",     "set blue points coordinates",  OFFSET(comp_points_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 105     { "all",   "set points coordinates for all components", OFFSET(comp_points_str_all), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 106     { "psfile", "set Photoshop curves file name", OFFSET(psfile), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 107     { "plot", "save Gnuplot script of the curves in specified file", OFFSET(plot_filename), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 108     { NULL }
 109 };
 110
 111 AVFILTER_DEFINE_CLASS(curves);
 112
 113 static const struct {
 114     const char *r;
 115     const char *g;
 116     const char *b;
 117     const char *master;
 118 } curves_presets[] = {
 119     [PRESET_COLOR_NEGATIVE] = {
 120         "0.129/1 0.466/0.498 0.725/0",
 121         "0.109/1 0.301/0.498 0.517/0",
 122         "0.098/1 0.235/0.498 0.423/0",
 123     },
 124     [PRESET_CROSS_PROCESS] = {
 125         "0/0 0.25/0.156 0.501/0.501 0.686/0.745 1/1",
 126         "0/0 0.25/0.188 0.38/0.501 0.745/0.815 1/0.815",
 127         "0/0 0.231/0.094 0.709/0.874 1/1",
 128     },
 129     [PRESET_DARKER]             = { .master = "0/0 0.5/0.4 1/1" },
 130     [PRESET_INCREASE_CONTRAST]  = { .master = "0/0 0.149/0.066 0.831/0.905 0.905/0.98 1/1" },
 131     [PRESET_LIGHTER]            = { .master = "0/0 0.4/0.5 1/1" },
 132     [PRESET_LINEAR_CONTRAST]    = { .master = "0/0 0.305/0.286 0.694/0.713 1/1" },
 133     [PRESET_MEDIUM_CONTRAST]    = { .master = "0/0 0.286/0.219 0.639/0.643 1/1" },
 134     [PRESET_NEGATIVE]           = { .master = "0/1 1/0" },
 135     [PRESET_STRONG_CONTRAST]    = { .master = "0/0 0.301/0.196 0.592/0.6 0.686/0.737 1/1" },
 136     [PRESET_VINTAGE] = {
 137         "0/0.11 0.42/0.51 1/0.95",
 138         "0/0 0.50/0.48 1/1",
 139         "0/0.22 0.49/0.44 1/0.8",
 140     }
 141 };
 142
 143 static struct keypoint *make_point(double x, double y, struct keypoint *next)
 144 {
 145     struct keypoint *point = av_mallocz(sizeof(*point));
 146
 147     if (!point)
 148         return NULL;
 149     point->x = x;
 150     point->y = y;
 151     point->next = next;
 152     return point;
 153 }
 154
 155 static int parse_points_str(AVFilterContext *ctx, struct keypoint **points, const char *s,
 156                             int lut_size)
 157 {
 158     char *p = (char *)s; // strtod won't alter the string
 159     struct keypoint *last = NULL;
 160     const int scale = lut_size - 1;
 161
 162     /* construct a linked list based on the key points string */
 163     while (p && *p) {
 164         struct keypoint *point = make_point(0, 0, NULL);
 165         if (!point)
 166             return AVERROR(ENOMEM);
 167         point->x = av_strtod(p, &p); if (p && *p) p++;
 168         point->y = av_strtod(p, &p); if (p && *p) p++;
 169         if (point->x < 0 || point->x > 1 || point->y < 0 || point->y > 1) {
 170             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid key point coordinates (%f;%f), "
 171                    "x and y must be in the [0;1] range.\n", point->x, point->y);
 172             return AVERROR(EINVAL);
 173         }
 174         if (!*points)
 175             *points = point;
 176         if (last) {
 177             if ((int)(last->x * scale) >= (int)(point->x * scale)) {
 178                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Key point coordinates (%f;%f) "
 179                        "and (%f;%f) are too close from each other or not "
 180                        "strictly increasing on the x-axis\n",
 181                        last->x, last->y, point->x, point->y);
 182                 return AVERROR(EINVAL);
 183             }
 184             last->next = point;
 185         }
 186         last = point;
 187     }
 188
 189     if (*points && !(*points)->next) {
 190         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Only one point (at (%f;%f)) is defined, "
 191                "this is unlikely to behave as you expect. You probably want"
 192                "at least 2 points.",
 193                (*points)->x, (*points)->y);
 194     }
 195
 196     return 0;
 197 }
 198
 199 static int get_nb_points(const struct keypoint *d)
 200 {
 201     int n = 0;
 202     while (d) {
 203         n++;
 204         d = d->next;
 205     }
 206     return n;
 207 }
 208
 209 /**
 210  * Natural cubic spline interpolation
 211  * Finding curves using Cubic Splines notes by Steven Rauch and John Stockie.
 212  * @see http://people.math.sfu.ca/~stockie/teaching/macm316/notes/splines.pdf
 213  */
 214
 215 #define CLIP(v) (nbits == 8 ? av_clip_uint8(v) : av_clip_uintp2_c(v, nbits))
 216
 217 static inline int interpolate(void *log_ctx, uint16_t *y,
 218                               const struct keypoint *points, int nbits)
 219 {
 220     int i, ret = 0;
 221     const struct keypoint *point = points;
 222     double xprev = 0;
 223     const int lut_size = 1<<nbits;
 224     const int scale = lut_size - 1;
 225
 226     double (*matrix)[3];
 227     double *h, *r;
 228     const int n = get_nb_points(points); // number of splines
 229
 230     if (n == 0) {
 231         for (i = 0; i < lut_size; i++)
 232             y[i] = i;
 233         return 0;
 234     }
 235
 236     if (n == 1) {
 237         for (i = 0; i < lut_size; i++)
 238             y[i] = CLIP(point->y * scale);
 239         return 0;
 240     }
 241
 242     matrix = av_calloc(n, sizeof(*matrix));
 243     h = av_malloc((n - 1) * sizeof(*h));
 244     r = av_calloc(n, sizeof(*r));
 245
 246     if (!matrix || !h || !r) {
 247         ret = AVERROR(ENOMEM);
 248         goto end;
 249     }
 250
 251     /* h(i) = x(i+1) - x(i) */
 252     i = -1;
 253     for (point = points; point; point = point->next) {
 254         if (i != -1)
 255             h[i] = point->x - xprev;
 256         xprev = point->x;
 257         i++;
 258     }
 259
 260     /* right-side of the polynomials, will be modified to contains the solution */
 261     point = points;
 262     for (i = 1; i < n - 1; i++) {
 263         const double yp = point->y;
 264         const double yc = point->next->y;
 265         const double yn = point->next->next->y;
 266         r[i] = 6 * ((yn-yc)/h[i] - (yc-yp)/h[i-1]);
 267         point = point->next;
 268     }
 269
 270 #define BD 0 /* sub  diagonal (below main) */
 271 #define MD 1 /* main diagonal (center) */
 272 #define AD 2 /* sup  diagonal (above main) */
 273
 274     /* left side of the polynomials into a tridiagonal matrix. */
 275     matrix[0][MD] = matrix[n - 1][MD] = 1;
 276     for (i = 1; i < n - 1; i++) {
 277         matrix[i][BD] = h[i-1];
 278         matrix[i][MD] = 2 * (h[i-1] + h[i]);
 279         matrix[i][AD] = h[i];
 280     }
 281
 282     /* tridiagonal solving of the linear system */
 283     for (i = 1; i < n; i++) {
 284         const double den = matrix[i][MD] - matrix[i][BD] * matrix[i-1][AD];
 285         const double k = den ? 1./den : 1.;
 286         matrix[i][AD] *= k;
 287         r[i] = (r[i] - matrix[i][BD] * r[i - 1]) * k;
 288     }
 289     for (i = n - 2; i >= 0; i--)
 290         r[i] = r[i] - matrix[i][AD] * r[i + 1];
 291
 292     point = points;
 293
 294     /* left padding */
 295     for (i = 0; i < (int)(point->x * scale); i++)
 296         y[i] = CLIP(point->y * scale);
 297
 298     /* compute the graph with x=[x0..xN] */
 299     i = 0;
 300     av_assert0(point->next); // always at least 2 key points
 301     while (point->next) {
 302         const double yc = point->y;
 303         const double yn = point->next->y;
 304
 305         const double a = yc;
 306         const double b = (yn-yc)/h[i] - h[i]*r[i]/2. - h[i]*(r[i+1]-r[i])/6.;
 307         const double c = r[i] / 2.;
 308         const double d = (r[i+1] - r[i]) / (6.*h[i]);
 309
 310         int x;
 311         const int x_start = point->x       * scale;
 312         const int x_end   = point->next->x * scale;
 313
 314         av_assert0(x_start >= 0 && x_start < lut_size &&
 315                    x_end   >= 0 && x_end   < lut_size);
 316
 317         for (x = x_start; x <= x_end; x++) {
 318             const double xx = (x - x_start) * 1./scale;
 319             const double yy = a + b*xx + c*xx*xx + d*xx*xx*xx;
 320             y[x] = CLIP(yy * scale);
 321             av_log(log_ctx, AV_LOG_DEBUG, "f(%f)=%f -> y[%d]=%d\n", xx, yy, x, y[x]);
 322         }
 323
 324         point = point->next;
 325         i++;
 326     }
 327
 328     /* right padding */
 329     for (i = (int)(point->x * scale); i < lut_size; i++)
 330         y[i] = CLIP(point->y * scale);
 331
 332 end:
 333     av_free(matrix);
 334     av_free(h);
 335     av_free(r);
 336     return ret;
 337 }
 338
 339 #define DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(nbits)                                     \
 340 static int interpolate##nbits(void *log_ctx, uint16_t *y,                   \
 341                               const struct keypoint *points)                \
 342 {                                                                           \
 343     return interpolate(log_ctx, y, points, nbits);                          \
 344 }
 345
 346 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(8)
 347 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(9)
 348 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(10)
 349 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(12)
 350 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(14)
 351 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(16)
 352
 353 static int parse_psfile(AVFilterContext *ctx, const char *fname)
 354 {
 355     CurvesContext *curves = ctx->priv;
 356     uint8_t *buf;
 357     size_t size;
 358     int i, ret, av_unused(version), nb_curves;
 359     AVBPrint ptstr;
 360     static const int comp_ids[] = {3, 0, 1, 2};
 361
 362     av_bprint_init(&ptstr, 0, AV_BPRINT_SIZE_AUTOMATIC);
 363
 364     ret = av_file_map(fname, &buf, &size, 0, NULL);
 365     if (ret < 0)
 366         return ret;
 367
 368 #define READ16(dst) do {                \
 369     if (size < 2) {                     \
 370         ret = AVERROR_INVALIDDATA;      \
 371         goto end;                       \
 372     }                                   \
 373     dst = AV_RB16(buf);                 \
 374     buf  += 2;                          \
 375     size -= 2;                          \
 376 } while (0)
 377
 378     READ16(version);
 379     READ16(nb_curves);
 380     for (i = 0; i < FFMIN(nb_curves, FF_ARRAY_ELEMS(comp_ids)); i++) {
 381         int nb_points, n;
 382         av_bprint_clear(&ptstr);
 383         READ16(nb_points);
 384         for (n = 0; n < nb_points; n++) {
 385             int y, x;
 386             READ16(y);
 387             READ16(x);
 388             av_bprintf(&ptstr, "%f/%f ", x / 255., y / 255.);
 389         }
 390         if (*ptstr.str) {
 391             char **pts = &curves->comp_points_str[comp_ids[i]];
 392             if (!*pts) {
 393                 *pts = av_strdup(ptstr.str);
 394                 av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "curves %d (intid=%d) [%d points]: [%s]\n",
 395                        i, comp_ids[i], nb_points, *pts);
 396                 if (!*pts) {
 397                     ret = AVERROR(ENOMEM);
 398                     goto end;
 399                 }
 400             }
 401         }
 402     }
 403 end:
 404     av_bprint_finalize(&ptstr, NULL);
 405     av_file_unmap(buf, size);
 406     return ret;
 407 }
 408
 409 static int dump_curves(const char *fname, uint16_t *graph[NB_COMP + 1],
 410                        struct keypoint *comp_points[NB_COMP + 1],
 411                        int lut_size)
 412 {
 413     int i;
 414     AVBPrint buf;
 415     const double scale = 1. / (lut_size - 1);
 416     static const char * const colors[] = { "red", "green", "blue", "#404040", };
 417     FILE *f = av_fopen_utf8(fname, "w");
 418
 419     av_assert0(FF_ARRAY_ELEMS(colors) == NB_COMP + 1);
 420
 421     if (!f) {
 422         int ret = AVERROR(errno);
 423         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot open file '%s' for writing: %s\n",
 424                fname, av_err2str(ret));
 425         return ret;
 426     }
 427
 428     av_bprint_init(&buf, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
 429
 430     av_bprintf(&buf, "set xtics 0.1\n");
 431     av_bprintf(&buf, "set ytics 0.1\n");
 432     av_bprintf(&buf, "set size square\n");
 433     av_bprintf(&buf, "set grid\n");
 434
 435     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(colors); i++) {
 436         av_bprintf(&buf, "%s'-' using 1:2 with lines lc '%s' title ''",
 437                    i ? ", " : "plot ", colors[i]);
 438         if (comp_points[i])
 439             av_bprintf(&buf, ", '-' using 1:2 with points pointtype 3 lc '%s' title ''",
 440                     colors[i]);
 441     }
 442     av_bprintf(&buf, "\n");
 443
 444     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(colors); i++) {
 445         int x;
 446
 447         /* plot generated values */
 448         for (x = 0; x < lut_size; x++)
 449             av_bprintf(&buf, "%f %f\n", x * scale, graph[i][x] * scale);
 450         av_bprintf(&buf, "e\n");
 451
 452         /* plot user knots */
 453         if (comp_points[i]) {
 454             const struct keypoint *point = comp_points[i];
 455
 456             while (point) {
 457                 av_bprintf(&buf, "%f %f\n", point->x, point->y);
 458                 point = point->next;
 459             }
 460             av_bprintf(&buf, "e\n");
 461         }
 462     }
 463
 464     fwrite(buf.str, 1, buf.len, f);
 465     fclose(f);
 466     av_bprint_finalize(&buf, NULL);
 467     return 0;
 468 }
 469
 470 static av_cold int curves_init(AVFilterContext *ctx)
 471 {
 472     int i, ret;
 473     CurvesContext *curves = ctx->priv;
 474     char **pts = curves->comp_points_str;
 475     const char *allp = curves->comp_points_str_all;
 476
 477     //if (!allp && curves->preset != PRESET_NONE && curves_presets[curves->preset].all)
 478     //    allp = curves_presets[curves->preset].all;
 479
 480     if (allp) {
 481         for (i = 0; i < NB_COMP; i++) {
 482             if (!pts[i])
 483                 pts[i] = av_strdup(allp);
 484             if (!pts[i])
 485                 return AVERROR(ENOMEM);
 486         }
 487     }
 488
 489     if (curves->psfile) {
 490         ret = parse_psfile(ctx, curves->psfile);
 491         if (ret < 0)
 492             return ret;
 493     }
 494
 495     if (curves->preset != PRESET_NONE) {
 496 #define SET_COMP_IF_NOT_SET(n, name) do {                           \
 497     if (!pts[n] && curves_presets[curves->preset].name) {           \
 498         pts[n] = av_strdup(curves_presets[curves->preset].name);    \
 499         if (!pts[n])                                                \
 500             return AVERROR(ENOMEM);                                 \
 501     }                                                               \
 502 } while (0)
 503         SET_COMP_IF_NOT_SET(0, r);
 504         SET_COMP_IF_NOT_SET(1, g);
 505         SET_COMP_IF_NOT_SET(2, b);
 506         SET_COMP_IF_NOT_SET(3, master);
 507     }
 508
 509     return 0;
 510 }
 511
 512 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 513 {
 514     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 515         AV_PIX_FMT_RGB24,  AV_PIX_FMT_BGR24,
 516         AV_PIX_FMT_RGBA,   AV_PIX_FMT_BGRA,
 517         AV_PIX_FMT_ARGB,   AV_PIX_FMT_ABGR,
 518         AV_PIX_FMT_0RGB,   AV_PIX_FMT_0BGR,
 519         AV_PIX_FMT_RGB0,   AV_PIX_FMT_BGR0,
 520         AV_PIX_FMT_RGB48,  AV_PIX_FMT_BGR48,
 521         AV_PIX_FMT_RGBA64, AV_PIX_FMT_BGRA64,
 522         AV_PIX_FMT_GBRP,   AV_PIX_FMT_GBRAP,
 523         AV_PIX_FMT_GBRP9,
 524         AV_PIX_FMT_GBRP10, AV_PIX_FMT_GBRAP10,
 525         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRAP12,
 526         AV_PIX_FMT_GBRP14,
 527         AV_PIX_FMT_GBRP16, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
 528         AV_PIX_FMT_NONE
 529     };
 530     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
 531     if (!fmts_list)
 532         return AVERROR(ENOMEM);
 533     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
 534 }
 535
 536 static int filter_slice_packed(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 537 {
 538     int x, y;
 539     const CurvesContext *curves = ctx->priv;
 540     const ThreadData *td = arg;
 541     const AVFrame *in  = td->in;
 542     const AVFrame *out = td->out;
 543     const int direct = out == in;
 544     const int step = curves->step;
 545     const uint8_t r = curves->rgba_map[R];
 546     const uint8_t g = curves->rgba_map[G];
 547     const uint8_t b = curves->rgba_map[B];
 548     const uint8_t a = curves->rgba_map[A];
 549     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;
 550     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 551
 552     if (curves->is_16bit) {
 553         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 554             uint16_t       *dstp = (      uint16_t *)(out->data[0] + y * out->linesize[0]);
 555             const uint16_t *srcp = (const uint16_t *)(in ->data[0] + y *  in->linesize[0]);
 556
 557             for (x = 0; x < in->width * step; x += step) {
 558                 dstp[x + r] = curves->graph[R][srcp[x + r]];
 559                 dstp[x + g] = curves->graph[G][srcp[x + g]];
 560                 dstp[x + b] = curves->graph[B][srcp[x + b]];
 561                 if (!direct && step == 4)
 562                     dstp[x + a] = srcp[x + a];
 563             }
 564         }
 565     } else {
 566         uint8_t       *dst = out->data[0] + slice_start * out->linesize[0];
 567         const uint8_t *src =  in->data[0] + slice_start *  in->linesize[0];
 568
 569         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 570             for (x = 0; x < in->width * step; x += step) {
 571                 dst[x + r] = curves->graph[R][src[x + r]];
 572                 dst[x + g] = curves->graph[G][src[x + g]];
 573                 dst[x + b] = curves->graph[B][src[x + b]];
 574                 if (!direct && step == 4)
 575                     dst[x + a] = src[x + a];
 576             }
 577             dst += out->linesize[0];
 578             src += in ->linesize[0];
 579         }
 580     }
 581     return 0;
 582 }
 583
 584 static int filter_slice_planar(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 585 {
 586     int x, y;
 587     const CurvesContext *curves = ctx->priv;
 588     const ThreadData *td = arg;
 589     const AVFrame *in  = td->in;
 590     const AVFrame *out = td->out;
 591     const int direct = out == in;
 592     const int step = curves->step;
 593     const uint8_t r = curves->rgba_map[R];
 594     const uint8_t g = curves->rgba_map[G];
 595     const uint8_t b = curves->rgba_map[B];
 596     const uint8_t a = curves->rgba_map[A];
 597     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;
 598     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 599
 600     if (curves->is_16bit) {
 601         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 602             uint16_t       *dstrp = (      uint16_t *)(out->data[r] + y * out->linesize[r]);
 603             uint16_t       *dstgp = (      uint16_t *)(out->data[g] + y * out->linesize[g]);
 604             uint16_t       *dstbp = (      uint16_t *)(out->data[b] + y * out->linesize[b]);
 605             uint16_t       *dstap = (      uint16_t *)(out->data[a] + y * out->linesize[a]);
 606             const uint16_t *srcrp = (const uint16_t *)(in ->data[r] + y *  in->linesize[r]);
 607             const uint16_t *srcgp = (const uint16_t *)(in ->data[g] + y *  in->linesize[g]);
 608             const uint16_t *srcbp = (const uint16_t *)(in ->data[b] + y *  in->linesize[b]);
 609             const uint16_t *srcap = (const uint16_t *)(in ->data[a] + y *  in->linesize[a]);
 610
 611             for (x = 0; x < in->width; x++) {
 612                 dstrp[x] = curves->graph[R][srcrp[x]];
 613                 dstgp[x] = curves->graph[G][srcgp[x]];
 614                 dstbp[x] = curves->graph[B][srcbp[x]];
 615                 if (!direct && step == 4)
 616                     dstap[x] = srcap[x];
 617             }
 618         }
 619     } else {
 620         uint8_t       *dstr = out->data[r] + slice_start * out->linesize[r];
 621         uint8_t       *dstg = out->data[g] + slice_start * out->linesize[g];
 622         uint8_t       *dstb = out->data[b] + slice_start * out->linesize[b];
 623         uint8_t       *dsta = out->data[a] + slice_start * out->linesize[a];
 624         const uint8_t *srcr =  in->data[r] + slice_start *  in->linesize[r];
 625         const uint8_t *srcg =  in->data[g] + slice_start *  in->linesize[g];
 626         const uint8_t *srcb =  in->data[b] + slice_start *  in->linesize[b];
 627         const uint8_t *srca =  in->data[a] + slice_start *  in->linesize[a];
 628
 629         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 630             for (x = 0; x < in->width; x++) {
 631                 dstr[x] = curves->graph[R][srcr[x]];
 632                 dstg[x] = curves->graph[G][srcg[x]];
 633                 dstb[x] = curves->graph[B][srcb[x]];
 634                 if (!direct && step == 4)
 635                     dsta[x] = srca[x];
 636             }
 637             dstr += out->linesize[r];
 638             dstg += out->linesize[g];
 639             dstb += out->linesize[b];
 640             dsta += out->linesize[a];
 641             srcr += in ->linesize[r];
 642             srcg += in ->linesize[g];
 643             srcb += in ->linesize[b];
 644             srca += in ->linesize[a];
 645         }
 646     }
 647     return 0;
 648 }
 649
 650 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 651 {
 652     int i, j, ret;
 653     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 654     CurvesContext *curves = ctx->priv;
 655     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 656     char **pts = curves->comp_points_str;
 657     struct keypoint *comp_points[NB_COMP + 1] = {0};
 658
 659     ff_fill_rgba_map(curves->rgba_map, inlink->format);
 660     curves->is_16bit = desc->comp[0].depth > 8;
 661     curves->depth = desc->comp[0].depth;
 662     curves->lut_size = 1 << curves->depth;
 663     curves->step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> (3 + curves->is_16bit);
 664     curves->filter_slice = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR ? filter_slice_planar : filter_slice_packed;
 665
 666     for (i = 0; i < NB_COMP + 1; i++) {
 667         curves->graph[i] = av_mallocz_array(curves->lut_size, sizeof(*curves->graph[0]));
 668         if (!curves->graph[i])
 669             return AVERROR(ENOMEM);
 670         ret = parse_points_str(ctx, comp_points + i, curves->comp_points_str[i], curves->lut_size);
 671         if (ret < 0)
 672             return ret;
 673         switch (curves->depth) {
 674         case  8: ret = interpolate8 (ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
 675         case  9: ret = interpolate9 (ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
 676         case 10: ret = interpolate10(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
 677         case 12: ret = interpolate12(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
 678         case 14: ret = interpolate14(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
 679         case 16: ret = interpolate16(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
 680         }
 681         if (ret < 0)
 682             return ret;
 683     }
 684
 685     if (pts[NB_COMP]) {
 686         for (i = 0; i < NB_COMP; i++)
 687             for (j = 0; j < curves->lut_size; j++)
 688                 curves->graph[i][j] = curves->graph[NB_COMP][curves->graph[i][j]];
 689     }
 690
 691     if (av_log_get_level() >= AV_LOG_VERBOSE) {
 692         for (i = 0; i < NB_COMP; i++) {
 693             const struct keypoint *point = comp_points[i];
 694             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "#%d points:", i);
 695             while (point) {
 696                 av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, " (%f;%f)", point->x, point->y);
 697                 point = point->next;
 698             }
 699         }
 700     }
 701
 702     if (curves->plot_filename)
 703         dump_curves(curves->plot_filename, curves->graph, comp_points, curves->lut_size);
 704
 705     for (i = 0; i < NB_COMP + 1; i++) {
 706         struct keypoint *point = comp_points[i];
 707         while (point) {
 708             struct keypoint *next = point->next;
 709             av_free(point);
 710             point = next;
 711         }
 712     }
 713
 714     return 0;
 715 }
 716
 717 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 718 {
 719     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 720     CurvesContext *curves = ctx->priv;
 721     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 722     AVFrame *out;
 723     ThreadData td;
 724
 725     if (av_frame_is_writable(in)) {
 726         out = in;
 727     } else {
 728         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 729         if (!out) {
 730             av_frame_free(&in);
 731             return AVERROR(ENOMEM);
 732         }
 733         av_frame_copy_props(out, in);
 734     }
 735
 736     td.in  = in;
 737     td.out = out;
 738     ctx->internal->execute(ctx, curves->filter_slice, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 739
 740     if (out != in)
 741         av_frame_free(&in);
 742
 743     return ff_filter_frame(outlink, out);
 744 }
 745
 746 static av_cold void curves_uninit(AVFilterContext *ctx)
 747 {
 748     int i;
 749     CurvesContext *curves = ctx->priv;
 750
 751     for (i = 0; i < NB_COMP + 1; i++)
 752         av_freep(&curves->graph[i]);
 753 }
 754
 755 static const AVFilterPad curves_inputs[] = {
 756     {
 757         .name         = "default",
 758         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 759         .filter_frame = filter_frame,
 760         .config_props = config_input,
 761     },
 762     { NULL }
 763 };
 764
 765 static const AVFilterPad curves_outputs[] = {
 766     {
 767         .name = "default",
 768         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 769     },
 770     { NULL }
 771 };
 772
 773 AVFilter ff_vf_curves = {
 774     .name          = "curves",
 775     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust components curves."),
 776     .priv_size     = sizeof(CurvesContext),
 777     .init          = curves_init,
 778     .uninit        = curves_uninit,
 779     .query_formats = query_formats,
 780     .inputs        = curves_inputs,
 781     .outputs       = curves_outputs,
 782     .priv_class    = &curves_class,
 783     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 784 };