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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Stupeflix
   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  * Use a palette to downsample an input video stream.
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/bprint.h"
  27 #include "libavutil/internal.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29 #include "libavutil/qsort.h"
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "filters.h"
  32 #include "framesync.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 enum dithering_mode {
  36     DITHERING_NONE,
  37     DITHERING_BAYER,
  38     DITHERING_HECKBERT,
  39     DITHERING_FLOYD_STEINBERG,
  40     DITHERING_SIERRA2,
  41     DITHERING_SIERRA2_4A,
  42     NB_DITHERING
  43 };
  44
  45 enum color_search_method {
  46     COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE,
  47     COLOR_SEARCH_NNS_RECURSIVE,
  48     COLOR_SEARCH_BRUTEFORCE,
  49     NB_COLOR_SEARCHES
  50 };
  51
  52 enum diff_mode {
  53     DIFF_MODE_NONE,
  54     DIFF_MODE_RECTANGLE,
  55     NB_DIFF_MODE
  56 };
  57
  58 struct color_node {
  59     uint8_t val[4];
  60     uint8_t palette_id;
  61     int split;
  62     int left_id, right_id;
  63 };
  64
  65 #define NBITS 5
  66 #define CACHE_SIZE (1<<(3*NBITS))
  67
  68 struct cached_color {
  69     uint32_t color;
  70     uint8_t pal_entry;
  71 };
  72
  73 struct cache_node {
  74     struct cached_color *entries;
  75     int nb_entries;
  76 };
  77
  78 struct PaletteUseContext;
  79
  80 typedef int (*set_frame_func)(struct PaletteUseContext *s, AVFrame *out, AVFrame *in,
  81                               int x_start, int y_start, int width, int height);
  82
  83 typedef struct PaletteUseContext {
  84     const AVClass *class;
  85     FFFrameSync fs;
  86     struct cache_node cache[CACHE_SIZE];    /* lookup cache */
  87     struct color_node map[AVPALETTE_COUNT]; /* 3D-Tree (KD-Tree with K=3) for reverse colormap */
  88     uint32_t palette[AVPALETTE_COUNT];
  89     int transparency_index; /* index in the palette of transparency. -1 if there is no transparency in the palette. */
  90     int trans_thresh;
  91     int palette_loaded;
  92     int dither;
  93     int new;
  94     set_frame_func set_frame;
  95     int bayer_scale;
  96     int ordered_dither[8*8];
  97     int diff_mode;
  98     AVFrame *last_in;
  99     AVFrame *last_out;
 100
 101     /* debug options */
 102     char *dot_filename;
 103     int color_search_method;
 104     int calc_mean_err;
 105     uint64_t total_mean_err;
 106     int debug_accuracy;
 107 } PaletteUseContext;
 108
 109 #define OFFSET(x) offsetof(PaletteUseContext, x)
 110 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 111 static const AVOption paletteuse_options[] = {
 112     { "dither", "select dithering mode", OFFSET(dither), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=DITHERING_SIERRA2_4A}, 0, NB_DITHERING-1, FLAGS, "dithering_mode" },
 113         { "bayer",           "ordered 8x8 bayer dithering (deterministic)",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_BAYER},           INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 114         { "heckbert",        "dithering as defined by Paul Heckbert in 1982 (simple error diffusion)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_HECKBERT},        INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 115         { "floyd_steinberg", "Floyd and Steingberg dithering (error diffusion)",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_FLOYD_STEINBERG}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 116         { "sierra2",         "Frankie Sierra dithering v2 (error diffusion)",                          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_SIERRA2},         INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 117         { "sierra2_4a",      "Frankie Sierra dithering v2 \"Lite\" (error diffusion)",                 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_SIERRA2_4A},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 118     { "bayer_scale", "set scale for bayer dithering", OFFSET(bayer_scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 0, 5, FLAGS },
 119     { "diff_mode",   "set frame difference mode",     OFFSET(diff_mode),   AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=DIFF_MODE_NONE}, 0, NB_DIFF_MODE-1, FLAGS, "diff_mode" },
 120         { "rectangle", "process smallest different rectangle", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DIFF_MODE_RECTANGLE}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "diff_mode" },
 121     { "new", "take new palette for each output frame", OFFSET(new), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
 122     { "alpha_threshold", "set the alpha threshold for transparency", OFFSET(trans_thresh), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=128}, 0, 255, FLAGS },
 123
 124     /* following are the debug options, not part of the official API */
 125     { "debug_kdtree", "save Graphviz graph of the kdtree in specified file", OFFSET(dot_filename), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, 0, 0, FLAGS },
 126     { "color_search", "set reverse colormap color search method", OFFSET(color_search_method), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE}, 0, NB_COLOR_SEARCHES-1, FLAGS, "search" },
 127         { "nns_iterative", "iterative search",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "search" },
 128         { "nns_recursive", "recursive search",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COLOR_SEARCH_NNS_RECURSIVE}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "search" },
 129         { "bruteforce",    "brute-force into the palette", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COLOR_SEARCH_BRUTEFORCE},    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "search" },
 130     { "mean_err", "compute and print mean error", OFFSET(calc_mean_err), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
 131     { "debug_accuracy", "test color search accuracy", OFFSET(debug_accuracy), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
 132     { NULL }
 133 };
 134
 135 AVFILTER_DEFINE_CLASS(paletteuse);
 136
 137 static int load_apply_palette(FFFrameSync *fs);
 138
 139 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 140 {
 141     static const enum AVPixelFormat in_fmts[]    = {AV_PIX_FMT_RGB32, AV_PIX_FMT_NONE};
 142     static const enum AVPixelFormat inpal_fmts[] = {AV_PIX_FMT_RGB32, AV_PIX_FMT_NONE};
 143     static const enum AVPixelFormat out_fmts[]   = {AV_PIX_FMT_PAL8,  AV_PIX_FMT_NONE};
 144     int ret;
 145     if ((ret = ff_formats_ref(ff_make_format_list(in_fmts),
 146                               &ctx->inputs[0]->out_formats)) < 0 ||
 147         (ret = ff_formats_ref(ff_make_format_list(inpal_fmts),
 148                               &ctx->inputs[1]->out_formats)) < 0 ||
 149         (ret = ff_formats_ref(ff_make_format_list(out_fmts),
 150                               &ctx->outputs[0]->in_formats)) < 0)
 151         return ret;
 152     return 0;
 153 }
 154
 155 static av_always_inline int dither_color(uint32_t px, int er, int eg, int eb, int scale, int shift)
 156 {
 157     return av_clip_uint8( px >> 24                                      ) << 24
 158          | av_clip_uint8((px >> 16 & 0xff) + ((er * scale) / (1<<shift))) << 16
 159          | av_clip_uint8((px >>  8 & 0xff) + ((eg * scale) / (1<<shift))) <<  8
 160          | av_clip_uint8((px       & 0xff) + ((eb * scale) / (1<<shift)));
 161 }
 162
 163 static av_always_inline int diff(const uint8_t *c1, const uint8_t *c2, const int trans_thresh)
 164 {
 165     // XXX: try L*a*b with CIE76 (dL*dL + da*da + db*db)
 166     const int dr = c1[1] - c2[1];
 167     const int dg = c1[2] - c2[2];
 168     const int db = c1[3] - c2[3];
 169
 170     if (c1[0] < trans_thresh && c2[0] < trans_thresh) {
 171         return 0;
 172     } else if (c1[0] >= trans_thresh && c2[0] >= trans_thresh) {
 173         return dr*dr + dg*dg + db*db;
 174     } else {
 175         return 255*255 + 255*255 + 255*255;
 176     }
 177 }
 178
 179 static av_always_inline uint8_t colormap_nearest_bruteforce(const uint32_t *palette, const uint8_t *argb, const int trans_thresh)
 180 {
 181     int i, pal_id = -1, min_dist = INT_MAX;
 182
 183     for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 184         const uint32_t c = palette[i];
 185
 186         if (c >> 24 >= trans_thresh) { // ignore transparent entry
 187             const uint8_t palargb[] = {
 188                 palette[i]>>24 & 0xff,
 189                 palette[i]>>16 & 0xff,
 190                 palette[i]>> 8 & 0xff,
 191                 palette[i]     & 0xff,
 192             };
 193             const int d = diff(palargb, argb, trans_thresh);
 194             if (d < min_dist) {
 195                 pal_id = i;
 196                 min_dist = d;
 197             }
 198         }
 199     }
 200     return pal_id;
 201 }
 202
 203 /* Recursive form, simpler but a bit slower. Kept for reference. */
 204 struct nearest_color {
 205     int node_pos;
 206     int dist_sqd;
 207 };
 208
 209 static void colormap_nearest_node(const struct color_node *map,
 210                                   const int node_pos,
 211                                   const uint8_t *target,
 212                                   const int trans_thresh,
 213                                   struct nearest_color *nearest)
 214 {
 215     const struct color_node *kd = map + node_pos;
 216     const int s = kd->split;
 217     int dx, nearer_kd_id, further_kd_id;
 218     const uint8_t *current = kd->val;
 219     const int current_to_target = diff(target, current, trans_thresh);
 220
 221     if (current_to_target < nearest->dist_sqd) {
 222         nearest->node_pos = node_pos;
 223         nearest->dist_sqd = current_to_target;
 224     }
 225
 226     if (kd->left_id != -1 || kd->right_id != -1) {
 227         dx = target[s] - current[s];
 228
 229         if (dx <= 0) nearer_kd_id = kd->left_id,  further_kd_id = kd->right_id;
 230         else         nearer_kd_id = kd->right_id, further_kd_id = kd->left_id;
 231
 232         if (nearer_kd_id != -1)
 233             colormap_nearest_node(map, nearer_kd_id, target, trans_thresh, nearest);
 234
 235         if (further_kd_id != -1 && dx*dx < nearest->dist_sqd)
 236             colormap_nearest_node(map, further_kd_id, target, trans_thresh, nearest);
 237     }
 238 }
 239
 240 static av_always_inline uint8_t colormap_nearest_recursive(const struct color_node *node, const uint8_t *rgb, const int trans_thresh)
 241 {
 242     struct nearest_color res = {.dist_sqd = INT_MAX, .node_pos = -1};
 243     colormap_nearest_node(node, 0, rgb, trans_thresh, &res);
 244     return node[res.node_pos].palette_id;
 245 }
 246
 247 struct stack_node {
 248     int color_id;
 249     int dx2;
 250 };
 251
 252 static av_always_inline uint8_t colormap_nearest_iterative(const struct color_node *root, const uint8_t *target, const int trans_thresh)
 253 {
 254     int pos = 0, best_node_id = -1, best_dist = INT_MAX, cur_color_id = 0;
 255     struct stack_node nodes[16];
 256     struct stack_node *node = &nodes[0];
 257
 258     for (;;) {
 259
 260         const struct color_node *kd = &root[cur_color_id];
 261         const uint8_t *current = kd->val;
 262         const int current_to_target = diff(target, current, trans_thresh);
 263
 264         /* Compare current color node to the target and update our best node if
 265          * it's actually better. */
 266         if (current_to_target < best_dist) {
 267             best_node_id = cur_color_id;
 268             if (!current_to_target)
 269                 goto end; // exact match, we can return immediately
 270             best_dist = current_to_target;
 271         }
 272
 273         /* Check if it's not a leaf */
 274         if (kd->left_id != -1 || kd->right_id != -1) {
 275             const int split = kd->split;
 276             const int dx = target[split] - current[split];
 277             int nearer_kd_id, further_kd_id;
 278
 279             /* Define which side is the most interesting. */
 280             if (dx <= 0) nearer_kd_id = kd->left_id,  further_kd_id = kd->right_id;
 281             else         nearer_kd_id = kd->right_id, further_kd_id = kd->left_id;
 282
 283             if (nearer_kd_id != -1) {
 284                 if (further_kd_id != -1) {
 285                     /* Here, both paths are defined, so we push a state for
 286                      * when we are going back. */
 287                     node->color_id = further_kd_id;
 288                     node->dx2 = dx*dx;
 289                     pos++;
 290                     node++;
 291                 }
 292                 /* We can now update current color with the most probable path
 293                  * (no need to create a state since there is nothing to save
 294                  * anymore). */
 295                 cur_color_id = nearer_kd_id;
 296                 continue;
 297             } else if (dx*dx < best_dist) {
 298                 /* The nearest path isn't available, so there is only one path
 299                  * possible and it's the least probable. We enter it only if the
 300                  * distance from the current point to the hyper rectangle is
 301                  * less than our best distance. */
 302                 cur_color_id = further_kd_id;
 303                 continue;
 304             }
 305         }
 306
 307         /* Unstack as much as we can, typically as long as the least probable
 308          * branch aren't actually probable. */
 309         do {
 310             if (--pos < 0)
 311                 goto end;
 312             node--;
 313         } while (node->dx2 >= best_dist);
 314
 315         /* We got a node where the least probable branch might actually contain
 316          * a relevant color. */
 317         cur_color_id = node->color_id;
 318     }
 319
 320 end:
 321     return root[best_node_id].palette_id;
 322 }
 323
 324 #define COLORMAP_NEAREST(search, palette, root, target, trans_thresh)                                    \
 325     search == COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE ? colormap_nearest_iterative(root, target, trans_thresh) :      \
 326     search == COLOR_SEARCH_NNS_RECURSIVE ? colormap_nearest_recursive(root, target, trans_thresh) :      \
 327                                            colormap_nearest_bruteforce(palette, target, trans_thresh)
 328
 329 /**
 330  * Check if the requested color is in the cache already. If not, find it in the
 331  * color tree and cache it.
 332  * Note: a, r, g, and b are the components of color, but are passed as well to avoid
 333  * recomputing them (they are generally computed by the caller for other uses).
 334  */
 335 static av_always_inline int color_get(PaletteUseContext *s, uint32_t color,
 336                                       uint8_t a, uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b,
 337                                       const enum color_search_method search_method)
 338 {
 339     int i;
 340     const uint8_t argb_elts[] = {a, r, g, b};
 341     const uint8_t rhash = r & ((1<<NBITS)-1);
 342     const uint8_t ghash = g & ((1<<NBITS)-1);
 343     const uint8_t bhash = b & ((1<<NBITS)-1);
 344     const unsigned hash = rhash<<(NBITS*2) | ghash<<NBITS | bhash;
 345     struct cache_node *node = &s->cache[hash];
 346     struct cached_color *e;
 347
 348     // first, check for transparency
 349     if (a < s->trans_thresh && s->transparency_index >= 0) {
 350         return s->transparency_index;
 351     }
 352
 353     for (i = 0; i < node->nb_entries; i++) {
 354         e = &node->entries[i];
 355         if (e->color == color)
 356             return e->pal_entry;
 357     }
 358
 359     e = av_dynarray2_add((void**)&node->entries, &node->nb_entries,
 360                          sizeof(*node->entries), NULL);
 361     if (!e)
 362         return AVERROR(ENOMEM);
 363     e->color = color;
 364     e->pal_entry = COLORMAP_NEAREST(search_method, s->palette, s->map, argb_elts, s->trans_thresh);
 365
 366     return e->pal_entry;
 367 }
 368
 369 static av_always_inline int get_dst_color_err(PaletteUseContext *s,
 370                                               uint32_t c, int *er, int *eg, int *eb,
 371                                               const enum color_search_method search_method)
 372 {
 373     const uint8_t a = c >> 24 & 0xff;
 374     const uint8_t r = c >> 16 & 0xff;
 375     const uint8_t g = c >>  8 & 0xff;
 376     const uint8_t b = c       & 0xff;
 377     uint32_t dstc;
 378     const int dstx = color_get(s, c, a, r, g, b, search_method);
 379     if (dstx < 0)
 380         return dstx;
 381     dstc = s->palette[dstx];
 382     *er = r - (dstc >> 16 & 0xff);
 383     *eg = g - (dstc >>  8 & 0xff);
 384     *eb = b - (dstc       & 0xff);
 385     return dstx;
 386 }
 387
 388 static av_always_inline int set_frame(PaletteUseContext *s, AVFrame *out, AVFrame *in,
 389                                       int x_start, int y_start, int w, int h,
 390                                       enum dithering_mode dither,
 391                                       const enum color_search_method search_method)
 392 {
 393     int x, y;
 394     const int src_linesize = in ->linesize[0] >> 2;
 395     const int dst_linesize = out->linesize[0];
 396     uint32_t *src = ((uint32_t *)in ->data[0]) + y_start*src_linesize;
 397     uint8_t  *dst =              out->data[0]  + y_start*dst_linesize;
 398
 399     w += x_start;
 400     h += y_start;
 401
 402     for (y = y_start; y < h; y++) {
 403         for (x = x_start; x < w; x++) {
 404             int er, eg, eb;
 405
 406             if (dither == DITHERING_BAYER) {
 407                 const int d = s->ordered_dither[(y & 7)<<3 | (x & 7)];
 408                 const uint8_t a8 = src[x] >> 24 & 0xff;
 409                 const uint8_t r8 = src[x] >> 16 & 0xff;
 410                 const uint8_t g8 = src[x] >>  8 & 0xff;
 411                 const uint8_t b8 = src[x]       & 0xff;
 412                 const uint8_t r = av_clip_uint8(r8 + d);
 413                 const uint8_t g = av_clip_uint8(g8 + d);
 414                 const uint8_t b = av_clip_uint8(b8 + d);
 415                 const int color = color_get(s, src[x], a8, r, g, b, search_method);
 416
 417                 if (color < 0)
 418                     return color;
 419                 dst[x] = color;
 420
 421             } else if (dither == DITHERING_HECKBERT) {
 422                 const int right = x < w - 1, down = y < h - 1;
 423                 const int color = get_dst_color_err(s, src[x], &er, &eg, &eb, search_method);
 424
 425                 if (color < 0)
 426                     return color;
 427                 dst[x] = color;
 428
 429                 if (right)         src[               x + 1] = dither_color(src[               x + 1], er, eg, eb, 3, 3);
 430                 if (         down) src[src_linesize + x    ] = dither_color(src[src_linesize + x    ], er, eg, eb, 3, 3);
 431                 if (right && down) src[src_linesize + x + 1] = dither_color(src[src_linesize + x + 1], er, eg, eb, 2, 3);
 432
 433             } else if (dither == DITHERING_FLOYD_STEINBERG) {
 434                 const int right = x < w - 1, down = y < h - 1, left = x > x_start;
 435                 const int color = get_dst_color_err(s, src[x], &er, &eg, &eb, search_method);
 436
 437                 if (color < 0)
 438                     return color;
 439                 dst[x] = color;
 440
 441                 if (right)         src[               x + 1] = dither_color(src[               x + 1], er, eg, eb, 7, 4);
 442                 if (left  && down) src[src_linesize + x - 1] = dither_color(src[src_linesize + x - 1], er, eg, eb, 3, 4);
 443                 if (         down) src[src_linesize + x    ] = dither_color(src[src_linesize + x    ], er, eg, eb, 5, 4);
 444                 if (right && down) src[src_linesize + x + 1] = dither_color(src[src_linesize + x + 1], er, eg, eb, 1, 4);
 445
 446             } else if (dither == DITHERING_SIERRA2) {
 447                 const int right  = x < w - 1, down  = y < h - 1, left  = x > x_start;
 448                 const int right2 = x < w - 2,                    left2 = x > x_start + 1;
 449                 const int color = get_dst_color_err(s, src[x], &er, &eg, &eb, search_method);
 450
 451                 if (color < 0)
 452                     return color;
 453                 dst[x] = color;
 454
 455                 if (right)          src[                 x + 1] = dither_color(src[                 x + 1], er, eg, eb, 4, 4);
 456                 if (right2)         src[                 x + 2] = dither_color(src[                 x + 2], er, eg, eb, 3, 4);
 457
 458                 if (down) {
 459                     if (left2)      src[  src_linesize + x - 2] = dither_color(src[  src_linesize + x - 2], er, eg, eb, 1, 4);
 460                     if (left)       src[  src_linesize + x - 1] = dither_color(src[  src_linesize + x - 1], er, eg, eb, 2, 4);
 461                     if (1)          src[  src_linesize + x    ] = dither_color(src[  src_linesize + x    ], er, eg, eb, 3, 4);
 462                     if (right)      src[  src_linesize + x + 1] = dither_color(src[  src_linesize + x + 1], er, eg, eb, 2, 4);
 463                     if (right2)     src[  src_linesize + x + 2] = dither_color(src[  src_linesize + x + 2], er, eg, eb, 1, 4);
 464                 }
 465
 466             } else if (dither == DITHERING_SIERRA2_4A) {
 467                 const int right = x < w - 1, down = y < h - 1, left = x > x_start;
 468                 const int color = get_dst_color_err(s, src[x], &er, &eg, &eb, search_method);
 469
 470                 if (color < 0)
 471                     return color;
 472                 dst[x] = color;
 473
 474                 if (right)         src[               x + 1] = dither_color(src[               x + 1], er, eg, eb, 2, 2);
 475                 if (left  && down) src[src_linesize + x - 1] = dither_color(src[src_linesize + x - 1], er, eg, eb, 1, 2);
 476                 if (         down) src[src_linesize + x    ] = dither_color(src[src_linesize + x    ], er, eg, eb, 1, 2);
 477
 478             } else {
 479                 const uint8_t a = src[x] >> 24 & 0xff;
 480                 const uint8_t r = src[x] >> 16 & 0xff;
 481                 const uint8_t g = src[x] >>  8 & 0xff;
 482                 const uint8_t b = src[x]       & 0xff;
 483                 const int color = color_get(s, src[x], a, r, g, b, search_method);
 484
 485                 if (color < 0)
 486                     return color;
 487                 dst[x] = color;
 488             }
 489         }
 490         src += src_linesize;
 491         dst += dst_linesize;
 492     }
 493     return 0;
 494 }
 495
 496 #define INDENT 4
 497 static void disp_node(AVBPrint *buf,
 498                       const struct color_node *map,
 499                       int parent_id, int node_id,
 500                       int depth)
 501 {
 502     const struct color_node *node = &map[node_id];
 503     const uint32_t fontcolor = node->val[1] > 0x50 &&
 504                                node->val[2] > 0x50 &&
 505                                node->val[3] > 0x50 ? 0 : 0xffffff;
 506     const int rgb_comp = node->split - 1;
 507     av_bprintf(buf, "%*cnode%d ["
 508                "label=\"%c%02X%c%02X%c%02X%c\" "
 509                "fillcolor=\"#%02x%02x%02x\" "
 510                "fontcolor=\"#%06"PRIX32"\"]\n",
 511                depth*INDENT, ' ', node->palette_id,
 512                "[  "[rgb_comp], node->val[1],
 513                "][ "[rgb_comp], node->val[2],
 514                " ]["[rgb_comp], node->val[3],
 515                "  ]"[rgb_comp],
 516                node->val[1], node->val[2], node->val[3],
 517                fontcolor);
 518     if (parent_id != -1)
 519         av_bprintf(buf, "%*cnode%d -> node%d\n", depth*INDENT, ' ',
 520                    map[parent_id].palette_id, node->palette_id);
 521     if (node->left_id  != -1) disp_node(buf, map, node_id, node->left_id,  depth + 1);
 522     if (node->right_id != -1) disp_node(buf, map, node_id, node->right_id, depth + 1);
 523 }
 524
 525 // debug_kdtree=kdtree.dot -> dot -Tpng kdtree.dot > kdtree.png
 526 static int disp_tree(const struct color_node *node, const char *fname)
 527 {
 528     AVBPrint buf;
 529     FILE *f = av_fopen_utf8(fname, "w");
 530
 531     if (!f) {
 532         int ret = AVERROR(errno);
 533         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot open file '%s' for writing: %s\n",
 534                fname, av_err2str(ret));
 535         return ret;
 536     }
 537
 538     av_bprint_init(&buf, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
 539
 540     av_bprintf(&buf, "digraph {\n");
 541     av_bprintf(&buf, "    node [style=filled fontsize=10 shape=box]\n");
 542     disp_node(&buf, node, -1, 0, 0);
 543     av_bprintf(&buf, "}\n");
 544
 545     fwrite(buf.str, 1, buf.len, f);
 546     fclose(f);
 547     av_bprint_finalize(&buf, NULL);
 548     return 0;
 549 }
 550
 551 static int debug_accuracy(const struct color_node *node, const uint32_t *palette, const int trans_thresh,
 552                           const enum color_search_method search_method)
 553 {
 554     int r, g, b, ret = 0;
 555
 556     for (r = 0; r < 256; r++) {
 557         for (g = 0; g < 256; g++) {
 558             for (b = 0; b < 256; b++) {
 559                 const uint8_t argb[] = {0xff, r, g, b};
 560                 const int r1 = COLORMAP_NEAREST(search_method, palette, node, argb, trans_thresh);
 561                 const int r2 = colormap_nearest_bruteforce(palette, argb, trans_thresh);
 562                 if (r1 != r2) {
 563                     const uint32_t c1 = palette[r1];
 564                     const uint32_t c2 = palette[r2];
 565                     const uint8_t palargb1[] = { 0xff, c1>>16 & 0xff, c1>> 8 & 0xff, c1 & 0xff };
 566                     const uint8_t palargb2[] = { 0xff, c2>>16 & 0xff, c2>> 8 & 0xff, c2 & 0xff };
 567                     const int d1 = diff(palargb1, argb, trans_thresh);
 568                     const int d2 = diff(palargb2, argb, trans_thresh);
 569                     if (d1 != d2) {
 570                         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
 571                                "/!\\ %02X%02X%02X: %d ! %d (%06"PRIX32" ! %06"PRIX32") / dist: %d ! %d\n",
 572                                r, g, b, r1, r2, c1 & 0xffffff, c2 & 0xffffff, d1, d2);
 573                         ret = 1;
 574                     }
 575                 }
 576             }
 577         }
 578     }
 579     return ret;
 580 }
 581
 582 struct color {
 583     uint32_t value;
 584     uint8_t pal_id;
 585 };
 586
 587 struct color_rect {
 588     uint8_t min[3];
 589     uint8_t max[3];
 590 };
 591
 592 typedef int (*cmp_func)(const void *, const void *);
 593
 594 #define DECLARE_CMP_FUNC(name, pos)                     \
 595 static int cmp_##name(const void *pa, const void *pb)   \
 596 {                                                       \
 597     const struct color *a = pa;                         \
 598     const struct color *b = pb;                         \
 599     return   (a->value >> (8 * (3 - (pos))) & 0xff)     \
 600            - (b->value >> (8 * (3 - (pos))) & 0xff);    \
 601 }
 602
 603 DECLARE_CMP_FUNC(a, 0)
 604 DECLARE_CMP_FUNC(r, 1)
 605 DECLARE_CMP_FUNC(g, 2)
 606 DECLARE_CMP_FUNC(b, 3)
 607
 608 static const cmp_func cmp_funcs[] = {cmp_a, cmp_r, cmp_g, cmp_b};
 609
 610 static int get_next_color(const uint8_t *color_used, const uint32_t *palette,
 611                           const int trans_thresh,
 612                           int *component, const struct color_rect *box)
 613 {
 614     int wr, wg, wb;
 615     int i, longest = 0;
 616     unsigned nb_color = 0;
 617     struct color_rect ranges;
 618     struct color tmp_pal[256];
 619     cmp_func cmpf;
 620
 621     ranges.min[0] = ranges.min[1] = ranges.min[2] = 0xff;
 622     ranges.max[0] = ranges.max[1] = ranges.max[2] = 0x00;
 623
 624     for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 625         const uint32_t c = palette[i];
 626         const uint8_t a = c >> 24 & 0xff;
 627         const uint8_t r = c >> 16 & 0xff;
 628         const uint8_t g = c >>  8 & 0xff;
 629         const uint8_t b = c       & 0xff;
 630
 631         if (a < trans_thresh) {
 632             continue;
 633         }
 634
 635         if (color_used[i] || (a != 0xff) ||
 636             r < box->min[0] || g < box->min[1] || b < box->min[2] ||
 637             r > box->max[0] || g > box->max[1] || b > box->max[2])
 638             continue;
 639
 640         if (r < ranges.min[0]) ranges.min[0] = r;
 641         if (g < ranges.min[1]) ranges.min[1] = g;
 642         if (b < ranges.min[2]) ranges.min[2] = b;
 643
 644         if (r > ranges.max[0]) ranges.max[0] = r;
 645         if (g > ranges.max[1]) ranges.max[1] = g;
 646         if (b > ranges.max[2]) ranges.max[2] = b;
 647
 648         tmp_pal[nb_color].value  = c;
 649         tmp_pal[nb_color].pal_id = i;
 650
 651         nb_color++;
 652     }
 653
 654     if (!nb_color)
 655         return -1;
 656
 657     /* define longest axis that will be the split component */
 658     wr = ranges.max[0] - ranges.min[0];
 659     wg = ranges.max[1] - ranges.min[1];
 660     wb = ranges.max[2] - ranges.min[2];
 661     if (wr >= wg && wr >= wb) longest = 1;
 662     if (wg >= wr && wg >= wb) longest = 2;
 663     if (wb >= wr && wb >= wg) longest = 3;
 664     cmpf = cmp_funcs[longest];
 665     *component = longest;
 666
 667     /* sort along this axis to get median */
 668     AV_QSORT(tmp_pal, nb_color, struct color, cmpf);
 669
 670     return tmp_pal[nb_color >> 1].pal_id;
 671 }
 672
 673 static int colormap_insert(struct color_node *map,
 674                            uint8_t *color_used,
 675                            int *nb_used,
 676                            const uint32_t *palette,
 677                            const int trans_thresh,
 678                            const struct color_rect *box)
 679 {
 680     uint32_t c;
 681     int component, cur_id;
 682     int node_left_id = -1, node_right_id = -1;
 683     struct color_node *node;
 684     struct color_rect box1, box2;
 685     const int pal_id = get_next_color(color_used, palette, trans_thresh, &component, box);
 686
 687     if (pal_id < 0)
 688         return -1;
 689
 690     /* create new node with that color */
 691     cur_id = (*nb_used)++;
 692     c = palette[pal_id];
 693     node = &map[cur_id];
 694     node->split = component;
 695     node->palette_id = pal_id;
 696     node->val[0] = c>>24 & 0xff;
 697     node->val[1] = c>>16 & 0xff;
 698     node->val[2] = c>> 8 & 0xff;
 699     node->val[3] = c     & 0xff;
 700
 701     color_used[pal_id] = 1;
 702
 703     /* get the two boxes this node creates */
 704     box1 = box2 = *box;
 705     box1.max[component-1] = node->val[component];
 706     box2.min[component-1] = node->val[component] + 1;
 707
 708     node_left_id = colormap_insert(map, color_used, nb_used, palette, trans_thresh, &box1);
 709
 710     if (box2.min[component-1] <= box2.max[component-1])
 711         node_right_id = colormap_insert(map, color_used, nb_used, palette, trans_thresh, &box2);
 712
 713     node->left_id  = node_left_id;
 714     node->right_id = node_right_id;
 715
 716     return cur_id;
 717 }
 718
 719 static int cmp_pal_entry(const void *a, const void *b)
 720 {
 721     const int c1 = *(const uint32_t *)a & 0xffffff;
 722     const int c2 = *(const uint32_t *)b & 0xffffff;
 723     return c1 - c2;
 724 }
 725
 726 static void load_colormap(PaletteUseContext *s)
 727 {
 728     int i, nb_used = 0;
 729     uint8_t color_used[AVPALETTE_COUNT] = {0};
 730     uint32_t last_color = 0;
 731     struct color_rect box;
 732
 733     /* disable transparent colors and dups */
 734     qsort(s->palette, AVPALETTE_COUNT, sizeof(*s->palette), cmp_pal_entry);
 735     // update transparency index:
 736     if (s->transparency_index >= 0) {
 737         for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 738             if ((s->palette[i]>>24 & 0xff) == 0) {
 739                 s->transparency_index = i; // we are assuming at most one transparent color in palette
 740                 break;
 741             }
 742         }
 743     }
 744
 745     for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 746         const uint32_t c = s->palette[i];
 747         if (i != 0 && c == last_color) {
 748             color_used[i] = 1;
 749             continue;
 750         }
 751         last_color = c;
 752         if (c >> 24 < s->trans_thresh) {
 753             color_used[i] = 1; // ignore transparent color(s)
 754             continue;
 755         }
 756     }
 757
 758     box.min[0] = box.min[1] = box.min[2] = 0x00;
 759     box.max[0] = box.max[1] = box.max[2] = 0xff;
 760
 761     colormap_insert(s->map, color_used, &nb_used, s->palette, s->trans_thresh, &box);
 762
 763     if (s->dot_filename)
 764         disp_tree(s->map, s->dot_filename);
 765
 766     if (s->debug_accuracy) {
 767         if (!debug_accuracy(s->map, s->palette, s->trans_thresh, s->color_search_method))
 768             av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "Accuracy check passed\n");
 769     }
 770 }
 771
 772 static void debug_mean_error(PaletteUseContext *s, const AVFrame *in1,
 773                              const AVFrame *in2, int frame_count)
 774 {
 775     int x, y;
 776     const uint32_t *palette = s->palette;
 777     uint32_t *src1 = (uint32_t *)in1->data[0];
 778     uint8_t  *src2 =             in2->data[0];
 779     const int src1_linesize = in1->linesize[0] >> 2;
 780     const int src2_linesize = in2->linesize[0];
 781     const float div = in1->width * in1->height * 3;
 782     unsigned mean_err = 0;
 783
 784     for (y = 0; y < in1->height; y++) {
 785         for (x = 0; x < in1->width; x++) {
 786             const uint32_t c1 = src1[x];
 787             const uint32_t c2 = palette[src2[x]];
 788             const uint8_t argb1[] = {0xff, c1 >> 16 & 0xff, c1 >> 8 & 0xff, c1 & 0xff};
 789             const uint8_t argb2[] = {0xff, c2 >> 16 & 0xff, c2 >> 8 & 0xff, c2 & 0xff};
 790             mean_err += diff(argb1, argb2, s->trans_thresh);
 791         }
 792         src1 += src1_linesize;
 793         src2 += src2_linesize;
 794     }
 795
 796     s->total_mean_err += mean_err;
 797
 798     av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "MEP:%.3f TotalMEP:%.3f\n",
 799            mean_err / div, s->total_mean_err / (div * frame_count));
 800 }
 801
 802 static void set_processing_window(enum diff_mode diff_mode,
 803                                   const AVFrame *prv_src, const AVFrame *cur_src,
 804                                   const AVFrame *prv_dst,       AVFrame *cur_dst,
 805                                   int *xp, int *yp, int *wp, int *hp)
 806 {
 807     int x_start = 0, y_start = 0;
 808     int width  = cur_src->width;
 809     int height = cur_src->height;
 810
 811     if (prv_src->data[0] && diff_mode == DIFF_MODE_RECTANGLE) {
 812         int y;
 813         int x_end = cur_src->width  - 1,
 814             y_end = cur_src->height - 1;
 815         const uint32_t *prv_srcp = (const uint32_t *)prv_src->data[0];
 816         const uint32_t *cur_srcp = (const uint32_t *)cur_src->data[0];
 817         const uint8_t  *prv_dstp = prv_dst->data[0];
 818         uint8_t        *cur_dstp = cur_dst->data[0];
 819
 820         const int prv_src_linesize = prv_src->linesize[0] >> 2;
 821         const int cur_src_linesize = cur_src->linesize[0] >> 2;
 822         const int prv_dst_linesize = prv_dst->linesize[0];
 823         const int cur_dst_linesize = cur_dst->linesize[0];
 824
 825         /* skip common lines */
 826         while (y_start < y_end && !memcmp(prv_srcp + y_start*prv_src_linesize,
 827                                           cur_srcp + y_start*cur_src_linesize,
 828                                           cur_src->width * 4)) {
 829             memcpy(cur_dstp + y_start*cur_dst_linesize,
 830                    prv_dstp + y_start*prv_dst_linesize,
 831                    cur_dst->width);
 832             y_start++;
 833         }
 834         while (y_end > y_start && !memcmp(prv_srcp + y_end*prv_src_linesize,
 835                                           cur_srcp + y_end*cur_src_linesize,
 836                                           cur_src->width * 4)) {
 837             memcpy(cur_dstp + y_end*cur_dst_linesize,
 838                    prv_dstp + y_end*prv_dst_linesize,
 839                    cur_dst->width);
 840             y_end--;
 841         }
 842
 843         height = y_end + 1 - y_start;
 844
 845         /* skip common columns */
 846         while (x_start < x_end) {
 847             int same_column = 1;
 848             for (y = y_start; y <= y_end; y++) {
 849                 if (prv_srcp[y*prv_src_linesize + x_start] != cur_srcp[y*cur_src_linesize + x_start]) {
 850                     same_column = 0;
 851                     break;
 852                 }
 853             }
 854             if (!same_column)
 855                 break;
 856             x_start++;
 857         }
 858         while (x_end > x_start) {
 859             int same_column = 1;
 860             for (y = y_start; y <= y_end; y++) {
 861                 if (prv_srcp[y*prv_src_linesize + x_end] != cur_srcp[y*cur_src_linesize + x_end]) {
 862                     same_column = 0;
 863                     break;
 864                 }
 865             }
 866             if (!same_column)
 867                 break;
 868             x_end--;
 869         }
 870         width = x_end + 1 - x_start;
 871
 872         if (x_start) {
 873             for (y = y_start; y <= y_end; y++)
 874                 memcpy(cur_dstp + y*cur_dst_linesize,
 875                        prv_dstp + y*prv_dst_linesize, x_start);
 876         }
 877         if (x_end != cur_src->width - 1) {
 878             const int copy_len = cur_src->width - 1 - x_end;
 879             for (y = y_start; y <= y_end; y++)
 880                 memcpy(cur_dstp + y*cur_dst_linesize + x_end + 1,
 881                        prv_dstp + y*prv_dst_linesize + x_end + 1,
 882                        copy_len);
 883         }
 884     }
 885     *xp = x_start;
 886     *yp = y_start;
 887     *wp = width;
 888     *hp = height;
 889 }
 890
 891 static int apply_palette(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in, AVFrame **outf)
 892 {
 893     int x, y, w, h, ret;
 894     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 895     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
 896     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 897
 898     AVFrame *out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 899     if (!out) {
 900         *outf = NULL;
 901         return AVERROR(ENOMEM);
 902     }
 903     av_frame_copy_props(out, in);
 904
 905     set_processing_window(s->diff_mode, s->last_in, in,
 906                           s->last_out, out, &x, &y, &w, &h);
 907     av_frame_unref(s->last_in);
 908     av_frame_unref(s->last_out);
 909     if ((ret = av_frame_ref(s->last_in, in))       < 0 ||
 910         (ret = av_frame_ref(s->last_out, out))     < 0 ||
 911         (ret = av_frame_make_writable(s->last_in)) < 0) {
 912         av_frame_free(&out);
 913         *outf = NULL;
 914         return ret;
 915     }
 916
 917     ff_dlog(ctx, "%dx%d rect: (%d;%d) -> (%d,%d) [area:%dx%d]\n",
 918             w, h, x, y, x+w, y+h, in->width, in->height);
 919
 920     ret = s->set_frame(s, out, in, x, y, w, h);
 921     if (ret < 0) {
 922         av_frame_free(&out);
 923         *outf = NULL;
 924         return ret;
 925     }
 926     memcpy(out->data[1], s->palette, AVPALETTE_SIZE);
 927     if (s->calc_mean_err)
 928         debug_mean_error(s, in, out, inlink->frame_count_out);
 929     *outf = out;
 930     return 0;
 931 }
 932
 933 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 934 {
 935     int ret;
 936     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 937     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
 938
 939     ret = ff_framesync_init_dualinput(&s->fs, ctx);
 940     if (ret < 0)
 941         return ret;
 942     s->fs.opt_repeatlast = 1; // only 1 frame in the palette
 943     s->fs.in[1].before = s->fs.in[1].after = EXT_INFINITY;
 944     s->fs.on_event = load_apply_palette;
 945
 946     outlink->w = ctx->inputs[0]->w;
 947     outlink->h = ctx->inputs[0]->h;
 948
 949     outlink->time_base = ctx->inputs[0]->time_base;
 950     if ((ret = ff_framesync_configure(&s->fs)) < 0)
 951         return ret;
 952     return 0;
 953 }
 954
 955 static int config_input_palette(AVFilterLink *inlink)
 956 {
 957     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 958
 959     if (inlink->w * inlink->h != AVPALETTE_COUNT) {
 960         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 961                "Palette input must contain exactly %d pixels. "
 962                "Specified input has %dx%d=%d pixels\n",
 963                AVPALETTE_COUNT, inlink->w, inlink->h,
 964                inlink->w * inlink->h);
 965         return AVERROR(EINVAL);
 966     }
 967     return 0;
 968 }
 969
 970 static void load_palette(PaletteUseContext *s, const AVFrame *palette_frame)
 971 {
 972     int i, x, y;
 973     const uint32_t *p = (const uint32_t *)palette_frame->data[0];
 974     const int p_linesize = palette_frame->linesize[0] >> 2;
 975
 976     s->transparency_index = -1;
 977
 978     if (s->new) {
 979         memset(s->palette, 0, sizeof(s->palette));
 980         memset(s->map, 0, sizeof(s->map));
 981         for (i = 0; i < CACHE_SIZE; i++)
 982             av_freep(&s->cache[i].entries);
 983         memset(s->cache, 0, sizeof(s->cache));
 984     }
 985
 986     i = 0;
 987     for (y = 0; y < palette_frame->height; y++) {
 988         for (x = 0; x < palette_frame->width; x++) {
 989             s->palette[i] = p[x];
 990             if (p[x]>>24 < s->trans_thresh) {
 991                 s->transparency_index = i; // we are assuming at most one transparent color in palette
 992             }
 993             i++;
 994         }
 995         p += p_linesize;
 996     }
 997
 998     load_colormap(s);
 999
1000     if (!s->new)
1001         s->palette_loaded = 1;
1002 }
1003
1004 static int load_apply_palette(FFFrameSync *fs)
1005 {
1006     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
1007     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
1008     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
1009     AVFrame *master, *second, *out = NULL;
1010     int ret;
1011
1012     // writable for error diffusal dithering
1013     ret = ff_framesync_dualinput_get_writable(fs, &master, &second);
1014     if (ret < 0)
1015         return ret;
1016     if (!master || !second) {
1017         av_frame_free(&master);
1018         return AVERROR_BUG;
1019     }
1020     if (!s->palette_loaded) {
1021         load_palette(s, second);
1022     }
1023     ret = apply_palette(inlink, master, &out);
1024     av_frame_free(&master);
1025     if (ret < 0)
1026         return ret;
1027     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], out);
1028 }
1029
1030 #define DEFINE_SET_FRAME(color_search, name, value)                             \
1031 static int set_frame_##name(PaletteUseContext *s, AVFrame *out, AVFrame *in,    \
1032                             int x_start, int y_start, int w, int h)             \
1033 {                                                                               \
1034     return set_frame(s, out, in, x_start, y_start, w, h, value, color_search);  \
1035 }
1036
1037 #define DEFINE_SET_FRAME_COLOR_SEARCH(color_search, color_search_macro)                                 \
1038     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##none,            DITHERING_NONE)              \
1039     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##bayer,           DITHERING_BAYER)             \
1040     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##heckbert,        DITHERING_HECKBERT)          \
1041     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##floyd_steinberg, DITHERING_FLOYD_STEINBERG)   \
1042     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##sierra2,         DITHERING_SIERRA2)           \
1043     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##sierra2_4a,      DITHERING_SIERRA2_4A)        \
1044
1045 DEFINE_SET_FRAME_COLOR_SEARCH(nns_iterative, COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE)
1046 DEFINE_SET_FRAME_COLOR_SEARCH(nns_recursive, COLOR_SEARCH_NNS_RECURSIVE)
1047 DEFINE_SET_FRAME_COLOR_SEARCH(bruteforce,    COLOR_SEARCH_BRUTEFORCE)
1048
1049 #define DITHERING_ENTRIES(color_search) {       \
1050     set_frame_##color_search##_none,            \
1051     set_frame_##color_search##_bayer,           \
1052     set_frame_##color_search##_heckbert,        \
1053     set_frame_##color_search##_floyd_steinberg, \
1054     set_frame_##color_search##_sierra2,         \
1055     set_frame_##color_search##_sierra2_4a,      \
1056 }
1057
1058 static const set_frame_func set_frame_lut[NB_COLOR_SEARCHES][NB_DITHERING] = {
1059     DITHERING_ENTRIES(nns_iterative),
1060     DITHERING_ENTRIES(nns_recursive),
1061     DITHERING_ENTRIES(bruteforce),
1062 };
1063
1064 static int dither_value(int p)
1065 {
1066     const int q = p ^ (p >> 3);
1067     return   (p & 4) >> 2 | (q & 4) >> 1 \
1068            | (p & 2) << 1 | (q & 2) << 2 \
1069            | (p & 1) << 4 | (q & 1) << 5;
1070 }
1071
1072 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
1073 {
1074     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
1075
1076     s->last_in  = av_frame_alloc();
1077     s->last_out = av_frame_alloc();
1078     if (!s->last_in || !s->last_out) {
1079         av_frame_free(&s->last_in);
1080         av_frame_free(&s->last_out);
1081         return AVERROR(ENOMEM);
1082     }
1083
1084     s->set_frame = set_frame_lut[s->color_search_method][s->dither];
1085
1086     if (s->dither == DITHERING_BAYER) {
1087         int i;
1088         const int delta = 1 << (5 - s->bayer_scale); // to avoid too much luma
1089
1090         for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->ordered_dither); i++)
1091             s->ordered_dither[i] = (dither_value(i) >> s->bayer_scale) - delta;
1092     }
1093
1094     return 0;
1095 }
1096
1097 static int activate(AVFilterContext *ctx)
1098 {
1099     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
1100     return ff_framesync_activate(&s->fs);
1101 }
1102
1103 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
1104 {
1105     int i;
1106     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
1107
1108     ff_framesync_uninit(&s->fs);
1109     for (i = 0; i < CACHE_SIZE; i++)
1110         av_freep(&s->cache[i].entries);
1111     av_frame_free(&s->last_in);
1112     av_frame_free(&s->last_out);
1113 }
1114
1115 static const AVFilterPad paletteuse_inputs[] = {
1116     {
1117         .name           = "default",
1118         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1119     },{
1120         .name           = "palette",
1121         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1122         .config_props   = config_input_palette,
1123     },
1124     { NULL }
1125 };
1126
1127 static const AVFilterPad paletteuse_outputs[] = {
1128     {
1129         .name          = "default",
1130         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1131         .config_props  = config_output,
1132     },
1133     { NULL }
1134 };
1135
1136 AVFilter ff_vf_paletteuse = {
1137     .name          = "paletteuse",
1138     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Use a palette to downsample an input video stream."),
1139     .priv_size     = sizeof(PaletteUseContext),
1140     .query_formats = query_formats,
1141     .init          = init,
1142     .uninit        = uninit,
1143     .activate      = activate,
1144     .inputs        = paletteuse_inputs,
1145     .outputs       = paletteuse_outputs,
1146     .priv_class    = &paletteuse_class,
1147 };