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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2018 Paul B Mahol
   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/imgutils.h"
  23 #include "avfilter.h"
  24 #include "drawutils.h"
  25 #include "formats.h"
  26 #include "internal.h"
  27 #include "video.h"
  28
  29 #define R 0
  30 #define G 1
  31 #define B 2
  32
  33 typedef struct VibranceContext {
  34     const AVClass *class;
  35
  36     float intensity;
  37     float balance[3];
  38     float lcoeffs[3];
  39     int alternate;
  40
  41     int step;
  42     int depth;
  43     uint8_t rgba_map[4];
  44
  45     int (*do_slice)(AVFilterContext *s, void *arg,
  46                     int jobnr, int nb_jobs);
  47 } VibranceContext;
  48
  49 static inline float lerpf(float v0, float v1, float f)
  50 {
  51     return v0 + (v1 - v0) * f;
  52 }
  53
  54 static int vibrance_slice8(AVFilterContext *avctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
  55 {
  56     VibranceContext *s = avctx->priv;
  57     AVFrame *frame = arg;
  58     const int width = frame->width;
  59     const int height = frame->height;
  60     const float scale = 1.f / 255.f;
  61     const float gc = s->lcoeffs[0];
  62     const float bc = s->lcoeffs[1];
  63     const float rc = s->lcoeffs[2];
  64     const float intensity = s->intensity;
  65     const float alternate = s->alternate ? 1.f : -1.f;
  66     const float gintensity = intensity * s->balance[0];
  67     const float bintensity = intensity * s->balance[1];
  68     const float rintensity = intensity * s->balance[2];
  69     const float sgintensity = alternate * FFSIGN(gintensity);
  70     const float sbintensity = alternate * FFSIGN(bintensity);
  71     const float srintensity = alternate * FFSIGN(rintensity);
  72     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
  73     const int slice_end = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
  74     const int glinesize = frame->linesize[0];
  75     const int blinesize = frame->linesize[1];
  76     const int rlinesize = frame->linesize[2];
  77     uint8_t *gptr = frame->data[0] + slice_start * glinesize;
  78     uint8_t *bptr = frame->data[1] + slice_start * blinesize;
  79     uint8_t *rptr = frame->data[2] + slice_start * rlinesize;
  80
  81     for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
  82         for (int x = 0; x < width; x++) {
  83             float g = gptr[x] * scale;
  84             float b = bptr[x] * scale;
  85             float r = rptr[x] * scale;
  86             float max_color = FFMAX3(r, g, b);
  87             float min_color = FFMIN3(r, g, b);
  88             float color_saturation = max_color - min_color;
  89             float luma = g * gc + r * rc + b * bc;
  90             const float cg = 1.f + gintensity * (1.f - sgintensity * color_saturation);
  91             const float cb = 1.f + bintensity * (1.f - sbintensity * color_saturation);
  92             const float cr = 1.f + rintensity * (1.f - srintensity * color_saturation);
  93
  94             g = lerpf(luma, g, cg);
  95             b = lerpf(luma, b, cb);
  96             r = lerpf(luma, r, cr);
  97
  98             gptr[x] = av_clip_uint8(g * 255.f);
  99             bptr[x] = av_clip_uint8(b * 255.f);
 100             rptr[x] = av_clip_uint8(r * 255.f);
 101         }
 102
 103         gptr += glinesize;
 104         bptr += blinesize;
 105         rptr += rlinesize;
 106     }
 107
 108     return 0;
 109 }
 110
 111 static int vibrance_slice16(AVFilterContext *avctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 112 {
 113     VibranceContext *s = avctx->priv;
 114     AVFrame *frame = arg;
 115     const int depth = s->depth;
 116     const float max = (1 << depth) - 1;
 117     const float scale = 1.f / max;
 118     const float gc = s->lcoeffs[0];
 119     const float bc = s->lcoeffs[1];
 120     const float rc = s->lcoeffs[2];
 121     const int width = frame->width;
 122     const int height = frame->height;
 123     const float intensity = s->intensity;
 124     const float alternate = s->alternate ? 1.f : -1.f;
 125     const float gintensity = intensity * s->balance[0];
 126     const float bintensity = intensity * s->balance[1];
 127     const float rintensity = intensity * s->balance[2];
 128     const float sgintensity = alternate * FFSIGN(gintensity);
 129     const float sbintensity = alternate * FFSIGN(bintensity);
 130     const float srintensity = alternate * FFSIGN(rintensity);
 131     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 132     const int slice_end = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
 133     const int glinesize = frame->linesize[0] / 2;
 134     const int blinesize = frame->linesize[1] / 2;
 135     const int rlinesize = frame->linesize[2] / 2;
 136     uint16_t *gptr = (uint16_t *)frame->data[0] + slice_start * glinesize;
 137     uint16_t *bptr = (uint16_t *)frame->data[1] + slice_start * blinesize;
 138     uint16_t *rptr = (uint16_t *)frame->data[2] + slice_start * rlinesize;
 139
 140     for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 141         for (int x = 0; x < width; x++) {
 142             float g = gptr[x] * scale;
 143             float b = bptr[x] * scale;
 144             float r = rptr[x] * scale;
 145             float max_color = FFMAX3(r, g, b);
 146             float min_color = FFMIN3(r, g, b);
 147             float color_saturation = max_color - min_color;
 148             float luma = g * gc + r * rc + b * bc;
 149             const float cg = 1.f + gintensity * (1.f - sgintensity * color_saturation);
 150             const float cb = 1.f + bintensity * (1.f - sbintensity * color_saturation);
 151             const float cr = 1.f + rintensity * (1.f - srintensity * color_saturation);
 152
 153             g = lerpf(luma, g, cg);
 154             b = lerpf(luma, b, cb);
 155             r = lerpf(luma, r, cr);
 156
 157             gptr[x] = av_clip_uintp2_c(g * max, depth);
 158             bptr[x] = av_clip_uintp2_c(b * max, depth);
 159             rptr[x] = av_clip_uintp2_c(r * max, depth);
 160         }
 161
 162         gptr += glinesize;
 163         bptr += blinesize;
 164         rptr += rlinesize;
 165     }
 166
 167     return 0;
 168 }
 169
 170 static int vibrance_slice8p(AVFilterContext *avctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 171 {
 172     VibranceContext *s = avctx->priv;
 173     AVFrame *frame = arg;
 174     const int step = s->step;
 175     const int width = frame->width;
 176     const int height = frame->height;
 177     const float scale = 1.f / 255.f;
 178     const float gc = s->lcoeffs[0];
 179     const float bc = s->lcoeffs[1];
 180     const float rc = s->lcoeffs[2];
 181     const uint8_t roffset = s->rgba_map[R];
 182     const uint8_t goffset = s->rgba_map[G];
 183     const uint8_t boffset = s->rgba_map[B];
 184     const float intensity = s->intensity;
 185     const float alternate = s->alternate ? 1.f : -1.f;
 186     const float gintensity = intensity * s->balance[0];
 187     const float bintensity = intensity * s->balance[1];
 188     const float rintensity = intensity * s->balance[2];
 189     const float sgintensity = alternate * FFSIGN(gintensity);
 190     const float sbintensity = alternate * FFSIGN(bintensity);
 191     const float srintensity = alternate * FFSIGN(rintensity);
 192     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 193     const int slice_end = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
 194     const int linesize = frame->linesize[0];
 195     uint8_t *ptr = frame->data[0] + slice_start * linesize;
 196
 197     for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 198         for (int x = 0; x < width; x++) {
 199             float g = ptr[x * step + goffset] * scale;
 200             float b = ptr[x * step + boffset] * scale;
 201             float r = ptr[x * step + roffset] * scale;
 202             float max_color = FFMAX3(r, g, b);
 203             float min_color = FFMIN3(r, g, b);
 204             float color_saturation = max_color - min_color;
 205             float luma = g * gc + r * rc + b * bc;
 206             const float cg = 1.f + gintensity * (1.f - sgintensity * color_saturation);
 207             const float cb = 1.f + bintensity * (1.f - sbintensity * color_saturation);
 208             const float cr = 1.f + rintensity * (1.f - srintensity * color_saturation);
 209
 210             g = lerpf(luma, g, cg);
 211             b = lerpf(luma, b, cb);
 212             r = lerpf(luma, r, cr);
 213
 214             ptr[x * step + goffset] = av_clip_uint8(g * 255.f);
 215             ptr[x * step + boffset] = av_clip_uint8(b * 255.f);
 216             ptr[x * step + roffset] = av_clip_uint8(r * 255.f);
 217         }
 218
 219         ptr += linesize;
 220     }
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static int vibrance_slice16p(AVFilterContext *avctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 226 {
 227     VibranceContext *s = avctx->priv;
 228     AVFrame *frame = arg;
 229     const int step = s->step;
 230     const int depth = s->depth;
 231     const float max = (1 << depth) - 1;
 232     const float scale = 1.f / max;
 233     const float gc = s->lcoeffs[0];
 234     const float bc = s->lcoeffs[1];
 235     const float rc = s->lcoeffs[2];
 236     const uint8_t roffset = s->rgba_map[R];
 237     const uint8_t goffset = s->rgba_map[G];
 238     const uint8_t boffset = s->rgba_map[B];
 239     const int width = frame->width;
 240     const int height = frame->height;
 241     const float intensity = s->intensity;
 242     const float alternate = s->alternate ? 1.f : -1.f;
 243     const float gintensity = intensity * s->balance[0];
 244     const float bintensity = intensity * s->balance[1];
 245     const float rintensity = intensity * s->balance[2];
 246     const float sgintensity = alternate * FFSIGN(gintensity);
 247     const float sbintensity = alternate * FFSIGN(bintensity);
 248     const float srintensity = alternate * FFSIGN(rintensity);
 249     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 250     const int slice_end = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
 251     const int linesize = frame->linesize[0] / 2;
 252     uint16_t *ptr = (uint16_t *)frame->data[0] + slice_start * linesize;
 253
 254     for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 255         for (int x = 0; x < width; x++) {
 256             float g = ptr[x * step + goffset] * scale;
 257             float b = ptr[x * step + boffset] * scale;
 258             float r = ptr[x * step + roffset] * scale;
 259             float max_color = FFMAX3(r, g, b);
 260             float min_color = FFMIN3(r, g, b);
 261             float color_saturation = max_color - min_color;
 262             float luma = g * gc + r * rc + b * bc;
 263             const float cg = 1.f + gintensity * (1.f - sgintensity * color_saturation);
 264             const float cb = 1.f + bintensity * (1.f - sbintensity * color_saturation);
 265             const float cr = 1.f + rintensity * (1.f - srintensity * color_saturation);
 266
 267             g = lerpf(luma, g, cg);
 268             b = lerpf(luma, b, cb);
 269             r = lerpf(luma, r, cr);
 270
 271             ptr[x * step + goffset] = av_clip_uintp2_c(g * max, depth);
 272             ptr[x * step + boffset] = av_clip_uintp2_c(b * max, depth);
 273             ptr[x * step + roffset] = av_clip_uintp2_c(r * max, depth);
 274         }
 275
 276         ptr += linesize;
 277     }
 278
 279     return 0;
 280 }
 281
 282 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
 283 {
 284     AVFilterContext *avctx = link->dst;
 285     VibranceContext *s = avctx->priv;
 286     int res;
 287
 288     if (res = avctx->internal->execute(avctx, s->do_slice, frame, NULL,
 289                                        FFMIN(frame->height, ff_filter_get_nb_threads(avctx))))
 290         return res;
 291
 292     return ff_filter_frame(avctx->outputs[0], frame);
 293 }
 294
 295 static av_cold int query_formats(AVFilterContext *avctx)
 296 {
 297     static const enum AVPixelFormat pixel_fmts[] = {
 298         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
 299         AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_BGRA,
 300         AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR,
 301         AV_PIX_FMT_0RGB, AV_PIX_FMT_0BGR,
 302         AV_PIX_FMT_RGB0, AV_PIX_FMT_BGR0,
 303         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP,
 304         AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10, AV_PIX_FMT_GBRP12,
 305         AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
 306         AV_PIX_FMT_GBRAP10, AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
 307         AV_PIX_FMT_RGB48,  AV_PIX_FMT_BGR48,
 308         AV_PIX_FMT_RGBA64, AV_PIX_FMT_BGRA64,
 309         AV_PIX_FMT_NONE
 310     };
 311
 312     AVFilterFormats *formats = NULL;
 313
 314     formats = ff_make_format_list(pixel_fmts);
 315     if (!formats)
 316         return AVERROR(ENOMEM);
 317
 318     return ff_set_common_formats(avctx, formats);
 319 }
 320
 321 static av_cold int config_input(AVFilterLink *inlink)
 322 {
 323     AVFilterContext *avctx = inlink->dst;
 324     VibranceContext *s = avctx->priv;
 325     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 326     int planar = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR;
 327
 328     s->step = desc->nb_components;
 329     if (inlink->format == AV_PIX_FMT_RGB0 ||
 330         inlink->format == AV_PIX_FMT_0RGB ||
 331         inlink->format == AV_PIX_FMT_BGR0 ||
 332         inlink->format == AV_PIX_FMT_0BGR)
 333         s->step = 4;
 334
 335     s->depth = desc->comp[0].depth;
 336     s->do_slice = s->depth <= 8 ? vibrance_slice8 : vibrance_slice16;
 337     if (!planar)
 338         s->do_slice = s->depth <= 8 ? vibrance_slice8p : vibrance_slice16p;
 339
 340     ff_fill_rgba_map(s->rgba_map, inlink->format);
 341
 342     return 0;
 343 }
 344
 345 static const AVFilterPad vibrance_inputs[] = {
 346     {
 347         .name           = "default",
 348         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 349         .needs_writable = 1,
 350         .filter_frame   = filter_frame,
 351         .config_props   = config_input,
 352     },
 353     { NULL }
 354 };
 355
 356 static const AVFilterPad vibrance_outputs[] = {
 357     {
 358         .name = "default",
 359         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 360     },
 361     { NULL }
 362 };
 363
 364 #define OFFSET(x) offsetof(VibranceContext, x)
 365 #define VF AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
 366
 367 static const AVOption vibrance_options[] = {
 368     { "intensity", "set the intensity value",   OFFSET(intensity),  AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0},       -2,  2, VF },
 369     { "rbal", "set the red balance value",      OFFSET(balance[2]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},      -10, 10, VF },
 370     { "gbal", "set the green balance value",    OFFSET(balance[0]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},      -10, 10, VF },
 371     { "bbal", "set the blue balance value",     OFFSET(balance[1]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},      -10, 10, VF },
 372     { "rlum", "set the red luma coefficient",   OFFSET(lcoeffs[2]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.072186}, 0,  1, VF },
 373     { "glum", "set the green luma coefficient", OFFSET(lcoeffs[0]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.715158}, 0,  1, VF },
 374     { "blum", "set the blue luma coefficient",  OFFSET(lcoeffs[1]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.212656}, 0,  1, VF },
 375     { "alternate", "use alternate colors",      OFFSET(alternate),  AV_OPT_TYPE_BOOL,  {.i64=0},        0,  1, VF },
 376     { NULL }
 377 };
 378
 379 AVFILTER_DEFINE_CLASS(vibrance);
 380
 381 const AVFilter ff_vf_vibrance = {
 382     .name          = "vibrance",
 383     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Boost or alter saturation."),
 384     .priv_size     = sizeof(VibranceContext),
 385     .priv_class    = &vibrance_class,
 386     .query_formats = query_formats,
 387     .inputs        = vibrance_inputs,
 388     .outputs       = vibrance_outputs,
 389     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 390     .process_command = ff_filter_process_command,
 391 };