git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/imgconvert.c

   1 /*
   2  * Misc image conversion routines
   3  * Copyright (c) 2001, 2002, 2003 Fabrice Bellard
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * misc image conversion routines
  25  */
  26
  27 /* TODO:
  28  * - write 'ffimg' program to test all the image related stuff
  29  * - move all api to slice based system
  30  * - integrate deinterlacing, postprocessing and scaling in the conversion process
  31  */
  32
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "dsputil.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "libavutil/colorspace.h"
  37 #include "libavutil/common.h"
  38 #include "libavutil/pixdesc.h"
  39 #include "libavutil/imgutils.h"
  40
  41 #if HAVE_MMX_EXTERNAL
  42 #include "x86/dsputil_mmx.h"
  43 #endif
  44
  45 #if HAVE_MMX_EXTERNAL
  46 #define deinterlace_line_inplace ff_deinterlace_line_inplace_mmx
  47 #define deinterlace_line         ff_deinterlace_line_mmx
  48 #else
  49 #define deinterlace_line_inplace deinterlace_line_inplace_c
  50 #define deinterlace_line         deinterlace_line_c
  51 #endif
  52
  53 void avcodec_get_chroma_sub_sample(enum AVPixelFormat pix_fmt, int *h_shift, int *v_shift)
  54 {
  55     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
  56     *h_shift = desc->log2_chroma_w;
  57     *v_shift = desc->log2_chroma_h;
  58 }
  59
  60 static int is_gray(const AVPixFmtDescriptor *desc)
  61 {
  62     return desc->nb_components - (desc->flags & PIX_FMT_ALPHA) == 1;
  63 }
  64
  65 int avcodec_get_pix_fmt_loss(enum AVPixelFormat dst_pix_fmt,
  66                              enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
  67                              int has_alpha)
  68 {
  69     const AVPixFmtDescriptor *src_desc = av_pix_fmt_desc_get(src_pix_fmt);
  70     const AVPixFmtDescriptor *dst_desc = av_pix_fmt_desc_get(dst_pix_fmt);
  71     int loss, i, nb_components = FFMIN(src_desc->nb_components,
  72                                        dst_desc->nb_components);
  73
  74     /* compute loss */
  75     loss = 0;
  76
  77     if (dst_pix_fmt == src_pix_fmt)
  78         return 0;
  79
  80     for (i = 0; i < nb_components; i++)
  81         if (src_desc->comp[i].depth_minus1 > dst_desc->comp[i].depth_minus1)
  82             loss |= FF_LOSS_DEPTH;
  83
  84     if (dst_desc->log2_chroma_w > src_desc->log2_chroma_w ||
  85         dst_desc->log2_chroma_h > src_desc->log2_chroma_h)
  86         loss |= FF_LOSS_RESOLUTION;
  87
  88     if ((src_desc->flags & PIX_FMT_RGB) != (dst_desc->flags & PIX_FMT_RGB))
  89         loss |= FF_LOSS_COLORSPACE;
  90
  91     if (has_alpha && !(dst_desc->flags & PIX_FMT_ALPHA) &&
  92          (dst_desc->flags & PIX_FMT_ALPHA))
  93         loss |= FF_LOSS_ALPHA;
  94
  95     if (dst_pix_fmt == AV_PIX_FMT_PAL8 && !is_gray(src_desc))
  96         return loss | FF_LOSS_COLORQUANT;
  97
  98     if (src_desc->nb_components > dst_desc->nb_components)
  99         if (is_gray(dst_desc))
 100             loss |= FF_LOSS_CHROMA;
 101
 102     return loss;
 103 }
 104
 105 static enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt1(enum AVPixelFormat *pix_fmt_list,
 106                                       enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
 107                                       int has_alpha,
 108                                       int loss_mask)
 109 {
 110     int dist, i, loss, min_dist;
 111     enum AVPixelFormat dst_pix_fmt;
 112
 113     /* find exact color match with smallest size */
 114     dst_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 115     min_dist = 0x7fffffff;
 116     i = 0;
 117     while (pix_fmt_list[i] != AV_PIX_FMT_NONE) {
 118         enum AVPixelFormat pix_fmt = pix_fmt_list[i];
 119
 120         if (i > AV_PIX_FMT_NB) {
 121             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Pixel format list longer than expected, "
 122                    "it is either not properly terminated or contains duplicates\n");
 123             return AV_PIX_FMT_NONE;
 124         }
 125
 126         loss = avcodec_get_pix_fmt_loss(pix_fmt, src_pix_fmt, has_alpha) & loss_mask;
 127         if (loss == 0) {
 128             dist = av_get_bits_per_pixel(av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt));
 129             if (dist < min_dist) {
 130                 min_dist = dist;
 131                 dst_pix_fmt = pix_fmt;
 132             }
 133         }
 134         i++;
 135     }
 136     return dst_pix_fmt;
 137 }
 138
 139 #if FF_API_FIND_BEST_PIX_FMT
 140 enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt(int64_t pix_fmt_mask, enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
 141                               int has_alpha, int *loss_ptr)
 142 {
 143     enum AVPixelFormat list[64];
 144     int i, j = 0;
 145
 146     // test only the first 64 pixel formats to avoid undefined behaviour
 147     for (i = 0; i < 64; i++) {
 148         if (pix_fmt_mask & (1ULL << i))
 149             list[j++] = i;
 150     }
 151     list[j] = AV_PIX_FMT_NONE;
 152
 153     return avcodec_find_best_pix_fmt2(list, src_pix_fmt, has_alpha, loss_ptr);
 154 }
 155 #endif /* FF_API_FIND_BEST_PIX_FMT */
 156
 157 enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt2(enum AVPixelFormat *pix_fmt_list,
 158                                             enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
 159                                             int has_alpha, int *loss_ptr)
 160 {
 161     enum AVPixelFormat dst_pix_fmt;
 162     int loss_mask, i;
 163     static const int loss_mask_order[] = {
 164         ~0, /* no loss first */
 165         ~FF_LOSS_ALPHA,
 166         ~FF_LOSS_RESOLUTION,
 167         ~(FF_LOSS_COLORSPACE | FF_LOSS_RESOLUTION),
 168         ~FF_LOSS_COLORQUANT,
 169         ~FF_LOSS_DEPTH,
 170         0,
 171     };
 172
 173     /* try with successive loss */
 174     i = 0;
 175     for(;;) {
 176         loss_mask = loss_mask_order[i++];
 177         dst_pix_fmt = avcodec_find_best_pix_fmt1(pix_fmt_list, src_pix_fmt,
 178                                                  has_alpha, loss_mask);
 179         if (dst_pix_fmt >= 0)
 180             goto found;
 181         if (loss_mask == 0)
 182             break;
 183     }
 184     return AV_PIX_FMT_NONE;
 185  found:
 186     if (loss_ptr)
 187         *loss_ptr = avcodec_get_pix_fmt_loss(dst_pix_fmt, src_pix_fmt, has_alpha);
 188     return dst_pix_fmt;
 189 }
 190
 191 /* 2x2 -> 1x1 */
 192 void ff_shrink22(uint8_t *dst, int dst_wrap,
 193                      const uint8_t *src, int src_wrap,
 194                      int width, int height)
 195 {
 196     int w;
 197     const uint8_t *s1, *s2;
 198     uint8_t *d;
 199
 200     for(;height > 0; height--) {
 201         s1 = src;
 202         s2 = s1 + src_wrap;
 203         d = dst;
 204         for(w = width;w >= 4; w-=4) {
 205             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s2[0] + s2[1] + 2) >> 2;
 206             d[1] = (s1[2] + s1[3] + s2[2] + s2[3] + 2) >> 2;
 207             d[2] = (s1[4] + s1[5] + s2[4] + s2[5] + 2) >> 2;
 208             d[3] = (s1[6] + s1[7] + s2[6] + s2[7] + 2) >> 2;
 209             s1 += 8;
 210             s2 += 8;
 211             d += 4;
 212         }
 213         for(;w > 0; w--) {
 214             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s2[0] + s2[1] + 2) >> 2;
 215             s1 += 2;
 216             s2 += 2;
 217             d++;
 218         }
 219         src += 2 * src_wrap;
 220         dst += dst_wrap;
 221     }
 222 }
 223
 224 /* 4x4 -> 1x1 */
 225 void ff_shrink44(uint8_t *dst, int dst_wrap,
 226                      const uint8_t *src, int src_wrap,
 227                      int width, int height)
 228 {
 229     int w;
 230     const uint8_t *s1, *s2, *s3, *s4;
 231     uint8_t *d;
 232
 233     for(;height > 0; height--) {
 234         s1 = src;
 235         s2 = s1 + src_wrap;
 236         s3 = s2 + src_wrap;
 237         s4 = s3 + src_wrap;
 238         d = dst;
 239         for(w = width;w > 0; w--) {
 240             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s1[2] + s1[3] +
 241                     s2[0] + s2[1] + s2[2] + s2[3] +
 242                     s3[0] + s3[1] + s3[2] + s3[3] +
 243                     s4[0] + s4[1] + s4[2] + s4[3] + 8) >> 4;
 244             s1 += 4;
 245             s2 += 4;
 246             s3 += 4;
 247             s4 += 4;
 248             d++;
 249         }
 250         src += 4 * src_wrap;
 251         dst += dst_wrap;
 252     }
 253 }
 254
 255 /* 8x8 -> 1x1 */
 256 void ff_shrink88(uint8_t *dst, int dst_wrap,
 257                      const uint8_t *src, int src_wrap,
 258                      int width, int height)
 259 {
 260     int w, i;
 261
 262     for(;height > 0; height--) {
 263         for(w = width;w > 0; w--) {
 264             int tmp=0;
 265             for(i=0; i<8; i++){
 266                 tmp += src[0] + src[1] + src[2] + src[3] + src[4] + src[5] + src[6] + src[7];
 267                 src += src_wrap;
 268             }
 269             *(dst++) = (tmp + 32)>>6;
 270             src += 8 - 8*src_wrap;
 271         }
 272         src += 8*src_wrap - 8*width;
 273         dst += dst_wrap - width;
 274     }
 275 }
 276
 277 /* return true if yuv planar */
 278 static inline int is_yuv_planar(const AVPixFmtDescriptor *desc)
 279 {
 280     return (!(desc->flags & PIX_FMT_RGB) &&
 281              (desc->flags & PIX_FMT_PLANAR));
 282 }
 283
 284 int av_picture_crop(AVPicture *dst, const AVPicture *src,
 285                     enum AVPixelFormat pix_fmt, int top_band, int left_band)
 286 {
 287     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
 288     int y_shift;
 289     int x_shift;
 290
 291     if (pix_fmt < 0 || pix_fmt >= AV_PIX_FMT_NB || !is_yuv_planar(desc))
 292         return -1;
 293
 294     y_shift = desc->log2_chroma_h;
 295     x_shift = desc->log2_chroma_w;
 296
 297     dst->data[0] = src->data[0] + (top_band * src->linesize[0]) + left_band;
 298     dst->data[1] = src->data[1] + ((top_band >> y_shift) * src->linesize[1]) + (left_band >> x_shift);
 299     dst->data[2] = src->data[2] + ((top_band >> y_shift) * src->linesize[2]) + (left_band >> x_shift);
 300
 301     dst->linesize[0] = src->linesize[0];
 302     dst->linesize[1] = src->linesize[1];
 303     dst->linesize[2] = src->linesize[2];
 304     return 0;
 305 }
 306
 307 int av_picture_pad(AVPicture *dst, const AVPicture *src, int height, int width,
 308                    enum AVPixelFormat pix_fmt, int padtop, int padbottom, int padleft, int padright,
 309             int *color)
 310 {
 311     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
 312     uint8_t *optr;
 313     int y_shift;
 314     int x_shift;
 315     int yheight;
 316     int i, y;
 317
 318     if (pix_fmt < 0 || pix_fmt >= AV_PIX_FMT_NB ||
 319         !is_yuv_planar(desc)) return -1;
 320
 321     for (i = 0; i < 3; i++) {
 322         x_shift = i ? desc->log2_chroma_w : 0;
 323         y_shift = i ? desc->log2_chroma_h : 0;
 324
 325         if (padtop || padleft) {
 326             memset(dst->data[i], color[i],
 327                 dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) + (padleft >> x_shift));
 328         }
 329
 330         if (padleft || padright) {
 331             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
 332                 (dst->linesize[i] - (padright >> x_shift));
 333             yheight = (height - 1 - (padtop + padbottom)) >> y_shift;
 334             for (y = 0; y < yheight; y++) {
 335                 memset(optr, color[i], (padleft + padright) >> x_shift);
 336                 optr += dst->linesize[i];
 337             }
 338         }
 339
 340         if (src) { /* first line */
 341             uint8_t *iptr = src->data[i];
 342             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
 343                     (padleft >> x_shift);
 344             memcpy(optr, iptr, (width - padleft - padright) >> x_shift);
 345             iptr += src->linesize[i];
 346             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
 347                 (dst->linesize[i] - (padright >> x_shift));
 348             yheight = (height - 1 - (padtop + padbottom)) >> y_shift;
 349             for (y = 0; y < yheight; y++) {
 350                 memset(optr, color[i], (padleft + padright) >> x_shift);
 351                 memcpy(optr + ((padleft + padright) >> x_shift), iptr,
 352                        (width - padleft - padright) >> x_shift);
 353                 iptr += src->linesize[i];
 354                 optr += dst->linesize[i];
 355             }
 356         }
 357
 358         if (padbottom || padright) {
 359             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] *
 360                 ((height - padbottom) >> y_shift) - (padright >> x_shift);
 361             memset(optr, color[i],dst->linesize[i] *
 362                 (padbottom >> y_shift) + (padright >> x_shift));
 363         }
 364     }
 365     return 0;
 366 }
 367
 368 #if !HAVE_MMX_EXTERNAL
 369 /* filter parameters: [-1 4 2 4 -1] // 8 */
 370 static void deinterlace_line_c(uint8_t *dst,
 371                              const uint8_t *lum_m4, const uint8_t *lum_m3,
 372                              const uint8_t *lum_m2, const uint8_t *lum_m1,
 373                              const uint8_t *lum,
 374                              int size)
 375 {
 376     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP;
 377     int sum;
 378
 379     for(;size > 0;size--) {
 380         sum = -lum_m4[0];
 381         sum += lum_m3[0] << 2;
 382         sum += lum_m2[0] << 1;
 383         sum += lum_m1[0] << 2;
 384         sum += -lum[0];
 385         dst[0] = cm[(sum + 4) >> 3];
 386         lum_m4++;
 387         lum_m3++;
 388         lum_m2++;
 389         lum_m1++;
 390         lum++;
 391         dst++;
 392     }
 393 }
 394
 395 static void deinterlace_line_inplace_c(uint8_t *lum_m4, uint8_t *lum_m3,
 396                                        uint8_t *lum_m2, uint8_t *lum_m1,
 397                                        uint8_t *lum, int size)
 398 {
 399     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP;
 400     int sum;
 401
 402     for(;size > 0;size--) {
 403         sum = -lum_m4[0];
 404         sum += lum_m3[0] << 2;
 405         sum += lum_m2[0] << 1;
 406         lum_m4[0]=lum_m2[0];
 407         sum += lum_m1[0] << 2;
 408         sum += -lum[0];
 409         lum_m2[0] = cm[(sum + 4) >> 3];
 410         lum_m4++;
 411         lum_m3++;
 412         lum_m2++;
 413         lum_m1++;
 414         lum++;
 415     }
 416 }
 417 #endif /* !HAVE_MMX_EXTERNAL */
 418
 419 /* deinterlacing : 2 temporal taps, 3 spatial taps linear filter. The
 420    top field is copied as is, but the bottom field is deinterlaced
 421    against the top field. */
 422 static void deinterlace_bottom_field(uint8_t *dst, int dst_wrap,
 423                                     const uint8_t *src1, int src_wrap,
 424                                     int width, int height)
 425 {
 426     const uint8_t *src_m2, *src_m1, *src_0, *src_p1, *src_p2;
 427     int y;
 428
 429     src_m2 = src1;
 430     src_m1 = src1;
 431     src_0=&src_m1[src_wrap];
 432     src_p1=&src_0[src_wrap];
 433     src_p2=&src_p1[src_wrap];
 434     for(y=0;y<(height-2);y+=2) {
 435         memcpy(dst,src_m1,width);
 436         dst += dst_wrap;
 437         deinterlace_line(dst,src_m2,src_m1,src_0,src_p1,src_p2,width);
 438         src_m2 = src_0;
 439         src_m1 = src_p1;
 440         src_0 = src_p2;
 441         src_p1 += 2*src_wrap;
 442         src_p2 += 2*src_wrap;
 443         dst += dst_wrap;
 444     }
 445     memcpy(dst,src_m1,width);
 446     dst += dst_wrap;
 447     /* do last line */
 448     deinterlace_line(dst,src_m2,src_m1,src_0,src_0,src_0,width);
 449 }
 450
 451 static void deinterlace_bottom_field_inplace(uint8_t *src1, int src_wrap,
 452                                              int width, int height)
 453 {
 454     uint8_t *src_m1, *src_0, *src_p1, *src_p2;
 455     int y;
 456     uint8_t *buf;
 457     buf = av_malloc(width);
 458
 459     src_m1 = src1;
 460     memcpy(buf,src_m1,width);
 461     src_0=&src_m1[src_wrap];
 462     src_p1=&src_0[src_wrap];
 463     src_p2=&src_p1[src_wrap];
 464     for(y=0;y<(height-2);y+=2) {
 465         deinterlace_line_inplace(buf,src_m1,src_0,src_p1,src_p2,width);
 466         src_m1 = src_p1;
 467         src_0 = src_p2;
 468         src_p1 += 2*src_wrap;
 469         src_p2 += 2*src_wrap;
 470     }
 471     /* do last line */
 472     deinterlace_line_inplace(buf,src_m1,src_0,src_0,src_0,width);
 473     av_free(buf);
 474 }
 475
 476 int avpicture_deinterlace(AVPicture *dst, const AVPicture *src,
 477                           enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height)
 478 {
 479     int i;
 480
 481     if (pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P &&
 482         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUVJ420P &&
 483         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV422P &&
 484         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUVJ422P &&
 485         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV444P &&
 486         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV411P &&
 487         pix_fmt != AV_PIX_FMT_GRAY8)
 488         return -1;
 489     if ((width & 3) != 0 || (height & 3) != 0)
 490         return -1;
 491
 492     for(i=0;i<3;i++) {
 493         if (i == 1) {
 494             switch(pix_fmt) {
 495             case AV_PIX_FMT_YUVJ420P:
 496             case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 497                 width >>= 1;
 498                 height >>= 1;
 499                 break;
 500             case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 501             case AV_PIX_FMT_YUVJ422P:
 502                 width >>= 1;
 503                 break;
 504             case AV_PIX_FMT_YUV411P:
 505                 width >>= 2;
 506                 break;
 507             default:
 508                 break;
 509             }
 510             if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY8) {
 511                 break;
 512             }
 513         }
 514         if (src == dst) {
 515             deinterlace_bottom_field_inplace(dst->data[i], dst->linesize[i],
 516                                  width, height);
 517         } else {
 518             deinterlace_bottom_field(dst->data[i],dst->linesize[i],
 519                                         src->data[i], src->linesize[i],
 520                                         width, height);
 521         }
 522     }
 523     emms_c();
 524     return 0;
 525 }