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 "imgconvert.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "libavutil/colorspace.h"
  38 #include "libavutil/common.h"
  39 #include "libavutil/pixdesc.h"
  40 #include "libavutil/imgutils.h"
  41
  42 #if HAVE_MMX_EXTERNAL
  43 #include "x86/dsputil_x86.h"
  44 #endif
  45
  46 #if HAVE_MMX_EXTERNAL
  47 #define deinterlace_line_inplace ff_deinterlace_line_inplace_mmx
  48 #define deinterlace_line         ff_deinterlace_line_mmx
  49 #else
  50 #define deinterlace_line_inplace deinterlace_line_inplace_c
  51 #define deinterlace_line         deinterlace_line_c
  52 #endif
  53
  54 void avcodec_get_chroma_sub_sample(enum AVPixelFormat pix_fmt, int *h_shift, int *v_shift)
  55 {
  56     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
  57     *h_shift = desc->log2_chroma_w;
  58     *v_shift = desc->log2_chroma_h;
  59 }
  60
  61 static int is_gray(const AVPixFmtDescriptor *desc)
  62 {
  63     return desc->nb_components - (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_ALPHA) == 1;
  64 }
  65
  66 int avcodec_get_pix_fmt_loss(enum AVPixelFormat dst_pix_fmt,
  67                              enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
  68                              int has_alpha)
  69 {
  70     const AVPixFmtDescriptor *src_desc = av_pix_fmt_desc_get(src_pix_fmt);
  71     const AVPixFmtDescriptor *dst_desc = av_pix_fmt_desc_get(dst_pix_fmt);
  72     int loss, i, nb_components = FFMIN(src_desc->nb_components,
  73                                        dst_desc->nb_components);
  74
  75     /* compute loss */
  76     loss = 0;
  77
  78     if (dst_pix_fmt == src_pix_fmt)
  79         return 0;
  80
  81     for (i = 0; i < nb_components; i++)
  82         if (src_desc->comp[i].depth_minus1 > dst_desc->comp[i].depth_minus1)
  83             loss |= FF_LOSS_DEPTH;
  84
  85     if (dst_desc->log2_chroma_w > src_desc->log2_chroma_w ||
  86         dst_desc->log2_chroma_h > src_desc->log2_chroma_h)
  87         loss |= FF_LOSS_RESOLUTION;
  88
  89     if ((src_desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB) != (dst_desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB))
  90         loss |= FF_LOSS_COLORSPACE;
  91
  92     if (has_alpha && !(dst_desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_ALPHA) &&
  93          (dst_desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_ALPHA))
  94         loss |= FF_LOSS_ALPHA;
  95
  96     if (dst_pix_fmt == AV_PIX_FMT_PAL8 && !is_gray(src_desc))
  97         return loss | FF_LOSS_COLORQUANT;
  98
  99     if (src_desc->nb_components > dst_desc->nb_components)
 100         if (is_gray(dst_desc))
 101             loss |= FF_LOSS_CHROMA;
 102
 103     return loss;
 104 }
 105
 106 static enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt1(enum AVPixelFormat *pix_fmt_list,
 107                                       enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
 108                                       int has_alpha,
 109                                       int loss_mask)
 110 {
 111     int dist, i, loss, min_dist;
 112     enum AVPixelFormat dst_pix_fmt;
 113
 114     /* find exact color match with smallest size */
 115     dst_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 116     min_dist = 0x7fffffff;
 117     i = 0;
 118     while (pix_fmt_list[i] != AV_PIX_FMT_NONE) {
 119         enum AVPixelFormat pix_fmt = pix_fmt_list[i];
 120
 121         if (i > AV_PIX_FMT_NB) {
 122             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Pixel format list longer than expected, "
 123                    "it is either not properly terminated or contains duplicates\n");
 124             return AV_PIX_FMT_NONE;
 125         }
 126
 127         loss = avcodec_get_pix_fmt_loss(pix_fmt, src_pix_fmt, has_alpha) & loss_mask;
 128         if (loss == 0) {
 129             dist = av_get_bits_per_pixel(av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt));
 130             if (dist < min_dist) {
 131                 min_dist = dist;
 132                 dst_pix_fmt = pix_fmt;
 133             }
 134         }
 135         i++;
 136     }
 137     return dst_pix_fmt;
 138 }
 139
 140 enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt2(enum AVPixelFormat *pix_fmt_list,
 141                                             enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
 142                                             int has_alpha, int *loss_ptr)
 143 {
 144     enum AVPixelFormat dst_pix_fmt;
 145     int loss_mask, i;
 146     static const int loss_mask_order[] = {
 147         ~0, /* no loss first */
 148         ~FF_LOSS_ALPHA,
 149         ~FF_LOSS_RESOLUTION,
 150         ~(FF_LOSS_COLORSPACE | FF_LOSS_RESOLUTION),
 151         ~FF_LOSS_COLORQUANT,
 152         ~FF_LOSS_DEPTH,
 153         0,
 154     };
 155
 156     /* try with successive loss */
 157     i = 0;
 158     for(;;) {
 159         loss_mask = loss_mask_order[i++];
 160         dst_pix_fmt = avcodec_find_best_pix_fmt1(pix_fmt_list, src_pix_fmt,
 161                                                  has_alpha, loss_mask);
 162         if (dst_pix_fmt >= 0)
 163             goto found;
 164         if (loss_mask == 0)
 165             break;
 166     }
 167     return AV_PIX_FMT_NONE;
 168  found:
 169     if (loss_ptr)
 170         *loss_ptr = avcodec_get_pix_fmt_loss(dst_pix_fmt, src_pix_fmt, has_alpha);
 171     return dst_pix_fmt;
 172 }
 173
 174 /* 2x2 -> 1x1 */
 175 void ff_shrink22(uint8_t *dst, int dst_wrap,
 176                      const uint8_t *src, int src_wrap,
 177                      int width, int height)
 178 {
 179     int w;
 180     const uint8_t *s1, *s2;
 181     uint8_t *d;
 182
 183     for(;height > 0; height--) {
 184         s1 = src;
 185         s2 = s1 + src_wrap;
 186         d = dst;
 187         for(w = width;w >= 4; w-=4) {
 188             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s2[0] + s2[1] + 2) >> 2;
 189             d[1] = (s1[2] + s1[3] + s2[2] + s2[3] + 2) >> 2;
 190             d[2] = (s1[4] + s1[5] + s2[4] + s2[5] + 2) >> 2;
 191             d[3] = (s1[6] + s1[7] + s2[6] + s2[7] + 2) >> 2;
 192             s1 += 8;
 193             s2 += 8;
 194             d += 4;
 195         }
 196         for(;w > 0; w--) {
 197             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s2[0] + s2[1] + 2) >> 2;
 198             s1 += 2;
 199             s2 += 2;
 200             d++;
 201         }
 202         src += 2 * src_wrap;
 203         dst += dst_wrap;
 204     }
 205 }
 206
 207 /* 4x4 -> 1x1 */
 208 void ff_shrink44(uint8_t *dst, int dst_wrap,
 209                      const uint8_t *src, int src_wrap,
 210                      int width, int height)
 211 {
 212     int w;
 213     const uint8_t *s1, *s2, *s3, *s4;
 214     uint8_t *d;
 215
 216     for(;height > 0; height--) {
 217         s1 = src;
 218         s2 = s1 + src_wrap;
 219         s3 = s2 + src_wrap;
 220         s4 = s3 + src_wrap;
 221         d = dst;
 222         for(w = width;w > 0; w--) {
 223             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s1[2] + s1[3] +
 224                     s2[0] + s2[1] + s2[2] + s2[3] +
 225                     s3[0] + s3[1] + s3[2] + s3[3] +
 226                     s4[0] + s4[1] + s4[2] + s4[3] + 8) >> 4;
 227             s1 += 4;
 228             s2 += 4;
 229             s3 += 4;
 230             s4 += 4;
 231             d++;
 232         }
 233         src += 4 * src_wrap;
 234         dst += dst_wrap;
 235     }
 236 }
 237
 238 /* 8x8 -> 1x1 */
 239 void ff_shrink88(uint8_t *dst, int dst_wrap,
 240                      const uint8_t *src, int src_wrap,
 241                      int width, int height)
 242 {
 243     int w, i;
 244
 245     for(;height > 0; height--) {
 246         for(w = width;w > 0; w--) {
 247             int tmp=0;
 248             for(i=0; i<8; i++){
 249                 tmp += src[0] + src[1] + src[2] + src[3] + src[4] + src[5] + src[6] + src[7];
 250                 src += src_wrap;
 251             }
 252             *(dst++) = (tmp + 32)>>6;
 253             src += 8 - 8*src_wrap;
 254         }
 255         src += 8*src_wrap - 8*width;
 256         dst += dst_wrap - width;
 257     }
 258 }
 259
 260 /* return true if yuv planar */
 261 static inline int is_yuv_planar(const AVPixFmtDescriptor *desc)
 262 {
 263     return (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB) &&
 264              (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR));
 265 }
 266
 267 int av_picture_crop(AVPicture *dst, const AVPicture *src,
 268                     enum AVPixelFormat pix_fmt, int top_band, int left_band)
 269 {
 270     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
 271     int y_shift;
 272     int x_shift;
 273
 274     if (pix_fmt < 0 || pix_fmt >= AV_PIX_FMT_NB || !is_yuv_planar(desc))
 275         return -1;
 276
 277     y_shift = desc->log2_chroma_h;
 278     x_shift = desc->log2_chroma_w;
 279
 280     dst->data[0] = src->data[0] + (top_band * src->linesize[0]) + left_band;
 281     dst->data[1] = src->data[1] + ((top_band >> y_shift) * src->linesize[1]) + (left_band >> x_shift);
 282     dst->data[2] = src->data[2] + ((top_band >> y_shift) * src->linesize[2]) + (left_band >> x_shift);
 283
 284     dst->linesize[0] = src->linesize[0];
 285     dst->linesize[1] = src->linesize[1];
 286     dst->linesize[2] = src->linesize[2];
 287     return 0;
 288 }
 289
 290 int av_picture_pad(AVPicture *dst, const AVPicture *src, int height, int width,
 291                    enum AVPixelFormat pix_fmt, int padtop, int padbottom, int padleft, int padright,
 292             int *color)
 293 {
 294     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
 295     uint8_t *optr;
 296     int y_shift;
 297     int x_shift;
 298     int yheight;
 299     int i, y;
 300
 301     if (pix_fmt < 0 || pix_fmt >= AV_PIX_FMT_NB ||
 302         !is_yuv_planar(desc)) return -1;
 303
 304     for (i = 0; i < 3; i++) {
 305         x_shift = i ? desc->log2_chroma_w : 0;
 306         y_shift = i ? desc->log2_chroma_h : 0;
 307
 308         if (padtop || padleft) {
 309             memset(dst->data[i], color[i],
 310                 dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) + (padleft >> x_shift));
 311         }
 312
 313         if (padleft || padright) {
 314             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
 315                 (dst->linesize[i] - (padright >> x_shift));
 316             yheight = (height - 1 - (padtop + padbottom)) >> y_shift;
 317             for (y = 0; y < yheight; y++) {
 318                 memset(optr, color[i], (padleft + padright) >> x_shift);
 319                 optr += dst->linesize[i];
 320             }
 321         }
 322
 323         if (src) { /* first line */
 324             uint8_t *iptr = src->data[i];
 325             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
 326                     (padleft >> x_shift);
 327             memcpy(optr, iptr, (width - padleft - padright) >> x_shift);
 328             iptr += src->linesize[i];
 329             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
 330                 (dst->linesize[i] - (padright >> x_shift));
 331             yheight = (height - 1 - (padtop + padbottom)) >> y_shift;
 332             for (y = 0; y < yheight; y++) {
 333                 memset(optr, color[i], (padleft + padright) >> x_shift);
 334                 memcpy(optr + ((padleft + padright) >> x_shift), iptr,
 335                        (width - padleft - padright) >> x_shift);
 336                 iptr += src->linesize[i];
 337                 optr += dst->linesize[i];
 338             }
 339         }
 340
 341         if (padbottom || padright) {
 342             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] *
 343                 ((height - padbottom) >> y_shift) - (padright >> x_shift);
 344             memset(optr, color[i],dst->linesize[i] *
 345                 (padbottom >> y_shift) + (padright >> x_shift));
 346         }
 347     }
 348     return 0;
 349 }
 350
 351 #if FF_API_DEINTERLACE
 352
 353 #if !HAVE_MMX_EXTERNAL
 354 /* filter parameters: [-1 4 2 4 -1] // 8 */
 355 static void deinterlace_line_c(uint8_t *dst,
 356                              const uint8_t *lum_m4, const uint8_t *lum_m3,
 357                              const uint8_t *lum_m2, const uint8_t *lum_m1,
 358                              const uint8_t *lum,
 359                              int size)
 360 {
 361     const uint8_t *cm = ff_crop_tab + MAX_NEG_CROP;
 362     int sum;
 363
 364     for(;size > 0;size--) {
 365         sum = -lum_m4[0];
 366         sum += lum_m3[0] << 2;
 367         sum += lum_m2[0] << 1;
 368         sum += lum_m1[0] << 2;
 369         sum += -lum[0];
 370         dst[0] = cm[(sum + 4) >> 3];
 371         lum_m4++;
 372         lum_m3++;
 373         lum_m2++;
 374         lum_m1++;
 375         lum++;
 376         dst++;
 377     }
 378 }
 379
 380 static void deinterlace_line_inplace_c(uint8_t *lum_m4, uint8_t *lum_m3,
 381                                        uint8_t *lum_m2, uint8_t *lum_m1,
 382                                        uint8_t *lum, int size)
 383 {
 384     const uint8_t *cm = ff_crop_tab + MAX_NEG_CROP;
 385     int sum;
 386
 387     for(;size > 0;size--) {
 388         sum = -lum_m4[0];
 389         sum += lum_m3[0] << 2;
 390         sum += lum_m2[0] << 1;
 391         lum_m4[0]=lum_m2[0];
 392         sum += lum_m1[0] << 2;
 393         sum += -lum[0];
 394         lum_m2[0] = cm[(sum + 4) >> 3];
 395         lum_m4++;
 396         lum_m3++;
 397         lum_m2++;
 398         lum_m1++;
 399         lum++;
 400     }
 401 }
 402 #endif /* !HAVE_MMX_EXTERNAL */
 403
 404 /* deinterlacing : 2 temporal taps, 3 spatial taps linear filter. The
 405    top field is copied as is, but the bottom field is deinterlaced
 406    against the top field. */
 407 static void deinterlace_bottom_field(uint8_t *dst, int dst_wrap,
 408                                     const uint8_t *src1, int src_wrap,
 409                                     int width, int height)
 410 {
 411     const uint8_t *src_m2, *src_m1, *src_0, *src_p1, *src_p2;
 412     int y;
 413
 414     src_m2 = src1;
 415     src_m1 = src1;
 416     src_0=&src_m1[src_wrap];
 417     src_p1=&src_0[src_wrap];
 418     src_p2=&src_p1[src_wrap];
 419     for(y=0;y<(height-2);y+=2) {
 420         memcpy(dst,src_m1,width);
 421         dst += dst_wrap;
 422         deinterlace_line(dst,src_m2,src_m1,src_0,src_p1,src_p2,width);
 423         src_m2 = src_0;
 424         src_m1 = src_p1;
 425         src_0 = src_p2;
 426         src_p1 += 2*src_wrap;
 427         src_p2 += 2*src_wrap;
 428         dst += dst_wrap;
 429     }
 430     memcpy(dst,src_m1,width);
 431     dst += dst_wrap;
 432     /* do last line */
 433     deinterlace_line(dst,src_m2,src_m1,src_0,src_0,src_0,width);
 434 }
 435
 436 static void deinterlace_bottom_field_inplace(uint8_t *src1, int src_wrap,
 437                                              int width, int height)
 438 {
 439     uint8_t *src_m1, *src_0, *src_p1, *src_p2;
 440     int y;
 441     uint8_t *buf;
 442     buf = av_malloc(width);
 443
 444     src_m1 = src1;
 445     memcpy(buf,src_m1,width);
 446     src_0=&src_m1[src_wrap];
 447     src_p1=&src_0[src_wrap];
 448     src_p2=&src_p1[src_wrap];
 449     for(y=0;y<(height-2);y+=2) {
 450         deinterlace_line_inplace(buf,src_m1,src_0,src_p1,src_p2,width);
 451         src_m1 = src_p1;
 452         src_0 = src_p2;
 453         src_p1 += 2*src_wrap;
 454         src_p2 += 2*src_wrap;
 455     }
 456     /* do last line */
 457     deinterlace_line_inplace(buf,src_m1,src_0,src_0,src_0,width);
 458     av_free(buf);
 459 }
 460
 461 int avpicture_deinterlace(AVPicture *dst, const AVPicture *src,
 462                           enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height)
 463 {
 464     int i;
 465
 466     if (pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P &&
 467         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUVJ420P &&
 468         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV422P &&
 469         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUVJ422P &&
 470         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV444P &&
 471         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV411P &&
 472         pix_fmt != AV_PIX_FMT_GRAY8)
 473         return -1;
 474     if ((width & 3) != 0 || (height & 3) != 0)
 475         return -1;
 476
 477     for(i=0;i<3;i++) {
 478         if (i == 1) {
 479             switch(pix_fmt) {
 480             case AV_PIX_FMT_YUVJ420P:
 481             case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 482                 width >>= 1;
 483                 height >>= 1;
 484                 break;
 485             case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 486             case AV_PIX_FMT_YUVJ422P:
 487                 width >>= 1;
 488                 break;
 489             case AV_PIX_FMT_YUV411P:
 490                 width >>= 2;
 491                 break;
 492             default:
 493                 break;
 494             }
 495             if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY8) {
 496                 break;
 497             }
 498         }
 499         if (src == dst) {
 500             deinterlace_bottom_field_inplace(dst->data[i], dst->linesize[i],
 501                                  width, height);
 502         } else {
 503             deinterlace_bottom_field(dst->data[i],dst->linesize[i],
 504                                         src->data[i], src->linesize[i],
 505                                         width, height);
 506         }
 507     }
 508     emms_c();
 509     return 0;
 510 }
 511
 512 #endif /* FF_API_DEINTERLACE */