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