git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/libmpcodecs/vf_pp7.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2005 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *
   4  * This file is part of MPlayer.
   5  *
   6  * MPlayer is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * MPlayer 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
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  17  * with MPlayer; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  18  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  19  */
  20
  21
  22 #include <stdio.h>
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <inttypes.h>
  26 #include <math.h>
  27
  28 #include "config.h"
  29
  30 #include "mp_msg.h"
  31 #include "cpudetect.h"
  32
  33 #if HAVE_MALLOC_H
  34 #include <malloc.h>
  35 #endif
  36
  37 #include "libavutil/mem.h"
  38
  39 #include "img_format.h"
  40 #include "mp_image.h"
  41 #include "vf.h"
  42 #include "libvo/fastmemcpy.h"
  43
  44 #define XMIN(a,b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
  45 #define XMAX(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
  46
  47 typedef short DCTELEM;
  48
  49 //===========================================================================//
  50 static const uint8_t  __attribute__((aligned(8))) dither[8][8]={
  51 {  0,  48,  12,  60,   3,  51,  15,  63, },
  52 { 32,  16,  44,  28,  35,  19,  47,  31, },
  53 {  8,  56,   4,  52,  11,  59,   7,  55, },
  54 { 40,  24,  36,  20,  43,  27,  39,  23, },
  55 {  2,  50,  14,  62,   1,  49,  13,  61, },
  56 { 34,  18,  46,  30,  33,  17,  45,  29, },
  57 { 10,  58,   6,  54,   9,  57,   5,  53, },
  58 { 42,  26,  38,  22,  41,  25,  37,  21, },
  59 };
  60
  61 struct vf_priv_s {
  62     int qp;
  63     int mode;
  64     int mpeg2;
  65     int temp_stride;
  66     uint8_t *src;
  67 };
  68 #if 0
  69 static inline void dct7_c(DCTELEM *dst, int s0, int s1, int s2, int s3, int step){
  70     int s, d;
  71     int dst2[64];
  72 //#define S0 (1024/0.37796447300922719759)
  73 #define C0 ((int)(1024*0.37796447300922719759+0.5)) //sqrt(1/7)
  74 #define C1 ((int)(1024*0.53452248382484879308/6+0.5)) //sqrt(2/7)/6
  75
  76 #define C2 ((int)(1024*0.45221175985034745004/2+0.5))
  77 #define C3 ((int)(1024*0.36264567479870879474/2+0.5))
  78
  79 //0.1962505182412941918 0.0149276808419397944-0.2111781990832339584
  80 #define C4 ((int)(1024*0.1962505182412941918+0.5))
  81 #define C5 ((int)(1024*0.0149276808419397944+0.5))
  82 //#define C6 ((int)(1024*0.2111781990832339584+0.5))
  83 #if 0
  84     s= s0 + s1 + s2;
  85     dst[0*step] = ((s + s3)*C0 + 512) >> 10;
  86     s= (s - 6*s3)*C1 + 512;
  87     d= (s0-s2)*C4 + (s1-s2)*C5;
  88     dst[1*step] = (s + 2*d)>>10;
  89     s -= d;
  90     d= (s1-s0)*C2 + (s1-s2)*C3;
  91     dst[2*step] = (s + d)>>10;
  92     dst[3*step] = (s - d)>>10;
  93 #elif 1
  94     s = s3+s3;
  95     s3= s-s0;
  96     s0= s+s0;
  97     s = s2+s1;
  98     s2= s2-s1;
  99     dst[0*step]= s0 + s;
 100     dst[2*step]= s0 - s;
 101     dst[1*step]= 2*s3 +   s2;
 102     dst[3*step]=   s3 - 2*s2;
 103 #else
 104     int i,j,n=7;
 105     for(i=0; i<7; i+=2){
 106         dst2[i*step/2]= 0;
 107         for(j=0; j<4; j++)
 108             dst2[i*step/2] += src[j*step] * cos(i*M_PI/n*(j+0.5)) * sqrt((i?2.0:1.0)/n);
 109         if(fabs(dst2[i*step/2] - dst[i*step/2]) > 20)
 110             printf("%d %d %d (%d %d %d %d) -> (%d %d %d %d)\n", i,dst2[i*step/2], dst[i*step/2],src[0*step], src[1*step], src[2*step], src[3*step], dst[0*step], dst[1*step],dst[2*step],dst[3*step]);
 111     }
 112 #endif
 113 }
 114 #endif
 115
 116 static inline void dctA_c(DCTELEM *dst, uint8_t *src, int stride){
 117     int i;
 118
 119     for(i=0; i<4; i++){
 120         int s0=  src[0*stride] + src[6*stride];
 121         int s1=  src[1*stride] + src[5*stride];
 122         int s2=  src[2*stride] + src[4*stride];
 123         int s3=  src[3*stride];
 124         int s= s3+s3;
 125         s3= s-s0;
 126         s0= s+s0;
 127         s = s2+s1;
 128         s2= s2-s1;
 129         dst[0]= s0 + s;
 130         dst[2]= s0 - s;
 131         dst[1]= 2*s3 +   s2;
 132         dst[3]=   s3 - 2*s2;
 133         src++;
 134         dst+=4;
 135     }
 136 }
 137
 138 static void dctB_c(DCTELEM *dst, DCTELEM *src){
 139     int i;
 140
 141     for(i=0; i<4; i++){
 142         int s0=  src[0*4] + src[6*4];
 143         int s1=  src[1*4] + src[5*4];
 144         int s2=  src[2*4] + src[4*4];
 145         int s3=  src[3*4];
 146         int s= s3+s3;
 147         s3= s-s0;
 148         s0= s+s0;
 149         s = s2+s1;
 150         s2= s2-s1;
 151         dst[0*4]= s0 + s;
 152         dst[2*4]= s0 - s;
 153         dst[1*4]= 2*s3 +   s2;
 154         dst[3*4]=   s3 - 2*s2;
 155         src++;
 156         dst++;
 157     }
 158 }
 159
 160 #if HAVE_MMX
 161 static void dctB_mmx(DCTELEM *dst, DCTELEM *src){
 162     __asm__ volatile (
 163         "movq  (%0), %%mm0      \n\t"
 164         "movq  1*4*2(%0), %%mm1 \n\t"
 165         "paddw 6*4*2(%0), %%mm0 \n\t"
 166         "paddw 5*4*2(%0), %%mm1 \n\t"
 167         "movq  2*4*2(%0), %%mm2 \n\t"
 168         "movq  3*4*2(%0), %%mm3 \n\t"
 169         "paddw 4*4*2(%0), %%mm2 \n\t"
 170         "paddw %%mm3, %%mm3     \n\t" //s
 171         "movq %%mm3, %%mm4      \n\t" //s
 172         "psubw %%mm0, %%mm3     \n\t" //s-s0
 173         "paddw %%mm0, %%mm4     \n\t" //s+s0
 174         "movq %%mm2, %%mm0      \n\t" //s2
 175         "psubw %%mm1, %%mm2     \n\t" //s2-s1
 176         "paddw %%mm1, %%mm0     \n\t" //s2+s1
 177         "movq %%mm4, %%mm1      \n\t" //s0'
 178         "psubw %%mm0, %%mm4     \n\t" //s0'-s'
 179         "paddw %%mm0, %%mm1     \n\t" //s0'+s'
 180         "movq %%mm3, %%mm0      \n\t" //s3'
 181         "psubw %%mm2, %%mm3     \n\t"
 182         "psubw %%mm2, %%mm3     \n\t"
 183         "paddw %%mm0, %%mm2     \n\t"
 184         "paddw %%mm0, %%mm2     \n\t"
 185         "movq %%mm1, (%1)       \n\t"
 186         "movq %%mm4, 2*4*2(%1)  \n\t"
 187         "movq %%mm2, 1*4*2(%1)  \n\t"
 188         "movq %%mm3, 3*4*2(%1)  \n\t"
 189         :: "r" (src), "r"(dst)
 190     );
 191 }
 192 #endif
 193
 194 static void (*dctB)(DCTELEM *dst, DCTELEM *src)= dctB_c;
 195
 196 #define N0 4
 197 #define N1 5
 198 #define N2 10
 199 #define SN0 2
 200 #define SN1 2.2360679775
 201 #define SN2 3.16227766017
 202 #define N (1<<16)
 203
 204 static const int factor[16]={
 205     N/(N0*N0), N/(N0*N1), N/(N0*N0),N/(N0*N2),
 206     N/(N1*N0), N/(N1*N1), N/(N1*N0),N/(N1*N2),
 207     N/(N0*N0), N/(N0*N1), N/(N0*N0),N/(N0*N2),
 208     N/(N2*N0), N/(N2*N1), N/(N2*N0),N/(N2*N2),
 209 };
 210
 211 static const int thres[16]={
 212     N/(SN0*SN0), N/(SN0*SN2), N/(SN0*SN0),N/(SN0*SN2),
 213     N/(SN2*SN0), N/(SN2*SN2), N/(SN2*SN0),N/(SN2*SN2),
 214     N/(SN0*SN0), N/(SN0*SN2), N/(SN0*SN0),N/(SN0*SN2),
 215     N/(SN2*SN0), N/(SN2*SN2), N/(SN2*SN0),N/(SN2*SN2),
 216 };
 217
 218 static int thres2[99][16];
 219
 220 static void init_thres2(void){
 221     int qp, i;
 222     int bias= 0; //FIXME
 223
 224     for(qp=0; qp<99; qp++){
 225         for(i=0; i<16; i++){
 226             thres2[qp][i]= ((i&1)?SN2:SN0) * ((i&4)?SN2:SN0) * XMAX(1,qp) * (1<<2) - 1 - bias;
 227         }
 228     }
 229 }
 230
 231 static int hardthresh_c(DCTELEM *src, int qp){
 232     int i;
 233     int a;
 234
 235     a= src[0] * factor[0];
 236     for(i=1; i<16; i++){
 237         unsigned int threshold1= thres2[qp][i];
 238         unsigned int threshold2= (threshold1<<1);
 239         int level= src[i];
 240         if(((unsigned)(level+threshold1))>threshold2){
 241             a += level * factor[i];
 242         }
 243     }
 244     return (a + (1<<11))>>12;
 245 }
 246
 247 static int mediumthresh_c(DCTELEM *src, int qp){
 248     int i;
 249     int a;
 250
 251     a= src[0] * factor[0];
 252     for(i=1; i<16; i++){
 253         unsigned int threshold1= thres2[qp][i];
 254         unsigned int threshold2= (threshold1<<1);
 255         int level= src[i];
 256         if(((unsigned)(level+threshold1))>threshold2){
 257             if(((unsigned)(level+2*threshold1))>2*threshold2){
 258                 a += level * factor[i];
 259             }else{
 260                 if(level>0) a+= 2*(level - (int)threshold1)*factor[i];
 261                 else        a+= 2*(level + (int)threshold1)*factor[i];
 262             }
 263         }
 264     }
 265     return (a + (1<<11))>>12;
 266 }
 267
 268 static int softthresh_c(DCTELEM *src, int qp){
 269     int i;
 270     int a;
 271
 272     a= src[0] * factor[0];
 273     for(i=1; i<16; i++){
 274         unsigned int threshold1= thres2[qp][i];
 275         unsigned int threshold2= (threshold1<<1);
 276         int level= src[i];
 277         if(((unsigned)(level+threshold1))>threshold2){
 278             if(level>0) a+= (level - (int)threshold1)*factor[i];
 279             else        a+= (level + (int)threshold1)*factor[i];
 280         }
 281     }
 282     return (a + (1<<11))>>12;
 283 }
 284
 285 static int (*requantize)(DCTELEM *src, int qp)= hardthresh_c;
 286
 287 static void filter(struct vf_priv_s *p, uint8_t *dst, uint8_t *src, int dst_stride, int src_stride, int width, int height, uint8_t *qp_store, int qp_stride, int is_luma){
 288     int x, y;
 289     const int stride= is_luma ? p->temp_stride : ((width+16+15)&(~15));
 290     uint8_t  *p_src= p->src + 8*stride;
 291     DCTELEM *block= (DCTELEM *)p->src;
 292     DCTELEM *temp= (DCTELEM *)(p->src + 32);
 293
 294     if (!src || !dst) return; // HACK avoid crash for Y8 colourspace
 295     for(y=0; y<height; y++){
 296         int index= 8 + 8*stride + y*stride;
 297         fast_memcpy(p_src + index, src + y*src_stride, width);
 298         for(x=0; x<8; x++){
 299             p_src[index         - x - 1]= p_src[index +         x    ];
 300             p_src[index + width + x    ]= p_src[index + width - x - 1];
 301         }
 302     }
 303     for(y=0; y<8; y++){
 304         fast_memcpy(p_src + (       7-y)*stride, p_src + (       y+8)*stride, stride);
 305         fast_memcpy(p_src + (height+8+y)*stride, p_src + (height-y+7)*stride, stride);
 306     }
 307     //FIXME (try edge emu)
 308
 309     for(y=0; y<height; y++){
 310         for(x=-8; x<0; x+=4){
 311             const int index= x + y*stride + (8-3)*(1+stride) + 8; //FIXME silly offset
 312             uint8_t *src  = p_src + index;
 313             DCTELEM *tp= temp+4*x;
 314
 315             dctA_c(tp+4*8, src, stride);
 316         }
 317         for(x=0; x<width; ){
 318             const int qps= 3 + is_luma;
 319             int qp;
 320             int end= XMIN(x+8, width);
 321
 322             if(p->qp)
 323                 qp= p->qp;
 324             else{
 325                 qp= qp_store[ (XMIN(x, width-1)>>qps) + (XMIN(y, height-1)>>qps) * qp_stride];
 326                 qp=norm_qscale(qp, p->mpeg2);
 327             }
 328             for(; x<end; x++){
 329                 const int index= x + y*stride + (8-3)*(1+stride) + 8; //FIXME silly offset
 330                 uint8_t *src  = p_src + index;
 331                 DCTELEM *tp= temp+4*x;
 332                 int v;
 333
 334                 if((x&3)==0)
 335                     dctA_c(tp+4*8, src, stride);
 336
 337                 dctB(block, tp);
 338
 339                 v= requantize(block, qp);
 340                 v= (v + dither[y&7][x&7])>>6;
 341                 if((unsigned)v > 255)
 342                     v= (-v)>>31;
 343                 dst[x + y*dst_stride]= v;
 344             }
 345         }
 346     }
 347 }
 348
 349 static int config(struct vf_instance *vf,
 350     int width, int height, int d_width, int d_height,
 351     unsigned int flags, unsigned int outfmt){
 352     int h= (height+16+15)&(~15);
 353
 354     vf->priv->temp_stride= (width+16+15)&(~15);
 355     vf->priv->src = av_malloc(vf->priv->temp_stride*(h+8)*sizeof(uint8_t));
 356
 357     return vf_next_config(vf,width,height,d_width,d_height,flags,outfmt);
 358 }
 359
 360 static void get_image(struct vf_instance *vf, mp_image_t *mpi){
 361     if(mpi->flags&MP_IMGFLAG_PRESERVE) return; // don't change
 362     // ok, we can do pp in-place (or pp disabled):
 363     vf->dmpi=vf_get_image(vf->next,mpi->imgfmt,
 364         mpi->type, mpi->flags | MP_IMGFLAG_READABLE, mpi->width, mpi->height);
 365     mpi->planes[0]=vf->dmpi->planes[0];
 366     mpi->stride[0]=vf->dmpi->stride[0];
 367     mpi->width=vf->dmpi->width;
 368     if(mpi->flags&MP_IMGFLAG_PLANAR){
 369         mpi->planes[1]=vf->dmpi->planes[1];
 370         mpi->planes[2]=vf->dmpi->planes[2];
 371         mpi->stride[1]=vf->dmpi->stride[1];
 372         mpi->stride[2]=vf->dmpi->stride[2];
 373     }
 374     mpi->flags|=MP_IMGFLAG_DIRECT;
 375 }
 376
 377 static int put_image(struct vf_instance *vf, mp_image_t *mpi, double pts){
 378     mp_image_t *dmpi;
 379
 380     if(mpi->flags&MP_IMGFLAG_DIRECT){
 381         dmpi=vf->dmpi;
 382     }else{
 383         // no DR, so get a new image! hope we'll get DR buffer:
 384         dmpi=vf_get_image(vf->next,mpi->imgfmt,
 385             MP_IMGTYPE_TEMP,
 386             MP_IMGFLAG_ACCEPT_STRIDE|MP_IMGFLAG_PREFER_ALIGNED_STRIDE,
 387             mpi->width,mpi->height);
 388         vf_clone_mpi_attributes(dmpi, mpi);
 389     }
 390
 391     vf->priv->mpeg2= mpi->qscale_type;
 392     if(mpi->qscale || vf->priv->qp){
 393         filter(vf->priv, dmpi->planes[0], mpi->planes[0], dmpi->stride[0], mpi->stride[0], mpi->w, mpi->h, mpi->qscale, mpi->qstride, 1);
 394         filter(vf->priv, dmpi->planes[1], mpi->planes[1], dmpi->stride[1], mpi->stride[1], mpi->w>>mpi->chroma_x_shift, mpi->h>>mpi->chroma_y_shift, mpi->qscale, mpi->qstride, 0);
 395         filter(vf->priv, dmpi->planes[2], mpi->planes[2], dmpi->stride[2], mpi->stride[2], mpi->w>>mpi->chroma_x_shift, mpi->h>>mpi->chroma_y_shift, mpi->qscale, mpi->qstride, 0);
 396     }else{
 397         memcpy_pic(dmpi->planes[0], mpi->planes[0], mpi->w, mpi->h, dmpi->stride[0], mpi->stride[0]);
 398         memcpy_pic(dmpi->planes[1], mpi->planes[1], mpi->w>>mpi->chroma_x_shift, mpi->h>>mpi->chroma_y_shift, dmpi->stride[1], mpi->stride[1]);
 399         memcpy_pic(dmpi->planes[2], mpi->planes[2], mpi->w>>mpi->chroma_x_shift, mpi->h>>mpi->chroma_y_shift, dmpi->stride[2], mpi->stride[2]);
 400     }
 401
 402 #if HAVE_MMX
 403     if(gCpuCaps.hasMMX) __asm__ volatile ("emms\n\t");
 404 #endif
 405 #if HAVE_MMX2
 406     if(gCpuCaps.hasMMX2) __asm__ volatile ("sfence\n\t");
 407 #endif
 408
 409     return vf_next_put_image(vf,dmpi, pts);
 410 }
 411
 412 static void uninit(struct vf_instance *vf){
 413     if(!vf->priv) return;
 414
 415     av_free(vf->priv->src);
 416     vf->priv->src= NULL;
 417
 418     free(vf->priv);
 419     vf->priv=NULL;
 420 }
 421
 422 //===========================================================================//
 423 static int query_format(struct vf_instance *vf, unsigned int fmt){
 424     switch(fmt){
 425     case IMGFMT_YVU9:
 426     case IMGFMT_IF09:
 427     case IMGFMT_YV12:
 428     case IMGFMT_I420:
 429     case IMGFMT_IYUV:
 430     case IMGFMT_CLPL:
 431     case IMGFMT_Y800:
 432     case IMGFMT_Y8:
 433     case IMGFMT_444P:
 434     case IMGFMT_422P:
 435     case IMGFMT_411P:
 436         return vf_next_query_format(vf,fmt);
 437     }
 438     return 0;
 439 }
 440
 441 static int control(struct vf_instance *vf, int request, void* data){
 442     return vf_next_control(vf,request,data);
 443 }
 444
 445 static int vf_open(vf_instance_t *vf, char *args){
 446     vf->config=config;
 447     vf->put_image=put_image;
 448     vf->get_image=get_image;
 449     vf->query_format=query_format;
 450     vf->uninit=uninit;
 451     vf->control= control;
 452     vf->priv=malloc(sizeof(struct vf_priv_s));
 453     memset(vf->priv, 0, sizeof(struct vf_priv_s));
 454
 455     if (args) sscanf(args, "%d:%d", &vf->priv->qp, &vf->priv->mode);
 456
 457     if(vf->priv->qp < 0)
 458         vf->priv->qp = 0;
 459
 460     init_thres2();
 461
 462     switch(vf->priv->mode){
 463         case 0: requantize= hardthresh_c; break;
 464         case 1: requantize= softthresh_c; break;
 465         default:
 466         case 2: requantize= mediumthresh_c; break;
 467     }
 468
 469 #if HAVE_MMX
 470     if(gCpuCaps.hasMMX){
 471         dctB= dctB_mmx;
 472     }
 473 #endif
 474 #if 0
 475     if(gCpuCaps.hasMMX){
 476         switch(vf->priv->mode){
 477             case 0: requantize= hardthresh_mmx; break;
 478             case 1: requantize= softthresh_mmx; break;
 479         }
 480     }
 481 #endif
 482
 483     return 1;
 484 }
 485
 486 const vf_info_t vf_info_pp7 = {
 487     "postprocess 7",
 488     "pp7",
 489     "Michael Niedermayer",
 490     "",
 491     vf_open,
 492     NULL
 493 };