git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_amplify.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/imgutils.h"
  22 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "libavutil/pixdesc.h"
  25
  26 #include "avfilter.h"
  27 #include "formats.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "video.h"
  30
  31 typedef struct AmplifyContext {
  32     const AVClass *class;
  33     const AVPixFmtDescriptor *desc;
  34     int radius;
  35     float factor;
  36     float threshold;
  37     int planes;
  38
  39     int llimit;
  40     int hlimit;
  41     int nb_inputs;
  42     int nb_frames;
  43
  44     int depth;
  45     int nb_planes;
  46     int linesize[4];
  47     int height[4];
  48
  49     AVFrame **frames;
  50 } AmplifyContext;
  51
  52 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  53 {
  54     static const enum AVPixelFormat pixel_fmts[] = {
  55         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9,
  56         AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14,
  57         AV_PIX_FMT_GRAY16,
  58         AV_PIX_FMT_YUV410P, AV_PIX_FMT_YUV411P,
  59         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV422P,
  60         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV444P,
  61         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
  62         AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
  63         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
  64         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
  65         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
  66         AV_PIX_FMT_YUV440P10,
  67         AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
  68         AV_PIX_FMT_YUV440P12,
  69         AV_PIX_FMT_YUV444P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV420P14,
  70         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
  71         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
  72         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
  73         AV_PIX_FMT_NONE
  74     };
  75     AVFilterFormats *formats = ff_make_format_list(pixel_fmts);
  76     if (!formats)
  77         return AVERROR(ENOMEM);
  78     return ff_set_common_formats(ctx, formats);
  79 }
  80
  81 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  82 {
  83     AmplifyContext *s = ctx->priv;
  84
  85     s->nb_inputs = s->radius * 2 + 1;
  86
  87     s->frames = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->frames));
  88     if (!s->frames)
  89         return AVERROR(ENOMEM);
  90
  91     return 0;
  92 }
  93
  94 typedef struct ThreadData {
  95     AVFrame **in, *out;
  96 } ThreadData;
  97
  98 static int amplify_frame(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
  99 {
 100     AmplifyContext *s = ctx->priv;
 101     ThreadData *td = arg;
 102     AVFrame **in = td->in;
 103     AVFrame *out = td->out;
 104     const int radius = s->radius;
 105     const int nb_inputs = s->nb_inputs;
 106     const float threshold = s->threshold;
 107     const float factor = s->factor;
 108     const int llimit = s->llimit;
 109     const int hlimit = s->hlimit;
 110     const int depth = s->depth;
 111     int i, p, x, y;
 112
 113     if (s->depth <= 8) {
 114         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 115             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 116             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 117             uint8_t *dst = out->data[p] + slice_start * out->linesize[p];
 118
 119             if (!((1 << p) & s->planes)) {
 120                 av_image_copy_plane(dst, out->linesize[p],
 121                                     in[radius]->data[p] + slice_start * in[radius]->linesize[p],
 122                                     in[radius]->linesize[p],
 123                                     s->linesize[p], slice_end - slice_start);
 124                 continue;
 125             }
 126
 127             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 128                 for (x = 0; x < s->linesize[p]; x++) {
 129                     int src = in[radius]->data[p][y * in[radius]->linesize[p] + x];
 130                     float diff, avg;
 131                     int sum = 0;
 132
 133                     for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 134                         sum += in[i]->data[p][y * in[i]->linesize[p] + x];
 135                     }
 136
 137                     avg = sum / (float)nb_inputs;
 138                     diff = src - avg;
 139                     if (fabsf(diff) < threshold) {
 140                         int amp;
 141                         if (diff < 0) {
 142                             amp = -FFMIN(FFABS(diff * factor), llimit);
 143                         } else {
 144                             amp = FFMIN(FFABS(diff * factor), hlimit);
 145                         }
 146                         dst[x] = av_clip_uint8(src + amp);
 147                     } else {
 148                         dst[x] = src;
 149                     }
 150                 }
 151
 152                 dst += out->linesize[p];
 153             }
 154         }
 155     } else {
 156         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 157             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 158             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 159             uint16_t *dst = (uint16_t *)(out->data[p] + slice_start * out->linesize[p]);
 160
 161             if (!((1 << p) & s->planes)) {
 162                 av_image_copy_plane((uint8_t *)dst, out->linesize[p],
 163                                     in[radius]->data[p] + slice_start * in[radius]->linesize[p],
 164                                     in[radius]->linesize[p],
 165                                     s->linesize[p], slice_end - slice_start);
 166                 continue;
 167             }
 168
 169             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 170                 for (x = 0; x < s->linesize[p] / 2; x++) {
 171                     int src = AV_RN16(in[radius]->data[p] + y * in[radius]->linesize[p] + x * 2);
 172                     float diff, avg;
 173                     int sum = 0;
 174
 175                     for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 176                         sum += AV_RN16(in[i]->data[p] + y * in[i]->linesize[p] + x * 2);
 177                     }
 178
 179                     avg = sum / (float)nb_inputs;
 180                     diff = src - avg;
 181
 182                     if (fabsf(diff) < threshold) {
 183                         int amp;
 184                         if (diff < 0) {
 185                             amp = -FFMIN(FFABS(diff * factor), llimit);
 186                         } else {
 187                             amp = FFMIN(FFABS(diff * factor), hlimit);
 188                         }
 189                         dst[x] = av_clip_uintp2_c(src + amp, depth);
 190                     } else {
 191                         dst[x] = src;
 192                     }
 193                 }
 194
 195                 dst += out->linesize[p] / 2;
 196             }
 197         }
 198     }
 199
 200     return 0;
 201 }
 202
 203 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 204 {
 205     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 206     AmplifyContext *s = ctx->priv;
 207     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 208     int ret;
 209
 210     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 211     if (!s->desc)
 212         return AVERROR_BUG;
 213     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
 214     s->depth = s->desc->comp[0].depth;
 215
 216     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 217         return ret;
 218
 219     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->desc->log2_chroma_h);
 220     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 226 {
 227     AmplifyContext *s = ctx->priv;
 228     int i;
 229
 230     if (s->frames) {
 231         for (i = 0; i < s->nb_frames; i++)
 232            av_frame_free(&s->frames[i]);
 233     }
 234     av_freep(&s->frames);
 235 }
 236
 237 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 238 {
 239     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 240     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 241     AmplifyContext *s = ctx->priv;
 242     ThreadData td;
 243     AVFrame *out;
 244
 245     if (s->nb_frames < s->nb_inputs) {
 246         s->frames[s->nb_frames] = in;
 247         s->nb_frames++;
 248         return 0;
 249     } else {
 250         av_frame_free(&s->frames[0]);
 251         memmove(&s->frames[0], &s->frames[1], sizeof(*s->frames) * (s->nb_inputs - 1));
 252         s->frames[s->nb_inputs - 1] = in;
 253     }
 254
 255     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 256     if (!out)
 257         return AVERROR(ENOMEM);
 258     out->pts = s->frames[0]->pts;
 259
 260     td.out = out;
 261     td.in = s->frames;
 262     ctx->internal->execute(ctx, amplify_frame, &td, NULL, FFMIN(s->height[1], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 263
 264     return ff_filter_frame(outlink, out);
 265 }
 266
 267 #define OFFSET(x) offsetof(AmplifyContext, x)
 268 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 269
 270 static const AVOption amplify_options[] = {
 271     { "radius", "set radius", OFFSET(radius), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 1, 63, .flags = FLAGS },
 272     { "factor", "set factor", OFFSET(factor), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=2}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 273     { "threshold", "set threshold", OFFSET(threshold), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=10}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 274     { "low", "set low limit for amplification", OFFSET(llimit), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=UINT16_MAX}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 275     { "high", "set high limit for amplification", OFFSET(hlimit), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=UINT16_MAX}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 276     { "planes", "set what planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=7},    0, 15,  FLAGS },
 277     { NULL },
 278 };
 279
 280 static const AVFilterPad inputs[] = {
 281     {
 282         .name          = "default",
 283         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 284         .filter_frame  = filter_frame,
 285     },
 286     { NULL }
 287 };
 288
 289 static const AVFilterPad outputs[] = {
 290     {
 291         .name          = "default",
 292         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 293         .config_props  = config_output,
 294     },
 295     { NULL }
 296 };
 297
 298 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amplify);
 299
 300 AVFilter ff_vf_amplify = {
 301     .name          = "amplify",
 302     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Amplify changes between successive video frames."),
 303     .priv_size     = sizeof(AmplifyContext),
 304     .priv_class    = &amplify_class,
 305     .query_formats = query_formats,
 306     .outputs       = outputs,
 307     .inputs        = inputs,
 308     .init          = init,
 309     .uninit        = uninit,
 310     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 311 };