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     float tolerance;
  38     int planes;
  39
  40     int llimit;
  41     int hlimit;
  42     int nb_inputs;
  43     int nb_frames;
  44
  45     int depth;
  46     int nb_planes;
  47     int linesize[4];
  48     int height[4];
  49
  50     AVFrame **frames;
  51 } AmplifyContext;
  52
  53 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  54 {
  55     static const enum AVPixelFormat pixel_fmts[] = {
  56         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9,
  57         AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14,
  58         AV_PIX_FMT_GRAY16,
  59         AV_PIX_FMT_YUV410P, AV_PIX_FMT_YUV411P,
  60         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV422P,
  61         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV444P,
  62         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
  63         AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
  64         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
  65         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
  66         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
  67         AV_PIX_FMT_YUV440P10,
  68         AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
  69         AV_PIX_FMT_YUV440P12,
  70         AV_PIX_FMT_YUV444P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV420P14,
  71         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
  72         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
  73         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
  74         AV_PIX_FMT_NONE
  75     };
  76     AVFilterFormats *formats = ff_make_format_list(pixel_fmts);
  77     if (!formats)
  78         return AVERROR(ENOMEM);
  79     return ff_set_common_formats(ctx, formats);
  80 }
  81
  82 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  83 {
  84     AmplifyContext *s = ctx->priv;
  85
  86     s->nb_inputs = s->radius * 2 + 1;
  87
  88     s->frames = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->frames));
  89     if (!s->frames)
  90         return AVERROR(ENOMEM);
  91
  92     return 0;
  93 }
  94
  95 typedef struct ThreadData {
  96     AVFrame **in, *out;
  97 } ThreadData;
  98
  99 static int amplify_frame(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 100 {
 101     AmplifyContext *s = ctx->priv;
 102     ThreadData *td = arg;
 103     AVFrame **in = td->in;
 104     AVFrame *out = td->out;
 105     const int radius = s->radius;
 106     const int nb_inputs = s->nb_inputs;
 107     const float threshold = s->threshold;
 108     const float tolerance = s->tolerance;
 109     const float factor = s->factor;
 110     const int llimit = s->llimit;
 111     const int hlimit = s->hlimit;
 112     const int depth = s->depth;
 113     int i, p, x, y;
 114
 115     if (s->depth <= 8) {
 116         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 117             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 118             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 119             uint8_t *dst = out->data[p] + slice_start * out->linesize[p];
 120
 121             if (!((1 << p) & s->planes)) {
 122                 av_image_copy_plane(dst, out->linesize[p],
 123                                     in[radius]->data[p] + slice_start * in[radius]->linesize[p],
 124                                     in[radius]->linesize[p],
 125                                     s->linesize[p], slice_end - slice_start);
 126                 continue;
 127             }
 128
 129             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 130                 for (x = 0; x < s->linesize[p]; x++) {
 131                     int src = in[radius]->data[p][y * in[radius]->linesize[p] + x];
 132                     float diff, avg;
 133                     int sum = 0;
 134
 135                     for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 136                         sum += in[i]->data[p][y * in[i]->linesize[p] + x];
 137                     }
 138
 139                     avg = sum / (float)nb_inputs;
 140                     diff = src - avg;
 141                     if (fabsf(diff) < threshold && fabsf(diff) > tolerance) {
 142                         int amp;
 143                         if (diff < 0) {
 144                             amp = -FFMIN(FFABS(diff * factor), llimit);
 145                         } else {
 146                             amp = FFMIN(FFABS(diff * factor), hlimit);
 147                         }
 148                         dst[x] = av_clip_uint8(src + amp);
 149                     } else {
 150                         dst[x] = src;
 151                     }
 152                 }
 153
 154                 dst += out->linesize[p];
 155             }
 156         }
 157     } else {
 158         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 159             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 160             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 161             uint16_t *dst = (uint16_t *)(out->data[p] + slice_start * out->linesize[p]);
 162
 163             if (!((1 << p) & s->planes)) {
 164                 av_image_copy_plane((uint8_t *)dst, out->linesize[p],
 165                                     in[radius]->data[p] + slice_start * in[radius]->linesize[p],
 166                                     in[radius]->linesize[p],
 167                                     s->linesize[p], slice_end - slice_start);
 168                 continue;
 169             }
 170
 171             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 172                 for (x = 0; x < s->linesize[p] / 2; x++) {
 173                     int src = AV_RN16(in[radius]->data[p] + y * in[radius]->linesize[p] + x * 2);
 174                     float diff, avg;
 175                     int sum = 0;
 176
 177                     for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 178                         sum += AV_RN16(in[i]->data[p] + y * in[i]->linesize[p] + x * 2);
 179                     }
 180
 181                     avg = sum / (float)nb_inputs;
 182                     diff = src - avg;
 183
 184                     if (fabsf(diff) < threshold && fabsf(diff) > tolerance) {
 185                         int amp;
 186                         if (diff < 0) {
 187                             amp = -FFMIN(FFABS(diff * factor), llimit);
 188                         } else {
 189                             amp = FFMIN(FFABS(diff * factor), hlimit);
 190                         }
 191                         dst[x] = av_clip_uintp2_c(src + amp, depth);
 192                     } else {
 193                         dst[x] = src;
 194                     }
 195                 }
 196
 197                 dst += out->linesize[p] / 2;
 198             }
 199         }
 200     }
 201
 202     return 0;
 203 }
 204
 205 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 206 {
 207     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 208     AmplifyContext *s = ctx->priv;
 209     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 210     int ret;
 211
 212     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 213     if (!s->desc)
 214         return AVERROR_BUG;
 215     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
 216     s->depth = s->desc->comp[0].depth;
 217
 218     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 219         return ret;
 220
 221     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->desc->log2_chroma_h);
 222     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 223
 224     return 0;
 225 }
 226
 227 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 228 {
 229     AmplifyContext *s = ctx->priv;
 230     int i;
 231
 232     if (s->frames) {
 233         for (i = 0; i < s->nb_frames; i++)
 234            av_frame_free(&s->frames[i]);
 235     }
 236     av_freep(&s->frames);
 237 }
 238
 239 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 240 {
 241     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 242     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 243     AmplifyContext *s = ctx->priv;
 244     ThreadData td;
 245     AVFrame *out;
 246
 247     if (s->nb_frames < s->nb_inputs) {
 248         s->frames[s->nb_frames] = in;
 249         s->nb_frames++;
 250         return 0;
 251     } else {
 252         av_frame_free(&s->frames[0]);
 253         memmove(&s->frames[0], &s->frames[1], sizeof(*s->frames) * (s->nb_inputs - 1));
 254         s->frames[s->nb_inputs - 1] = in;
 255     }
 256
 257     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 258     if (!out)
 259         return AVERROR(ENOMEM);
 260     out->pts = s->frames[0]->pts;
 261
 262     td.out = out;
 263     td.in = s->frames;
 264     ctx->internal->execute(ctx, amplify_frame, &td, NULL, FFMIN(s->height[1], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 265
 266     return ff_filter_frame(outlink, out);
 267 }
 268
 269 #define OFFSET(x) offsetof(AmplifyContext, x)
 270 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 271
 272 static const AVOption amplify_options[] = {
 273     { "radius", "set radius", OFFSET(radius), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 1, 63, .flags = FLAGS },
 274     { "factor", "set factor", OFFSET(factor), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=2}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 275     { "threshold", "set threshold", OFFSET(threshold), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=10}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 276     { "tolerance", "set tolerance", OFFSET(tolerance), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 277     { "low", "set low limit for amplification", OFFSET(llimit), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=UINT16_MAX}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 278     { "high", "set high limit for amplification", OFFSET(hlimit), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=UINT16_MAX}, 0, UINT16_MAX, .flags = FLAGS },
 279     { "planes", "set what planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=7},    0, 15,  FLAGS },
 280     { NULL },
 281 };
 282
 283 static const AVFilterPad inputs[] = {
 284     {
 285         .name          = "default",
 286         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 287         .filter_frame  = filter_frame,
 288     },
 289     { NULL }
 290 };
 291
 292 static const AVFilterPad outputs[] = {
 293     {
 294         .name          = "default",
 295         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 296         .config_props  = config_output,
 297     },
 298     { NULL }
 299 };
 300
 301 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amplify);
 302
 303 AVFilter ff_vf_amplify = {
 304     .name          = "amplify",
 305     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Amplify changes between successive video frames."),
 306     .priv_size     = sizeof(AmplifyContext),
 307     .priv_class    = &amplify_class,
 308     .query_formats = query_formats,
 309     .outputs       = outputs,
 310     .inputs        = inputs,
 311     .init          = init,
 312     .uninit        = uninit,
 313     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 314 };