git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_bitplanenoise.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016 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/opt.h"
  22 #include "libavutil/imgutils.h"
  23 #include "avfilter.h"
  24 #include "formats.h"
  25 #include "internal.h"
  26 #include "video.h"
  27
  28 typedef struct BPNContext {
  29     const AVClass *class;
  30
  31     int bitplane;
  32     int filter;
  33
  34     int nb_planes;
  35     int planeheight[4];
  36     int planewidth[4];
  37     int depth;
  38 } BPNContext;
  39
  40 #define OFFSET(x) offsetof(BPNContext, x)
  41 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  42 static const AVOption bitplanenoise_options[] = {
  43     { "bitplane", "set bit plane to use for measuring noise",  OFFSET(bitplane), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=1}, 1, 16, FLAGS},
  44     { "filter",   "show noisy pixels",                         OFFSET(filter),   AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0,  1, FLAGS},
  45     { NULL }
  46 };
  47
  48 AVFILTER_DEFINE_CLASS(bitplanenoise);
  49
  50 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  51 {
  52     static const enum AVPixelFormat pixfmts[] = {
  53         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV411P,
  54         AV_PIX_FMT_YUV440P,
  55         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
  56         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  57         AV_PIX_FMT_YUV444P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV420P9,
  58         AV_PIX_FMT_YUV444P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV420P10,
  59         AV_PIX_FMT_YUV440P10,
  60         AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
  61         AV_PIX_FMT_YUV440P12,
  62         AV_PIX_FMT_YUV444P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV420P14,
  63         AV_PIX_FMT_YUV444P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV420P16,
  64         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
  65         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
  66         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9, AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
  67         AV_PIX_FMT_NONE
  68     };
  69
  70     AVFilterFormats *formats = ff_make_format_list(pixfmts);
  71     if (!formats)
  72         return AVERROR(ENOMEM);
  73     return ff_set_common_formats(ctx, formats);
  74 }
  75
  76 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
  77 {
  78     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
  79     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
  80     BPNContext *s = ctx->priv;
  81
  82     s->nb_planes = desc->nb_components;
  83
  84     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
  85     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
  86     s->planewidth[1]  = s->planewidth[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
  87     s->planewidth[0]  = s->planewidth[3]  = inlink->w;
  88
  89     s->depth = desc->comp[0].depth;
  90
  91     return 0;
  92 }
  93
  94 #define CHECK_BIT(x, a, b, c) { \
  95     bit = (((val[(x)] & mask) == (val[(x) + (a)] & mask)) + \
  96            ((val[(x)] & mask) == (val[(x) + (b)] & mask)) + \
  97            ((val[(x)] & mask) == (val[(x) + (c)] & mask))) > 1; \
  98     if (dst) \
  99         dst[(x)] = factor * bit; \
 100     stats[plane] += bit; }
 101
 102 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 103 {
 104     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 105     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 106     BPNContext *s = ctx->priv;
 107     const int mask = (1 << (s->bitplane - 1));
 108     const int factor = (1 << s->depth) - 1;
 109     float stats[4] = { 0 };
 110     char metabuf[128];
 111     int plane, y, x, bit;
 112     AVFrame *out = s->filter ? NULL : in;
 113
 114     if (!out) {
 115         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 116         if (!out) {
 117             av_frame_free(&in);
 118             return AVERROR(ENOMEM);
 119         }
 120         av_frame_copy_props(out, in);
 121     }
 122
 123     if (s->depth <= 8) {
 124         for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 125             const int linesize = s->planeheight[plane] > 1 ? in->linesize[plane] : 0;
 126             const int dlinesize = out->linesize[plane];
 127             uint8_t *val = in->data[plane];
 128             uint8_t *dst = s->filter ? out->data[plane]: NULL;
 129
 130             for (y = 0; y < s->planeheight[plane] - 1; y++) {
 131                 CHECK_BIT(0, 1, 1 + linesize, linesize)
 132
 133                 for (x = 1; x < s->planewidth[plane] - 1; x++) {
 134                     CHECK_BIT(x, -1, 1, linesize)
 135                 }
 136
 137                 CHECK_BIT(x, -1, -1 + linesize, linesize)
 138
 139                 val += linesize;
 140                 if (dst)
 141                     dst += dlinesize;
 142             }
 143
 144             CHECK_BIT(0, 1, 1 - linesize, -linesize)
 145
 146             for (x = 1; x < s->planewidth[plane] - 1; x++) {
 147                 CHECK_BIT(x, -1, 1, -linesize)
 148             }
 149
 150             CHECK_BIT(x, -1, -1 - linesize, -linesize)
 151         }
 152     } else {
 153         for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 154             const int linesize = s->planeheight[plane] > 1 ? in->linesize[plane] / 2 : 0;
 155             const int dlinesize = out->linesize[plane] / 2;
 156             uint16_t *val = (uint16_t *)in->data[plane];
 157             uint16_t *dst = s->filter ? (uint16_t *)out->data[plane] : NULL;
 158
 159             val = (uint16_t *)in->data[plane];
 160             for (y = 0; y < s->planeheight[plane] - 1; y++) {
 161                 CHECK_BIT(0, 1, 1 + linesize, linesize)
 162
 163                 for (x = 1; x < s->planewidth[plane] - 1; x++) {
 164                     CHECK_BIT(x, -1, 1, linesize)
 165                 }
 166
 167                 CHECK_BIT(x, -1, -1 + linesize, linesize)
 168
 169                 val += linesize;
 170                 if (dst)
 171                     dst += dlinesize;
 172             }
 173
 174             CHECK_BIT(0, 1, 1 - linesize, -linesize)
 175
 176             for (x = 1; x < s->planewidth[plane] - 1; x++) {
 177                 CHECK_BIT(x, -1, 1, -linesize)
 178             }
 179
 180             CHECK_BIT(x, -1, -1 -linesize, -linesize)
 181         }
 182     }
 183
 184     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 185         char key[32];
 186
 187         stats[plane] /= s->planewidth[plane] * s->planeheight[plane];
 188         snprintf(key, sizeof(key), "lavfi.bitplanenoise.%d.%d", plane, s->bitplane);
 189         snprintf(metabuf, sizeof(metabuf), "%f", 1. - 2.* fabs((stats[plane] - 0.5)));
 190         av_dict_set(&out->metadata, key, metabuf, 0);
 191     }
 192
 193     if (out != in)
 194         av_frame_free(&in);
 195
 196     return ff_filter_frame(outlink, out);
 197 }
 198
 199 static const AVFilterPad inputs[] = {
 200     {
 201         .name           = "default",
 202         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 203         .filter_frame   = filter_frame,
 204         .config_props   = config_input,
 205     },
 206     { NULL }
 207 };
 208
 209 static const AVFilterPad outputs[] = {
 210     {
 211         .name = "default",
 212         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 213     },
 214     { NULL }
 215 };
 216
 217 AVFilter ff_vf_bitplanenoise = {
 218     .name           = "bitplanenoise",
 219     .description    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Measure bit plane noise."),
 220     .priv_size      = sizeof(BPNContext),
 221     .query_formats  = query_formats,
 222     .inputs         = inputs,
 223     .outputs        = outputs,
 224     .priv_class     = &bitplanenoise_class,
 225     .flags          = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
 226 };