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,
  67         AV_PIX_FMT_GRAY16,
  68         AV_PIX_FMT_NONE
  69     };
  70
  71     AVFilterFormats *formats = ff_make_format_list(pixfmts);
  72     if (!formats)
  73         return AVERROR(ENOMEM);
  74     return ff_set_common_formats(ctx, formats);
  75 }
  76
  77 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
  78 {
  79     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
  80     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
  81     BPNContext *s = ctx->priv;
  82
  83     s->nb_planes = desc->nb_components;
  84
  85     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
  86     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
  87     s->planewidth[1]  = s->planewidth[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
  88     s->planewidth[0]  = s->planewidth[3]  = inlink->w;
  89
  90     s->depth = desc->comp[0].depth;
  91
  92     return 0;
  93 }
  94
  95 #define CHECK_BIT(x, a, b, c) { \
  96     bit = (((val[(x)] & mask) == (val[(x) + (a)] & mask)) + \
  97            ((val[(x)] & mask) == (val[(x) + (b)] & mask)) + \
  98            ((val[(x)] & mask) == (val[(x) + (c)] & mask))) > 1; \
  99     if (dst) \
 100         dst[(x)] = factor * bit; \
 101     stats[plane] += bit; }
 102
 103 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 104 {
 105     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 106     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 107     BPNContext *s = ctx->priv;
 108     const int mask = (1 << (s->bitplane - 1));
 109     const int factor = (1 << s->depth) - 1;
 110     float stats[4] = { 0 };
 111     char metabuf[128];
 112     int plane, y, x, bit;
 113     AVFrame *out = s->filter ? NULL : in;
 114
 115     if (!out) {
 116         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 117         if (!out) {
 118             av_frame_free(&in);
 119             return AVERROR(ENOMEM);
 120         }
 121         av_frame_copy_props(out, in);
 122     }
 123
 124     if (s->depth <= 8) {
 125         for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 126             const int linesize = in->linesize[plane];
 127             const int dlinesize = out->linesize[plane];
 128             uint8_t *val = in->data[plane];
 129             uint8_t *dst = s->filter ? out->data[plane]: NULL;
 130
 131             for (y = 0; y < s->planeheight[plane] - 1; y++) {
 132                 CHECK_BIT(0, 1, 1 + linesize, linesize)
 133
 134                 for (x = 1; x < s->planewidth[plane] - 1; x++) {
 135                     CHECK_BIT(x, -1, 1, linesize)
 136                 }
 137
 138                 CHECK_BIT(x, -1, -1 + linesize, linesize)
 139
 140                 val += linesize;
 141                 if (dst)
 142                     dst += dlinesize;
 143             }
 144
 145             CHECK_BIT(0, 1, 1 - linesize, -linesize)
 146
 147             for (x = 1; x < s->planewidth[plane] - 1; x++) {
 148                 CHECK_BIT(x, -1, 1, -linesize)
 149             }
 150
 151             CHECK_BIT(x, -1, -1 - linesize, -linesize)
 152         }
 153     } else {
 154         for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 155             const int linesize = in->linesize[plane] / 2;
 156             const int dlinesize = out->linesize[plane] / 2;
 157             uint16_t *val = (uint16_t *)in->data[plane];
 158             uint16_t *dst = s->filter ? (uint16_t *)out->data[plane] : NULL;
 159
 160             val = (uint16_t *)in->data[plane];
 161             for (y = 0; y < s->planeheight[plane] - 1; y++) {
 162                 CHECK_BIT(0, 1, 1 + linesize, linesize)
 163
 164                 for (x = 1; x < s->planewidth[plane] - 1; x++) {
 165                     CHECK_BIT(x, -1, 1, linesize)
 166                 }
 167
 168                 CHECK_BIT(x, -1, -1 + linesize, linesize)
 169
 170                 val += linesize;
 171                 if (dst)
 172                     dst += dlinesize;
 173             }
 174
 175             CHECK_BIT(0, 1, 1 - linesize, -linesize)
 176
 177             for (x = 1; x < s->planewidth[plane] - 1; x++) {
 178                 CHECK_BIT(x, -1, 1, -linesize)
 179             }
 180
 181             CHECK_BIT(x, -1, -1 -linesize, -linesize)
 182         }
 183     }
 184
 185     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 186         char key[32];
 187
 188         stats[plane] /= s->planewidth[plane] * s->planeheight[plane];
 189         snprintf(key, sizeof(key), "lavfi.bitplanenoise.%d.%d", plane, s->bitplane);
 190         snprintf(metabuf, sizeof(metabuf), "%f", 1. - 2.* fabs((stats[plane] - 0.5)));
 191         av_dict_set(&out->metadata, key, metabuf, 0);
 192     }
 193
 194     if (out != in)
 195         av_frame_free(&in);
 196
 197     return ff_filter_frame(outlink, out);
 198 }
 199
 200 static const AVFilterPad inputs[] = {
 201     {
 202         .name           = "default",
 203         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 204         .filter_frame   = filter_frame,
 205         .config_props   = config_input,
 206     },
 207     { NULL }
 208 };
 209
 210 static const AVFilterPad outputs[] = {
 211     {
 212         .name = "default",
 213         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 214     },
 215     { NULL }
 216 };
 217
 218 AVFilter ff_vf_bitplanenoise = {
 219     .name           = "bitplanenoise",
 220     .description    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Measure bit plane noise."),
 221     .priv_size      = sizeof(BPNContext),
 222     .query_formats  = query_formats,
 223     .inputs         = inputs,
 224     .outputs        = outputs,
 225     .priv_class     = &bitplanenoise_class,
 226     .flags          = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
 227 };