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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10  * (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  18  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Apply a boxblur filter to the input video.
  25  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_boxblur.c.
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/avstring.h"
  29 #include "libavutil/common.h"
  30 #include "libavutil/opt.h"
  31 #include "avfilter.h"
  32 #include "formats.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "video.h"
  35 #include "boxblur.h"
  36
  37
  38 typedef struct BoxBlurContext {
  39     const AVClass *class;
  40     FilterParam luma_param;
  41     FilterParam chroma_param;
  42     FilterParam alpha_param;
  43
  44     int hsub, vsub;
  45     int radius[4];
  46     int power[4];
  47     uint8_t *temp[2]; ///< temporary buffer used in blur_power()
  48 } BoxBlurContext;
  49
  50 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  51 {
  52     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
  53
  54     av_freep(&s->temp[0]);
  55     av_freep(&s->temp[1]);
  56 }
  57
  58 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  59 {
  60     AVFilterFormats *formats = NULL;
  61     int fmt, ret;
  62
  63     for (fmt = 0; av_pix_fmt_desc_get(fmt); fmt++) {
  64         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(fmt);
  65         if (!(desc->flags & (AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL | AV_PIX_FMT_FLAG_BITSTREAM | AV_PIX_FMT_FLAG_PAL)) &&
  66             (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR || desc->nb_components == 1) &&
  67             (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BE) == !HAVE_BIGENDIAN || desc->comp[0].depth == 8) &&
  68             (ret = ff_add_format(&formats, fmt)) < 0)
  69             return ret;
  70     }
  71
  72     return ff_set_common_formats(ctx, formats);
  73 }
  74
  75 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
  76 {
  77     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
  78     AVFilterContext    *ctx = inlink->dst;
  79     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
  80     int w = inlink->w, h = inlink->h;
  81     int ret;
  82
  83     if (!(s->temp[0] = av_malloc(2*FFMAX(w, h))) ||
  84         !(s->temp[1] = av_malloc(2*FFMAX(w, h))))
  85         return AVERROR(ENOMEM);
  86
  87     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
  88     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
  89
  90     ret = ff_boxblur_eval_filter_params(inlink,
  91                                         &s->luma_param,
  92                                         &s->chroma_param,
  93                                         &s->alpha_param);
  94
  95     if (ret != 0) {
  96         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to evaluate "
  97                "filter params: %d.\n", ret);
  98         return ret;
  99     }
 100
 101     s->radius[Y] = s->luma_param.radius;
 102     s->radius[U] = s->radius[V] = s->chroma_param.radius;
 103     s->radius[A] = s->alpha_param.radius;
 104
 105     s->power[Y] = s->luma_param.power;
 106     s->power[U] = s->power[V] = s->chroma_param.power;
 107     s->power[A] = s->alpha_param.power;
 108
 109     return 0;
 110 }
 111
 112 /* Naive boxblur would sum source pixels from x-radius .. x+radius
 113  * for destination pixel x. That would be O(radius*width).
 114  * If you now look at what source pixels represent 2 consecutive
 115  * output pixels, then you see they are almost identical and only
 116  * differ by 2 pixels, like:
 117  * src0       111111111
 118  * dst0           1
 119  * src1        111111111
 120  * dst1            1
 121  * src0-src1  1       -1
 122  * so when you know one output pixel you can find the next by just adding
 123  * and subtracting 1 input pixel.
 124  * The following code adopts this faster variant.
 125  */
 126 #define BLUR(type, depth)                                                   \
 127 static inline void blur ## depth(type *dst, int dst_step, const type *src,  \
 128                                  int src_step, int len, int radius)         \
 129 {                                                                           \
 130     const int length = radius*2 + 1;                                        \
 131     const int inv = ((1<<16) + length/2)/length;                            \
 132     int x, sum = src[radius*src_step];                                      \
 133                                                                             \
 134     for (x = 0; x < radius; x++)                                            \
 135         sum += src[x*src_step]<<1;                                          \
 136                                                                             \
 137     sum = sum*inv + (1<<15);                                                \
 138                                                                             \
 139     for (x = 0; x <= radius; x++) {                                         \
 140         sum += (src[(radius+x)*src_step] - src[(radius-x)*src_step])*inv;   \
 141         dst[x*dst_step] = sum>>16;                                          \
 142     }                                                                       \
 143                                                                             \
 144     for (; x < len-radius; x++) {                                           \
 145         sum += (src[(radius+x)*src_step] - src[(x-radius-1)*src_step])*inv; \
 146         dst[x*dst_step] = sum >>16;                                         \
 147     }                                                                       \
 148                                                                             \
 149     for (; x < len; x++) {                                                  \
 150         sum += (src[(2*len-radius-x-1)*src_step] - src[(x-radius-1)*src_step])*inv; \
 151         dst[x*dst_step] = sum>>16;                                          \
 152     }                                                                       \
 153 }
 154
 155 BLUR(uint8_t,   8)
 156 BLUR(uint16_t, 16)
 157
 158 #undef BLUR
 159
 160 static inline void blur(uint8_t *dst, int dst_step, const uint8_t *src, int src_step,
 161                         int len, int radius, int pixsize)
 162 {
 163     if (pixsize == 1) blur8 (dst, dst_step   , src, src_step   , len, radius);
 164     else              blur16((uint16_t*)dst, dst_step>>1, (const uint16_t*)src, src_step>>1, len, radius);
 165 }
 166
 167 static inline void blur_power(uint8_t *dst, int dst_step, const uint8_t *src, int src_step,
 168                               int len, int radius, int power, uint8_t *temp[2], int pixsize)
 169 {
 170     uint8_t *a = temp[0], *b = temp[1];
 171
 172     if (radius && power) {
 173         blur(a, pixsize, src, src_step, len, radius, pixsize);
 174         for (; power > 2; power--) {
 175             uint8_t *c;
 176             blur(b, pixsize, a, pixsize, len, radius, pixsize);
 177             c = a; a = b; b = c;
 178         }
 179         if (power > 1) {
 180             blur(dst, dst_step, a, pixsize, len, radius, pixsize);
 181         } else {
 182             int i;
 183             if (pixsize == 1) {
 184                 for (i = 0; i < len; i++)
 185                     dst[i*dst_step] = a[i];
 186             } else
 187                 for (i = 0; i < len; i++)
 188                     *(uint16_t*)(dst + i*dst_step) = ((uint16_t*)a)[i];
 189         }
 190     } else {
 191         int i;
 192         if (pixsize == 1) {
 193             for (i = 0; i < len; i++)
 194                 dst[i*dst_step] = src[i*src_step];
 195         } else
 196             for (i = 0; i < len; i++)
 197                 *(uint16_t*)(dst + i*dst_step) = *(uint16_t*)(src + i*src_step);
 198     }
 199 }
 200
 201 static void hblur(uint8_t *dst, int dst_linesize, const uint8_t *src, int src_linesize,
 202                   int w, int h, int radius, int power, uint8_t *temp[2], int pixsize)
 203 {
 204     int y;
 205
 206     if (radius == 0 && dst == src)
 207         return;
 208
 209     for (y = 0; y < h; y++)
 210         blur_power(dst + y*dst_linesize, pixsize, src + y*src_linesize, pixsize,
 211                    w, radius, power, temp, pixsize);
 212 }
 213
 214 static void vblur(uint8_t *dst, int dst_linesize, const uint8_t *src, int src_linesize,
 215                   int w, int h, int radius, int power, uint8_t *temp[2], int pixsize)
 216 {
 217     int x;
 218
 219     if (radius == 0 && dst == src)
 220         return;
 221
 222     for (x = 0; x < w; x++)
 223         blur_power(dst + x*pixsize, dst_linesize, src + x*pixsize, src_linesize,
 224                    h, radius, power, temp, pixsize);
 225 }
 226
 227 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 228 {
 229     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 230     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
 231     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 232     AVFrame *out;
 233     int plane;
 234     int cw = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, s->hsub), ch = AV_CEIL_RSHIFT(in->height, s->vsub);
 235     int w[4] = { inlink->w, cw, cw, inlink->w };
 236     int h[4] = { in->height, ch, ch, in->height };
 237     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 238     const int depth = desc->comp[0].depth;
 239     const int pixsize = (depth+7)/8;
 240
 241     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 242     if (!out) {
 243         av_frame_free(&in);
 244         return AVERROR(ENOMEM);
 245     }
 246     av_frame_copy_props(out, in);
 247
 248     for (plane = 0; plane < 4 && in->data[plane] && in->linesize[plane]; plane++)
 249         hblur(out->data[plane], out->linesize[plane],
 250               in ->data[plane], in ->linesize[plane],
 251               w[plane], h[plane], s->radius[plane], s->power[plane],
 252               s->temp, pixsize);
 253
 254     for (plane = 0; plane < 4 && in->data[plane] && in->linesize[plane]; plane++)
 255         vblur(out->data[plane], out->linesize[plane],
 256               out->data[plane], out->linesize[plane],
 257               w[plane], h[plane], s->radius[plane], s->power[plane],
 258               s->temp, pixsize);
 259
 260     av_frame_free(&in);
 261
 262     return ff_filter_frame(outlink, out);
 263 }
 264
 265 #define OFFSET(x) offsetof(BoxBlurContext, x)
 266 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 267
 268 static const AVOption boxblur_options[] = {
 269     { "luma_radius", "Radius of the luma blurring box", OFFSET(luma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="2"}, .flags = FLAGS },
 270     { "lr",          "Radius of the luma blurring box", OFFSET(luma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="2"}, .flags = FLAGS },
 271     { "luma_power",  "How many times should the boxblur be applied to luma",  OFFSET(luma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 0, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 272     { "lp",          "How many times should the boxblur be applied to luma",  OFFSET(luma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 0, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 273
 274     { "chroma_radius", "Radius of the chroma blurring box", OFFSET(chroma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 275     { "cr",            "Radius of the chroma blurring box", OFFSET(chroma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 276     { "chroma_power",  "How many times should the boxblur be applied to chroma",  OFFSET(chroma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 277     { "cp",            "How many times should the boxblur be applied to chroma",  OFFSET(chroma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 278
 279     { "alpha_radius", "Radius of the alpha blurring box", OFFSET(alpha_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 280     { "ar",           "Radius of the alpha blurring box", OFFSET(alpha_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
 281     { "alpha_power",  "How many times should the boxblur be applied to alpha",  OFFSET(alpha_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 282     { "ap",           "How many times should the boxblur be applied to alpha",  OFFSET(alpha_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 283
 284     { NULL }
 285 };
 286
 287 AVFILTER_DEFINE_CLASS(boxblur);
 288
 289 static const AVFilterPad avfilter_vf_boxblur_inputs[] = {
 290     {
 291         .name         = "default",
 292         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 293         .config_props = config_input,
 294         .filter_frame = filter_frame,
 295     },
 296     { NULL }
 297 };
 298
 299 static const AVFilterPad avfilter_vf_boxblur_outputs[] = {
 300     {
 301         .name = "default",
 302         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 303     },
 304     { NULL }
 305 };
 306
 307 const AVFilter ff_vf_boxblur = {
 308     .name          = "boxblur",
 309     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blur the input."),
 310     .priv_size     = sizeof(BoxBlurContext),
 311     .priv_class    = &boxblur_class,
 312     .uninit        = uninit,
 313     .query_formats = query_formats,
 314     .inputs        = avfilter_vf_boxblur_inputs,
 315     .outputs       = avfilter_vf_boxblur_outputs,
 316     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
 317 };