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

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "libavutil/opt.h"
  20 #include "libavutil/imgutils.h"
  21 #include "avfilter.h"
  22 #include "formats.h"
  23 #include "internal.h"
  24 #include "video.h"
  25
  26 typedef struct CASContext {
  27     const AVClass *class;
  28
  29     float strength;
  30     int planes;
  31     int nb_planes;
  32
  33     int depth;
  34     int planeheight[4];
  35     int planewidth[4];
  36
  37     AVFrame *in;
  38
  39     int (*do_slice)(AVFilterContext *s, void *arg,
  40                     int jobnr, int nb_jobs);
  41 } CASContext;
  42
  43 static inline float lerpf(float v0, float v1, float f)
  44 {
  45     return v0 + (v1 - v0) * f;
  46 }
  47
  48 static int cas_slice8(AVFilterContext *avctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
  49 {
  50     CASContext *s = avctx->priv;
  51     const float strength = -lerpf(16.f, 4.01f, s->strength);
  52     AVFrame *out = arg;
  53     AVFrame *in = s->in;
  54
  55     for (int p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
  56         const int slice_start = (s->planeheight[p] * jobnr) / nb_jobs;
  57         const int slice_end = (s->planeheight[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
  58         const int linesize = out->linesize[p];
  59         const int in_linesize = in->linesize[p];
  60         const int w = s->planewidth[p];
  61         const int w1 = w - 1;
  62         const int h = s->planeheight[p];
  63         const int h1 = h - 1;
  64         uint8_t *dst = out->data[p] + slice_start * linesize;
  65         const uint8_t *src = in->data[p];
  66
  67         if (!((1 << p) & s->planes)) {
  68             av_image_copy_plane(dst, linesize, src + slice_start * linesize, in_linesize,
  69                                 w, slice_end - slice_start);
  70             continue;
  71         }
  72
  73         for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
  74             const int y0 = FFMAX(y - 1, 0);
  75             const int y1 = FFMIN(y + 1, h1);
  76             for (int x = 0; x < w; x++) {
  77                 const int x0 = FFMAX(x - 1, 0);
  78                 const int x1 = FFMIN(x + 1, w1);
  79                 int a = src[y0 * in_linesize + x0];
  80                 int b = src[y0 * in_linesize + x];
  81                 int c = src[y0 * in_linesize + x1];
  82                 int d = src[y * in_linesize + x0];
  83                 int e = src[y * in_linesize + x];
  84                 int f = src[y * in_linesize + x1];
  85                 int g = src[y1 * in_linesize + x0];
  86                 int h = src[y1 * in_linesize + x];
  87                 int i = src[y1 * in_linesize + x1];
  88                 int mn, mn2, mx, mx2;
  89                 float amp, weight;
  90
  91                 mn  = FFMIN3(FFMIN3( d, e, f), b, h);
  92                 mn2 = FFMIN3(FFMIN3(mn, a, c), g, i);
  93
  94                 mn = mn + mn2;
  95
  96                 mx  = FFMAX3(FFMAX3( d, e, f), b, h);
  97                 mx2 = FFMAX3(FFMAX3(mx, a, c), g, i);
  98
  99                 mx = mx + mx2;
 100
 101                 amp = sqrtf(av_clipf(FFMIN(mn, 511 - mx) / (float)mx, 0.f, 1.f));
 102
 103                 weight = amp / strength;
 104
 105                 dst[x] = av_clip_uint8(((b + d + f + h) * weight + e) / (1.f + 4.f * weight));
 106             }
 107             dst += linesize;
 108         }
 109     }
 110
 111     return 0;
 112 }
 113
 114 static int cas_slice16(AVFilterContext *avctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 115 {
 116     CASContext *s = avctx->priv;
 117     const float strength = -lerpf(16.f, 4.01f, s->strength);
 118     const int max = 2 * (1 << s->depth) - 1;
 119     AVFrame *out = arg;
 120     AVFrame *in = s->in;
 121
 122     for (int p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 123         const int slice_start = (s->planeheight[p] * jobnr) / nb_jobs;
 124         const int slice_end = (s->planeheight[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 125         const int linesize = out->linesize[p] / 2;
 126         const int in_linesize = in->linesize[p] / 2;
 127         const int w = s->planewidth[p];
 128         const int w1 = w - 1;
 129         const int h = s->planeheight[p];
 130         const int h1 = h - 1;
 131         uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[p] + slice_start * linesize;
 132         const uint16_t *src = (const uint16_t *)in->data[p];
 133
 134         if (!((1 << p) & s->planes)) {
 135             av_image_copy_plane((uint8_t *)dst, linesize, (uint8_t *)(src + slice_start * linesize),
 136                                 in_linesize, w * 2, slice_end - slice_start);
 137             continue;
 138         }
 139
 140         for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 141             const int y0 = FFMAX(y - 1, 0);
 142             const int y1 = FFMIN(y + 1, h1);
 143             for (int x = 0; x < w; x++) {
 144                 const int x0 = FFMAX(x - 1, 0);
 145                 const int x1 = FFMIN(x + 1, w1);
 146                 int a = src[y0 * in_linesize + x0];
 147                 int b = src[y0 * in_linesize + x];
 148                 int c = src[y0 * in_linesize + x1];
 149                 int d = src[y * in_linesize + x0];
 150                 int e = src[y * in_linesize + x];
 151                 int f = src[y * in_linesize + x1];
 152                 int g = src[y1 * in_linesize + x0];
 153                 int h = src[y1 * in_linesize + x];
 154                 int i = src[y1 * in_linesize + x1];
 155                 int mn, mn2, mx, mx2;
 156                 float amp, weight;
 157
 158                 mn  = FFMIN3(FFMIN3( d, e, f), b, h);
 159                 mn2 = FFMIN3(FFMIN3(mn, a, c), g, i);
 160
 161                 mn = mn + mn2;
 162
 163                 mx  = FFMAX3(FFMAX3( d, e, f), b, h);
 164                 mx2 = FFMAX3(FFMAX3(mx, a, c), g, i);
 165
 166                 mx = mx + mx2;
 167
 168                 amp = sqrtf(av_clipf(FFMIN(mn, max - mx) / (float)mx, 0.f, 1.f));
 169
 170                 weight = amp / strength;
 171
 172                 dst[x] = av_clip_uintp2_c(((b + d + f + h) * weight + e) / (1.f + 4.f * weight), s->depth);
 173             }
 174             dst += linesize;
 175         }
 176     }
 177
 178     return 0;
 179 }
 180
 181 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 182 {
 183     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 184     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 185     CASContext *s = ctx->priv;
 186     AVFrame *out;
 187
 188     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 189     if (!out) {
 190         av_frame_free(&in);
 191         return AVERROR(ENOMEM);
 192     }
 193     av_frame_copy_props(out, in);
 194
 195     s->in = in;
 196     ctx->internal->execute(ctx, s->do_slice, out, NULL,
 197                            FFMIN(in->height, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 198     av_frame_free(&in);
 199     s->in = NULL;
 200
 201     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], out);
 202 }
 203
 204 static av_cold int query_formats(AVFilterContext *avctx)
 205 {
 206     static const enum AVPixelFormat pixel_fmts[] = {
 207         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 208         AV_PIX_FMT_GRAY9,  AV_PIX_FMT_GRAY10,
 209         AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
 210         AV_PIX_FMT_YUV410P, AV_PIX_FMT_YUV411P,
 211         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV422P,
 212         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV444P,
 213         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 214         AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 215         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
 216         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
 217         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 218         AV_PIX_FMT_YUV440P10,
 219         AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
 220         AV_PIX_FMT_YUV440P12,
 221         AV_PIX_FMT_YUV444P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV420P14,
 222         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
 223         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
 224         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
 225         AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,   AV_PIX_FMT_YUVA444P,
 226         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P12, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
 227         AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P12, AV_PIX_FMT_YUVA422P16,
 228         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
 229         AV_PIX_FMT_GBRAP,     AV_PIX_FMT_GBRAP10,    AV_PIX_FMT_GBRAP12,    AV_PIX_FMT_GBRAP16,
 230         AV_PIX_FMT_NONE
 231     };
 232
 233     AVFilterFormats *formats = NULL;
 234
 235     formats = ff_make_format_list(pixel_fmts);
 236     if (!formats)
 237         return AVERROR(ENOMEM);
 238
 239     return ff_set_common_formats(avctx, formats);
 240 }
 241
 242 static av_cold int config_input(AVFilterLink *inlink)
 243 {
 244     AVFilterContext *avctx = inlink->dst;
 245     CASContext *s = avctx->priv;
 246     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 247
 248     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
 249     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
 250     s->planewidth[1]  = s->planewidth[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
 251     s->planewidth[0]  = s->planewidth[3]  = inlink->w;
 252
 253     s->depth = desc->comp[0].depth;
 254     s->nb_planes = desc->nb_components;
 255     s->do_slice = s->depth <= 8 ? cas_slice8 : cas_slice16;
 256
 257     return 0;
 258 }
 259
 260 static const AVFilterPad cas_inputs[] = {
 261     {
 262         .name           = "default",
 263         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 264         .filter_frame   = filter_frame,
 265         .config_props   = config_input,
 266     },
 267     { NULL }
 268 };
 269
 270 static const AVFilterPad cas_outputs[] = {
 271     {
 272         .name = "default",
 273         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 274     },
 275     { NULL }
 276 };
 277
 278 #define OFFSET(x) offsetof(CASContext, x)
 279 #define VF AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
 280
 281 static const AVOption cas_options[] = {
 282     { "strength", "set the sharpening strength", OFFSET(strength), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0,  1, VF },
 283     { "planes",  "set what planes to filter",    OFFSET(planes),   AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=7}, 0, 15, VF },
 284     { NULL }
 285 };
 286
 287 AVFILTER_DEFINE_CLASS(cas);
 288
 289 const AVFilter ff_vf_cas = {
 290     .name          = "cas",
 291     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Contrast Adaptive Sharpen."),
 292     .priv_size     = sizeof(CASContext),
 293     .priv_class    = &cas_class,
 294     .query_formats = query_formats,
 295     .inputs        = cas_inputs,
 296     .outputs       = cas_outputs,
 297     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 298     .process_command = ff_filter_process_command,
 299 };