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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 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/opt.h"
  23 #include "libavutil/pixdesc.h"
  24 #include "avfilter.h"
  25 #include "drawutils.h"
  26 #include "formats.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "video.h"
  29
  30 #define R 0
  31 #define G 1
  32 #define B 2
  33 #define A 3
  34
  35 typedef struct Range {
  36     double in_min, in_max;
  37     double out_min, out_max;
  38 } Range;
  39
  40 typedef struct ColorLevelsContext {
  41     const AVClass *class;
  42     Range range[4];
  43
  44     int nb_comp;
  45     int bpp;
  46     int step;
  47     uint8_t rgba_map[4];
  48     int linesize;
  49
  50     int (*colorlevels_slice)(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs);
  51 } ColorLevelsContext;
  52
  53 #define OFFSET(x) offsetof(ColorLevelsContext, x)
  54 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
  55 static const AVOption colorlevels_options[] = {
  56     { "rimin", "set input red black point",    OFFSET(range[R].in_min),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0}, -1, 1, FLAGS },
  57     { "gimin", "set input green black point",  OFFSET(range[G].in_min),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0}, -1, 1, FLAGS },
  58     { "bimin", "set input blue black point",   OFFSET(range[B].in_min),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0}, -1, 1, FLAGS },
  59     { "aimin", "set input alpha black point",  OFFSET(range[A].in_min),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0}, -1, 1, FLAGS },
  60     { "rimax", "set input red white point",    OFFSET(range[R].in_max),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, -1, 1, FLAGS },
  61     { "gimax", "set input green white point",  OFFSET(range[G].in_max),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, -1, 1, FLAGS },
  62     { "bimax", "set input blue white point",   OFFSET(range[B].in_max),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, -1, 1, FLAGS },
  63     { "aimax", "set input alpha white point",  OFFSET(range[A].in_max),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, -1, 1, FLAGS },
  64     { "romin", "set output red black point",   OFFSET(range[R].out_min), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0},  0, 1, FLAGS },
  65     { "gomin", "set output green black point", OFFSET(range[G].out_min), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0},  0, 1, FLAGS },
  66     { "bomin", "set output blue black point",  OFFSET(range[B].out_min), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0},  0, 1, FLAGS },
  67     { "aomin", "set output alpha black point", OFFSET(range[A].out_min), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0},  0, 1, FLAGS },
  68     { "romax", "set output red white point",   OFFSET(range[R].out_max), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},  0, 1, FLAGS },
  69     { "gomax", "set output green white point", OFFSET(range[G].out_max), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},  0, 1, FLAGS },
  70     { "bomax", "set output blue white point",  OFFSET(range[B].out_max), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},  0, 1, FLAGS },
  71     { "aomax", "set output alpha white point", OFFSET(range[A].out_max), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},  0, 1, FLAGS },
  72     { NULL }
  73 };
  74
  75 AVFILTER_DEFINE_CLASS(colorlevels);
  76
  77 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  78 {
  79     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  80         AV_PIX_FMT_0RGB,  AV_PIX_FMT_0BGR,
  81         AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_ABGR,
  82         AV_PIX_FMT_RGB0,  AV_PIX_FMT_BGR0,
  83         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
  84         AV_PIX_FMT_RGB48, AV_PIX_FMT_BGR48,
  85         AV_PIX_FMT_RGBA64, AV_PIX_FMT_BGRA64,
  86         AV_PIX_FMT_RGBA,  AV_PIX_FMT_BGRA,
  87         AV_PIX_FMT_NONE
  88     };
  89
  90     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
  91     if (!fmts_list)
  92         return AVERROR(ENOMEM);
  93     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
  94 }
  95
  96 typedef struct ThreadData {
  97     const uint8_t *srcrow;
  98     uint8_t *dstrow;
  99     int dst_linesize;
 100     int src_linesize;
 101
 102     float coeff[4];
 103
 104     int h;
 105
 106     int imin[4];
 107     int omin[4];
 108 } ThreadData;
 109
 110 #define LOAD_COMMON                                             \
 111     ColorLevelsContext *s = ctx->priv;                          \
 112     const ThreadData *td = arg;                                 \
 113     const int process_h = td->h;                                \
 114     const int slice_start = (process_h *  jobnr   ) / nb_jobs;  \
 115     const int slice_end   = (process_h * (jobnr+1)) / nb_jobs;  \
 116     const uint8_t *srcrow = td->srcrow;                         \
 117     uint8_t *dstrow = td->dstrow;                               \
 118     const int step = s->step;
 119
 120 static int colorlevels_slice_8(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 121 {
 122     LOAD_COMMON
 123
 124     for (int comp = 0; comp < s->nb_comp; comp++) {
 125         const uint8_t offset = s->rgba_map[comp];
 126         const int imin = td->imin[comp];
 127         const int omin = td->omin[comp];
 128         const float coeff = td->coeff[comp];
 129
 130         for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 131             const uint8_t *src = srcrow + y * td->src_linesize;
 132             uint8_t *dst = dstrow + y * td->dst_linesize;
 133
 134             for (int x = 0; x < s->linesize; x += step)
 135                 dst[x + offset] = av_clip_uint8((src[x + offset] - imin) * coeff + omin);
 136         }
 137     }
 138
 139     return 0;
 140 }
 141
 142 static int colorlevels_slice_16(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 143 {
 144     LOAD_COMMON
 145
 146     for (int comp = 0; comp < s->nb_comp; comp++) {
 147         const uint8_t offset = s->rgba_map[comp];
 148         const int imin = td->imin[comp];
 149         const int omin = td->omin[comp];
 150         const float coeff = td->coeff[comp];
 151
 152         for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 153             const uint16_t *src = (const uint16_t *)(srcrow + y * td->src_linesize);
 154             uint16_t *dst = (uint16_t *)(dstrow + y * td->dst_linesize);
 155
 156             for (int x = 0; x < s->linesize; x += step)
 157                 dst[x + offset] = av_clip_uint16((src[x + offset] - imin) * coeff + omin);
 158         }
 159     }
 160
 161     return 0;
 162 }
 163
 164 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 165 {
 166     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 167     ColorLevelsContext *s = ctx->priv;
 168     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 169
 170     s->nb_comp = desc->nb_components;
 171     s->bpp = desc->comp[0].depth >> 3;
 172     s->step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> (3 + (s->bpp == 2));
 173     s->linesize = inlink->w * s->step;
 174     ff_fill_rgba_map(s->rgba_map, inlink->format);
 175
 176     s->colorlevels_slice = colorlevels_slice_8;
 177     if (s->bpp == 2)
 178         s->colorlevels_slice = colorlevels_slice_16;
 179
 180     return 0;
 181 }
 182
 183 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 184 {
 185     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 186     ColorLevelsContext *s = ctx->priv;
 187     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 188     const int step = s->step;
 189     ThreadData td;
 190     AVFrame *out;
 191
 192     if (av_frame_is_writable(in)) {
 193         out = in;
 194     } else {
 195         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 196         if (!out) {
 197             av_frame_free(&in);
 198             return AVERROR(ENOMEM);
 199         }
 200         av_frame_copy_props(out, in);
 201     }
 202
 203     td.h             = inlink->h;
 204     td.dst_linesize  = out->linesize[0];
 205     td.src_linesize  = in->linesize[0];
 206     td.srcrow        = in->data[0];
 207     td.dstrow        = out->data[0];
 208
 209     switch (s->bpp) {
 210     case 1:
 211         for (int i = 0; i < s->nb_comp; i++) {
 212             Range *r = &s->range[i];
 213             const uint8_t offset = s->rgba_map[i];
 214             const uint8_t *srcrow = in->data[0];
 215             int imin = lrint(r->in_min  * UINT8_MAX);
 216             int imax = lrint(r->in_max  * UINT8_MAX);
 217             int omin = lrint(r->out_min * UINT8_MAX);
 218             int omax = lrint(r->out_max * UINT8_MAX);
 219             float coeff;
 220
 221             if (imin < 0) {
 222                 imin = UINT8_MAX;
 223                 for (int y = 0; y < inlink->h; y++) {
 224                     const uint8_t *src = srcrow;
 225
 226                     for (int x = 0; x < s->linesize; x += step)
 227                         imin = FFMIN(imin, src[x + offset]);
 228                     srcrow += in->linesize[0];
 229                 }
 230             }
 231             if (imax < 0) {
 232                 srcrow = in->data[0];
 233                 imax = 0;
 234                 for (int y = 0; y < inlink->h; y++) {
 235                     const uint8_t *src = srcrow;
 236
 237                     for (int x = 0; x < s->linesize; x += step)
 238                         imax = FFMAX(imax, src[x + offset]);
 239                     srcrow += in->linesize[0];
 240                 }
 241             }
 242
 243             coeff = (omax - omin) / (double)(imax - imin);
 244
 245             td.coeff[i] = coeff;
 246             td.imin[i]  = imin;
 247             td.omin[i]  = omin;
 248         }
 249         break;
 250     case 2:
 251         for (int i = 0; i < s->nb_comp; i++) {
 252             Range *r = &s->range[i];
 253             const uint8_t offset = s->rgba_map[i];
 254             const uint8_t *srcrow = in->data[0];
 255             int imin = lrint(r->in_min  * UINT16_MAX);
 256             int imax = lrint(r->in_max  * UINT16_MAX);
 257             int omin = lrint(r->out_min * UINT16_MAX);
 258             int omax = lrint(r->out_max * UINT16_MAX);
 259             float coeff;
 260
 261             if (imin < 0) {
 262                 imin = UINT16_MAX;
 263                 for (int y = 0; y < inlink->h; y++) {
 264                     const uint16_t *src = (const uint16_t *)srcrow;
 265
 266                     for (int x = 0; x < s->linesize; x += step)
 267                         imin = FFMIN(imin, src[x + offset]);
 268                     srcrow += in->linesize[0];
 269                 }
 270             }
 271             if (imax < 0) {
 272                 srcrow = in->data[0];
 273                 imax = 0;
 274                 for (int y = 0; y < inlink->h; y++) {
 275                     const uint16_t *src = (const uint16_t *)srcrow;
 276
 277                     for (int x = 0; x < s->linesize; x += step)
 278                         imax = FFMAX(imax, src[x + offset]);
 279                     srcrow += in->linesize[0];
 280                 }
 281             }
 282
 283             coeff = (omax - omin) / (double)(imax - imin);
 284
 285             td.coeff[i] = coeff;
 286             td.imin[i]  = imin;
 287             td.omin[i]  = omin;
 288         }
 289         break;
 290     }
 291
 292     ctx->internal->execute(ctx, s->colorlevels_slice, &td, NULL,
 293                            FFMIN(inlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 294
 295     if (in != out)
 296         av_frame_free(&in);
 297     return ff_filter_frame(outlink, out);
 298 }
 299
 300 static const AVFilterPad colorlevels_inputs[] = {
 301     {
 302         .name         = "default",
 303         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 304         .filter_frame = filter_frame,
 305         .config_props = config_input,
 306     },
 307     { NULL }
 308 };
 309
 310 static const AVFilterPad colorlevels_outputs[] = {
 311     {
 312         .name = "default",
 313         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 314     },
 315     { NULL }
 316 };
 317
 318 const AVFilter ff_vf_colorlevels = {
 319     .name          = "colorlevels",
 320     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust the color levels."),
 321     .priv_size     = sizeof(ColorLevelsContext),
 322     .priv_class    = &colorlevels_class,
 323     .query_formats = query_formats,
 324     .inputs        = colorlevels_inputs,
 325     .outputs       = colorlevels_outputs,
 326     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 327     .process_command = ff_filter_process_command,
 328 };