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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016 Ronald S. Bultje <rsbultje@gmail.com>
   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 /*
  22  * @file
  23  * Convert between colorspaces.
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/avassert.h"
  27 #include "libavutil/opt.h"
  28 #include "libavutil/pixdesc.h"
  29 #include "libavutil/pixfmt.h"
  30
  31 #include "avfilter.h"
  32 #include "colorspacedsp.h"
  33 #include "formats.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "video.h"
  36
  37 enum Colorspace {
  38     CS_UNSPECIFIED,
  39     CS_BT470M,
  40     CS_BT470BG,
  41     CS_BT601_6_525,
  42     CS_BT601_6_625,
  43     CS_BT709,
  44     CS_SMPTE170M,
  45     CS_SMPTE240M,
  46     CS_BT2020,
  47     CS_NB,
  48 };
  49
  50 enum Whitepoint {
  51     WP_D65,
  52     WP_C,
  53     WP_NB,
  54 };
  55
  56 static const enum AVColorTransferCharacteristic default_trc[CS_NB + 1] = {
  57     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED,
  58     [CS_BT470M]      = AVCOL_TRC_GAMMA22,
  59     [CS_BT470BG]     = AVCOL_TRC_GAMMA28,
  60     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
  61     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
  62     [CS_BT709]       = AVCOL_TRC_BT709,
  63     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
  64     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_TRC_SMPTE240M,
  65     [CS_BT2020]      = AVCOL_TRC_BT2020_10,
  66     [CS_NB]          = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED,
  67 };
  68
  69 static const enum AVColorPrimaries default_prm[CS_NB + 1] = {
  70     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED,
  71     [CS_BT470M]      = AVCOL_PRI_BT470M,
  72     [CS_BT470BG]     = AVCOL_PRI_BT470BG,
  73     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_PRI_SMPTE170M,
  74     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_PRI_BT470BG,
  75     [CS_BT709]       = AVCOL_PRI_BT709,
  76     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_PRI_SMPTE170M,
  77     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_PRI_SMPTE240M,
  78     [CS_BT2020]      = AVCOL_PRI_BT2020,
  79     [CS_NB]          = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED,
  80 };
  81
  82 static const enum AVColorSpace default_csp[CS_NB + 1] = {
  83     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED,
  84     [CS_BT470M]      = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
  85     [CS_BT470BG]     = AVCOL_SPC_BT470BG,
  86     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
  87     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_SPC_BT470BG,
  88     [CS_BT709]       = AVCOL_SPC_BT709,
  89     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
  90     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_SPC_SMPTE240M,
  91     [CS_BT2020]      = AVCOL_SPC_BT2020_NCL,
  92     [CS_NB]          = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED,
  93 };
  94
  95 struct ColorPrimaries {
  96     enum Whitepoint wp;
  97     double xr, yr, xg, yg, xb, yb;
  98 };
  99
 100 struct TransferCharacteristics {
 101     double alpha, beta, gamma, delta;
 102 };
 103
 104 struct LumaCoefficients {
 105     double cr, cg, cb;
 106 };
 107
 108 struct WhitepointCoefficients {
 109     double xw, yw;
 110 };
 111
 112 typedef struct ColorSpaceContext {
 113     const AVClass *class;
 114
 115     ColorSpaceDSPContext dsp;
 116
 117     enum Colorspace user_all;
 118     enum AVColorSpace in_csp, out_csp, user_csp;
 119     enum AVColorRange in_rng, out_rng, user_rng;
 120     enum AVColorTransferCharacteristic in_trc, out_trc, user_trc;
 121     enum AVColorPrimaries in_prm, out_prm, user_prm;
 122     enum AVPixelFormat in_format, user_format;
 123     int fast_mode;
 124
 125     int16_t *rgb[3];
 126     ptrdiff_t rgb_stride;
 127     unsigned rgb_sz;
 128
 129     const struct ColorPrimaries *in_primaries, *out_primaries;
 130     int lrgb2lrgb_passthrough;
 131     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, lrgb2lrgb_coeffs)[3][3][8];
 132
 133     const struct TransferCharacteristics *in_txchr, *out_txchr;
 134     int rgb2rgb_passthrough;
 135     int16_t *lin_lut, *delin_lut;
 136
 137     const struct LumaCoefficients *in_lumacoef, *out_lumacoef;
 138     int yuv2yuv_passthrough, yuv2yuv_fastmode;
 139     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv2rgb_coeffs)[3][3][8];
 140     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, rgb2yuv_coeffs)[3][3][8];
 141     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv2yuv_coeffs)[3][3][8];
 142     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv_offset)[2 /* in, out */][8];
 143     yuv2rgb_fn yuv2rgb;
 144     rgb2yuv_fn rgb2yuv;
 145     yuv2yuv_fn yuv2yuv;
 146     double yuv2rgb_dbl_coeffs[3][3], rgb2yuv_dbl_coeffs[3][3];
 147     int in_y_rng, in_uv_rng, out_y_rng, out_uv_rng;
 148 } ColorSpaceContext;
 149
 150 // FIXME deal with odd width/heights (or just forbid it)
 151 // FIXME faster linearize/delinearize implementation (integer pow)
 152 // FIXME bt2020cl support (linearization between yuv/rgb step instead of between rgb/xyz)
 153 // FIXME test that the values in (de)lin_lut don't exceed their container storage
 154 // type size (only useful if we keep the LUT and don't move to fast integer pow)
 155 // FIXME dithering if bitdepth goes down?
 156 // FIXME bitexact for fate integration?
 157
 158 /*
 159  * All constants explained in e.g. https://linuxtv.org/downloads/v4l-dvb-apis/ch02s06.html
 160  * The older ones (bt470bg/m) are also explained in their respective ITU docs
 161  * (e.g. https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.470-5-199802-S!!PDF-E.pdf)
 162  * whereas the newer ones can typically be copied directly from wikipedia :)
 163  */
 164 static const struct LumaCoefficients luma_coefficients[AVCOL_SPC_NB] = {
 165     [AVCOL_SPC_FCC]        = { 0.30,   0.59,   0.11   },
 166     [AVCOL_SPC_BT470BG]    = { 0.299,  0.587,  0.114  },
 167     [AVCOL_SPC_SMPTE170M]  = { 0.299,  0.587,  0.114  },
 168     [AVCOL_SPC_BT709]      = { 0.2126, 0.7152, 0.0722 },
 169     [AVCOL_SPC_SMPTE240M]  = { 0.212,  0.701,  0.087  },
 170     [AVCOL_SPC_BT2020_NCL] = { 0.2627, 0.6780, 0.0593 },
 171     [AVCOL_SPC_BT2020_CL]  = { 0.2627, 0.6780, 0.0593 },
 172 };
 173
 174 static const struct LumaCoefficients *get_luma_coefficients(enum AVColorSpace csp)
 175 {
 176     const struct LumaCoefficients *coeffs;
 177
 178     if (csp >= AVCOL_SPC_NB)
 179         return NULL;
 180     coeffs = &luma_coefficients[csp];
 181     if (!coeffs->cr)
 182         return NULL;
 183
 184     return coeffs;
 185 }
 186
 187 static void fill_rgb2yuv_table(const struct LumaCoefficients *coeffs,
 188                                double rgb2yuv[3][3])
 189 {
 190     double bscale, rscale;
 191
 192     rgb2yuv[0][0] = coeffs->cr;
 193     rgb2yuv[0][1] = coeffs->cg;
 194     rgb2yuv[0][2] = coeffs->cb;
 195     bscale = 0.5 / (coeffs->cb - 1.0);
 196     rscale = 0.5 / (coeffs->cr - 1.0);
 197     rgb2yuv[1][0] = bscale * coeffs->cr;
 198     rgb2yuv[1][1] = bscale * coeffs->cg;
 199     rgb2yuv[1][2] = 0.5;
 200     rgb2yuv[2][0] = 0.5;
 201     rgb2yuv[2][1] = rscale * coeffs->cg;
 202     rgb2yuv[2][2] = rscale * coeffs->cb;
 203 }
 204
 205 // FIXME I'm pretty sure gamma22/28 also have a linear toe slope, but I can't
 206 // find any actual tables that document their real values...
 207 // See http://www.13thmonkey.org/~boris/gammacorrection/ first graph why it matters
 208 static const struct TransferCharacteristics transfer_characteristics[AVCOL_TRC_NB] = {
 209     [AVCOL_TRC_BT709]     = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
 210     [AVCOL_TRC_GAMMA22]   = { 1.0,    0.0,    1.0 / 2.2, 0.0 },
 211     [AVCOL_TRC_GAMMA28]   = { 1.0,    0.0,    1.0 / 2.8, 0.0 },
 212     [AVCOL_TRC_SMPTE170M] = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
 213     [AVCOL_TRC_SMPTE240M] = { 1.1115, 0.0228, 0.45, 4.0 },
 214     [AVCOL_TRC_BT2020_10] = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
 215     [AVCOL_TRC_BT2020_12] = { 1.0993, 0.0181, 0.45, 4.5 },
 216 };
 217
 218 static const struct TransferCharacteristics *
 219     get_transfer_characteristics(enum AVColorTransferCharacteristic trc)
 220 {
 221     const struct TransferCharacteristics *coeffs;
 222
 223     if (trc >= AVCOL_TRC_NB)
 224         return NULL;
 225     coeffs = &transfer_characteristics[trc];
 226     if (!coeffs->alpha)
 227         return NULL;
 228
 229     return coeffs;
 230 }
 231
 232 static const struct WhitepointCoefficients whitepoint_coefficients[WP_NB] = {
 233     [WP_D65] = { 0.3127, 0.3290 },
 234     [WP_C]   = { 0.3100, 0.3160 },
 235 };
 236
 237 static const struct ColorPrimaries color_primaries[AVCOL_PRI_NB] = {
 238     [AVCOL_PRI_BT709]     = { WP_D65, 0.640, 0.330, 0.300, 0.600, 0.150, 0.060 },
 239     [AVCOL_PRI_BT470M]    = { WP_C,   0.670, 0.330, 0.210, 0.710, 0.140, 0.080 },
 240     [AVCOL_PRI_BT470BG]   = { WP_D65, 0.640, 0.330, 0.290, 0.600, 0.150, 0.060,},
 241     [AVCOL_PRI_SMPTE170M] = { WP_D65, 0.630, 0.340, 0.310, 0.595, 0.155, 0.070 },
 242     [AVCOL_PRI_SMPTE240M] = { WP_D65, 0.630, 0.340, 0.310, 0.595, 0.155, 0.070 },
 243     [AVCOL_PRI_BT2020]    = { WP_D65, 0.708, 0.292, 0.170, 0.797, 0.131, 0.046 },
 244 };
 245
 246 static const struct ColorPrimaries *get_color_primaries(enum AVColorPrimaries prm)
 247 {
 248     const struct ColorPrimaries *coeffs;
 249
 250     if (prm >= AVCOL_PRI_NB)
 251         return NULL;
 252     coeffs = &color_primaries[prm];
 253     if (!coeffs->xr)
 254         return NULL;
 255
 256     return coeffs;
 257 }
 258
 259 static void invert_matrix3x3(const double in[3][3], double out[3][3])
 260 {
 261     double m00 = in[0][0], m01 = in[0][1], m02 = in[0][2],
 262            m10 = in[1][0], m11 = in[1][1], m12 = in[1][2],
 263            m20 = in[2][0], m21 = in[2][1], m22 = in[2][2];
 264     int i, j;
 265     double det;
 266
 267     out[0][0] =  (m11 * m22 - m21 * m12);
 268     out[0][1] = -(m01 * m22 - m21 * m02);
 269     out[0][2] =  (m01 * m12 - m11 * m02);
 270     out[1][0] = -(m10 * m22 - m20 * m12);
 271     out[1][1] =  (m00 * m22 - m20 * m02);
 272     out[1][2] = -(m00 * m12 - m10 * m02);
 273     out[2][0] =  (m10 * m21 - m20 * m11);
 274     out[2][1] = -(m00 * m21 - m20 * m01);
 275     out[2][2] =  (m00 * m11 - m10 * m01);
 276
 277     det = m00 * out[0][0] + m10 * out[0][1] + m20 * out[0][2];
 278     det = 1.0 / det;
 279
 280     for (i = 0; i < 3; i++) {
 281         for (j = 0; j < 3; j++)
 282             out[i][j] *= det;
 283     }
 284 }
 285
 286 static int fill_gamma_table(ColorSpaceContext *s)
 287 {
 288     int n;
 289     double in_alpha = s->in_txchr->alpha, in_beta = s->in_txchr->beta;
 290     double in_gamma = s->in_txchr->gamma, in_delta = s->in_txchr->delta;
 291     double in_ialpha = 1.0 / in_alpha, in_igamma = 1.0 / in_gamma, in_idelta = 1.0 / in_delta;
 292     double out_alpha = s->out_txchr->alpha, out_beta = s->out_txchr->beta;
 293     double out_gamma = s->out_txchr->gamma, out_delta = s->out_txchr->delta;
 294
 295     s->lin_lut = av_malloc(sizeof(*s->lin_lut) * 32768 * 2);
 296     if (!s->lin_lut)
 297         return AVERROR(ENOMEM);
 298     s->delin_lut = &s->lin_lut[32768];
 299     for (n = 0; n < 32768; n++) {
 300         double v = (n - 2048.0) / 28672.0, d, l;
 301
 302         // delinearize
 303         if (v <= -out_beta) {
 304             d = -out_alpha * pow(-v, out_gamma) + (out_alpha - 1.0);
 305         } else if (v < out_beta) {
 306             d = out_delta * v;
 307         } else {
 308             d = out_alpha * pow(v, out_gamma) - (out_alpha - 1.0);
 309         }
 310         s->delin_lut[n] = av_clip_int16(lrint(d * 28672.0));
 311
 312         // linearize
 313         if (v <= -in_beta) {
 314             l = -pow((1.0 - in_alpha - v) * in_ialpha, in_igamma);
 315         } else if (v < in_beta) {
 316             l = v * in_idelta;
 317         } else {
 318             l = pow((v + in_alpha - 1.0) * in_ialpha, in_igamma);
 319         }
 320         s->lin_lut[n] = av_clip_int16(lrint(l * 28672.0));
 321     }
 322
 323     return 0;
 324 }
 325
 326 /*
 327  * see e.g. http://www.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_RGB_XYZ_Matrix.html
 328  */
 329 static void fill_rgb2xyz_table(const struct ColorPrimaries *coeffs,
 330                                double rgb2xyz[3][3])
 331 {
 332     const struct WhitepointCoefficients *wp = &whitepoint_coefficients[coeffs->wp];
 333     double i[3][3], sr, sg, sb, zw;
 334
 335     rgb2xyz[0][0] = coeffs->xr / coeffs->yr;
 336     rgb2xyz[0][1] = coeffs->xg / coeffs->yg;
 337     rgb2xyz[0][2] = coeffs->xb / coeffs->yb;
 338     rgb2xyz[1][0] = rgb2xyz[1][1] = rgb2xyz[1][2] = 1.0;
 339     rgb2xyz[2][0] = (1.0 - coeffs->xr - coeffs->yr) / coeffs->yr;
 340     rgb2xyz[2][1] = (1.0 - coeffs->xg - coeffs->yg) / coeffs->yg;
 341     rgb2xyz[2][2] = (1.0 - coeffs->xb - coeffs->yb) / coeffs->yb;
 342     invert_matrix3x3(rgb2xyz, i);
 343     zw = 1.0 - wp->xw - wp->yw;
 344     sr = i[0][0] * wp->xw + i[0][1] * wp->yw + i[0][2] * zw;
 345     sg = i[1][0] * wp->xw + i[1][1] * wp->yw + i[1][2] * zw;
 346     sb = i[2][0] * wp->xw + i[2][1] * wp->yw + i[2][2] * zw;
 347     rgb2xyz[0][0] *= sr;
 348     rgb2xyz[0][1] *= sg;
 349     rgb2xyz[0][2] *= sb;
 350     rgb2xyz[1][0] *= sr;
 351     rgb2xyz[1][1] *= sg;
 352     rgb2xyz[1][2] *= sb;
 353     rgb2xyz[2][0] *= sr;
 354     rgb2xyz[2][1] *= sg;
 355     rgb2xyz[2][2] *= sb;
 356 }
 357
 358 static void mul3x3(double dst[3][3], const double src1[3][3], const double src2[3][3])
 359 {
 360     int m, n;
 361
 362     for (m = 0; m < 3; m++)
 363         for (n = 0; n < 3; n++)
 364             dst[m][n] = src2[m][0] * src1[0][n] +
 365                         src2[m][1] * src1[1][n] +
 366                         src2[m][2] * src1[2][n];
 367 }
 368
 369 /*
 370  * See http://www.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_ChromAdapt.html
 371  * This function uses the Bradford mechanism.
 372  */
 373 static void fill_whitepoint_conv_table(double out[3][3],
 374                                        enum Whitepoint src, enum Whitepoint dst)
 375 {
 376     static const double ma[3][3] = {
 377         {  0.8951,  0.2664, -0.1614 },
 378         { -0.7502,  1.7135,  0.0367 },
 379         {  0.0389, -0.0685,  1.0296 },
 380     };
 381     const struct WhitepointCoefficients *wp_src = &whitepoint_coefficients[src];
 382     double zw_src = 1.0 - wp_src->xw - wp_src->yw;
 383     const struct WhitepointCoefficients *wp_dst = &whitepoint_coefficients[dst];
 384     double zw_dst = 1.0 - wp_dst->xw - wp_dst->yw;
 385     double mai[3][3], fac[3][3], tmp[3][3];
 386     double rs, gs, bs, rd, gd, bd;
 387
 388     invert_matrix3x3(ma, mai);
 389     rs = ma[0][0] * wp_src->xw + ma[0][1] * wp_src->yw + ma[0][2] * zw_src;
 390     gs = ma[1][0] * wp_src->xw + ma[1][1] * wp_src->yw + ma[1][2] * zw_src;
 391     bs = ma[2][0] * wp_src->xw + ma[2][1] * wp_src->yw + ma[2][2] * zw_src;
 392     rd = ma[0][0] * wp_dst->xw + ma[0][1] * wp_dst->yw + ma[0][2] * zw_dst;
 393     gd = ma[1][0] * wp_dst->xw + ma[1][1] * wp_dst->yw + ma[1][2] * zw_dst;
 394     bd = ma[2][0] * wp_dst->xw + ma[2][1] * wp_dst->yw + ma[2][2] * zw_dst;
 395     fac[0][0] = rd / rs;
 396     fac[1][1] = gd / gs;
 397     fac[2][2] = bd / bs;
 398     fac[0][1] = fac[0][2] = fac[1][0] = fac[1][2] = fac[2][0] = fac[2][1] = 0.0;
 399     mul3x3(tmp, ma, fac);
 400     mul3x3(out, tmp, mai);
 401 }
 402
 403 static void apply_lut(int16_t *buf[3], ptrdiff_t stride,
 404                       int w, int h, const int16_t *lut)
 405 {
 406     int y, x, n;
 407
 408     for (n = 0; n < 3; n++) {
 409         int16_t *data = buf[n];
 410
 411         for (y = 0; y < h; y++) {
 412             for (x = 0; x < w; x++)
 413                 data[x] = lut[av_clip_uintp2(2048 + data[x], 15)];
 414
 415             data += stride;
 416         }
 417     }
 418 }
 419
 420 struct ThreadData {
 421     AVFrame *in, *out;
 422     ptrdiff_t in_linesize[3], out_linesize[3];
 423     int in_ss_h, out_ss_h;
 424 };
 425
 426 static int convert(AVFilterContext *ctx, void *data, int job_nr, int n_jobs)
 427 {
 428     struct ThreadData *td = data;
 429     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 430     uint8_t *in_data[3], *out_data[3];
 431     int16_t *rgb[3];
 432     int h_in = (td->in->height + 1) >> 1;
 433     int h1 = 2 * (job_nr * h_in / n_jobs), h2 = 2 * ((job_nr + 1) * h_in / n_jobs);
 434     int w = td->in->width, h = h2 - h1;
 435
 436     in_data[0]  = td->in->data[0]  + td->in_linesize[0]  *  h1;
 437     in_data[1]  = td->in->data[1]  + td->in_linesize[1]  * (h1 >> td->in_ss_h);
 438     in_data[2]  = td->in->data[2]  + td->in_linesize[2]  * (h1 >> td->in_ss_h);
 439     out_data[0] = td->out->data[0] + td->out_linesize[0] *  h1;
 440     out_data[1] = td->out->data[1] + td->out_linesize[1] * (h1 >> td->out_ss_h);
 441     out_data[2] = td->out->data[2] + td->out_linesize[2] * (h1 >> td->out_ss_h);
 442     rgb[0]      = s->rgb[0]        + s->rgb_stride       *  h1;
 443     rgb[1]      = s->rgb[1]        + s->rgb_stride       *  h1;
 444     rgb[2]      = s->rgb[2]        + s->rgb_stride       *  h1;
 445
 446     // FIXME for simd, also make sure we do pictures with negative stride
 447     // top-down so we don't overwrite lines with padding of data before it
 448     // in the same buffer (same as swscale)
 449
 450     if (s->yuv2yuv_fastmode) {
 451         // FIXME possibly use a fast mode in case only the y range changes?
 452         // since in that case, only the diagonal entries in yuv2yuv_coeffs[]
 453         // are non-zero
 454         s->yuv2yuv(out_data, td->out_linesize, in_data, td->in_linesize, w, h,
 455                    s->yuv2yuv_coeffs, s->yuv_offset);
 456     } else {
 457         // FIXME maybe (for caching effciency) do pipeline per-line instead of
 458         // full buffer per function? (Or, since yuv2rgb requires 2 lines: per
 459         // 2 lines, for yuv420.)
 460         /*
 461          * General design:
 462          * - yuv2rgb converts from whatever range the input was ([16-235/240] or
 463          *   [0,255] or the 10/12bpp equivalents thereof) to an integer version
 464          *   of RGB in psuedo-restricted 15+sign bits. That means that the float
 465          *   range [0.0,1.0] is in [0,28762], and the remainder of the int16_t
 466          *   range is used for overflow/underflow outside the representable
 467          *   range of this RGB type. rgb2yuv is the exact opposite.
 468          * - gamma correction is done using a LUT since that appears to work
 469          *   fairly fast.
 470          * - If the input is chroma-subsampled (420/422), the yuv2rgb conversion
 471          *   (or rgb2yuv conversion) uses nearest-neighbour sampling to read
 472          *   read chroma pixels at luma resolution. If you want some more fancy
 473          *   filter, you can use swscale to convert to yuv444p.
 474          * - all coefficients are 14bit (so in the [-2.0,2.0] range).
 475          */
 476         s->yuv2rgb(rgb, s->rgb_stride, in_data, td->in_linesize, w, h,
 477                    s->yuv2rgb_coeffs, s->yuv_offset[0]);
 478         if (!s->rgb2rgb_passthrough) {
 479             apply_lut(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->lin_lut);
 480             if (!s->lrgb2lrgb_passthrough)
 481                 s->dsp.multiply3x3(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->lrgb2lrgb_coeffs);
 482             apply_lut(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->delin_lut);
 483         }
 484         s->rgb2yuv(out_data, td->out_linesize, rgb, s->rgb_stride, w, h,
 485                    s->rgb2yuv_coeffs, s->yuv_offset[1]);
 486     }
 487
 488     return 0;
 489 }
 490
 491 static int get_range_off(int *off, int *y_rng, int *uv_rng,
 492                          enum AVColorRange rng, int depth)
 493 {
 494     switch (rng) {
 495     case AVCOL_RANGE_MPEG:
 496         *off = 16 << (depth - 8);
 497         *y_rng = 219 << (depth - 8);
 498         *uv_rng = 224 << (depth - 8);
 499         break;
 500     case AVCOL_RANGE_JPEG:
 501         *off = 0;
 502         *y_rng = *uv_rng = (256 << (depth - 8)) - 1;
 503         break;
 504     default:
 505         return AVERROR(EINVAL);
 506     }
 507
 508     return 0;
 509 }
 510
 511 static int create_filtergraph(AVFilterContext *ctx,
 512                               const AVFrame *in, const AVFrame *out)
 513 {
 514     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 515     const AVPixFmtDescriptor *in_desc  = av_pix_fmt_desc_get(in->format);
 516     const AVPixFmtDescriptor *out_desc = av_pix_fmt_desc_get(out->format);
 517     int emms = 0, m, n, o, res, fmt_identical, redo_yuv2rgb = 0, redo_rgb2yuv = 0;
 518
 519 #define supported_depth(d) ((d) == 8 || (d) == 10 || (d) == 12)
 520 #define supported_subsampling(lcw, lch) \
 521     (((lcw) == 0 && (lch) == 0) || ((lcw) == 1 && (lch) == 0) || ((lcw) == 1 && (lch) == 1))
 522 #define supported_format(d) \
 523     ((d) != NULL && (d)->nb_components == 3 && \
 524      !((d)->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB) && \
 525      supported_depth((d)->comp[0].depth) && \
 526      supported_subsampling((d)->log2_chroma_w, (d)->log2_chroma_h))
 527
 528     if (!supported_format(in_desc)) {
 529         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 530                "Unsupported input format %d (%s) or bitdepth (%d)\n",
 531                in->format, av_get_pix_fmt_name(in->format),
 532                in_desc ? in_desc->comp[0].depth : -1);
 533         return AVERROR(EINVAL);
 534     }
 535     if (!supported_format(out_desc)) {
 536         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 537                "Unsupported output format %d (%s) or bitdepth (%d)\n",
 538                out->format, av_get_pix_fmt_name(out->format),
 539                out_desc ? out_desc->comp[0].depth : -1);
 540         return AVERROR(EINVAL);
 541     }
 542
 543     if (in->color_primaries  != s->in_prm)  s->in_primaries  = NULL;
 544     if (out->color_primaries != s->out_prm) s->out_primaries = NULL;
 545     if (in->color_trc        != s->in_trc)  s->in_txchr      = NULL;
 546     if (out->color_trc       != s->out_trc) s->out_txchr     = NULL;
 547     if (in->colorspace       != s->in_csp ||
 548         in->color_range      != s->in_rng)  s->in_lumacoef   = NULL;
 549     if (out->colorspace      != s->out_csp ||
 550         out->color_range     != s->out_rng) s->out_lumacoef  = NULL;
 551
 552     if (!s->out_primaries || !s->in_primaries) {
 553         s->in_prm = in->color_primaries;
 554         s->in_primaries = get_color_primaries(s->in_prm);
 555         if (!s->in_primaries) {
 556             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 557                    "Unsupported input primaries %d (%s)\n",
 558                    s->in_prm, av_color_primaries_name(s->in_prm));
 559             return AVERROR(EINVAL);
 560         }
 561         s->out_prm = out->color_primaries;
 562         s->out_primaries = get_color_primaries(s->out_prm);
 563         if (!s->out_primaries) {
 564             if (s->out_prm == AVCOL_PRI_UNSPECIFIED) {
 565                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
 566                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Please specify output primaries\n");
 567                 } else {
 568                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 569                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
 570                 }
 571             } else {
 572                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 573                        "Unsupported output primaries %d (%s)\n",
 574                        s->out_prm, av_color_primaries_name(s->out_prm));
 575             }
 576             return AVERROR(EINVAL);
 577         }
 578         s->lrgb2lrgb_passthrough = !memcmp(s->in_primaries, s->out_primaries,
 579                                            sizeof(*s->in_primaries));
 580         if (!s->lrgb2lrgb_passthrough) {
 581             double rgb2xyz[3][3], xyz2rgb[3][3], rgb2rgb[3][3];
 582
 583             fill_rgb2xyz_table(s->out_primaries, rgb2xyz);
 584             invert_matrix3x3(rgb2xyz, xyz2rgb);
 585             fill_rgb2xyz_table(s->in_primaries, rgb2xyz);
 586             if (s->out_primaries->wp != s->in_primaries->wp) {
 587                 double wpconv[3][3], tmp[3][3];
 588
 589                 fill_whitepoint_conv_table(wpconv, s->in_primaries->wp,
 590                                            s->out_primaries->wp);
 591                 mul3x3(tmp, rgb2xyz, wpconv);
 592                 mul3x3(rgb2rgb, tmp, xyz2rgb);
 593             } else {
 594                 mul3x3(rgb2rgb, rgb2xyz, xyz2rgb);
 595             }
 596             for (m = 0; m < 3; m++)
 597                 for (n = 0; n < 3; n++) {
 598                     s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][0] = lrint(16384.0 * rgb2rgb[m][n]);
 599                     for (o = 1; o < 8; o++)
 600                         s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][o] = s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][0];
 601                 }
 602
 603             emms = 1;
 604         }
 605     }
 606
 607     if (!s->in_txchr) {
 608         av_freep(&s->lin_lut);
 609         s->in_trc = in->color_trc;
 610         s->in_txchr = get_transfer_characteristics(s->in_trc);
 611         if (!s->in_txchr) {
 612             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 613                    "Unsupported input transfer characteristics %d (%s)\n",
 614                    s->in_trc, av_color_transfer_name(s->in_trc));
 615             return AVERROR(EINVAL);
 616         }
 617     }
 618
 619     if (!s->out_txchr) {
 620         av_freep(&s->lin_lut);
 621         s->out_trc = out->color_trc;
 622         s->out_txchr = get_transfer_characteristics(s->out_trc);
 623         if (!s->out_txchr) {
 624             if (s->out_trc == AVCOL_TRC_UNSPECIFIED) {
 625                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
 626                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 627                            "Please specify output transfer characteristics\n");
 628                 } else {
 629                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 630                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
 631                 }
 632             } else {
 633                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 634                        "Unsupported output transfer characteristics %d (%s)\n",
 635                        s->out_trc, av_color_transfer_name(s->out_trc));
 636             }
 637             return AVERROR(EINVAL);
 638         }
 639     }
 640
 641     s->rgb2rgb_passthrough = s->fast_mode || (s->lrgb2lrgb_passthrough &&
 642                              !memcmp(s->in_txchr, s->out_txchr, sizeof(*s->in_txchr)));
 643     if (!s->rgb2rgb_passthrough && !s->lin_lut) {
 644         res = fill_gamma_table(s);
 645         if (res < 0)
 646             return res;
 647         emms = 1;
 648     }
 649
 650     if (!s->in_lumacoef) {
 651         s->in_csp = in->colorspace;
 652         s->in_rng = in->color_range;
 653         s->in_lumacoef = get_luma_coefficients(s->in_csp);
 654         if (!s->in_lumacoef) {
 655             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 656                    "Unsupported input colorspace %d (%s)\n",
 657                    s->in_csp, av_color_space_name(s->in_csp));
 658             return AVERROR(EINVAL);
 659         }
 660         redo_yuv2rgb = 1;
 661     }
 662
 663     if (!s->out_lumacoef) {
 664         s->out_csp = out->colorspace;
 665         s->out_rng = out->color_range;
 666         s->out_lumacoef = get_luma_coefficients(s->out_csp);
 667         if (!s->out_lumacoef) {
 668             if (s->out_csp == AVCOL_SPC_UNSPECIFIED) {
 669                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
 670                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 671                            "Please specify output transfer characteristics\n");
 672                 } else {
 673                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 674                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
 675                 }
 676             } else {
 677                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 678                        "Unsupported output transfer characteristics %d (%s)\n",
 679                        s->out_csp, av_color_space_name(s->out_csp));
 680             }
 681             return AVERROR(EINVAL);
 682         }
 683         redo_rgb2yuv = 1;
 684     }
 685
 686     fmt_identical = in_desc->log2_chroma_h == out_desc->log2_chroma_h &&
 687                     in_desc->log2_chroma_w == out_desc->log2_chroma_w;
 688     s->yuv2yuv_fastmode = s->rgb2rgb_passthrough && fmt_identical;
 689     s->yuv2yuv_passthrough = s->yuv2yuv_fastmode && s->in_rng == s->out_rng &&
 690                              !memcmp(s->in_lumacoef, s->out_lumacoef,
 691                                      sizeof(*s->in_lumacoef));
 692     if (!s->yuv2yuv_passthrough) {
 693         if (redo_yuv2rgb) {
 694             double rgb2yuv[3][3], (*yuv2rgb)[3] = s->yuv2rgb_dbl_coeffs;
 695             int off, bits, in_rng;
 696
 697             res = get_range_off(&off, &s->in_y_rng, &s->in_uv_rng,
 698                                 s->in_rng, in_desc->comp[0].depth);
 699             if (res < 0) {
 700                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 701                        "Unsupported input color range %d (%s)\n",
 702                        s->in_rng, av_color_range_name(s->in_rng));
 703                 return res;
 704             }
 705             for (n = 0; n < 8; n++)
 706                 s->yuv_offset[0][n] = off;
 707             fill_rgb2yuv_table(s->in_lumacoef, rgb2yuv);
 708             invert_matrix3x3(rgb2yuv, yuv2rgb);
 709             bits = 1 << (in_desc->comp[0].depth - 1);
 710             for (n = 0; n < 3; n++) {
 711                 for (in_rng = s->in_y_rng, m = 0; m < 3; m++, in_rng = s->in_uv_rng) {
 712                     s->yuv2rgb_coeffs[n][m][0] = lrint(28672 * bits * yuv2rgb[n][m] / in_rng);
 713                     for (o = 1; o < 8; o++)
 714                         s->yuv2rgb_coeffs[n][m][o] = s->yuv2rgb_coeffs[n][m][0];
 715                 }
 716             }
 717             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][1][0] == 0);
 718             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[2][2][0] == 0);
 719             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][0][0] == s->yuv2rgb_coeffs[1][0][0]);
 720             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][0][0] == s->yuv2rgb_coeffs[2][0][0]);
 721             s->yuv2rgb = s->dsp.yuv2rgb[(in_desc->comp[0].depth - 8) >> 1]
 722                                        [in_desc->log2_chroma_h + in_desc->log2_chroma_w];
 723             emms = 1;
 724         }
 725
 726         if (redo_rgb2yuv) {
 727             double (*rgb2yuv)[3] = s->rgb2yuv_dbl_coeffs;
 728             int off, out_rng, bits;
 729
 730             res = get_range_off(&off, &s->out_y_rng, &s->out_uv_rng,
 731                                 s->out_rng, out_desc->comp[0].depth);
 732             if (res < 0) {
 733                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 734                        "Unsupported output color range %d (%s)\n",
 735                        s->out_rng, av_color_range_name(s->out_rng));
 736                 return res;
 737             }
 738             for (n = 0; n < 8; n++)
 739                 s->yuv_offset[1][n] = off;
 740             fill_rgb2yuv_table(s->out_lumacoef, rgb2yuv);
 741             bits = 1 << (29 - out_desc->comp[0].depth);
 742             for (n = 0; n < 3; n++) {
 743                 for (out_rng = s->out_y_rng, m = 0; m < 3; m++, out_rng = s->out_uv_rng) {
 744                     s->rgb2yuv_coeffs[n][m][0] = lrint(bits * out_rng * rgb2yuv[n][m] / 28672);
 745                     for (o = 1; o < 8; o++)
 746                         s->rgb2yuv_coeffs[n][m][o] = s->rgb2yuv_coeffs[n][m][0];
 747                 }
 748             }
 749             av_assert2(s->rgb2yuv_coeffs[1][2][0] == s->rgb2yuv_coeffs[2][0][0]);
 750             s->rgb2yuv = s->dsp.rgb2yuv[(out_desc->comp[0].depth - 8) >> 1]
 751                                        [out_desc->log2_chroma_h + out_desc->log2_chroma_w];
 752             emms = 1;
 753         }
 754
 755         if (s->yuv2yuv_fastmode && (redo_yuv2rgb || redo_rgb2yuv)) {
 756             int idepth = in_desc->comp[0].depth, odepth = out_desc->comp[0].depth;
 757             double (*rgb2yuv)[3] = s->rgb2yuv_dbl_coeffs;
 758             double (*yuv2rgb)[3] = s->yuv2rgb_dbl_coeffs;
 759             double yuv2yuv[3][3];
 760             int in_rng, out_rng;
 761
 762             mul3x3(yuv2yuv, yuv2rgb, rgb2yuv);
 763             for (out_rng = s->out_y_rng, m = 0; m < 3; m++, out_rng = s->out_uv_rng) {
 764                 for (in_rng = s->in_y_rng, n = 0; n < 3; n++, in_rng = s->in_uv_rng) {
 765                     s->yuv2yuv_coeffs[m][n][0] =
 766                         lrint(16384 * yuv2yuv[m][n] * out_rng * (1 << idepth) /
 767                               (in_rng * (1 << odepth)));
 768                     for (o = 1; o < 8; o++)
 769                         s->yuv2yuv_coeffs[m][n][o] = s->yuv2yuv_coeffs[m][n][0];
 770                 }
 771             }
 772             av_assert2(s->yuv2yuv_coeffs[1][0][0] == 0);
 773             av_assert2(s->yuv2yuv_coeffs[2][0][0] == 0);
 774             s->yuv2yuv = s->dsp.yuv2yuv[(idepth - 8) >> 1][(odepth - 8) >> 1]
 775                                        [in_desc->log2_chroma_h + in_desc->log2_chroma_w];
 776         }
 777     }
 778
 779     if (emms)
 780         emms_c();
 781
 782     return 0;
 783 }
 784
 785 static int init(AVFilterContext *ctx)
 786 {
 787     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 788
 789     ff_colorspacedsp_init(&s->dsp);
 790
 791     return 0;
 792 }
 793
 794 static void uninit(AVFilterContext *ctx)
 795 {
 796     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 797
 798     av_freep(&s->rgb[0]);
 799     av_freep(&s->rgb[1]);
 800     av_freep(&s->rgb[2]);
 801     s->rgb_sz = 0;
 802
 803     av_freep(&s->lin_lut);
 804 }
 805
 806 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *in)
 807 {
 808     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 809     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 810     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 811     // FIXME if yuv2yuv_passthrough, don't get a new buffer but use the
 812     // input one if it is writable *OR* the actual literal values of in_*
 813     // and out_* are identical (not just their respective properties)
 814     AVFrame *out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 815     int res;
 816     ptrdiff_t rgb_stride = FFALIGN(in->width * sizeof(int16_t), 32);
 817     unsigned rgb_sz = rgb_stride * in->height;
 818     struct ThreadData td;
 819
 820     if (!out) {
 821         av_frame_free(&in);
 822         return AVERROR(ENOMEM);
 823     }
 824     av_frame_copy_props(out, in);
 825
 826     out->color_primaries = s->user_prm == AVCOL_PRI_UNSPECIFIED ?
 827                            default_prm[FFMIN(s->user_all, CS_NB)] : s->user_prm;
 828     if (s->user_trc == AVCOL_TRC_UNSPECIFIED) {
 829         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(out->format);
 830
 831         out->color_trc   = default_trc[FFMIN(s->user_all, CS_NB)];
 832         if (out->color_trc == AVCOL_TRC_BT2020_10 && desc && desc->comp[0].depth >= 12)
 833             out->color_trc = AVCOL_TRC_BT2020_12;
 834     } else {
 835         out->color_trc   = s->user_trc;
 836     }
 837     out->colorspace      = s->user_csp == AVCOL_SPC_UNSPECIFIED ?
 838                            default_csp[FFMIN(s->user_all, CS_NB)] : s->user_csp;
 839     out->color_range     = s->user_rng == AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED ?
 840                            in->color_range : s->user_rng;
 841     if (rgb_sz != s->rgb_sz) {
 842         av_freep(&s->rgb[0]);
 843         av_freep(&s->rgb[1]);
 844         av_freep(&s->rgb[2]);
 845         s->rgb_sz = 0;
 846
 847         s->rgb[0] = av_malloc(rgb_sz);
 848         s->rgb[1] = av_malloc(rgb_sz);
 849         s->rgb[2] = av_malloc(rgb_sz);
 850         if (!s->rgb[0] || !s->rgb[1] || !s->rgb[2]) {
 851             uninit(ctx);
 852             return AVERROR(ENOMEM);
 853         }
 854         s->rgb_sz = rgb_sz;
 855     }
 856     res = create_filtergraph(ctx, in, out);
 857     if (res < 0)
 858         return res;
 859     s->rgb_stride = rgb_stride / sizeof(int16_t);
 860     td.in = in;
 861     td.out = out;
 862     td.in_linesize[0] = in->linesize[0];
 863     td.in_linesize[1] = in->linesize[1];
 864     td.in_linesize[2] = in->linesize[2];
 865     td.out_linesize[0] = out->linesize[0];
 866     td.out_linesize[1] = out->linesize[1];
 867     td.out_linesize[2] = out->linesize[2];
 868     td.in_ss_h = av_pix_fmt_desc_get(in->format)->log2_chroma_h;
 869     td.out_ss_h = av_pix_fmt_desc_get(out->format)->log2_chroma_h;
 870     if (s->yuv2yuv_passthrough) {
 871         av_frame_copy(out, in);
 872     } else {
 873         ctx->internal->execute(ctx, convert, &td, NULL,
 874                                FFMIN((in->height + 1) >> 1, ctx->graph->nb_threads));
 875     }
 876     av_frame_free(&in);
 877
 878     return ff_filter_frame(outlink, out);
 879 }
 880
 881 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 882 {
 883     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 884         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV444P,
 885         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 886         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 887         AV_PIX_FMT_NONE
 888     };
 889     int res;
 890     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
 891     AVFilterFormats *formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 892
 893     if (!formats)
 894         return AVERROR(ENOMEM);
 895     if (s->user_format == AV_PIX_FMT_NONE)
 896         return ff_set_common_formats(ctx, formats);
 897     res = ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[0]->out_formats);
 898     if (res < 0)
 899         return res;
 900     formats = NULL;
 901     res = ff_add_format(&formats, s->user_format);
 902     if (res < 0)
 903         return res;
 904
 905     return ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->in_formats);
 906 }
 907
 908 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 909 {
 910     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 911
 912     outlink->w = inlink->w;
 913     outlink->h = inlink->h;
 914     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 915     outlink->time_base = inlink->time_base;
 916
 917     return 0;
 918 }
 919
 920 #define OFFSET(x) offsetof(ColorSpaceContext, x)
 921 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM | AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 922 #define ENUM(x, y, z) { x, "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = y }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, z }
 923
 924 static const AVOption colorspace_options[] = {
 925     { "all",        "Set all color properties together",
 926       OFFSET(user_all),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = CS_UNSPECIFIED },
 927       CS_UNSPECIFIED, CS_NB - 1, FLAGS, "all" },
 928     ENUM("bt470m",      CS_BT470M,             "all"),
 929     ENUM("bt470bg",     CS_BT470BG,            "all"),
 930     ENUM("bt601-6-525", CS_BT601_6_525,        "all"),
 931     ENUM("bt601-6-625", CS_BT601_6_625,        "all"),
 932     ENUM("bt709",       CS_BT709,              "all"),
 933     ENUM("smpte170m",   CS_SMPTE170M,          "all"),
 934     ENUM("smpte240m",   CS_SMPTE240M,          "all"),
 935     ENUM("bt2020",      CS_BT2020,             "all"),
 936
 937     { "space",      "Output colorspace",
 938       OFFSET(user_csp),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED },
 939       AVCOL_PRI_RESERVED0, AVCOL_PRI_NB - 1, FLAGS, "csp" },
 940     ENUM("bt709",       AVCOL_SPC_BT709,       "csp"),
 941     ENUM("fcc",         AVCOL_SPC_FCC,         "csp"),
 942     ENUM("bt470bg",     AVCOL_SPC_BT470BG,     "csp"),
 943     ENUM("smpte170m",   AVCOL_SPC_SMPTE170M,   "csp"),
 944     ENUM("smpte240m",   AVCOL_SPC_SMPTE240M,   "csp"),
 945     ENUM("bt2020ncl",   AVCOL_SPC_BT2020_NCL,  "csp"),
 946
 947     { "range",      "Output color range",
 948       OFFSET(user_rng),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED },
 949       AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED, AVCOL_RANGE_NB - 1, FLAGS, "rng" },
 950     ENUM("mpeg",        AVCOL_RANGE_MPEG,      "rng"),
 951     ENUM("jpeg",        AVCOL_RANGE_JPEG,      "rng"),
 952
 953     { "primaries",  "Output color primaries",
 954       OFFSET(user_prm),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED },
 955       AVCOL_PRI_RESERVED0, AVCOL_PRI_NB - 1, FLAGS, "prm" },
 956     ENUM("bt709",        AVCOL_PRI_BT709,      "prm"),
 957     ENUM("bt470m",       AVCOL_PRI_BT470M,     "prm"),
 958     ENUM("bt470bg",      AVCOL_PRI_BT470BG,    "prm"),
 959     ENUM("smpte170m",    AVCOL_PRI_SMPTE170M,  "prm"),
 960     ENUM("smpte240m",    AVCOL_PRI_SMPTE240M,  "prm"),
 961     ENUM("bt2020",       AVCOL_PRI_BT2020,     "prm"),
 962
 963     { "trc",        "Output transfer characteristics",
 964       OFFSET(user_trc),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED },
 965       AVCOL_TRC_RESERVED0, AVCOL_TRC_NB - 1, FLAGS, "trc" },
 966     ENUM("bt709",        AVCOL_TRC_BT709,        "trc"),
 967     ENUM("gamma22",      AVCOL_TRC_GAMMA22,      "trc"),
 968     ENUM("gamma28",      AVCOL_TRC_GAMMA28,      "trc"),
 969     ENUM("smpte170m",    AVCOL_TRC_SMPTE170M,    "trc"),
 970     ENUM("smpte240m",    AVCOL_TRC_SMPTE240M,    "trc"),
 971     ENUM("bt2020-10",    AVCOL_TRC_BT2020_10,    "trc"),
 972     ENUM("bt2020-12",    AVCOL_TRC_BT2020_12,    "trc"),
 973
 974     { "format",   "Output pixel format",
 975       OFFSET(user_format), AV_OPT_TYPE_INT,  { .i64 = AV_PIX_FMT_NONE },
 976       AV_PIX_FMT_NONE, AV_PIX_FMT_GBRAP12LE, FLAGS, "fmt" },
 977     ENUM("yuv420p",   AV_PIX_FMT_YUV420P,   "fmt"),
 978     ENUM("yuv420p10", AV_PIX_FMT_YUV420P10, "fmt"),
 979     ENUM("yuv420p12", AV_PIX_FMT_YUV420P12, "fmt"),
 980     ENUM("yuv422p",   AV_PIX_FMT_YUV422P,   "fmt"),
 981     ENUM("yuv422p10", AV_PIX_FMT_YUV422P10, "fmt"),
 982     ENUM("yuv422p12", AV_PIX_FMT_YUV422P12, "fmt"),
 983     ENUM("yuv444p",   AV_PIX_FMT_YUV444P,   "fmt"),
 984     ENUM("yuv444p10", AV_PIX_FMT_YUV444P10, "fmt"),
 985     ENUM("yuv444p12", AV_PIX_FMT_YUV444P12, "fmt"),
 986
 987     { "fast",     "Ignore primary chromaticity and gamma correction",
 988       OFFSET(fast_mode), AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0    },
 989       0, 1, FLAGS },
 990     { NULL }
 991 };
 992
 993 AVFILTER_DEFINE_CLASS(colorspace);
 994
 995 static const AVFilterPad inputs[] = {
 996     {
 997         .name         = "default",
 998         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 999         .filter_frame = filter_frame,
1000     },
1001     { NULL }
1002 };
1003
1004 static const AVFilterPad outputs[] = {
1005     {
1006         .name         = "default",
1007         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1008         .config_props = config_props,
1009     },
1010     { NULL }
1011 };
1012
1013 AVFilter ff_vf_colorspace = {
1014     .name            = "colorspace",
1015     .description     = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert between colorspaces."),
1016     .init            = init,
1017     .uninit          = uninit,
1018     .query_formats   = query_formats,
1019     .priv_size       = sizeof(ColorSpaceContext),
1020     .priv_class      = &colorspace_class,
1021     .inputs          = inputs,
1022     .outputs         = outputs,
1023     .flags           = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1024 };