]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_convolution.c
avformat/3dostr: Check sample_rate
[ffmpeg] / libavfilter / vf_convolution.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2012-2013 Oka Motofumi (chikuzen.mo at gmail dot com)
3  * Copyright (c) 2015 Paul B Mahol
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (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 GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/avstring.h"
23 #include "libavutil/imgutils.h"
24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
25 #include "libavutil/opt.h"
26 #include "libavutil/pixdesc.h"
27 #include "avfilter.h"
28 #include "convolution.h"
29 #include "formats.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "video.h"
32
33 #define OFFSET(x) offsetof(ConvolutionContext, x)
34 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
35
36 static const AVOption convolution_options[] = {
37     { "0m", "set matrix for 1st plane", OFFSET(matrix_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0 0 0 0 1 0 0 0 0"}, 0, 0, FLAGS },
38     { "1m", "set matrix for 2nd plane", OFFSET(matrix_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0 0 0 0 1 0 0 0 0"}, 0, 0, FLAGS },
39     { "2m", "set matrix for 3rd plane", OFFSET(matrix_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0 0 0 0 1 0 0 0 0"}, 0, 0, FLAGS },
40     { "3m", "set matrix for 4th plane", OFFSET(matrix_str[3]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0 0 0 0 1 0 0 0 0"}, 0, 0, FLAGS },
41     { "0rdiv", "set rdiv for 1st plane", OFFSET(rdiv[0]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
42     { "1rdiv", "set rdiv for 2nd plane", OFFSET(rdiv[1]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
43     { "2rdiv", "set rdiv for 3rd plane", OFFSET(rdiv[2]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
44     { "3rdiv", "set rdiv for 4th plane", OFFSET(rdiv[3]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
45     { "0bias", "set bias for 1st plane", OFFSET(bias[0]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
46     { "1bias", "set bias for 2nd plane", OFFSET(bias[1]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
47     { "2bias", "set bias for 3rd plane", OFFSET(bias[2]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
48     { "3bias", "set bias for 4th plane", OFFSET(bias[3]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
49     { "0mode", "set matrix mode for 1st plane", OFFSET(mode[0]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, MATRIX_NBMODES-1, FLAGS, "mode" },
50     { "1mode", "set matrix mode for 2nd plane", OFFSET(mode[1]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, MATRIX_NBMODES-1, FLAGS, "mode" },
51     { "2mode", "set matrix mode for 3rd plane", OFFSET(mode[2]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, MATRIX_NBMODES-1, FLAGS, "mode" },
52     { "3mode", "set matrix mode for 4th plane", OFFSET(mode[3]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, MATRIX_NBMODES-1, FLAGS, "mode" },
53     { "square", "square matrix",     0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
54     { "row",    "single row matrix", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MATRIX_ROW}   , 0, 0, FLAGS, "mode" },
55     { "column", "single column matrix", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MATRIX_COLUMN}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
56     { NULL }
57 };
58
59 AVFILTER_DEFINE_CLASS(convolution);
60
61 static const int same3x3[9] = {0, 0, 0,
62                                0, 1, 0,
63                                0, 0, 0};
64
65 static const int same5x5[25] = {0, 0, 0, 0, 0,
66                                 0, 0, 0, 0, 0,
67                                 0, 0, 1, 0, 0,
68                                 0, 0, 0, 0, 0,
69                                 0, 0, 0, 0, 0};
70
71 static const int same7x7[49] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
72                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
73                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
74                                 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
75                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
76                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
77                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
78
79 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
80 {
81     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
82         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
83         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
84         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
85         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
86         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
87         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
88         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
89         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV440P12,
90         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV444P14,
91         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
92         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
93         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
94         AV_PIX_FMT_YUVA422P12, AV_PIX_FMT_YUVA444P12,
95         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
96         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
97         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
98         AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GBRAP10, AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
99         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9, AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
100         AV_PIX_FMT_NONE
101     };
102
103     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
104 }
105
106 typedef struct ThreadData {
107     AVFrame *in, *out;
108 } ThreadData;
109
110 static void filter16_prewitt(uint8_t *dstp, int width,
111                              float scale, float delta, const int *const matrix,
112                              const uint8_t *c[], int peak, int radius,
113                              int dstride, int stride)
114 {
115     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
116     int x;
117
118     for (x = 0; x < width; x++) {
119         float suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * -1 +
120                      AV_RN16A(&c[6][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[7][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
121         float sumb = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -1 +
122                      AV_RN16A(&c[5][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
123
124         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
125     }
126 }
127
128 static void filter16_roberts(uint8_t *dstp, int width,
129                              float scale, float delta, const int *const matrix,
130                              const uint8_t *c[], int peak, int radius,
131                              int dstride, int stride)
132 {
133     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
134     int x;
135
136     for (x = 0; x < width; x++) {
137         float suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -1;
138         float sumb = AV_RN16A(&c[4][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -1;
139
140         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
141     }
142 }
143
144 static void filter16_sobel(uint8_t *dstp, int width,
145                            float scale, float delta, const int *const matrix,
146                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
147                            int dstride, int stride)
148 {
149     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
150     int x;
151
152     for (x = 0; x < width; x++) {
153         float suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -2 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * -1 +
154                      AV_RN16A(&c[6][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[7][2 * x]) *  2 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
155         float sumb = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -2 +
156                      AV_RN16A(&c[5][2 * x]) *  2 + AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
157
158         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
159     }
160 }
161
162 static void filter16_kirsch(uint8_t *dstp, int width,
163                             float scale, float delta, const int *const matrix,
164                             const uint8_t *c[], int peak, int radius,
165                             int dstride, int stride)
166 {
167     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
168     const uint16_t *c0 = (const uint16_t *)c[0], *c1 = (const uint16_t *)c[1], *c2 = (const uint16_t *)c[2];
169     const uint16_t *c3 = (const uint16_t *)c[3], *c5 = (const uint16_t *)c[5];
170     const uint16_t *c6 = (const uint16_t *)c[6], *c7 = (const uint16_t *)c[7], *c8 = (const uint16_t *)c[8];
171     int x;
172
173     for (x = 0; x < width; x++) {
174         int sum0 = c0[x] *  5 + c1[x] *  5 + c2[x] *  5 +
175                    c3[x] * -3 + c5[x] * -3 +
176                    c6[x] * -3 + c7[x] * -3 + c8[x] * -3;
177         int sum1 = c0[x] * -3 + c1[x] *  5 + c2[x] *  5 +
178                    c3[x] *  5 + c5[x] * -3 +
179                    c6[x] * -3 + c7[x] * -3 + c8[x] * -3;
180         int sum2 = c0[x] * -3 + c1[x] * -3 + c2[x] *  5 +
181                    c3[x] *  5 + c5[x] *  5 +
182                    c6[x] * -3 + c7[x] * -3 + c8[x] * -3;
183         int sum3 = c0[x] * -3 + c1[x] * -3 + c2[x] * -3 +
184                    c3[x] *  5 + c5[x] *  5 +
185                    c6[x] *  5 + c7[x] * -3 + c8[x] * -3;
186         int sum4 = c0[x] * -3 + c1[x] * -3 + c2[x] * -3 +
187                    c3[x] * -3 + c5[x] *  5 +
188                    c6[x] *  5 + c7[x] *  5 + c8[x] * -3;
189         int sum5 = c0[x] * -3 + c1[x] * -3 + c2[x] * -3 +
190                    c3[x] * -3 + c5[x] * -3 +
191                    c6[x] *  5 + c7[x] *  5 + c8[x] *  5;
192         int sum6 = c0[x] *  5 + c1[x] * -3 + c2[x] * -3 +
193                    c3[x] * -3 + c5[x] * -3 +
194                    c6[x] * -3 + c7[x] *  5 + c8[x] *  5;
195         int sum7 = c0[x] *  5 + c1[x] *  5 + c2[x] * -3 +
196                    c3[x] * -3 + c5[x] * -3 +
197                    c6[x] * -3 + c7[x] * -3 + c8[x] *  5;
198
199         sum0 = FFMAX(sum0, sum1);
200         sum2 = FFMAX(sum2, sum3);
201         sum4 = FFMAX(sum4, sum5);
202         sum6 = FFMAX(sum6, sum7);
203         sum0 = FFMAX(sum0, sum2);
204         sum4 = FFMAX(sum4, sum6);
205         sum0 = FFMAX(sum0, sum4);
206
207         dst[x] = av_clip(FFABS(sum0) * scale + delta, 0, peak);
208     }
209 }
210
211 static void filter_prewitt(uint8_t *dst, int width,
212                            float scale, float delta, const int *const matrix,
213                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
214                            int dstride, int stride)
215 {
216     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
217     const uint8_t *c3 = c[3], *c5 = c[5];
218     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
219     int x;
220
221     for (x = 0; x < width; x++) {
222         float suma = c0[x] * -1 + c1[x] * -1 + c2[x] * -1 +
223                      c6[x] *  1 + c7[x] *  1 + c8[x] *  1;
224         float sumb = c0[x] * -1 + c2[x] *  1 + c3[x] * -1 +
225                      c5[x] *  1 + c6[x] * -1 + c8[x] *  1;
226
227         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
228     }
229 }
230
231 static void filter_roberts(uint8_t *dst, int width,
232                            float scale, float delta, const int *const matrix,
233                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
234                            int dstride, int stride)
235 {
236     int x;
237
238     for (x = 0; x < width; x++) {
239         float suma = c[0][x] *  1 + c[1][x] * -1;
240         float sumb = c[4][x] *  1 + c[3][x] * -1;
241
242         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
243     }
244 }
245
246 static void filter_sobel(uint8_t *dst, int width,
247                          float scale, float delta, const int *const matrix,
248                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
249                          int dstride, int stride)
250 {
251     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
252     const uint8_t *c3 = c[3], *c5 = c[5];
253     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
254     int x;
255
256     for (x = 0; x < width; x++) {
257         float suma = c0[x] * -1 + c1[x] * -2 + c2[x] * -1 +
258                      c6[x] *  1 + c7[x] *  2 + c8[x] *  1;
259         float sumb = c0[x] * -1 + c2[x] *  1 + c3[x] * -2 +
260                      c5[x] *  2 + c6[x] * -1 + c8[x] *  1;
261
262         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
263     }
264 }
265
266 static void filter_kirsch(uint8_t *dst, int width,
267                           float scale, float delta, const int *const matrix,
268                           const uint8_t *c[], int peak, int radius,
269                           int dstride, int stride)
270 {
271     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
272     const uint8_t *c3 = c[3], *c5 = c[5];
273     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
274     int x;
275
276     for (x = 0; x < width; x++) {
277         int sum0 = c0[x] *  5 + c1[x] *  5 + c2[x] *  5 +
278                    c3[x] * -3 + c5[x] * -3 +
279                    c6[x] * -3 + c7[x] * -3 + c8[x] * -3;
280         int sum1 = c0[x] * -3 + c1[x] *  5 + c2[x] *  5 +
281                    c3[x] *  5 + c5[x] * -3 +
282                    c6[x] * -3 + c7[x] * -3 + c8[x] * -3;
283         int sum2 = c0[x] * -3 + c1[x] * -3 + c2[x] *  5 +
284                    c3[x] *  5 + c5[x] *  5 +
285                    c6[x] * -3 + c7[x] * -3 + c8[x] * -3;
286         int sum3 = c0[x] * -3 + c1[x] * -3 + c2[x] * -3 +
287                    c3[x] *  5 + c5[x] *  5 +
288                    c6[x] *  5 + c7[x] * -3 + c8[x] * -3;
289         int sum4 = c0[x] * -3 + c1[x] * -3 + c2[x] * -3 +
290                    c3[x] * -3 + c5[x] *  5 +
291                    c6[x] *  5 + c7[x] *  5 + c8[x] * -3;
292         int sum5 = c0[x] * -3 + c1[x] * -3 + c2[x] * -3 +
293                    c3[x] * -3 + c5[x] * -3 +
294                    c6[x] *  5 + c7[x] *  5 + c8[x] *  5;
295         int sum6 = c0[x] *  5 + c1[x] * -3 + c2[x] * -3 +
296                    c3[x] * -3 + c5[x] * -3 +
297                    c6[x] * -3 + c7[x] *  5 + c8[x] *  5;
298         int sum7 = c0[x] *  5 + c1[x] *  5 + c2[x] * -3 +
299                    c3[x] * -3 + c5[x] * -3 +
300                    c6[x] * -3 + c7[x] * -3 + c8[x] *  5;
301
302         sum0 = FFMAX(sum0, sum1);
303         sum2 = FFMAX(sum2, sum3);
304         sum4 = FFMAX(sum4, sum5);
305         sum6 = FFMAX(sum6, sum7);
306         sum0 = FFMAX(sum0, sum2);
307         sum4 = FFMAX(sum4, sum6);
308         sum0 = FFMAX(sum0, sum4);
309
310         dst[x] = av_clip_uint8(FFABS(sum0) * scale + delta);
311     }
312 }
313
314 static void filter16_3x3(uint8_t *dstp, int width,
315                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
316                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
317                          int dstride, int stride)
318 {
319     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
320     int x;
321
322     for (x = 0; x < width; x++) {
323         int sum = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * matrix[0] +
324                   AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * matrix[1] +
325                   AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * matrix[2] +
326                   AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * matrix[3] +
327                   AV_RN16A(&c[4][2 * x]) * matrix[4] +
328                   AV_RN16A(&c[5][2 * x]) * matrix[5] +
329                   AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * matrix[6] +
330                   AV_RN16A(&c[7][2 * x]) * matrix[7] +
331                   AV_RN16A(&c[8][2 * x]) * matrix[8];
332         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
333         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
334     }
335 }
336
337 static void filter16_5x5(uint8_t *dstp, int width,
338                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
339                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
340                          int dstride, int stride)
341 {
342     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
343     int x;
344
345     for (x = 0; x < width; x++) {
346         int i, sum = 0;
347
348         for (i = 0; i < 25; i++)
349             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
350
351         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
352         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
353     }
354 }
355
356 static void filter16_7x7(uint8_t *dstp, int width,
357                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
358                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
359                          int dstride, int stride)
360 {
361     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
362     int x;
363
364     for (x = 0; x < width; x++) {
365         int i, sum = 0;
366
367         for (i = 0; i < 49; i++)
368             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
369
370         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
371         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
372     }
373 }
374
375 static void filter16_row(uint8_t *dstp, int width,
376                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
377                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
378                          int dstride, int stride)
379 {
380     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
381     int x;
382
383     for (x = 0; x < width; x++) {
384         int i, sum = 0;
385
386         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
387             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
388
389         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
390         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
391     }
392 }
393
394 static void filter16_column(uint8_t *dstp, int height,
395                             float rdiv, float bias, const int *const matrix,
396                             const uint8_t *c[], int peak, int radius,
397                             int dstride, int stride)
398 {
399     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
400     int y;
401
402     for (y = 0; y < height; y++) {
403         int i, sum = 0;
404
405         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
406             sum += AV_RN16A(&c[i][0 + y * stride]) * matrix[i];
407
408         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
409         dst[0] = av_clip(sum, 0, peak);
410         dst += dstride / 2;
411     }
412 }
413
414 static void filter_7x7(uint8_t *dst, int width,
415                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
416                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
417                        int dstride, int stride)
418 {
419     int x;
420
421     for (x = 0; x < width; x++) {
422         int i, sum = 0;
423
424         for (i = 0; i < 49; i++)
425             sum += c[i][x] * matrix[i];
426
427         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
428         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
429     }
430 }
431
432 static void filter_5x5(uint8_t *dst, int width,
433                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
434                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
435                        int dstride, int stride)
436 {
437     int x;
438
439     for (x = 0; x < width; x++) {
440         int i, sum = 0;
441
442         for (i = 0; i < 25; i++)
443             sum += c[i][x] * matrix[i];
444
445         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
446         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
447     }
448 }
449
450 static void filter_3x3(uint8_t *dst, int width,
451                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
452                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
453                        int dstride, int stride)
454 {
455     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
456     const uint8_t *c3 = c[3], *c4 = c[4], *c5 = c[5];
457     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
458     int x;
459
460     for (x = 0; x < width; x++) {
461         int sum = c0[x] * matrix[0] + c1[x] * matrix[1] + c2[x] * matrix[2] +
462                   c3[x] * matrix[3] + c4[x] * matrix[4] + c5[x] * matrix[5] +
463                   c6[x] * matrix[6] + c7[x] * matrix[7] + c8[x] * matrix[8];
464         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
465         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
466     }
467 }
468
469 static void filter_row(uint8_t *dst, int width,
470                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
471                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
472                        int dstride, int stride)
473 {
474     int x;
475
476     for (x = 0; x < width; x++) {
477         int i, sum = 0;
478
479         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
480             sum += c[i][x] * matrix[i];
481
482         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
483         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
484     }
485 }
486
487 static void filter_column(uint8_t *dst, int height,
488                           float rdiv, float bias, const int *const matrix,
489                           const uint8_t *c[], int peak, int radius,
490                           int dstride, int stride)
491 {
492     int y;
493
494     for (y = 0; y < height; y++) {
495         int i, sum = 0;
496
497         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
498             sum += c[i][0 + y * stride] * matrix[i];
499
500         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
501         dst[0] = av_clip_uint8(sum);
502         dst += dstride;
503     }
504 }
505
506 static void setup_3x3(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
507                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
508 {
509     int i;
510
511     for (i = 0; i < 9; i++) {
512         int xoff = FFABS(x + ((i % 3) - 1));
513         int yoff = FFABS(y + (i / 3) - 1);
514
515         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
516         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
517
518         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
519     }
520 }
521
522 static void setup_5x5(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
523                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
524 {
525     int i;
526
527     for (i = 0; i < 25; i++) {
528         int xoff = FFABS(x + ((i % 5) - 2));
529         int yoff = FFABS(y + (i / 5) - 2);
530
531         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
532         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
533
534         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
535     }
536 }
537
538 static void setup_7x7(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
539                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
540 {
541     int i;
542
543     for (i = 0; i < 49; i++) {
544         int xoff = FFABS(x + ((i % 7) - 3));
545         int yoff = FFABS(y + (i / 7) - 3);
546
547         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
548         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
549
550         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
551     }
552 }
553
554 static void setup_row(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
555                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
556 {
557     int i;
558
559     for (i = 0; i < radius * 2 + 1; i++) {
560         int xoff = FFABS(x + i - radius);
561
562         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
563
564         c[i] = src + xoff * bpc + y * stride;
565     }
566 }
567
568 static void setup_column(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
569                          int x, int w, int y, int h, int bpc)
570 {
571     int i;
572
573     for (i = 0; i < radius * 2 + 1; i++) {
574         int xoff = FFABS(x + i - radius);
575
576         xoff = xoff >= h ? 2 * h - 1 - xoff : xoff;
577
578         c[i] = src + y * bpc + xoff * stride;
579     }
580 }
581
582 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
583 {
584     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
585     ThreadData *td = arg;
586     AVFrame *in = td->in;
587     AVFrame *out = td->out;
588     int plane;
589
590     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
591         const int mode = s->mode[plane];
592         const int bpc = s->bpc;
593         const int radius = s->size[plane] / 2;
594         const int height = s->planeheight[plane];
595         const int width  = s->planewidth[plane];
596         const int stride = in->linesize[plane];
597         const int dstride = out->linesize[plane];
598         const int sizeh = mode == MATRIX_COLUMN ? width : height;
599         const int sizew = mode == MATRIX_COLUMN ? height : width;
600         const int slice_start = (sizeh * jobnr) / nb_jobs;
601         const int slice_end = (sizeh * (jobnr+1)) / nb_jobs;
602         const float rdiv = s->rdiv[plane];
603         const float bias = s->bias[plane];
604         const uint8_t *src = in->data[plane];
605         const int dst_pos = slice_start * (mode == MATRIX_COLUMN ? bpc : dstride);
606         uint8_t *dst = out->data[plane] + dst_pos;
607         const int *matrix = s->matrix[plane];
608         const uint8_t *c[49];
609         int y, x;
610
611         if (s->copy[plane]) {
612             if (mode == MATRIX_COLUMN)
613                 av_image_copy_plane(dst, dstride, src + slice_start * bpc, stride,
614                                     (slice_end - slice_start) * bpc, height);
615             else
616                 av_image_copy_plane(dst, dstride, src + slice_start * stride, stride,
617                                     width * bpc, slice_end - slice_start);
618             continue;
619         }
620
621         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
622             const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : radius * bpc;
623             const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? radius * dstride : 0;
624
625             for (x = 0; x < radius; x++) {
626                 const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : x * bpc;
627                 const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? x * dstride : 0;
628
629                 s->setup[plane](radius, c, src, stride, x, width, y, height, bpc);
630                 s->filter[plane](dst + yoff + xoff, 1, rdiv,
631                                  bias, matrix, c, s->max, radius,
632                                  dstride, stride);
633             }
634             s->setup[plane](radius, c, src, stride, radius, width, y, height, bpc);
635             s->filter[plane](dst + yoff + xoff, sizew - 2 * radius,
636                              rdiv, bias, matrix, c, s->max, radius,
637                              dstride, stride);
638             for (x = sizew - radius; x < sizew; x++) {
639                 const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : x * bpc;
640                 const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? x * dstride : 0;
641
642                 s->setup[plane](radius, c, src, stride, x, width, y, height, bpc);
643                 s->filter[plane](dst + yoff + xoff, 1, rdiv,
644                                  bias, matrix, c, s->max, radius,
645                                  dstride, stride);
646             }
647             if (mode != MATRIX_COLUMN)
648                 dst += dstride;
649         }
650     }
651
652     return 0;
653 }
654
655 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
656 {
657     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
658     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
659     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
660     int p;
661
662     s->depth = desc->comp[0].depth;
663     s->max = (1 << s->depth) - 1;
664
665     s->planewidth[1] = s->planewidth[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
666     s->planewidth[0] = s->planewidth[3] = inlink->w;
667     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
668     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
669
670     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
671     s->nb_threads = ff_filter_get_nb_threads(ctx);
672     s->bpc = (s->depth + 7) / 8;
673
674     if (!strcmp(ctx->filter->name, "convolution")) {
675         if (s->depth > 8) {
676             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
677                 if (s->mode[p] == MATRIX_ROW)
678                     s->filter[p] = filter16_row;
679                 else if (s->mode[p] == MATRIX_COLUMN)
680                     s->filter[p] = filter16_column;
681                 else if (s->size[p] == 3)
682                     s->filter[p] = filter16_3x3;
683                 else if (s->size[p] == 5)
684                     s->filter[p] = filter16_5x5;
685                 else if (s->size[p] == 7)
686                     s->filter[p] = filter16_7x7;
687             }
688         }
689 #if CONFIG_CONVOLUTION_FILTER && ARCH_X86_64
690         ff_convolution_init_x86(s);
691 #endif
692     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "prewitt")) {
693         if (s->depth > 8)
694             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
695                 s->filter[p] = filter16_prewitt;
696     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "roberts")) {
697         if (s->depth > 8)
698             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
699                 s->filter[p] = filter16_roberts;
700     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "sobel")) {
701         if (s->depth > 8)
702             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
703                 s->filter[p] = filter16_sobel;
704     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "kirsch")) {
705         if (s->depth > 8)
706             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
707                 s->filter[p] = filter16_kirsch;
708     }
709
710     return 0;
711 }
712
713 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
714 {
715     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
716     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
717     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
718     AVFrame *out;
719     ThreadData td;
720
721     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
722     if (!out) {
723         av_frame_free(&in);
724         return AVERROR(ENOMEM);
725     }
726     av_frame_copy_props(out, in);
727
728     td.in = in;
729     td.out = out;
730     ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN3(s->planeheight[1], s->planewidth[1], s->nb_threads));
731
732     av_frame_free(&in);
733     return ff_filter_frame(outlink, out);
734 }
735
736 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
737 {
738     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
739     int i;
740
741     if (!strcmp(ctx->filter->name, "convolution")) {
742         for (i = 0; i < 4; i++) {
743             int *matrix = (int *)s->matrix[i];
744             char *p, *arg, *saveptr = NULL;
745             float sum = 0;
746
747             p = s->matrix_str[i];
748             if (p) {
749                 s->matrix_length[i] = 0;
750
751                 while (s->matrix_length[i] < 49) {
752                     if (!(arg = av_strtok(p, " |", &saveptr)))
753                         break;
754
755                     p = NULL;
756                     sscanf(arg, "%d", &matrix[s->matrix_length[i]]);
757                     sum += matrix[s->matrix_length[i]];
758                     s->matrix_length[i]++;
759                 }
760
761                 if (!(s->matrix_length[i] & 1)) {
762                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "number of matrix elements must be odd\n");
763                     return AVERROR(EINVAL);
764                 }
765             }
766
767             if (s->mode[i] == MATRIX_ROW) {
768                 s->filter[i] = filter_row;
769                 s->setup[i] = setup_row;
770                 s->size[i] = s->matrix_length[i];
771             } else if (s->mode[i] == MATRIX_COLUMN) {
772                 s->filter[i] = filter_column;
773                 s->setup[i] = setup_column;
774                 s->size[i] = s->matrix_length[i];
775             } else if (s->matrix_length[i] == 9) {
776                 s->size[i] = 3;
777
778                 if (!memcmp(matrix, same3x3, sizeof(same3x3))) {
779                     s->copy[i] = 1;
780                 } else {
781                     s->filter[i] = filter_3x3;
782                     s->copy[i] = 0;
783                 }
784                 s->setup[i] = setup_3x3;
785             } else if (s->matrix_length[i] == 25) {
786                 s->size[i] = 5;
787                 if (!memcmp(matrix, same5x5, sizeof(same5x5))) {
788                     s->copy[i] = 1;
789                 } else {
790                     s->filter[i] = filter_5x5;
791                     s->copy[i] = 0;
792                 }
793                 s->setup[i] = setup_5x5;
794             } else if (s->matrix_length[i] == 49) {
795                 s->size[i] = 7;
796                 if (!memcmp(matrix, same7x7, sizeof(same7x7))) {
797                     s->copy[i] = 1;
798                 } else {
799                     s->filter[i] = filter_7x7;
800                     s->copy[i] = 0;
801                 }
802                 s->setup[i] = setup_7x7;
803             } else {
804                 return AVERROR(EINVAL);
805             }
806
807             if (sum == 0)
808                 sum = 1;
809             if (s->rdiv[i] == 0)
810                 s->rdiv[i] = 1. / sum;
811
812             if (s->copy[i] && (s->rdiv[i] != 1. || s->bias[i] != 0.))
813                 s->copy[i] = 0;
814         }
815     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "prewitt")) {
816         for (i = 0; i < 4; i++) {
817             if ((1 << i) & s->planes)
818                 s->filter[i] = filter_prewitt;
819             else
820                 s->copy[i] = 1;
821             s->size[i] = 3;
822             s->setup[i] = setup_3x3;
823             s->rdiv[i] = s->scale;
824             s->bias[i] = s->delta;
825         }
826     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "roberts")) {
827         for (i = 0; i < 4; i++) {
828             if ((1 << i) & s->planes)
829                 s->filter[i] = filter_roberts;
830             else
831                 s->copy[i] = 1;
832             s->size[i] = 3;
833             s->setup[i] = setup_3x3;
834             s->rdiv[i] = s->scale;
835             s->bias[i] = s->delta;
836         }
837     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "sobel")) {
838         for (i = 0; i < 4; i++) {
839             if ((1 << i) & s->planes)
840                 s->filter[i] = filter_sobel;
841             else
842                 s->copy[i] = 1;
843             s->size[i] = 3;
844             s->setup[i] = setup_3x3;
845             s->rdiv[i] = s->scale;
846             s->bias[i] = s->delta;
847         }
848     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "kirsch")) {
849         for (i = 0; i < 4; i++) {
850             if ((1 << i) & s->planes)
851                 s->filter[i] = filter_kirsch;
852             else
853                 s->copy[i] = 1;
854             s->size[i] = 3;
855             s->setup[i] = setup_3x3;
856             s->rdiv[i] = s->scale;
857             s->bias[i] = s->delta;
858         }
859     }
860
861     return 0;
862 }
863
864 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
865                            char *res, int res_len, int flags)
866 {
867     int ret;
868
869     ret = ff_filter_process_command(ctx, cmd, args, res, res_len, flags);
870     if (ret < 0)
871         return ret;
872
873     return init(ctx);
874 }
875
876 static const AVFilterPad convolution_inputs[] = {
877     {
878         .name         = "default",
879         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
880         .config_props = config_input,
881         .filter_frame = filter_frame,
882     },
883     { NULL }
884 };
885
886 static const AVFilterPad convolution_outputs[] = {
887     {
888         .name = "default",
889         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
890     },
891     { NULL }
892 };
893
894 #if CONFIG_CONVOLUTION_FILTER
895
896 AVFilter ff_vf_convolution = {
897     .name          = "convolution",
898     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply convolution filter."),
899     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
900     .priv_class    = &convolution_class,
901     .init          = init,
902     .query_formats = query_formats,
903     .inputs        = convolution_inputs,
904     .outputs       = convolution_outputs,
905     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
906     .process_command = process_command,
907 };
908
909 #endif /* CONFIG_CONVOLUTION_FILTER */
910
911 #if CONFIG_PREWITT_FILTER || CONFIG_ROBERTS_FILTER || CONFIG_SOBEL_FILTER
912
913 static const AVOption prewitt_roberts_sobel_options[] = {
914     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
915     { "scale",  "set scale",            OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0,  65535, FLAGS},
916     { "delta",  "set delta",            OFFSET(delta), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, -65535, 65535, FLAGS},
917     { NULL }
918 };
919
920 #if CONFIG_PREWITT_FILTER
921
922 #define prewitt_options prewitt_roberts_sobel_options
923 AVFILTER_DEFINE_CLASS(prewitt);
924
925 AVFilter ff_vf_prewitt = {
926     .name          = "prewitt",
927     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply prewitt operator."),
928     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
929     .priv_class    = &prewitt_class,
930     .init          = init,
931     .query_formats = query_formats,
932     .inputs        = convolution_inputs,
933     .outputs       = convolution_outputs,
934     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
935     .process_command = process_command,
936 };
937
938 #endif /* CONFIG_PREWITT_FILTER */
939
940 #if CONFIG_SOBEL_FILTER
941
942 #define sobel_options prewitt_roberts_sobel_options
943 AVFILTER_DEFINE_CLASS(sobel);
944
945 AVFilter ff_vf_sobel = {
946     .name          = "sobel",
947     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply sobel operator."),
948     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
949     .priv_class    = &sobel_class,
950     .init          = init,
951     .query_formats = query_formats,
952     .inputs        = convolution_inputs,
953     .outputs       = convolution_outputs,
954     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
955     .process_command = process_command,
956 };
957
958 #endif /* CONFIG_SOBEL_FILTER */
959
960 #if CONFIG_ROBERTS_FILTER
961
962 #define roberts_options prewitt_roberts_sobel_options
963 AVFILTER_DEFINE_CLASS(roberts);
964
965 AVFilter ff_vf_roberts = {
966     .name          = "roberts",
967     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply roberts cross operator."),
968     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
969     .priv_class    = &roberts_class,
970     .init          = init,
971     .query_formats = query_formats,
972     .inputs        = convolution_inputs,
973     .outputs       = convolution_outputs,
974     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
975     .process_command = process_command,
976 };
977
978 #endif /* CONFIG_ROBERTS_FILTER */
979
980 #if CONFIG_KIRSCH_FILTER
981
982 #define kirsch_options prewitt_roberts_sobel_options
983 AVFILTER_DEFINE_CLASS(kirsch);
984
985 AVFilter ff_vf_kirsch = {
986     .name          = "kirsch",
987     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply kirsch operator."),
988     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
989     .priv_class    = &kirsch_class,
990     .init          = init,
991     .query_formats = query_formats,
992     .inputs        = convolution_inputs,
993     .outputs       = convolution_outputs,
994     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
995     .process_command = process_command,
996 };
997
998 #endif /* CONFIG_KIRSCH_FILTER */
999
1000 #endif /* CONFIG_PREWITT_FILTER || CONFIG_ROBERTS_FILTER || CONFIG_SOBEL_FILTER */