git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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/opt.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26 #include "avfilter.h"
  27 #include "formats.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "video.h"
  30
  31 typedef struct ConvolutionContext {
  32     const AVClass *class;
  33
  34     char *matrix_str[4];
  35     float rdiv[4];
  36     float bias[4];
  37     float scale;
  38     float delta;
  39     int planes;
  40
  41     int size[4];
  42     int depth;
  43     int bpc;
  44     int bstride;
  45     uint8_t *buffer;
  46     uint8_t **bptrs;
  47     int nb_planes;
  48     int nb_threads;
  49     int planewidth[4];
  50     int planeheight[4];
  51     int matrix[4][25];
  52     int matrix_length[4];
  53     int copy[4];
  54
  55     int (*filter[4])(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs);
  56 } ConvolutionContext;
  57
  58 #define OFFSET(x) offsetof(ConvolutionContext, x)
  59 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  60
  61 static const AVOption convolution_options[] = {
  62     { "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 },
  63     { "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 },
  64     { "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 },
  65     { "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 },
  66     { "0rdiv", "set rdiv for 1st plane", OFFSET(rdiv[0]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  67     { "1rdiv", "set rdiv for 2nd plane", OFFSET(rdiv[1]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  68     { "2rdiv", "set rdiv for 3rd plane", OFFSET(rdiv[2]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  69     { "3rdiv", "set rdiv for 4th plane", OFFSET(rdiv[3]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  70     { "0bias", "set bias for 1st plane", OFFSET(bias[0]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  71     { "1bias", "set bias for 2nd plane", OFFSET(bias[1]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  72     { "2bias", "set bias for 3rd plane", OFFSET(bias[2]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  73     { "3bias", "set bias for 4th plane", OFFSET(bias[3]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  74     { NULL }
  75 };
  76
  77 AVFILTER_DEFINE_CLASS(convolution);
  78
  79 static const int same3x3[9] = {0, 0, 0,
  80                                0, 1, 0,
  81                                0, 0, 0};
  82
  83 static const int same5x5[25] = {0, 0, 0, 0, 0,
  84                                 0, 0, 0, 0, 0,
  85                                 0, 0, 1, 0, 0,
  86                                 0, 0, 0, 0, 0,
  87                                 0, 0, 0, 0, 0};
  88
  89 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  90 {
  91     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  92         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
  93         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  94         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
  95         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  96         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
  97         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
  98         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
  99         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV440P12,
 100         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV444P14,
 101         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
 102         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
 103         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
 104         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
 105         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
 106         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
 107         AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
 108         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY16,
 109         AV_PIX_FMT_NONE
 110     };
 111
 112     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 113 }
 114
 115 static inline void line_copy8(uint8_t *line, const uint8_t *srcp, int width, int mergin)
 116 {
 117     int i;
 118
 119     memcpy(line, srcp, width);
 120
 121     for (i = mergin; i > 0; i--) {
 122         line[-i] = line[i];
 123         line[width - 1 + i] = line[width - 1 - i];
 124     }
 125 }
 126
 127 static inline void line_copy16(uint16_t *line, const uint16_t *srcp, int width, int mergin)
 128 {
 129     int i;
 130
 131     memcpy(line, srcp, width * 2);
 132
 133     for (i = mergin; i > 0; i--) {
 134         line[-i] = line[i];
 135         line[width - 1 + i] = line[width - 1 - i];
 136     }
 137 }
 138
 139 typedef struct ThreadData {
 140     AVFrame *in, *out;
 141     int plane;
 142 } ThreadData;
 143
 144 static int filter16_prewitt(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 145 {
 146     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 147     ThreadData *td = arg;
 148     AVFrame *in = td->in;
 149     AVFrame *out = td->out;
 150     const int plane = td->plane;
 151     const int peak = (1 << s->depth) - 1;
 152     const int stride = in->linesize[plane] / 2;
 153     const int bstride = s->bstride;
 154     const int height = s->planeheight[plane];
 155     const int width  = s->planewidth[plane];
 156     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 157     const int slice_end = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 158     const uint16_t *src = (const uint16_t *)in->data[plane] + slice_start * stride;
 159     uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[plane] + slice_start * (out->linesize[plane] / 2);
 160     const float scale = s->scale;
 161     const float delta = s->delta;
 162     uint16_t *p0 = (uint16_t *)s->bptrs[jobnr] + 16;
 163     uint16_t *p1 = p0 + bstride;
 164     uint16_t *p2 = p1 + bstride;
 165     uint16_t *orig = p0, *end = p2;
 166     int y, x;
 167
 168     line_copy16(p0, src + stride * (slice_start == 0 ? 1 : -1), width, 1);
 169     line_copy16(p1, src, width, 1);
 170
 171     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 172         src += stride * (y < height - 1 ? 1 : -1);
 173         line_copy16(p2, src, width, 1);
 174
 175         for (x = 0; x < width; x++) {
 176             int suma = p0[x - 1] * -1 +
 177                        p0[x] *     -1 +
 178                        p0[x + 1] * -1 +
 179                        p2[x - 1] *  1 +
 180                        p2[x] *      1 +
 181                        p2[x + 1] *  1;
 182             int sumb = p0[x - 1] * -1 +
 183                        p0[x + 1] *  1 +
 184                        p1[x - 1] * -1 +
 185                        p1[x + 1] *  1 +
 186                        p2[x - 1] * -1 +
 187                        p2[x + 1] *  1;
 188
 189             dst[x] = av_clip(sqrt(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
 190         }
 191
 192         p0 = p1;
 193         p1 = p2;
 194         p2 = (p2 == end) ? orig: p2 + bstride;
 195         dst += out->linesize[plane] / 2;
 196     }
 197
 198     return 0;
 199 }
 200
 201 static int filter16_sobel(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 202 {
 203     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 204     ThreadData *td = arg;
 205     AVFrame *in = td->in;
 206     AVFrame *out = td->out;
 207     const int plane = td->plane;
 208     const int peak = (1 << s->depth) - 1;
 209     const int stride = in->linesize[plane] / 2;
 210     const int bstride = s->bstride;
 211     const int height = s->planeheight[plane];
 212     const int width  = s->planewidth[plane];
 213     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 214     const int slice_end = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 215     const uint16_t *src = (const uint16_t *)in->data[plane] + slice_start * stride;
 216     uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[plane] + slice_start * (out->linesize[plane] / 2);
 217     const float scale = s->scale;
 218     const float delta = s->delta;
 219     uint16_t *p0 = (uint16_t *)s->bptrs[jobnr] + 16;
 220     uint16_t *p1 = p0 + bstride;
 221     uint16_t *p2 = p1 + bstride;
 222     uint16_t *orig = p0, *end = p2;
 223     int y, x;
 224
 225     line_copy16(p0, src + stride * (slice_start == 0 ? 1 : -1), width, 1);
 226     line_copy16(p1, src, width, 1);
 227
 228     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 229         src += stride * (y < height - 1 ? 1 : -1);
 230         line_copy16(p2, src, width, 1);
 231
 232         for (x = 0; x < width; x++) {
 233             int suma = p0[x - 1] * -1 +
 234                        p0[x] *     -2 +
 235                        p0[x + 1] * -1 +
 236                        p2[x - 1] *  1 +
 237                        p2[x] *      2 +
 238                        p2[x + 1] *  1;
 239             int sumb = p0[x - 1] * -1 +
 240                        p0[x + 1] *  1 +
 241                        p1[x - 1] * -2 +
 242                        p1[x + 1] *  2 +
 243                        p2[x - 1] * -1 +
 244                        p2[x + 1] *  1;
 245
 246             dst[x] = av_clip(sqrt(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
 247         }
 248
 249         p0 = p1;
 250         p1 = p2;
 251         p2 = (p2 == end) ? orig: p2 + bstride;
 252         dst += out->linesize[plane] / 2;
 253     }
 254
 255     return 0;
 256 }
 257
 258 static int filter_prewitt(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 259 {
 260     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 261     ThreadData *td = arg;
 262     AVFrame *in = td->in;
 263     AVFrame *out = td->out;
 264     const int plane = td->plane;
 265     const int stride = in->linesize[plane];
 266     const int bstride = s->bstride;
 267     const int height = s->planeheight[plane];
 268     const int width  = s->planewidth[plane];
 269     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 270     const int slice_end = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 271     const uint8_t *src = in->data[plane] + slice_start * stride;
 272     uint8_t *dst = out->data[plane] + slice_start * out->linesize[plane];
 273     const float scale = s->scale;
 274     const float delta = s->delta;
 275     uint8_t *p0 = s->bptrs[jobnr] + 16;
 276     uint8_t *p1 = p0 + bstride;
 277     uint8_t *p2 = p1 + bstride;
 278     uint8_t *orig = p0, *end = p2;
 279     int y, x;
 280
 281     line_copy8(p0, src + stride * (slice_start == 0 ? 1 : -1), width, 1);
 282     line_copy8(p1, src, width, 1);
 283
 284     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 285         src += stride * (y < height - 1 ? 1 : -1);
 286         line_copy8(p2, src, width, 1);
 287
 288         for (x = 0; x < width; x++) {
 289             int suma = p0[x - 1] * -1 +
 290                        p0[x] *     -1 +
 291                        p0[x + 1] * -1 +
 292                        p2[x - 1] *  1 +
 293                        p2[x] *      1 +
 294                        p2[x + 1] *  1;
 295             int sumb = p0[x - 1] * -1 +
 296                        p0[x + 1] *  1 +
 297                        p1[x - 1] * -1 +
 298                        p1[x + 1] *  1 +
 299                        p2[x - 1] * -1 +
 300                        p2[x + 1] *  1;
 301
 302             dst[x] = av_clip_uint8(sqrt(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
 303         }
 304
 305         p0 = p1;
 306         p1 = p2;
 307         p2 = (p2 == end) ? orig: p2 + bstride;
 308         dst += out->linesize[plane];
 309     }
 310
 311     return 0;
 312 }
 313
 314 static int filter_sobel(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 315 {
 316     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 317     ThreadData *td = arg;
 318     AVFrame *in = td->in;
 319     AVFrame *out = td->out;
 320     const int plane = td->plane;
 321     const int stride = in->linesize[plane];
 322     const int bstride = s->bstride;
 323     const int height = s->planeheight[plane];
 324     const int width  = s->planewidth[plane];
 325     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 326     const int slice_end = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 327     const uint8_t *src = in->data[plane] + slice_start * stride;
 328     uint8_t *dst = out->data[plane] + slice_start * out->linesize[plane];
 329     const float scale = s->scale;
 330     const float delta = s->delta;
 331     uint8_t *p0 = s->bptrs[jobnr] + 16;
 332     uint8_t *p1 = p0 + bstride;
 333     uint8_t *p2 = p1 + bstride;
 334     uint8_t *orig = p0, *end = p2;
 335     int y, x;
 336
 337     line_copy8(p0, src + stride * (slice_start == 0 ? 1 : -1), width, 1);
 338     line_copy8(p1, src, width, 1);
 339
 340     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 341         src += stride * (y < height - 1 ? 1 : -1);
 342         line_copy8(p2, src, width, 1);
 343
 344         for (x = 0; x < width; x++) {
 345             int suma = p0[x - 1] * -1 +
 346                        p0[x] *     -2 +
 347                        p0[x + 1] * -1 +
 348                        p2[x - 1] *  1 +
 349                        p2[x] *      2 +
 350                        p2[x + 1] *  1;
 351             int sumb = p0[x - 1] * -1 +
 352                        p0[x + 1] *  1 +
 353                        p1[x - 1] * -2 +
 354                        p1[x + 1] *  2 +
 355                        p2[x - 1] * -1 +
 356                        p2[x + 1] *  1;
 357
 358             dst[x] = av_clip_uint8(sqrt(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
 359         }
 360
 361         p0 = p1;
 362         p1 = p2;
 363         p2 = (p2 == end) ? orig: p2 + bstride;
 364         dst += out->linesize[plane];
 365     }
 366
 367     return 0;
 368 }
 369
 370 static int filter16_3x3(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 371 {
 372     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 373     ThreadData *td = arg;
 374     AVFrame *in = td->in;
 375     AVFrame *out = td->out;
 376     const int plane = td->plane;
 377     const int peak = (1 << s->depth) - 1;
 378     const int stride = in->linesize[plane] / 2;
 379     const int bstride = s->bstride;
 380     const int height = s->planeheight[plane];
 381     const int width  = s->planewidth[plane];
 382     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 383     const int slice_end = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 384     const uint16_t *src = (const uint16_t *)in->data[plane] + slice_start * stride;
 385     uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[plane] + slice_start * (out->linesize[plane] / 2);
 386     uint16_t *p0 = (uint16_t *)s->bptrs[jobnr] + 16;
 387     uint16_t *p1 = p0 + bstride;
 388     uint16_t *p2 = p1 + bstride;
 389     uint16_t *orig = p0, *end = p2;
 390     const int *matrix = s->matrix[plane];
 391     const float rdiv = s->rdiv[plane];
 392     const float bias = s->bias[plane];
 393     int y, x;
 394
 395     line_copy16(p0, src + stride * (slice_start == 0 ? 1 : -1), width, 1);
 396     line_copy16(p1, src, width, 1);
 397
 398     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 399         src += stride * (y < height - 1 ? 1 : -1);
 400         line_copy16(p2, src, width, 1);
 401
 402         for (x = 0; x < width; x++) {
 403             int sum = p0[x - 1] * matrix[0] +
 404                       p0[x] *     matrix[1] +
 405                       p0[x + 1] * matrix[2] +
 406                       p1[x - 1] * matrix[3] +
 407                       p1[x] *     matrix[4] +
 408                       p1[x + 1] * matrix[5] +
 409                       p2[x - 1] * matrix[6] +
 410                       p2[x] *     matrix[7] +
 411                       p2[x + 1] * matrix[8];
 412             sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 413             dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 414         }
 415
 416         p0 = p1;
 417         p1 = p2;
 418         p2 = (p2 == end) ? orig: p2 + bstride;
 419         dst += out->linesize[plane] / 2;
 420     }
 421
 422     return 0;
 423 }
 424
 425 static int filter16_5x5(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 426 {
 427     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 428     ThreadData *td = arg;
 429     AVFrame *in = td->in;
 430     AVFrame *out = td->out;
 431     const int plane = td->plane;
 432     const int peak = (1 << s->depth) - 1;
 433     const int stride = in->linesize[plane] / 2;
 434     const int bstride = s->bstride;
 435     const int height = s->planeheight[plane];
 436     const int width  = s->planewidth[plane];
 437     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 438     const int slice_end = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 439     const uint16_t *src = (const uint16_t *)in->data[plane] + slice_start * stride;
 440     uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[plane] + slice_start * (out->linesize[plane] / 2);
 441     uint16_t *p0 = (uint16_t *)s->bptrs[jobnr] + 16;
 442     uint16_t *p1 = p0 + bstride;
 443     uint16_t *p2 = p1 + bstride;
 444     uint16_t *p3 = p2 + bstride;
 445     uint16_t *p4 = p3 + bstride;
 446     uint16_t *orig = p0, *end = p4;
 447     const int *matrix = s->matrix[plane];
 448     float rdiv = s->rdiv[plane];
 449     float bias = s->bias[plane];
 450     int y, x, i;
 451
 452     line_copy16(p0, src + 2 * stride * (slice_start < 2 ? 1 : -1), width, 2);
 453     line_copy16(p1, src + stride * (slice_start == 0 ? 1 : -1), width, 2);
 454     line_copy16(p2, src, width, 2);
 455     src += stride;
 456     line_copy16(p3, src, width, 2);
 457
 458     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 459         uint16_t *array[] = {
 460             p0 - 2, p0 - 1, p0, p0 + 1, p0 + 2,
 461             p1 - 2, p1 - 1, p1, p1 + 1, p1 + 2,
 462             p2 - 2, p2 - 1, p2, p2 + 1, p2 + 2,
 463             p3 - 2, p3 - 1, p3, p3 + 1, p3 + 2,
 464             p4 - 2, p4 - 1, p4, p4 + 1, p4 + 2
 465         };
 466
 467         src += stride * (y < height - 2 ? 1 : -1);
 468         line_copy16(p4, src, width, 2);
 469
 470         for (x = 0; x < width; x++) {
 471             int sum = 0;
 472
 473             for (i = 0; i < 25; i++) {
 474                 sum += *(array[i] + x) * matrix[i];
 475             }
 476             sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 477             dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 478         }
 479
 480         p0 = p1;
 481         p1 = p2;
 482         p2 = p3;
 483         p3 = p4;
 484         p4 = (p4 == end) ? orig: p4 + bstride;
 485         dst += out->linesize[plane] / 2;
 486     }
 487
 488     return 0;
 489 }
 490
 491 static int filter_3x3(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 492 {
 493     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 494     ThreadData *td = arg;
 495     AVFrame *in = td->in;
 496     AVFrame *out = td->out;
 497     const int plane = td->plane;
 498     const int stride = in->linesize[plane];
 499     const int bstride = s->bstride;
 500     const int height = s->planeheight[plane];
 501     const int width  = s->planewidth[plane];
 502     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 503     const int slice_end = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 504     const uint8_t *src = in->data[plane] + slice_start * stride;
 505     uint8_t *dst = out->data[plane] + slice_start * out->linesize[plane];
 506     uint8_t *p0 = s->bptrs[jobnr] + 16;
 507     uint8_t *p1 = p0 + bstride;
 508     uint8_t *p2 = p1 + bstride;
 509     uint8_t *orig = p0, *end = p2;
 510     const int *matrix = s->matrix[plane];
 511     const float rdiv = s->rdiv[plane];
 512     const float bias = s->bias[plane];
 513     int y, x;
 514
 515     line_copy8(p0, src + stride * (slice_start == 0 ? 1 : -1), width, 1);
 516     line_copy8(p1, src, width, 1);
 517
 518     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 519         src += stride * (y < height - 1 ? 1 : -1);
 520         line_copy8(p2, src, width, 1);
 521
 522         for (x = 0; x < width; x++) {
 523             int sum = p0[x - 1] * matrix[0] +
 524                       p0[x] *     matrix[1] +
 525                       p0[x + 1] * matrix[2] +
 526                       p1[x - 1] * matrix[3] +
 527                       p1[x] *     matrix[4] +
 528                       p1[x + 1] * matrix[5] +
 529                       p2[x - 1] * matrix[6] +
 530                       p2[x] *     matrix[7] +
 531                       p2[x + 1] * matrix[8];
 532             sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 533             dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 534         }
 535
 536         p0 = p1;
 537         p1 = p2;
 538         p2 = (p2 == end) ? orig: p2 + bstride;
 539         dst += out->linesize[plane];
 540     }
 541
 542     return 0;
 543 }
 544
 545 static int filter_5x5(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 546 {
 547     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 548     ThreadData *td = arg;
 549     AVFrame *in = td->in;
 550     AVFrame *out = td->out;
 551     const int plane = td->plane;
 552     const int stride = in->linesize[plane];
 553     const int bstride = s->bstride;
 554     const int height = s->planeheight[plane];
 555     const int width  = s->planewidth[plane];
 556     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 557     const int slice_end = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 558     const uint8_t *src = in->data[plane] + slice_start * stride;
 559     uint8_t *dst = out->data[plane] + slice_start * out->linesize[plane];
 560     uint8_t *p0 = s->bptrs[jobnr] + 16;
 561     uint8_t *p1 = p0 + bstride;
 562     uint8_t *p2 = p1 + bstride;
 563     uint8_t *p3 = p2 + bstride;
 564     uint8_t *p4 = p3 + bstride;
 565     uint8_t *orig = p0, *end = p4;
 566     const int *matrix = s->matrix[plane];
 567     float rdiv = s->rdiv[plane];
 568     float bias = s->bias[plane];
 569     int y, x, i;
 570
 571     line_copy8(p0, src + 2 * stride * (slice_start < 2 ? 1 : -1), width, 2);
 572     line_copy8(p1, src + stride * (slice_start == 0 ? 1 : -1), width, 2);
 573     line_copy8(p2, src, width, 2);
 574     src += stride;
 575     line_copy8(p3, src, width, 2);
 576
 577
 578     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 579         uint8_t *array[] = {
 580             p0 - 2, p0 - 1, p0, p0 + 1, p0 + 2,
 581             p1 - 2, p1 - 1, p1, p1 + 1, p1 + 2,
 582             p2 - 2, p2 - 1, p2, p2 + 1, p2 + 2,
 583             p3 - 2, p3 - 1, p3, p3 + 1, p3 + 2,
 584             p4 - 2, p4 - 1, p4, p4 + 1, p4 + 2
 585         };
 586
 587         src += stride * (y < height - 2 ? 1 : -1);
 588         line_copy8(p4, src, width, 2);
 589
 590         for (x = 0; x < width; x++) {
 591             int sum = 0;
 592
 593             for (i = 0; i < 25; i++) {
 594                 sum += *(array[i] + x) * matrix[i];
 595             }
 596             sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 597             dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 598         }
 599
 600         p0 = p1;
 601         p1 = p2;
 602         p2 = p3;
 603         p3 = p4;
 604         p4 = (p4 == end) ? orig: p4 + bstride;
 605         dst += out->linesize[plane];
 606     }
 607
 608     return 0;
 609 }
 610
 611 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 612 {
 613     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 614     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 615     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 616     int p;
 617
 618     s->depth = desc->comp[0].depth;
 619
 620     s->planewidth[1] = s->planewidth[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
 621     s->planewidth[0] = s->planewidth[3] = inlink->w;
 622     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
 623     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
 624
 625     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
 626     s->nb_threads = ff_filter_get_nb_threads(ctx);
 627     s->bptrs = av_calloc(s->nb_threads, sizeof(*s->bptrs));
 628     if (!s->bptrs)
 629         return AVERROR(ENOMEM);
 630
 631     s->bstride = s->planewidth[0] + 32;
 632     s->bpc = (s->depth + 7) / 8;
 633     s->buffer = av_malloc_array(5 * s->bstride * s->nb_threads, s->bpc);
 634     if (!s->buffer)
 635         return AVERROR(ENOMEM);
 636
 637     for (p = 0; p < s->nb_threads; p++) {
 638         s->bptrs[p] = s->buffer + 5 * s->bstride * s->bpc * p;
 639     }
 640
 641     if (!strcmp(ctx->filter->name, "convolution")) {
 642         if (s->depth > 8) {
 643             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 644                 if (s->size[p] == 3)
 645                     s->filter[p] = filter16_3x3;
 646                 else if (s->size[p] == 5)
 647                     s->filter[p] = filter16_5x5;
 648             }
 649         }
 650     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "prewitt")) {
 651         if (s->depth > 8)
 652             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 653                 s->filter[p] = filter16_prewitt;
 654     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "sobel")) {
 655         if (s->depth > 8)
 656             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 657                 s->filter[p] = filter16_sobel;
 658     }
 659
 660     return 0;
 661 }
 662
 663 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 664 {
 665     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 666     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 667     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 668     AVFrame *out;
 669     int plane;
 670
 671     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 672     if (!out) {
 673         av_frame_free(&in);
 674         return AVERROR(ENOMEM);
 675     }
 676     av_frame_copy_props(out, in);
 677
 678     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 679         ThreadData td;
 680
 681         if (s->copy[plane]) {
 682             av_image_copy_plane(out->data[plane], out->linesize[plane],
 683                                 in->data[plane], in->linesize[plane],
 684                                 s->planewidth[plane] * s->bpc,
 685                                 s->planeheight[plane]);
 686             continue;
 687         }
 688
 689         td.in = in;
 690         td.out = out;
 691         td.plane = plane;
 692         ctx->internal->execute(ctx, s->filter[plane], &td, NULL, FFMIN(s->planeheight[plane], s->nb_threads));
 693     }
 694
 695     av_frame_free(&in);
 696     return ff_filter_frame(outlink, out);
 697 }
 698
 699 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 700 {
 701     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 702     int i;
 703
 704     if (!strcmp(ctx->filter->name, "convolution")) {
 705         for (i = 0; i < 4; i++) {
 706             int *matrix = (int *)s->matrix[i];
 707             char *p, *arg, *saveptr = NULL;
 708
 709             p = s->matrix_str[i];
 710             while (s->matrix_length[i] < 25) {
 711                 if (!(arg = av_strtok(p, " ", &saveptr)))
 712                     break;
 713
 714                 p = NULL;
 715                 sscanf(arg, "%d", &matrix[s->matrix_length[i]]);
 716                 s->matrix_length[i]++;
 717             }
 718
 719             if (s->matrix_length[i] == 9) {
 720                 s->size[i] = 3;
 721                 if (!memcmp(matrix, same3x3, sizeof(same3x3)))
 722                     s->copy[i] = 1;
 723                 else
 724                     s->filter[i] = filter_3x3;
 725             } else if (s->matrix_length[i] == 25) {
 726                 s->size[i] = 5;
 727                 if (!memcmp(matrix, same5x5, sizeof(same5x5)))
 728                     s->copy[i] = 1;
 729                 else
 730                     s->filter[i] = filter_5x5;
 731             } else {
 732                 return AVERROR(EINVAL);
 733             }
 734         }
 735     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "prewitt")) {
 736         for (i = 0; i < 4; i++) {
 737             if ((1 << i) & s->planes)
 738                 s->filter[i] = filter_prewitt;
 739             else
 740                 s->copy[i] = 1;
 741         }
 742     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "sobel")) {
 743         for (i = 0; i < 4; i++) {
 744             if ((1 << i) & s->planes)
 745                 s->filter[i] = filter_sobel;
 746             else
 747                 s->copy[i] = 1;
 748         }
 749     }
 750
 751     return 0;
 752 }
 753
 754 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 755 {
 756     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 757
 758     av_freep(&s->bptrs);
 759     av_freep(&s->buffer);
 760 }
 761
 762 static const AVFilterPad convolution_inputs[] = {
 763     {
 764         .name         = "default",
 765         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 766         .config_props = config_input,
 767         .filter_frame = filter_frame,
 768     },
 769     { NULL }
 770 };
 771
 772 static const AVFilterPad convolution_outputs[] = {
 773     {
 774         .name = "default",
 775         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 776     },
 777     { NULL }
 778 };
 779
 780 #if CONFIG_CONVOLUTION_FILTER
 781
 782 AVFilter ff_vf_convolution = {
 783     .name          = "convolution",
 784     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply convolution filter."),
 785     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 786     .priv_class    = &convolution_class,
 787     .init          = init,
 788     .uninit        = uninit,
 789     .query_formats = query_formats,
 790     .inputs        = convolution_inputs,
 791     .outputs       = convolution_outputs,
 792     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 793 };
 794
 795 #endif /* CONFIG_CONVOLUTION_FILTER */
 796
 797 #if CONFIG_PREWITT_FILTER
 798
 799 static const AVOption prewitt_options[] = {
 800     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
 801     { "scale",  "set scale",            OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0,  65535, FLAGS},
 802     { "delta",  "set delta",            OFFSET(delta), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, -65535, 65535, FLAGS},
 803     { NULL }
 804 };
 805
 806 AVFILTER_DEFINE_CLASS(prewitt);
 807
 808 AVFilter ff_vf_prewitt = {
 809     .name          = "prewitt",
 810     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply prewitt operator."),
 811     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 812     .priv_class    = &prewitt_class,
 813     .init          = init,
 814     .uninit        = uninit,
 815     .query_formats = query_formats,
 816     .inputs        = convolution_inputs,
 817     .outputs       = convolution_outputs,
 818     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 819 };
 820
 821 #endif /* CONFIG_PREWITT_FILTER */
 822
 823 #if CONFIG_SOBEL_FILTER
 824
 825 static const AVOption sobel_options[] = {
 826     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
 827     { "scale",  "set scale",            OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0,  65535, FLAGS},
 828     { "delta",  "set delta",            OFFSET(delta), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, -65535, 65535, FLAGS},
 829     { NULL }
 830 };
 831
 832 AVFILTER_DEFINE_CLASS(sobel);
 833
 834 AVFilter ff_vf_sobel = {
 835     .name          = "sobel",
 836     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply sobel operator."),
 837     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 838     .priv_class    = &sobel_class,
 839     .init          = init,
 840     .uninit        = uninit,
 841     .query_formats = query_formats,
 842     .inputs        = convolution_inputs,
 843     .outputs       = convolution_outputs,
 844     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 845 };
 846
 847 #endif /* CONFIG_SOBEL_FILTER */