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/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
  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_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
  95         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
  96         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
  97         AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GBRAP10, AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
  98         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9, AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
  99         AV_PIX_FMT_NONE
 100     };
 101
 102     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 103 }
 104
 105 typedef struct ThreadData {
 106     AVFrame *in, *out;
 107 } ThreadData;
 108
 109 static void filter16_prewitt(uint8_t *dstp, int width,
 110                              float scale, float delta, const int *const matrix,
 111                              const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 112                              int dstride, int stride)
 113 {
 114     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 115     int x;
 116
 117     for (x = 0; x < width; x++) {
 118         int suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * -1 +
 119                    AV_RN16A(&c[6][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[7][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
 120         int sumb = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -1 +
 121                    AV_RN16A(&c[5][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
 122
 123         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
 124     }
 125 }
 126
 127 static void filter16_roberts(uint8_t *dstp, int width,
 128                              float scale, float delta, const int *const matrix,
 129                              const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 130                              int dstride, int stride)
 131 {
 132     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 133     int x;
 134
 135     for (x = 0; x < width; x++) {
 136         int suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -1;
 137         int sumb = AV_RN16A(&c[4][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -1;
 138
 139         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
 140     }
 141 }
 142
 143 static void filter16_sobel(uint8_t *dstp, int width,
 144                            float scale, float delta, const int *const matrix,
 145                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 146                            int dstride, int stride)
 147 {
 148     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 149     int x;
 150
 151     for (x = 0; x < width; x++) {
 152         int suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -2 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * -1 +
 153                    AV_RN16A(&c[6][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[7][2 * x]) *  2 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
 154         int sumb = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -2 +
 155                    AV_RN16A(&c[5][2 * x]) *  2 + AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
 156
 157         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
 158     }
 159 }
 160
 161 static void filter_prewitt(uint8_t *dst, int width,
 162                            float scale, float delta, const int *const matrix,
 163                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 164                            int dstride, int stride)
 165 {
 166     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
 167     const uint8_t *c3 = c[3], *c5 = c[5];
 168     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
 169     int x;
 170
 171     for (x = 0; x < width; x++) {
 172         int suma = c0[x] * -1 + c1[x] * -1 + c2[x] * -1 +
 173                    c6[x] *  1 + c7[x] *  1 + c8[x] *  1;
 174         int sumb = c0[x] * -1 + c2[x] *  1 + c3[x] * -1 +
 175                    c5[x] *  1 + c6[x] * -1 + c8[x] *  1;
 176
 177         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
 178     }
 179 }
 180
 181 static void filter_roberts(uint8_t *dst, int width,
 182                            float scale, float delta, const int *const matrix,
 183                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 184                            int dstride, int stride)
 185 {
 186     int x;
 187
 188     for (x = 0; x < width; x++) {
 189         int suma = c[0][x] *  1 + c[1][x] * -1;
 190         int sumb = c[4][x] *  1 + c[3][x] * -1;
 191
 192         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
 193     }
 194 }
 195
 196 static void filter_sobel(uint8_t *dst, int width,
 197                          float scale, float delta, const int *const matrix,
 198                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 199                          int dstride, int stride)
 200 {
 201     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
 202     const uint8_t *c3 = c[3], *c5 = c[5];
 203     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
 204     int x;
 205
 206     for (x = 0; x < width; x++) {
 207         int suma = c0[x] * -1 + c1[x] * -2 + c2[x] * -1 +
 208                    c6[x] *  1 + c7[x] *  2 + c8[x] *  1;
 209         int sumb = c0[x] * -1 + c2[x] *  1 + c3[x] * -2 +
 210                    c5[x] *  2 + c6[x] * -1 + c8[x] *  1;
 211
 212         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
 213     }
 214 }
 215
 216 static void filter16_3x3(uint8_t *dstp, int width,
 217                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 218                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 219                          int dstride, int stride)
 220 {
 221     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 222     int x;
 223
 224     for (x = 0; x < width; x++) {
 225         int sum = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * matrix[0] +
 226                   AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * matrix[1] +
 227                   AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * matrix[2] +
 228                   AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * matrix[3] +
 229                   AV_RN16A(&c[4][2 * x]) * matrix[4] +
 230                   AV_RN16A(&c[5][2 * x]) * matrix[5] +
 231                   AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * matrix[6] +
 232                   AV_RN16A(&c[7][2 * x]) * matrix[7] +
 233                   AV_RN16A(&c[8][2 * x]) * matrix[8];
 234         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 235         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 236     }
 237 }
 238
 239 static void filter16_5x5(uint8_t *dstp, int width,
 240                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 241                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 242                          int dstride, int stride)
 243 {
 244     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 245     int x;
 246
 247     for (x = 0; x < width; x++) {
 248         int i, sum = 0;
 249
 250         for (i = 0; i < 25; i++)
 251             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
 252
 253         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 254         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 255     }
 256 }
 257
 258 static void filter16_7x7(uint8_t *dstp, int width,
 259                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 260                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 261                          int dstride, int stride)
 262 {
 263     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 264     int x;
 265
 266     for (x = 0; x < width; x++) {
 267         int i, sum = 0;
 268
 269         for (i = 0; i < 49; i++)
 270             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
 271
 272         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 273         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 274     }
 275 }
 276
 277 static void filter16_row(uint8_t *dstp, int width,
 278                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 279                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 280                          int dstride, int stride)
 281 {
 282     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 283     int x;
 284
 285     for (x = 0; x < width; x++) {
 286         int i, sum = 0;
 287
 288         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
 289             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
 290
 291         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 292         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 293     }
 294 }
 295
 296 static void filter16_column(uint8_t *dstp, int height,
 297                             float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 298                             const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 299                             int dstride, int stride)
 300 {
 301     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 302     int y;
 303
 304     for (y = 0; y < height; y++) {
 305         int i, sum = 0;
 306
 307         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
 308             sum += AV_RN16A(&c[i][0 + y * stride]) * matrix[i];
 309
 310         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 311         dst[0] = av_clip(sum, 0, peak);
 312         dst += dstride / 2;
 313     }
 314 }
 315
 316 static void filter_7x7(uint8_t *dst, int width,
 317                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 318                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 319                        int dstride, int stride)
 320 {
 321     int x;
 322
 323     for (x = 0; x < width; x++) {
 324         int i, sum = 0;
 325
 326         for (i = 0; i < 49; i++)
 327             sum += c[i][x] * matrix[i];
 328
 329         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 330         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 331     }
 332 }
 333
 334 static void filter_5x5(uint8_t *dst, int width,
 335                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 336                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 337                        int dstride, int stride)
 338 {
 339     int x;
 340
 341     for (x = 0; x < width; x++) {
 342         int i, sum = 0;
 343
 344         for (i = 0; i < 25; i++)
 345             sum += c[i][x] * matrix[i];
 346
 347         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 348         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 349     }
 350 }
 351
 352 static void filter_3x3(uint8_t *dst, int width,
 353                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 354                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 355                        int dstride, int stride)
 356 {
 357     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
 358     const uint8_t *c3 = c[3], *c4 = c[4], *c5 = c[5];
 359     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
 360     int x;
 361
 362     for (x = 0; x < width; x++) {
 363         int sum = c0[x] * matrix[0] + c1[x] * matrix[1] + c2[x] * matrix[2] +
 364                   c3[x] * matrix[3] + c4[x] * matrix[4] + c5[x] * matrix[5] +
 365                   c6[x] * matrix[6] + c7[x] * matrix[7] + c8[x] * matrix[8];
 366         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 367         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 368     }
 369 }
 370
 371 static void filter_row(uint8_t *dst, int width,
 372                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 373                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 374                        int dstride, int stride)
 375 {
 376     int x;
 377
 378     for (x = 0; x < width; x++) {
 379         int i, sum = 0;
 380
 381         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
 382             sum += c[i][x] * matrix[i];
 383
 384         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 385         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 386     }
 387 }
 388
 389 static void filter_column(uint8_t *dst, int height,
 390                           float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 391                           const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 392                           int dstride, int stride)
 393 {
 394     int y;
 395
 396     for (y = 0; y < height; y++) {
 397         int i, sum = 0;
 398
 399         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
 400             sum += c[i][0 + y * stride] * matrix[i];
 401
 402         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 403         dst[0] = av_clip_uint8(sum);
 404         dst += dstride;
 405     }
 406 }
 407
 408 static void setup_3x3(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 409                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
 410 {
 411     int i;
 412
 413     for (i = 0; i < 9; i++) {
 414         int xoff = FFABS(x + ((i % 3) - 1));
 415         int yoff = FFABS(y + (i / 3) - 1);
 416
 417         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
 418         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
 419
 420         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
 421     }
 422 }
 423
 424 static void setup_5x5(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 425                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
 426 {
 427     int i;
 428
 429     for (i = 0; i < 25; i++) {
 430         int xoff = FFABS(x + ((i % 5) - 2));
 431         int yoff = FFABS(y + (i / 5) - 2);
 432
 433         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
 434         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
 435
 436         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
 437     }
 438 }
 439
 440 static void setup_7x7(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 441                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
 442 {
 443     int i;
 444
 445     for (i = 0; i < 49; i++) {
 446         int xoff = FFABS(x + ((i % 7) - 3));
 447         int yoff = FFABS(y + (i / 7) - 3);
 448
 449         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
 450         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
 451
 452         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
 453     }
 454 }
 455
 456 static void setup_row(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 457                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
 458 {
 459     int i;
 460
 461     for (i = 0; i < radius * 2 + 1; i++) {
 462         int xoff = FFABS(x + i - radius);
 463
 464         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
 465
 466         c[i] = src + xoff * bpc + y * stride;
 467     }
 468 }
 469
 470 static void setup_column(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 471                          int x, int w, int y, int h, int bpc)
 472 {
 473     int i;
 474
 475     for (i = 0; i < radius * 2 + 1; i++) {
 476         int xoff = FFABS(x + i - radius);
 477
 478         xoff = xoff >= h ? 2 * h - 1 - xoff : xoff;
 479
 480         c[i] = src + y * bpc + xoff * stride;
 481     }
 482 }
 483
 484 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 485 {
 486     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 487     ThreadData *td = arg;
 488     AVFrame *in = td->in;
 489     AVFrame *out = td->out;
 490     int plane;
 491
 492     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 493         const int mode = s->mode[plane];
 494         const int bpc = s->bpc;
 495         const int radius = s->size[plane] / 2;
 496         const int height = s->planeheight[plane];
 497         const int width  = s->planewidth[plane];
 498         const int stride = in->linesize[plane];
 499         const int dstride = out->linesize[plane];
 500         const int sizeh = mode == MATRIX_COLUMN ? width : height;
 501         const int sizew = mode == MATRIX_COLUMN ? height : width;
 502         const int slice_start = (sizeh * jobnr) / nb_jobs;
 503         const int slice_end = (sizeh * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 504         const float rdiv = s->rdiv[plane];
 505         const float bias = s->bias[plane];
 506         const uint8_t *src = in->data[plane];
 507         const int dst_pos = slice_start * (mode == MATRIX_COLUMN ? bpc : dstride);
 508         uint8_t *dst = out->data[plane] + dst_pos;
 509         const int *matrix = s->matrix[plane];
 510         const uint8_t *c[49];
 511         int y, x;
 512
 513         if (s->copy[plane]) {
 514             if (mode == MATRIX_COLUMN)
 515                 av_image_copy_plane(dst, dstride, src + slice_start * bpc, stride,
 516                                     (slice_end - slice_start) * bpc, height);
 517             else
 518                 av_image_copy_plane(dst, dstride, src + slice_start * stride, stride,
 519                                     width * bpc, slice_end - slice_start);
 520             continue;
 521         }
 522
 523         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 524             const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : radius * bpc;
 525             const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? radius * stride : 0;
 526
 527             for (x = 0; x < radius; x++) {
 528                 const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : x * bpc;
 529                 const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? x * stride : 0;
 530
 531                 s->setup[plane](radius, c, src, stride, x, width, y, height, bpc);
 532                 s->filter[plane](dst + yoff + xoff, 1, rdiv,
 533                                  bias, matrix, c, s->max, radius,
 534                                  dstride, stride);
 535             }
 536             s->setup[plane](radius, c, src, stride, radius, width, y, height, bpc);
 537             s->filter[plane](dst + yoff + xoff, sizew - 2 * radius,
 538                              rdiv, bias, matrix, c, s->max, radius,
 539                              dstride, stride);
 540             for (x = sizew - radius; x < sizew; x++) {
 541                 const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : x * bpc;
 542                 const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? x * stride : 0;
 543
 544                 s->setup[plane](radius, c, src, stride, x, width, y, height, bpc);
 545                 s->filter[plane](dst + yoff + xoff, 1, rdiv,
 546                                  bias, matrix, c, s->max, radius,
 547                                  dstride, stride);
 548             }
 549             if (mode != MATRIX_COLUMN)
 550                 dst += dstride;
 551         }
 552     }
 553
 554     return 0;
 555 }
 556
 557 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 558 {
 559     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 560     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 561     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 562     int p;
 563
 564     s->depth = desc->comp[0].depth;
 565     s->max = (1 << s->depth) - 1;
 566
 567     s->planewidth[1] = s->planewidth[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
 568     s->planewidth[0] = s->planewidth[3] = inlink->w;
 569     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
 570     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
 571
 572     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
 573     s->nb_threads = ff_filter_get_nb_threads(ctx);
 574     s->bpc = (s->depth + 7) / 8;
 575
 576     if (!strcmp(ctx->filter->name, "convolution")) {
 577         if (s->depth > 8) {
 578             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 579                 if (s->mode[p] == MATRIX_ROW)
 580                     s->filter[p] = filter16_row;
 581                 else if (s->mode[p] == MATRIX_COLUMN)
 582                     s->filter[p] = filter16_column;
 583                 else if (s->size[p] == 3)
 584                     s->filter[p] = filter16_3x3;
 585                 else if (s->size[p] == 5)
 586                     s->filter[p] = filter16_5x5;
 587                 else if (s->size[p] == 7)
 588                     s->filter[p] = filter16_7x7;
 589             }
 590         }
 591 #if CONFIG_CONVOLUTION_FILTER && ARCH_X86_64
 592         ff_convolution_init_x86(s);
 593 #endif
 594     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "prewitt")) {
 595         if (s->depth > 8)
 596             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 597                 s->filter[p] = filter16_prewitt;
 598     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "roberts")) {
 599         if (s->depth > 8)
 600             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 601                 s->filter[p] = filter16_roberts;
 602     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "sobel")) {
 603         if (s->depth > 8)
 604             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 605                 s->filter[p] = filter16_sobel;
 606     }
 607
 608     return 0;
 609 }
 610
 611 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 612 {
 613     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 614     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 615     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 616     AVFrame *out;
 617     ThreadData td;
 618
 619     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 620     if (!out) {
 621         av_frame_free(&in);
 622         return AVERROR(ENOMEM);
 623     }
 624     av_frame_copy_props(out, in);
 625
 626     td.in = in;
 627     td.out = out;
 628     ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN3(s->planeheight[1], s->planewidth[1], s->nb_threads));
 629
 630     av_frame_free(&in);
 631     return ff_filter_frame(outlink, out);
 632 }
 633
 634 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 635 {
 636     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 637     int i;
 638
 639     if (!strcmp(ctx->filter->name, "convolution")) {
 640         for (i = 0; i < 4; i++) {
 641             int *matrix = (int *)s->matrix[i];
 642             char *p, *arg, *saveptr = NULL;
 643             float sum = 0;
 644
 645             p = s->matrix_str[i];
 646             while (s->matrix_length[i] < 49) {
 647                 if (!(arg = av_strtok(p, " ", &saveptr)))
 648                     break;
 649
 650                 p = NULL;
 651                 sscanf(arg, "%d", &matrix[s->matrix_length[i]]);
 652                 sum += matrix[s->matrix_length[i]];
 653                 s->matrix_length[i]++;
 654             }
 655
 656             if (!(s->matrix_length[i] & 1)) {
 657                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "number of matrix elements must be odd\n");
 658                 return AVERROR(EINVAL);
 659             }
 660             if (s->mode[i] == MATRIX_ROW) {
 661                 s->filter[i] = filter_row;
 662                 s->setup[i] = setup_row;
 663                 s->size[i] = s->matrix_length[i];
 664             } else if (s->mode[i] == MATRIX_COLUMN) {
 665                 s->filter[i] = filter_column;
 666                 s->setup[i] = setup_column;
 667                 s->size[i] = s->matrix_length[i];
 668             } else if (s->matrix_length[i] == 9) {
 669                 s->size[i] = 3;
 670                 if (!memcmp(matrix, same3x3, sizeof(same3x3)))
 671                     s->copy[i] = 1;
 672                 else
 673                     s->filter[i] = filter_3x3;
 674                 s->setup[i] = setup_3x3;
 675             } else if (s->matrix_length[i] == 25) {
 676                 s->size[i] = 5;
 677                 if (!memcmp(matrix, same5x5, sizeof(same5x5)))
 678                     s->copy[i] = 1;
 679                 else
 680                     s->filter[i] = filter_5x5;
 681                 s->setup[i] = setup_5x5;
 682             } else if (s->matrix_length[i] == 49) {
 683                 s->size[i] = 7;
 684                 if (!memcmp(matrix, same7x7, sizeof(same7x7)))
 685                     s->copy[i] = 1;
 686                 else
 687                     s->filter[i] = filter_7x7;
 688                 s->setup[i] = setup_7x7;
 689             } else {
 690                 return AVERROR(EINVAL);
 691             }
 692
 693             if (sum == 0)
 694                 sum = 1;
 695             if (s->rdiv[i] == 0)
 696                 s->rdiv[i] = 1. / sum;
 697
 698             if (s->copy[i] && (s->rdiv[i] != 1. || s->bias[i] != 0.))
 699                 s->copy[i] = 0;
 700         }
 701     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "prewitt")) {
 702         for (i = 0; i < 4; i++) {
 703             if ((1 << i) & s->planes)
 704                 s->filter[i] = filter_prewitt;
 705             else
 706                 s->copy[i] = 1;
 707             s->size[i] = 3;
 708             s->setup[i] = setup_3x3;
 709             s->rdiv[i] = s->scale;
 710             s->bias[i] = s->delta;
 711         }
 712     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "roberts")) {
 713         for (i = 0; i < 4; i++) {
 714             if ((1 << i) & s->planes)
 715                 s->filter[i] = filter_roberts;
 716             else
 717                 s->copy[i] = 1;
 718             s->size[i] = 3;
 719             s->setup[i] = setup_3x3;
 720             s->rdiv[i] = s->scale;
 721             s->bias[i] = s->delta;
 722         }
 723     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "sobel")) {
 724         for (i = 0; i < 4; i++) {
 725             if ((1 << i) & s->planes)
 726                 s->filter[i] = filter_sobel;
 727             else
 728                 s->copy[i] = 1;
 729             s->size[i] = 3;
 730             s->setup[i] = setup_3x3;
 731             s->rdiv[i] = s->scale;
 732             s->bias[i] = s->delta;
 733         }
 734     }
 735
 736     return 0;
 737 }
 738
 739 static const AVFilterPad convolution_inputs[] = {
 740     {
 741         .name         = "default",
 742         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 743         .config_props = config_input,
 744         .filter_frame = filter_frame,
 745     },
 746     { NULL }
 747 };
 748
 749 static const AVFilterPad convolution_outputs[] = {
 750     {
 751         .name = "default",
 752         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 753     },
 754     { NULL }
 755 };
 756
 757 #if CONFIG_CONVOLUTION_FILTER
 758
 759 AVFilter ff_vf_convolution = {
 760     .name          = "convolution",
 761     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply convolution filter."),
 762     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 763     .priv_class    = &convolution_class,
 764     .init          = init,
 765     .query_formats = query_formats,
 766     .inputs        = convolution_inputs,
 767     .outputs       = convolution_outputs,
 768     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 769 };
 770
 771 #endif /* CONFIG_CONVOLUTION_FILTER */
 772
 773 #if CONFIG_PREWITT_FILTER
 774
 775 static const AVOption prewitt_options[] = {
 776     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
 777     { "scale",  "set scale",            OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0,  65535, FLAGS},
 778     { "delta",  "set delta",            OFFSET(delta), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, -65535, 65535, FLAGS},
 779     { NULL }
 780 };
 781
 782 AVFILTER_DEFINE_CLASS(prewitt);
 783
 784 AVFilter ff_vf_prewitt = {
 785     .name          = "prewitt",
 786     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply prewitt operator."),
 787     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 788     .priv_class    = &prewitt_class,
 789     .init          = init,
 790     .query_formats = query_formats,
 791     .inputs        = convolution_inputs,
 792     .outputs       = convolution_outputs,
 793     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 794 };
 795
 796 #endif /* CONFIG_PREWITT_FILTER */
 797
 798 #if CONFIG_SOBEL_FILTER
 799
 800 static const AVOption sobel_options[] = {
 801     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
 802     { "scale",  "set scale",            OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0,  65535, FLAGS},
 803     { "delta",  "set delta",            OFFSET(delta), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, -65535, 65535, FLAGS},
 804     { NULL }
 805 };
 806
 807 AVFILTER_DEFINE_CLASS(sobel);
 808
 809 AVFilter ff_vf_sobel = {
 810     .name          = "sobel",
 811     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply sobel operator."),
 812     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 813     .priv_class    = &sobel_class,
 814     .init          = init,
 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_SOBEL_FILTER */
 822
 823 #if CONFIG_ROBERTS_FILTER
 824
 825 static const AVOption roberts_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(roberts);
 833
 834 AVFilter ff_vf_roberts = {
 835     .name          = "roberts",
 836     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply roberts cross operator."),
 837     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 838     .priv_class    = &roberts_class,
 839     .init          = init,
 840     .query_formats = query_formats,
 841     .inputs        = convolution_inputs,
 842     .outputs       = convolution_outputs,
 843     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 844 };
 845
 846 #endif /* CONFIG_ROBERTS_FILTER */