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

   1 /*
   2  * Original MPlayer filters by Richard Felker, Hampa Hug, Daniel Moreno,
   3  * and Michael Niedermeyer.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2014 James Darnley <james.darnley@gmail.com>
   6  * Copyright (c) 2015 Arwa Arif <arwaarif1994@gmail.com>
   7  *
   8  * This file is part of FFmpeg.
   9  *
  10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  21  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  22  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  23  */
  24
  25 /**
  26  * @file
  27  * very simple video equalizer
  28  */
  29
  30 /**
  31  * TODO:
  32  * - Add support to process_command
  33  */
  34
  35 #include "libavfilter/internal.h"
  36 #include "libavutil/common.h"
  37 #include "libavutil/imgutils.h"
  38 #include "libavutil/opt.h"
  39 #include "libavutil/pixdesc.h"
  40 #include "vf_eq.h"
  41
  42 static void create_lut(EQParameters *param)
  43 {
  44     int i;
  45     double   g  = 1.0 / param->gamma;
  46     double   lw = 1.0 - param->gamma_weight;
  47
  48     for (i = 0; i < 256; i++) {
  49         double v = i / 255.0;
  50         v = param->contrast * (v - 0.5) + 0.5 + param->brightness;
  51
  52         if (v <= 0.0) {
  53             param->lut[i] = 0;
  54         } else {
  55             v = v * lw + pow(v, g) * param->gamma_weight;
  56
  57             if (v >= 1.0)
  58                 param->lut[i] = 255;
  59             else
  60                 param->lut[i] = 256.0 * v;
  61         }
  62     }
  63
  64     param->lut_clean = 1;
  65 }
  66
  67 static void apply_lut(EQParameters *param, uint8_t *dst, int dst_stride,
  68                       const uint8_t *src, int src_stride, int w, int h)
  69 {
  70     int x, y;
  71
  72     if (!param->lut_clean)
  73         create_lut(param);
  74
  75     for (y = 0; y < h; y++) {
  76         for (x = 0; x < w; x++) {
  77             dst[y * dst_stride + x] = param->lut[src[y * src_stride + x]];
  78         }
  79     }
  80 }
  81
  82 static void process_c(EQParameters *param, uint8_t *dst, int dst_stride,
  83                       const uint8_t *src, int src_stride, int w, int h)
  84 {
  85     int x, y, pel;
  86
  87     int contrast = (int) (param->contrast * 256 * 16);
  88     int brightness = ((int) (100.0 * param->brightness + 100.0) * 511) / 200 - 128 - contrast / 32;
  89
  90     for (y = 0; y < h; y++) {
  91         for (x = 0; x < w; x++) {
  92             pel = ((src[y * src_stride + x] * contrast) >> 12) + brightness;
  93
  94             if (pel & ~255)
  95                 pel = (-pel) >> 31;
  96
  97             dst[y * dst_stride + x] = pel;
  98         }
  99     }
 100 }
 101
 102 static void check_values(EQParameters *param, EQContext *eq)
 103 {
 104     if (param->contrast == 1.0 && param->brightness == 0.0 && param->gamma == 1.0)
 105         param->adjust = NULL;
 106     else if (param->gamma == 1.0)
 107         param->adjust = eq->process;
 108     else
 109         param->adjust = apply_lut;
 110 }
 111
 112 static void set_contrast(EQContext *eq)
 113 {
 114     eq->param[0].contrast = eq->contrast;
 115     eq->param[0].lut_clean = 0;
 116     check_values(&eq->param[0], eq);
 117 }
 118
 119 static void set_brightness(EQContext *eq)
 120 {
 121     eq->param[0].brightness = eq->brightness;
 122     eq->param[0].lut_clean = 0;
 123     check_values(&eq->param[0], eq);
 124 }
 125
 126 static void set_gamma(EQContext *eq)
 127 {
 128     int i;
 129     eq->param[0].gamma = eq->gamma * eq->gamma_g;
 130     eq->param[1].gamma = sqrt(eq->gamma_b / eq->gamma_g);
 131     eq->param[2].gamma = sqrt(eq->gamma_r / eq->gamma_g);
 132
 133     for (i = 0; i < 3; i++) {
 134         eq->param[i].gamma_weight = eq->gamma_weight;
 135         eq->param[i].lut_clean = 0;
 136         check_values(&eq->param[i], eq);
 137     }
 138 }
 139
 140 static void set_saturation(EQContext *eq)
 141 {
 142     int i;
 143     for (i = 1; i < 3; i++) {
 144         eq->param[i].contrast = eq->saturation;
 145         eq->param[i].lut_clean = 0;
 146         check_values(&eq->param[i], eq);
 147     }
 148 }
 149
 150 static int initialize(AVFilterContext *ctx)
 151 {
 152     EQContext *eq = ctx->priv;
 153
 154     eq->process = process_c;
 155
 156     if (ARCH_X86)
 157         ff_eq_init_x86(eq);
 158
 159     set_gamma(eq);
 160     set_contrast(eq);
 161     set_brightness(eq);
 162     set_saturation(eq);
 163
 164     return 0;
 165 }
 166
 167 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 168 {
 169     static const enum AVPixelFormat pixel_fmts_eq[] = {
 170         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 171         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 172         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 173         AV_PIX_FMT_YUV420P,
 174         AV_PIX_FMT_YUV422P,
 175         AV_PIX_FMT_YUV444P,
 176         AV_PIX_FMT_NONE
 177     };
 178
 179     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pixel_fmts_eq));
 180
 181     return 0;
 182 }
 183
 184 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 185 {
 186     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 187     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 188     EQContext *eq = ctx->priv;
 189     AVFrame *out;
 190     const AVPixFmtDescriptor *desc;
 191     int i;
 192
 193     out = ff_get_video_buffer(outlink, inlink->w, inlink->h);
 194     if (!out)
 195         return AVERROR(ENOMEM);
 196
 197     av_frame_copy_props(out, in);
 198     desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 199
 200     for (i = 0; i < desc->nb_components; i++) {
 201         int w = inlink->w;
 202         int h = inlink->h;
 203
 204         if (i == 1 || i == 2) {
 205             w = FF_CEIL_RSHIFT(w, desc->log2_chroma_w);
 206             h = FF_CEIL_RSHIFT(h, desc->log2_chroma_h);
 207         }
 208
 209         if (eq->param[i].adjust)
 210             eq->param[i].adjust(&eq->param[i], out->data[i], out->linesize[i],
 211                                  in->data[i], in->linesize[i], w, h);
 212         else
 213             av_image_copy_plane(out->data[i], out->linesize[i],
 214                                 in->data[i], in->linesize[i], w, h);
 215     }
 216
 217     av_frame_free(&in);
 218     return ff_filter_frame(outlink, out);
 219 }
 220 static const AVFilterPad eq_inputs[] = {
 221     {
 222         .name = "default",
 223         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 224         .filter_frame = filter_frame,
 225     },
 226     { NULL }
 227 };
 228
 229 static const AVFilterPad eq_outputs[] = {
 230     {
 231         .name = "default",
 232         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 233     },
 234     { NULL }
 235 };
 236
 237 #define OFFSET(x) offsetof(EQContext, x)
 238 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 239
 240 static const AVOption eq_options[] = {
 241     { "contrast",     "set the contrast adjustment, negative values give a negative image",
 242         OFFSET(contrast),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 1.0}, -2.0, 2.0, FLAGS },
 243     { "brightness",   "set the brightness adjustment",
 244         OFFSET(brightness),   AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 0.0}, -1.0, 1.0, FLAGS },
 245     { "saturation",   "set the saturation adjustment",
 246         OFFSET(saturation),   AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 1.0},  0.0, 3.0, FLAGS },
 247     { "gamma",        "set the initial gamma value",
 248         OFFSET(gamma),        AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 1.0},  0.1, 10.0, FLAGS },
 249     { "gamma_r",      "gamma value for red",
 250         OFFSET(gamma_r),      AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 1.0},  0.1, 10.0, FLAGS },
 251     { "gamma_g",      "gamma value for green",
 252         OFFSET(gamma_g),      AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 1.0},  0.1, 10.0, FLAGS },
 253     { "gamma_b",      "gamma value for blue",
 254         OFFSET(gamma_b),      AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 1.0},  0.1, 10.0, FLAGS },
 255     { "gamma_weight", "set the gamma weight which reduces the effect of gamma on bright areas",
 256         OFFSET(gamma_weight), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 1.0},  0.0, 1.0, FLAGS },
 257     { NULL }
 258 };
 259
 260 AVFILTER_DEFINE_CLASS(eq);
 261
 262 AVFilter ff_vf_eq = {
 263     .name          = "eq",
 264     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust brightness, contrast, gamma, and saturation."),
 265     .priv_size     = sizeof(EQContext),
 266     .priv_class    = &eq_class,
 267     .inputs        = eq_inputs,
 268     .outputs       = eq_outputs,
 269     .query_formats = query_formats,
 270     .init          = initialize,
 271 };