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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "libavutil/cpu.h"
  22 #include "libavutil/common.h"
  23 #include "libavutil/pixdesc.h"
  24 #include "avfilter.h"
  25 #include "internal.h"
  26
  27 #undef NDEBUG
  28 #include <assert.h>
  29
  30 #define HIST_SIZE 4
  31
  32 typedef enum {
  33     TFF,
  34     BFF,
  35     PROGRSSIVE,
  36     UNDETERMINED,
  37 } Type;
  38
  39 typedef struct {
  40     float interlace_threshold;
  41     float progressive_threshold;
  42
  43     Type last_type;
  44     Type prestat[4];
  45     Type poststat[4];
  46
  47     uint8_t history[HIST_SIZE];
  48
  49     AVFilterBufferRef *cur;
  50     AVFilterBufferRef *next;
  51     AVFilterBufferRef *prev;
  52     int (*filter_line)(const uint8_t *prev, const uint8_t *cur, const uint8_t *next, int w);
  53
  54     const AVPixFmtDescriptor *csp;
  55 } IDETContext;
  56
  57 static const char *type2str(Type type)
  58 {
  59     switch(type) {
  60         case TFF         : return "Top Field First   ";
  61         case BFF         : return "Bottom Field First";
  62         case PROGRSSIVE  : return "Progressive       ";
  63         case UNDETERMINED: return "Undetermined      ";
  64     }
  65     return NULL;
  66 }
  67
  68 static int filter_line_c(const uint8_t *a, const uint8_t *b, const uint8_t *c, int w)
  69 {
  70     int x;
  71     int ret=0;
  72
  73     for(x=0; x<w; x++){
  74         ret += FFABS((*a++ + *c++) - 2 * *b++);
  75     }
  76
  77     return ret;
  78 }
  79
  80 static int filter_line_c_16bit(const uint16_t *a, const uint16_t *b, const uint16_t *c, int w)
  81 {
  82     int x;
  83     int ret=0;
  84
  85     for(x=0; x<w; x++){
  86         ret += FFABS((*a++ + *c++) - 2 * *b++);
  87     }
  88
  89     return ret;
  90 }
  91
  92 static void filter(AVFilterContext *ctx)
  93 {
  94     IDETContext *idet = ctx->priv;
  95     int y, i;
  96     int64_t alpha[2]={0};
  97     int64_t delta=0;
  98     Type type, best_type;
  99     int match = 0;
 100
 101     for (i = 0; i < idet->csp->nb_components; i++) {
 102         int w = idet->cur->video->w;
 103         int h = idet->cur->video->h;
 104         int refs = idet->cur->linesize[i];
 105
 106         if (i && i<3) {
 107             w >>= idet->csp->log2_chroma_w;
 108             h >>= idet->csp->log2_chroma_h;
 109         }
 110
 111         for (y = 2; y < h - 2; y++) {
 112             uint8_t *prev = &idet->prev->data[i][y*refs];
 113             uint8_t *cur  = &idet->cur ->data[i][y*refs];
 114             uint8_t *next = &idet->next->data[i][y*refs];
 115             alpha[ y   &1] += idet->filter_line(cur-refs, prev, cur+refs, w);
 116             alpha[(y^1)&1] += idet->filter_line(cur-refs, next, cur+refs, w);
 117             delta          += idet->filter_line(cur-refs,  cur, cur+refs, w);
 118         }
 119     }
 120
 121     if      (alpha[0] > idet->interlace_threshold * alpha[1]){
 122         type = TFF;
 123     }else if(alpha[1] > idet->interlace_threshold * alpha[0]){
 124         type = BFF;
 125     }else if(alpha[1] > idet->progressive_threshold * delta){
 126         type = PROGRSSIVE;
 127     }else{
 128         type = UNDETERMINED;
 129     }
 130
 131     memmove(idet->history+1, idet->history, HIST_SIZE-1);
 132     idet->history[0] = type;
 133     best_type = UNDETERMINED;
 134     for(i=0; i<HIST_SIZE; i++){
 135         if(idet->history[i] != UNDETERMINED){
 136             if(best_type == UNDETERMINED)
 137                 best_type = idet->history[i];
 138
 139             if(idet->history[i] == best_type) {
 140                 match++;
 141             }else{
 142                 match=0;
 143                 break;
 144             }
 145         }
 146     }
 147     if(idet->last_type == UNDETERMINED){
 148         if(match  ) idet->last_type = best_type;
 149     }else{
 150         if(match>2) idet->last_type = best_type;
 151     }
 152
 153     if      (idet->last_type == TFF){
 154         idet->cur->video->top_field_first = 1;
 155         idet->cur->video->interlaced = 1;
 156     }else if(idet->last_type == BFF){
 157         idet->cur->video->top_field_first = 0;
 158         idet->cur->video->interlaced = 1;
 159     }else if(idet->last_type == PROGRSSIVE){
 160         idet->cur->video->interlaced = 0;
 161     }
 162
 163     idet->prestat [           type] ++;
 164     idet->poststat[idet->last_type] ++;
 165     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Single frame:%s, Multi frame:%s\n", type2str(type), type2str(idet->last_type));
 166 }
 167
 168 static int start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 169 {
 170     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 171     IDETContext *idet = ctx->priv;
 172
 173     if (idet->prev)
 174         avfilter_unref_buffer(idet->prev);
 175     idet->prev = idet->cur;
 176     idet->cur  = idet->next;
 177     idet->next = picref;
 178     link->cur_buf = NULL;
 179
 180     if (!idet->cur)
 181         return 0;
 182
 183     if (!idet->prev)
 184         idet->prev = avfilter_ref_buffer(idet->cur, ~0);
 185
 186     return ff_start_frame(ctx->outputs[0], avfilter_ref_buffer(idet->cur, ~0));
 187 }
 188
 189 static int end_frame(AVFilterLink *link)
 190 {
 191     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 192     IDETContext *idet = ctx->priv;
 193
 194     if (!idet->cur)
 195         return 0;
 196
 197     if (!idet->csp)
 198         idet->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 199     if (idet->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 200         idet->filter_line = (void*)filter_line_c_16bit;
 201
 202     filter(ctx);
 203
 204     ff_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 205     return ff_end_frame(ctx->outputs[0]);
 206 }
 207
 208 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 209 {
 210     AVFilterContext *ctx = link->src;
 211     IDETContext *idet = ctx->priv;
 212
 213     do {
 214         int ret;
 215
 216         if ((ret = ff_request_frame(link->src->inputs[0])))
 217             return ret;
 218     } while (!idet->cur);
 219
 220     return 0;
 221 }
 222
 223 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 224 {
 225     IDETContext *idet = link->src->priv;
 226     int ret, val;
 227
 228     val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 229
 230     if (val >= 1 && !idet->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 231         if ((ret = ff_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 232             return ret;
 233         val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 234     }
 235     assert(idet->next || !val);
 236
 237     return val;
 238 }
 239
 240 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 241 {
 242     IDETContext *idet = ctx->priv;
 243
 244     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Single frame detection: TFF:%d BFF:%d Progressive:%d Undetermined:%d\n",
 245            idet->prestat[TFF],
 246            idet->prestat[BFF],
 247            idet->prestat[PROGRSSIVE],
 248            idet->prestat[UNDETERMINED]
 249     );
 250     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Multi frame detection: TFF:%d BFF:%d Progressive:%d Undetermined:%d\n",
 251            idet->poststat[TFF],
 252            idet->poststat[BFF],
 253            idet->poststat[PROGRSSIVE],
 254            idet->poststat[UNDETERMINED]
 255     );
 256
 257     avfilter_unref_bufferp(&idet->prev);
 258     avfilter_unref_bufferp(&idet->cur );
 259     avfilter_unref_bufferp(&idet->next);
 260 }
 261
 262 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 263 {
 264     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 265         AV_PIX_FMT_YUV420P,
 266         AV_PIX_FMT_YUV422P,
 267         AV_PIX_FMT_YUV444P,
 268         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 269         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 270         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 271         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 272         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 273         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 274         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
 275         AV_PIX_FMT_YUV440P,
 276         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 277         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 278         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 279         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 280         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 281         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 282         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 283         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 284         AV_PIX_FMT_NONE
 285     };
 286
 287     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 288
 289     return 0;
 290 }
 291
 292 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 293 {
 294     IDETContext *idet = ctx->priv;
 295
 296     idet->csp = NULL;
 297
 298     idet->interlace_threshold   = 1.01;
 299     idet->progressive_threshold = 2.5;
 300
 301     if (args) sscanf(args, "%f:%f", &idet->interlace_threshold, &idet->progressive_threshold);
 302
 303     idet->last_type = UNDETERMINED;
 304     memset(idet->history, UNDETERMINED, HIST_SIZE);
 305
 306     idet->filter_line = filter_line_c;
 307
 308     return 0;
 309 }
 310
 311 static int null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { return 0; }
 312
 313 static const AVFilterPad idet_inputs[] = {
 314     {
 315         .name         = "default",
 316         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 317         .start_frame  = start_frame,
 318         .draw_slice   = null_draw_slice,
 319         .end_frame    = end_frame,
 320         .min_perms    = AV_PERM_PRESERVE,
 321     },
 322     { NULL }
 323 };
 324
 325 static const AVFilterPad idet_outputs[] = {
 326     {
 327         .name          = "default",
 328         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 329         .rej_perms     = AV_PERM_WRITE,
 330         .poll_frame    = poll_frame,
 331         .request_frame = request_frame,
 332     },
 333     { NULL }
 334 };
 335
 336 AVFilter avfilter_vf_idet = {
 337     .name          = "idet",
 338     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Interlace detect Filter."),
 339
 340     .priv_size     = sizeof(IDETContext),
 341     .init          = init,
 342     .uninit        = uninit,
 343     .query_formats = query_formats,
 344     .inputs        = idet_inputs,
 345     .outputs       = idet_outputs,
 346 };