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
  26 #undef NDEBUG
  27 #include <assert.h>
  28
  29 #define HIST_SIZE 4
  30
  31 typedef enum {
  32     TFF,
  33     BFF,
  34     PROGRSSIVE,
  35     UNDETERMINED,
  36 } Type;
  37
  38 typedef struct {
  39     float interlace_threshold;
  40     float progressive_threshold;
  41
  42     Type last_type;
  43     Type prestat[4];
  44     Type poststat[4];
  45
  46     uint8_t history[HIST_SIZE];
  47
  48     AVFilterBufferRef *cur;
  49     AVFilterBufferRef *next;
  50     AVFilterBufferRef *prev;
  51     AVFilterBufferRef *out;
  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 #if HAVE_MMX
 121     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
 122 #endif
 123
 124     if      (alpha[0] / (float)alpha[1] > idet->interlace_threshold){
 125         type = TFF;
 126     }else if(alpha[1] / (float)alpha[0] > idet->interlace_threshold){
 127         type = BFF;
 128     }else if(alpha[1] / (float)delta    > idet->progressive_threshold){
 129         type = PROGRSSIVE;
 130     }else{
 131         type = UNDETERMINED;
 132     }
 133
 134     memmove(idet->history+1, idet->history, HIST_SIZE-1);
 135     idet->history[0] = type;
 136     best_type = UNDETERMINED;
 137     for(i=0; i<HIST_SIZE; i++){
 138         if(idet->history[i] != UNDETERMINED){
 139             if(best_type == UNDETERMINED)
 140                 best_type = idet->history[i];
 141
 142             if(idet->history[i] == best_type) {
 143                 match++;
 144             }else{
 145                 match=0;
 146                 break;
 147             }
 148         }
 149     }
 150     if(idet->last_type == UNDETERMINED){
 151         if(match  ) idet->last_type = best_type;
 152     }else{
 153         if(match>2) idet->last_type = best_type;
 154     }
 155
 156     if      (idet->last_type == TFF){
 157         idet->cur->video->top_field_first = 1;
 158         idet->cur->video->interlaced = 1;
 159     }else if(idet->last_type == BFF){
 160         idet->cur->video->top_field_first = 0;
 161         idet->cur->video->interlaced = 1;
 162     }else if(idet->last_type == PROGRSSIVE){
 163         idet->cur->video->interlaced = 0;
 164     }
 165
 166     idet->prestat [           type] ++;
 167     idet->poststat[idet->last_type] ++;
 168     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Single frame:%s, Multi frame:%s\n", type2str(type), type2str(idet->last_type));
 169 }
 170
 171 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 172 {
 173     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 174     IDETContext *idet = ctx->priv;
 175
 176     if (idet->prev)
 177         avfilter_unref_buffer(idet->prev);
 178     idet->prev = idet->cur;
 179     idet->cur  = idet->next;
 180     idet->next = picref;
 181
 182     if (!idet->cur)
 183         return;
 184
 185     if (!idet->prev)
 186         idet->prev = avfilter_ref_buffer(idet->cur, AV_PERM_READ);
 187
 188     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], avfilter_ref_buffer(idet->cur, AV_PERM_READ));
 189 }
 190
 191 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 192 {
 193     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 194     IDETContext *idet = ctx->priv;
 195
 196     if (!idet->cur)
 197         return;
 198
 199     if (!idet->csp)
 200         idet->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 201     if (idet->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 202         idet->filter_line = (void*)filter_line_c_16bit;
 203
 204     filter(ctx);
 205
 206     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 207     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 208 }
 209
 210 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 211 {
 212     AVFilterContext *ctx = link->src;
 213     IDETContext *idet = ctx->priv;
 214
 215     do {
 216         int ret;
 217
 218         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])))
 219             return ret;
 220     } while (!idet->cur);
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 226 {
 227     IDETContext *idet = link->src->priv;
 228     int ret, val;
 229
 230     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 231
 232     if (val >= 1 && !idet->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 233         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 234             return ret;
 235         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 236     }
 237     assert(idet->next || !val);
 238
 239     return val;
 240 }
 241
 242 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 243 {
 244     IDETContext *idet = ctx->priv;
 245
 246     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Single frame detection: TFF:%d BFF:%d Progressive:%d Undetermined:%d\n",
 247            idet->prestat[TFF],
 248            idet->prestat[BFF],
 249            idet->prestat[PROGRSSIVE],
 250            idet->prestat[UNDETERMINED]
 251     );
 252     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Multi frame detection: TFF:%d BFF:%d Progressive:%d Undetermined:%d\n",
 253            idet->poststat[TFF],
 254            idet->poststat[BFF],
 255            idet->poststat[PROGRSSIVE],
 256            idet->poststat[UNDETERMINED]
 257     );
 258
 259     if (idet->prev) avfilter_unref_buffer(idet->prev);
 260     if (idet->cur ) avfilter_unref_buffer(idet->cur );
 261     if (idet->next) avfilter_unref_buffer(idet->next);
 262 }
 263
 264 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 265 {
 266     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 267         PIX_FMT_YUV420P,
 268         PIX_FMT_YUV422P,
 269         PIX_FMT_YUV444P,
 270         PIX_FMT_YUV410P,
 271         PIX_FMT_YUV411P,
 272         PIX_FMT_GRAY8,
 273         PIX_FMT_YUVJ420P,
 274         PIX_FMT_YUVJ422P,
 275         PIX_FMT_YUVJ444P,
 276         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
 277         PIX_FMT_YUV440P,
 278         PIX_FMT_YUVJ440P,
 279         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 280         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 281         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 282         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 283         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 284         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 285         PIX_FMT_YUVA420P,
 286         PIX_FMT_NONE
 287     };
 288
 289     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
 290
 291     return 0;
 292 }
 293
 294 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 295 {
 296     IDETContext *idet = ctx->priv;
 297
 298     idet->csp = NULL;
 299
 300     idet->interlace_threshold   = 1.01;
 301     idet->progressive_threshold = 2.5;
 302
 303     if (args) sscanf(args, "%f:%f", &idet->interlace_threshold, &idet->progressive_threshold);
 304
 305     idet->last_type = UNDETERMINED;
 306     memset(idet->history, UNDETERMINED, HIST_SIZE);
 307
 308     idet->filter_line = filter_line_c;
 309
 310     return 0;
 311 }
 312
 313 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
 314
 315 AVFilter avfilter_vf_idet = {
 316     .name          = "idet",
 317     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Interlace detect Filter."),
 318
 319     .priv_size     = sizeof(IDETContext),
 320     .init          = init,
 321     .uninit        = uninit,
 322     .query_formats = query_formats,
 323
 324     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 325                                           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 326                                           .start_frame      = start_frame,
 327                                           .draw_slice       = null_draw_slice,
 328                                           .end_frame        = end_frame,
 329                                           .rej_perms        = AV_PERM_REUSE2, },
 330                                         { .name = NULL}},
 331
 332     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 333                                           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 334                                           .poll_frame       = poll_frame,
 335                                           .request_frame    = request_frame, },
 336                                         { .name = NULL}},
 337 };