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)(uint8_t *prev, uint8_t *cur, 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         int df = (idet->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 106
 107         if (i && i<3) {
 108             w >>= idet->csp->log2_chroma_w;
 109             h >>= idet->csp->log2_chroma_h;
 110         }
 111
 112         for (y = 2; y < h - 2; y++) {
 113             uint8_t *prev = &idet->prev->data[i][y*refs];
 114             uint8_t *cur  = &idet->cur ->data[i][y*refs];
 115             uint8_t *next = &idet->next->data[i][y*refs];
 116             alpha[ y   &1] += idet->filter_line(cur-refs, prev, cur+refs, w);
 117             alpha[(y^1)&1] += idet->filter_line(cur-refs, next, cur+refs, w);
 118             delta          += idet->filter_line(cur-refs,  cur, cur+refs, w);
 119         }
 120     }
 121 #if HAVE_MMX
 122     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
 123 #endif
 124
 125     if      (alpha[0] / (float)alpha[1] > idet->interlace_threshold){
 126         type = TFF;
 127     }else if(alpha[1] / (float)alpha[0] > idet->interlace_threshold){
 128         type = BFF;
 129     }else if(alpha[1] / (float)delta    > idet->progressive_threshold){
 130         type = PROGRSSIVE;
 131     }else{
 132         type = UNDETERMINED;
 133     }
 134
 135     memmove(idet->history+1, idet->history, HIST_SIZE-1);
 136     idet->history[0] = type;
 137     best_type = UNDETERMINED;
 138     for(i=0; i<HIST_SIZE; i++){
 139         if(idet->history[i] != UNDETERMINED){
 140             if(best_type == UNDETERMINED)
 141                 best_type = idet->history[i];
 142
 143             if(idet->history[i] == best_type) {
 144                 match++;
 145             }else{
 146                 match=0;
 147                 break;
 148             }
 149         }
 150     }
 151     if(idet->last_type == UNDETERMINED){
 152         if(match  ) idet->last_type = best_type;
 153     }else{
 154         if(match>2) idet->last_type = best_type;
 155     }
 156
 157     if      (idet->last_type == TFF){
 158         idet->cur->video->top_field_first = 1;
 159         idet->cur->video->interlaced = 1;
 160     }else if(idet->last_type == BFF){
 161         idet->cur->video->top_field_first = 0;
 162         idet->cur->video->interlaced = 1;
 163     }else if(idet->last_type == PROGRSSIVE){
 164         idet->cur->video->interlaced = 0;
 165     }
 166
 167     idet->prestat [           type] ++;
 168     idet->poststat[idet->last_type] ++;
 169     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Single frame:%s, Multi frame:%s\n", type2str(type), type2str(idet->last_type));
 170 }
 171
 172 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 173 {
 174     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 175     IDETContext *idet = ctx->priv;
 176
 177     if (idet->prev)
 178         avfilter_unref_buffer(idet->prev);
 179     idet->prev = idet->cur;
 180     idet->cur  = idet->next;
 181     idet->next = picref;
 182
 183     if (!idet->cur)
 184         return;
 185
 186     if (!idet->prev)
 187         idet->prev = avfilter_ref_buffer(idet->cur, AV_PERM_READ);
 188
 189     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], avfilter_ref_buffer(idet->cur, AV_PERM_READ));
 190 }
 191
 192 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 193 {
 194     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 195     IDETContext *idet = ctx->priv;
 196
 197     if (!idet->cur)
 198         return;
 199
 200     if (!idet->csp)
 201         idet->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 202     if (idet->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 203         idet->filter_line = (void*)filter_line_c_16bit;
 204
 205     filter(ctx);
 206
 207     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 208     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 209 }
 210
 211 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 212 {
 213     AVFilterContext *ctx = link->src;
 214     IDETContext *idet = ctx->priv;
 215
 216     do {
 217         int ret;
 218
 219         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])))
 220             return ret;
 221     } while (!idet->cur);
 222
 223     return 0;
 224 }
 225
 226 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 227 {
 228     IDETContext *idet = link->src->priv;
 229     int ret, val;
 230
 231     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 232
 233     if (val >= 1 && !idet->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 234         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 235             return ret;
 236         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 237     }
 238     assert(idet->next || !val);
 239
 240     return val;
 241 }
 242
 243 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 244 {
 245     IDETContext *idet = ctx->priv;
 246
 247     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Single frame detection: TFF:%d BFF:%d Progressive:%d Undetermined:%d\n",
 248            idet->prestat[TFF],
 249            idet->prestat[BFF],
 250            idet->prestat[PROGRSSIVE],
 251            idet->prestat[UNDETERMINED]
 252     );
 253     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Multi frame detection: TFF:%d BFF:%d Progressive:%d Undetermined:%d\n",
 254            idet->poststat[TFF],
 255            idet->poststat[BFF],
 256            idet->poststat[PROGRSSIVE],
 257            idet->poststat[UNDETERMINED]
 258     );
 259
 260     if (idet->prev) avfilter_unref_buffer(idet->prev);
 261     if (idet->cur ) avfilter_unref_buffer(idet->cur );
 262     if (idet->next) avfilter_unref_buffer(idet->next);
 263 }
 264
 265 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 266 {
 267     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 268         PIX_FMT_YUV420P,
 269         PIX_FMT_YUV422P,
 270         PIX_FMT_YUV444P,
 271         PIX_FMT_YUV410P,
 272         PIX_FMT_YUV411P,
 273         PIX_FMT_GRAY8,
 274         PIX_FMT_YUVJ420P,
 275         PIX_FMT_YUVJ422P,
 276         PIX_FMT_YUVJ444P,
 277         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
 278         PIX_FMT_YUV440P,
 279         PIX_FMT_YUVJ440P,
 280         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 281         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 282         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 283         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 284         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 285         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 286         PIX_FMT_YUVA420P,
 287         PIX_FMT_NONE
 288     };
 289
 290     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
 291
 292     return 0;
 293 }
 294
 295 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 296 {
 297     IDETContext *idet = ctx->priv;
 298     int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
 299
 300     idet->csp = NULL;
 301
 302     idet->interlace_threshold   = 1.01;
 303     idet->progressive_threshold = 2.5;
 304
 305     if (args) sscanf(args, "%f:%f", &idet->interlace_threshold, &idet->progressive_threshold);
 306
 307     idet->last_type = UNDETERMINED;
 308     memset(idet->history, UNDETERMINED, HIST_SIZE);
 309
 310     idet->filter_line = filter_line_c;
 311
 312     return 0;
 313 }
 314
 315 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
 316
 317 AVFilter avfilter_vf_idet = {
 318     .name          = "idet",
 319     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Interlace detect Filter."),
 320
 321     .priv_size     = sizeof(IDETContext),
 322     .init          = init,
 323     .uninit        = uninit,
 324     .query_formats = query_formats,
 325
 326     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 327                                           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 328                                           .start_frame      = start_frame,
 329                                           .draw_slice       = null_draw_slice,
 330                                           .end_frame        = end_frame,
 331                                           .rej_perms        = AV_PERM_REUSE2, },
 332                                         { .name = NULL}},
 333
 334     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 335                                           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 336                                           .poll_frame       = poll_frame,
 337                                           .request_frame    = request_frame, },
 338                                         { .name = NULL}},
 339 };