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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003 Michael Zucchi <notzed@ximian.com>
   3  * Copyright (c) 2010 Baptiste Coudurier
   4  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
   5  * Copyright (c) 2013 Vittorio Giovara <vittorio.giovara@gmail.com>
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  20  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  21  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  22  */
  23
  24 /**
  25  * @file
  26  * progressive to interlaced content filter, inspired by heavy debugging of tinterlace filter
  27  */
  28
  29 #include "libavutil/common.h"
  30 #include "libavutil/opt.h"
  31 #include "libavutil/imgutils.h"
  32 #include "libavutil/avassert.h"
  33
  34 #include "formats.h"
  35 #include "avfilter.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "video.h"
  38
  39 enum ScanMode {
  40     MODE_TFF = 0,
  41     MODE_BFF = 1,
  42 };
  43
  44 enum FieldType {
  45     FIELD_UPPER = 0,
  46     FIELD_LOWER = 1,
  47 };
  48
  49 typedef struct {
  50     const AVClass *class;
  51     enum ScanMode scan;    // top or bottom field first scanning
  52     int lowpass;           // enable or disable low pass filterning
  53     AVFrame *cur, *next;   // the two frames from which the new one is obtained
  54     int got_output;        // signal an output frame is reday to request_frame()
  55 } InterlaceContext;
  56
  57 #define OFFSET(x) offsetof(InterlaceContext, x)
  58 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  59 static const AVOption options[] = {
  60     { "scan", "scanning mode", OFFSET(scan),
  61         AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64 = MODE_TFF }, 0, 1, .flags = V, .unit = "scan" },
  62     { "tff", "top field first", 0,
  63         AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MODE_TFF }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "scan" },
  64     { "bff", "bottom field first", 0,
  65         AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MODE_BFF }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "scan" },
  66     { "lowpass", "enable vertical low-pass filter", OFFSET(lowpass),
  67         AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64 = 1 },        0, 1, .flags = V },
  68     { NULL }
  69 };
  70
  71 static const AVClass class = {
  72     .class_name = "interlace filter",
  73     .item_name  = av_default_item_name,
  74     .option     = options,
  75     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  76 };
  77
  78
  79 static const enum AVPixelFormat formats_supported[] = {
  80     AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
  81     AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUVA420P,
  82     AV_PIX_FMT_GRAY8,    AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
  83     AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_NONE
  84 };
  85
  86 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  87 {
  88     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(formats_supported));
  89     return 0;
  90 }
  91
  92 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  93 {
  94     InterlaceContext *s = ctx->priv;
  95
  96     av_frame_free(&s->cur);
  97     av_frame_free(&s->next);
  98 }
  99
 100 static int config_out_props(AVFilterLink *outlink)
 101 {
 102     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 103     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 104     InterlaceContext *s = ctx->priv;
 105
 106     if (inlink->h < 2) {
 107         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "input video height is too small\n");
 108         return AVERROR_INVALIDDATA;
 109     }
 110     // same input size
 111     outlink->w = inlink->w;
 112     outlink->h = inlink->h;
 113     outlink->time_base = inlink->time_base;
 114     outlink->frame_rate = inlink->frame_rate;
 115     // half framerate
 116     outlink->time_base.num *= 2;
 117     outlink->frame_rate.den *= 2;
 118
 119     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s interlacing %s lowpass filter\n",
 120            s->scan == MODE_TFF ? "tff" : "bff", (s->lowpass) ? "with" : "without");
 121
 122     return 0;
 123 }
 124
 125 static void copy_picture_field(AVFrame *src_frame, AVFrame *dst_frame,
 126                                AVFilterLink *inlink, enum FieldType field_type,
 127                                int lowpass)
 128 {
 129     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 130     int vsub = desc->log2_chroma_h;
 131     int plane, i, j;
 132
 133     for (plane = 0; plane < desc->nb_components; plane++) {
 134         int lines = (plane == 1 || plane == 2) ? inlink->h >> vsub : inlink->h;
 135         int linesize = av_image_get_linesize(inlink->format, inlink->w, plane);
 136         uint8_t *dstp = dst_frame->data[plane];
 137         const uint8_t *srcp = src_frame->data[plane];
 138
 139         av_assert0(linesize >= 0);
 140
 141         lines /= 2;
 142         if (field_type == FIELD_LOWER)
 143             srcp += src_frame->linesize[plane];
 144         if (field_type == FIELD_LOWER)
 145             dstp += dst_frame->linesize[plane];
 146         if (lowpass) {
 147             int srcp_linesize = src_frame->linesize[plane] * 2;
 148             int dstp_linesize = dst_frame->linesize[plane] * 2;
 149             for (j = lines; j > 0; j--) {
 150                 const uint8_t *srcp_above = srcp - src_frame->linesize[plane];
 151                 const uint8_t *srcp_below = srcp + src_frame->linesize[plane];
 152                 if (j == lines)
 153                     srcp_above = srcp; // there is no line above
 154                 if (j == 1)
 155                     srcp_below = srcp; // there is no line below
 156                 for (i = 0; i < linesize; i++) {
 157                     // this calculation is an integer representation of
 158                     // '0.5 * current + 0.25 * above + 0.25 + below'
 159                     // '1 +' is for rounding.
 160                     dstp[i] = (1 + srcp[i] + srcp[i] + srcp_above[i] + srcp_below[i]) >> 2;
 161                 }
 162                 dstp += dstp_linesize;
 163                 srcp += srcp_linesize;
 164             }
 165         } else {
 166             av_image_copy_plane(dstp, dst_frame->linesize[plane] * 2,
 167                                 srcp, src_frame->linesize[plane] * 2,
 168                                 linesize, lines);
 169         }
 170     }
 171 }
 172
 173 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 174 {
 175     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 176     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 177     InterlaceContext *s = ctx->priv;
 178     AVFrame *out;
 179     int tff, ret;
 180
 181     av_frame_free(&s->cur);
 182     s->cur  = s->next;
 183     s->next = buf;
 184
 185     /* we need at least two frames */
 186     if (!s->cur || !s->next)
 187         return 0;
 188
 189     tff = (s->scan == MODE_TFF);
 190     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 191     if (!out)
 192         return AVERROR(ENOMEM);
 193
 194     av_frame_copy_props(out, s->cur);
 195     out->interlaced_frame = 1;
 196     out->top_field_first  = tff;
 197     out->pts             /= 2;  // adjust pts to new framerate
 198
 199     /* copy upper/lower field from cur */
 200     copy_picture_field(s->cur, out, inlink, tff ? FIELD_UPPER : FIELD_LOWER, s->lowpass);
 201     av_frame_free(&s->cur);
 202
 203     /* copy lower/upper field from next */
 204     copy_picture_field(s->next, out, inlink, tff ? FIELD_LOWER : FIELD_UPPER, s->lowpass);
 205     av_frame_free(&s->next);
 206
 207     ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 208     s->got_output = 1;
 209
 210     return ret;
 211 }
 212
 213 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 214 {
 215     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 216     InterlaceContext *s  = ctx->priv;
 217     int ret = 0;
 218
 219     s->got_output = 0;
 220     while (ret >= 0 && !s->got_output)
 221         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 222
 223     return ret;
 224 }
 225
 226 static const AVFilterPad inputs[] = {
 227     {
 228         .name         = "default",
 229         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 230         .filter_frame = filter_frame,
 231     },
 232     { NULL }
 233 };
 234
 235 static const AVFilterPad outputs[] = {
 236     {
 237         .name          = "default",
 238         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 239         .config_props  = config_out_props,
 240         .request_frame = request_frame,
 241     },
 242     { NULL }
 243 };
 244
 245 AVFilter avfilter_vf_interlace = {
 246     .name          = "interlace",
 247     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert progressive video into interlaced."),
 248     .uninit        = uninit,
 249
 250     .priv_class    = &class,
 251     .priv_size     = sizeof(InterlaceContext),
 252     .query_formats = query_formats,
 253
 254     .inputs        = inputs,
 255     .outputs       = outputs,
 256 };
 257