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 InterlaceContext {
  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 } InterlaceContext;
  55
  56 #define OFFSET(x) offsetof(InterlaceContext, x)
  57 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  58 static const AVOption interlace_options[] = {
  59     { "scan", "scanning mode", OFFSET(scan),
  60         AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64 = MODE_TFF }, 0, 1, .flags = V, .unit = "scan" },
  61     { "tff", "top field first", 0,
  62         AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MODE_TFF }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "scan" },
  63     { "bff", "bottom field first", 0,
  64         AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MODE_BFF }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "scan" },
  65     { "lowpass", "enable vertical low-pass filter", OFFSET(lowpass),
  66         AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64 = 1 },        0, 1, .flags = V },
  67     { NULL }
  68 };
  69
  70 AVFILTER_DEFINE_CLASS(interlace);
  71
  72 static const enum AVPixelFormat formats_supported[] = {
  73     AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
  74     AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUVA420P,
  75     AV_PIX_FMT_GRAY8,    AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
  76     AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_NONE
  77 };
  78
  79 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  80 {
  81     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(formats_supported));
  82     return 0;
  83 }
  84
  85 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  86 {
  87     InterlaceContext *s = ctx->priv;
  88
  89     av_frame_free(&s->cur);
  90     av_frame_free(&s->next);
  91 }
  92
  93 static int config_out_props(AVFilterLink *outlink)
  94 {
  95     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
  96     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
  97     InterlaceContext *s = ctx->priv;
  98
  99     if (inlink->h < 2) {
 100         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "input video height is too small\n");
 101         return AVERROR_INVALIDDATA;
 102     }
 103
 104     if (!s->lowpass)
 105         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "***warning*** Lowpass filter is disabled, "
 106                "the resulting video will be aliased rather than interlaced.\n");
 107
 108     // same input size
 109     outlink->w = inlink->w;
 110     outlink->h = inlink->h;
 111     outlink->time_base = inlink->time_base;
 112     outlink->frame_rate = inlink->frame_rate;
 113     // half framerate
 114     outlink->time_base.num *= 2;
 115     outlink->frame_rate.den *= 2;
 116     outlink->flags |= FF_LINK_FLAG_REQUEST_LOOP;
 117
 118     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s interlacing %s lowpass filter\n",
 119            s->scan == MODE_TFF ? "tff" : "bff", (s->lowpass) ? "with" : "without");
 120
 121     return 0;
 122 }
 123
 124 static void copy_picture_field(AVFrame *src_frame, AVFrame *dst_frame,
 125                                AVFilterLink *inlink, enum FieldType field_type,
 126                                int lowpass)
 127 {
 128     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 129     int vsub = desc->log2_chroma_h;
 130     int plane, i, j;
 131
 132     for (plane = 0; plane < desc->nb_components; plane++) {
 133         int lines = (plane == 1 || plane == 2) ? FF_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub) : inlink->h;
 134         int linesize = av_image_get_linesize(inlink->format, inlink->w, plane);
 135         uint8_t *dstp = dst_frame->data[plane];
 136         const uint8_t *srcp = src_frame->data[plane];
 137
 138         av_assert0(linesize >= 0);
 139
 140         lines = (lines + (field_type == FIELD_UPPER)) / 2;
 141         if (field_type == FIELD_LOWER)
 142             srcp += src_frame->linesize[plane];
 143         if (field_type == FIELD_LOWER)
 144             dstp += dst_frame->linesize[plane];
 145         if (lowpass) {
 146             int srcp_linesize = src_frame->linesize[plane] * 2;
 147             int dstp_linesize = dst_frame->linesize[plane] * 2;
 148             for (j = lines; j > 0; j--) {
 149                 const uint8_t *srcp_above = srcp - src_frame->linesize[plane];
 150                 const uint8_t *srcp_below = srcp + src_frame->linesize[plane];
 151                 if (j == lines)
 152                     srcp_above = srcp; // there is no line above
 153                 if (j == 1)
 154                     srcp_below = srcp; // there is no line below
 155                 for (i = 0; i < linesize; i++) {
 156                     // this calculation is an integer representation of
 157                     // '0.5 * current + 0.25 * above + 0.25 * below'
 158                     // '1 +' is for rounding.
 159                     dstp[i] = (1 + srcp[i] + srcp[i] + srcp_above[i] + srcp_below[i]) >> 2;
 160                 }
 161                 dstp += dstp_linesize;
 162                 srcp += srcp_linesize;
 163             }
 164         } else {
 165             av_image_copy_plane(dstp, dst_frame->linesize[plane] * 2,
 166                                 srcp, src_frame->linesize[plane] * 2,
 167                                 linesize, lines);
 168         }
 169     }
 170 }
 171
 172 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 173 {
 174     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 175     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 176     InterlaceContext *s = ctx->priv;
 177     AVFrame *out;
 178     int tff, ret;
 179
 180     av_frame_free(&s->cur);
 181     s->cur  = s->next;
 182     s->next = buf;
 183
 184     /* we need at least two frames */
 185     if (!s->cur || !s->next)
 186         return 0;
 187
 188     if (s->cur->interlaced_frame) {
 189         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 190                "video is already interlaced, adjusting framerate only\n");
 191         out = av_frame_clone(s->cur);
 192         if (!out)
 193             return AVERROR(ENOMEM);
 194         out->pts /= 2;  // adjust pts to new framerate
 195         ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 196         return ret;
 197     }
 198
 199     tff = (s->scan == MODE_TFF);
 200     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 201     if (!out)
 202         return AVERROR(ENOMEM);
 203
 204     av_frame_copy_props(out, s->cur);
 205     out->interlaced_frame = 1;
 206     out->top_field_first  = tff;
 207     out->pts             /= 2;  // adjust pts to new framerate
 208
 209     /* copy upper/lower field from cur */
 210     copy_picture_field(s->cur, out, inlink, tff ? FIELD_UPPER : FIELD_LOWER, s->lowpass);
 211     av_frame_free(&s->cur);
 212
 213     /* copy lower/upper field from next */
 214     copy_picture_field(s->next, out, inlink, tff ? FIELD_LOWER : FIELD_UPPER, s->lowpass);
 215     av_frame_free(&s->next);
 216
 217     ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 218
 219     return ret;
 220 }
 221
 222 static const AVFilterPad inputs[] = {
 223     {
 224         .name         = "default",
 225         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 226         .filter_frame = filter_frame,
 227     },
 228     { NULL }
 229 };
 230
 231 static const AVFilterPad outputs[] = {
 232     {
 233         .name         = "default",
 234         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 235         .config_props = config_out_props,
 236     },
 237     { NULL }
 238 };
 239
 240 AVFilter ff_vf_interlace = {
 241     .name          = "interlace",
 242     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert progressive video into interlaced."),
 243     .uninit        = uninit,
 244     .priv_class    = &interlace_class,
 245     .priv_size     = sizeof(InterlaceContext),
 246     .query_formats = query_formats,
 247     .inputs        = inputs,
 248     .outputs       = outputs,
 249 };