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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Jeremy Tran
   3  * Copyright (c) 2004 Tobias Diedrich
   4  * Copyright (c) 2003 Donald A. Graft
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  19  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  20  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * Kernel Deinterlacer
  26  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_kerndeint.c.
  27  */
  28
  29 #include "libavutil/imgutils.h"
  30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "libavutil/pixdesc.h"
  33
  34 #include "avfilter.h"
  35 #include "formats.h"
  36 #include "internal.h"
  37
  38 typedef struct KerndeintContext {
  39     const AVClass *class;
  40     int           frame; ///< frame count, starting from 0
  41     int           thresh, map, order, sharp, twoway;
  42     int           vsub;
  43     int           is_packed_rgb;
  44     uint8_t       *tmp_data    [4];  ///< temporary plane data buffer
  45     int            tmp_linesize[4];  ///< temporary plane byte linesize
  46     int            tmp_bwidth  [4];  ///< temporary plane byte width
  47 } KerndeintContext;
  48
  49 #define OFFSET(x) offsetof(KerndeintContext, x)
  50 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  51 static const AVOption kerndeint_options[] = {
  52     { "thresh", "set the threshold", OFFSET(thresh), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=10}, 0, 255, FLAGS },
  53     { "map",    "set the map",    OFFSET(map),    AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  54     { "order",  "set the order",  OFFSET(order),  AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  55     { "sharp",  "set sharpening", OFFSET(sharp),  AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  56     { "twoway", "set twoway",     OFFSET(twoway), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  57     { NULL }
  58 };
  59
  60 AVFILTER_DEFINE_CLASS(kerndeint);
  61
  62 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  63 {
  64     KerndeintContext *kerndeint = ctx->priv;
  65
  66     av_freep(&kerndeint->tmp_data[0]);
  67 }
  68
  69 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  70 {
  71     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  72         AV_PIX_FMT_YUV420P,
  73         AV_PIX_FMT_YUYV422,
  74         AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_0RGB,
  75         AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_0BGR,
  76         AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_RGB0,
  77         AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_BGR0,
  78         AV_PIX_FMT_NONE
  79     };
  80
  81     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
  82     if (!fmts_list)
  83         return AVERROR(ENOMEM);
  84     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
  85 }
  86
  87 static int config_props(AVFilterLink *inlink)
  88 {
  89     KerndeintContext *kerndeint = inlink->dst->priv;
  90     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
  91     int ret;
  92
  93     kerndeint->is_packed_rgb = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format)->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB;
  94     kerndeint->vsub = desc->log2_chroma_h;
  95
  96     ret = av_image_alloc(kerndeint->tmp_data, kerndeint->tmp_linesize,
  97                          inlink->w, inlink->h, inlink->format, 16);
  98     if (ret < 0)
  99         return ret;
 100     memset(kerndeint->tmp_data[0], 0, ret);
 101
 102     if ((ret = av_image_fill_linesizes(kerndeint->tmp_bwidth, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 103         return ret;
 104
 105     return 0;
 106 }
 107
 108 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpic)
 109 {
 110     KerndeintContext *kerndeint = inlink->dst->priv;
 111     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 112     AVFrame *outpic;
 113     const uint8_t *prvp;   ///< Previous field's pixel line number n
 114     const uint8_t *prvpp;  ///< Previous field's pixel line number (n - 1)
 115     const uint8_t *prvpn;  ///< Previous field's pixel line number (n + 1)
 116     const uint8_t *prvppp; ///< Previous field's pixel line number (n - 2)
 117     const uint8_t *prvpnn; ///< Previous field's pixel line number (n + 2)
 118     const uint8_t *prvp4p; ///< Previous field's pixel line number (n - 4)
 119     const uint8_t *prvp4n; ///< Previous field's pixel line number (n + 4)
 120
 121     const uint8_t *srcp;   ///< Current field's pixel line number n
 122     const uint8_t *srcpp;  ///< Current field's pixel line number (n - 1)
 123     const uint8_t *srcpn;  ///< Current field's pixel line number (n + 1)
 124     const uint8_t *srcppp; ///< Current field's pixel line number (n - 2)
 125     const uint8_t *srcpnn; ///< Current field's pixel line number (n + 2)
 126     const uint8_t *srcp3p; ///< Current field's pixel line number (n - 3)
 127     const uint8_t *srcp3n; ///< Current field's pixel line number (n + 3)
 128     const uint8_t *srcp4p; ///< Current field's pixel line number (n - 4)
 129     const uint8_t *srcp4n; ///< Current field's pixel line number (n + 4)
 130
 131     uint8_t *dstp, *dstp_saved;
 132     const uint8_t *srcp_saved;
 133
 134     int src_linesize, psrc_linesize, dst_linesize, bwidth;
 135     int x, y, plane, val, hi, lo, g, h, n = kerndeint->frame++;
 136     double valf;
 137
 138     const int thresh = kerndeint->thresh;
 139     const int order  = kerndeint->order;
 140     const int map    = kerndeint->map;
 141     const int sharp  = kerndeint->sharp;
 142     const int twoway = kerndeint->twoway;
 143
 144     const int is_packed_rgb = kerndeint->is_packed_rgb;
 145
 146     outpic = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 147     if (!outpic) {
 148         av_frame_free(&inpic);
 149         return AVERROR(ENOMEM);
 150     }
 151     av_frame_copy_props(outpic, inpic);
 152     outpic->interlaced_frame = 0;
 153
 154     for (plane = 0; plane < 4 && inpic->data[plane] && inpic->linesize[plane]; plane++) {
 155         h = plane == 0 ? inlink->h : AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, kerndeint->vsub);
 156         bwidth = kerndeint->tmp_bwidth[plane];
 157
 158         srcp_saved        = inpic->data[plane];
 159         src_linesize      = inpic->linesize[plane];
 160         psrc_linesize     = kerndeint->tmp_linesize[plane];
 161         dstp_saved        = outpic->data[plane];
 162         dst_linesize      = outpic->linesize[plane];
 163         srcp              = srcp_saved + (1 - order) * src_linesize;
 164         dstp              = dstp_saved + (1 - order) * dst_linesize;
 165
 166         for (y = 0; y < h; y += 2) {
 167             memcpy(dstp, srcp, bwidth);
 168             srcp += 2 * src_linesize;
 169             dstp += 2 * dst_linesize;
 170         }
 171
 172         // Copy through the lines that will be missed below.
 173         memcpy(dstp_saved + order            * dst_linesize, srcp_saved + (1 -     order) * src_linesize, bwidth);
 174         memcpy(dstp_saved + (2 + order    )  * dst_linesize, srcp_saved + (3 -     order) * src_linesize, bwidth);
 175         memcpy(dstp_saved + (h - 2 + order)  * dst_linesize, srcp_saved + (h - 1 - order) * src_linesize, bwidth);
 176         memcpy(dstp_saved + (h - 4 + order)  * dst_linesize, srcp_saved + (h - 3 - order) * src_linesize, bwidth);
 177
 178         /* For the other field choose adaptively between using the previous field
 179            or the interpolant from the current field. */
 180         prvp   = kerndeint->tmp_data[plane] + 5 * psrc_linesize - (1 - order) * psrc_linesize;
 181         prvpp  = prvp - psrc_linesize;
 182         prvppp = prvp - 2 * psrc_linesize;
 183         prvp4p = prvp - 4 * psrc_linesize;
 184         prvpn  = prvp + psrc_linesize;
 185         prvpnn = prvp + 2 * psrc_linesize;
 186         prvp4n = prvp + 4 * psrc_linesize;
 187
 188         srcp   = srcp_saved + 5 * src_linesize - (1 - order) * src_linesize;
 189         srcpp  = srcp - src_linesize;
 190         srcppp = srcp - 2 * src_linesize;
 191         srcp3p = srcp - 3 * src_linesize;
 192         srcp4p = srcp - 4 * src_linesize;
 193
 194         srcpn  = srcp + src_linesize;
 195         srcpnn = srcp + 2 * src_linesize;
 196         srcp3n = srcp + 3 * src_linesize;
 197         srcp4n = srcp + 4 * src_linesize;
 198
 199         dstp   = dstp_saved + 5 * dst_linesize - (1 - order) * dst_linesize;
 200
 201         for (y = 5 - (1 - order); y <= h - 5 - (1 - order); y += 2) {
 202             for (x = 0; x < bwidth; x++) {
 203                 if (thresh == 0 || n == 0 ||
 204                     (abs((int)prvp[x]  - (int)srcp[x])  > thresh) ||
 205                     (abs((int)prvpp[x] - (int)srcpp[x]) > thresh) ||
 206                     (abs((int)prvpn[x] - (int)srcpn[x]) > thresh)) {
 207                     if (map) {
 208                         g = x & ~3;
 209
 210                         if (is_packed_rgb) {
 211                             AV_WB32(dstp + g, 0xffffffff);
 212                             x = g + 3;
 213                         } else if (inlink->format == AV_PIX_FMT_YUYV422) {
 214                             // y <- 235, u <- 128, y <- 235, v <- 128
 215                             AV_WB32(dstp + g, 0xeb80eb80);
 216                             x = g + 3;
 217                         } else {
 218                             dstp[x] = plane == 0 ? 235 : 128;
 219                         }
 220                     } else {
 221                         if (is_packed_rgb) {
 222                             hi = 255;
 223                             lo = 0;
 224                         } else if (inlink->format == AV_PIX_FMT_YUYV422) {
 225                             hi = x & 1 ? 240 : 235;
 226                             lo = 16;
 227                         } else {
 228                             hi = plane == 0 ? 235 : 240;
 229                             lo = 16;
 230                         }
 231
 232                         if (sharp) {
 233                             if (twoway) {
 234                                 valf = + 0.526 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x])
 235                                     + 0.170 * ((int)srcp[x] + (int)prvp[x])
 236                                     - 0.116 * ((int)srcppp[x] + (int)srcpnn[x] + (int)prvppp[x] + (int)prvpnn[x])
 237                                     - 0.026 * ((int)srcp3p[x] + (int)srcp3n[x])
 238                                     + 0.031 * ((int)srcp4p[x] + (int)srcp4n[x] + (int)prvp4p[x] + (int)prvp4n[x]);
 239                             } else {
 240                                 valf = + 0.526 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x])
 241                                     + 0.170 * ((int)prvp[x])
 242                                     - 0.116 * ((int)prvppp[x] + (int)prvpnn[x])
 243                                     - 0.026 * ((int)srcp3p[x] + (int)srcp3n[x])
 244                                     + 0.031 * ((int)prvp4p[x] + (int)prvp4p[x]);
 245                             }
 246                             dstp[x] = av_clip(valf, lo, hi);
 247                         } else {
 248                             if (twoway) {
 249                                 val = (8 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x]) + 2 * ((int)srcp[x] + (int)prvp[x])
 250                                        - (int)(srcppp[x]) - (int)(srcpnn[x])
 251                                        - (int)(prvppp[x]) - (int)(prvpnn[x])) >> 4;
 252                             } else {
 253                                 val = (8 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x]) + 2 * ((int)prvp[x])
 254                                        - (int)(prvppp[x]) - (int)(prvpnn[x])) >> 4;
 255                             }
 256                             dstp[x] = av_clip(val, lo, hi);
 257                         }
 258                     }
 259                 } else {
 260                     dstp[x] = srcp[x];
 261                 }
 262             }
 263             prvp   += 2 * psrc_linesize;
 264             prvpp  += 2 * psrc_linesize;
 265             prvppp += 2 * psrc_linesize;
 266             prvpn  += 2 * psrc_linesize;
 267             prvpnn += 2 * psrc_linesize;
 268             prvp4p += 2 * psrc_linesize;
 269             prvp4n += 2 * psrc_linesize;
 270             srcp   += 2 * src_linesize;
 271             srcpp  += 2 * src_linesize;
 272             srcppp += 2 * src_linesize;
 273             srcp3p += 2 * src_linesize;
 274             srcp4p += 2 * src_linesize;
 275             srcpn  += 2 * src_linesize;
 276             srcpnn += 2 * src_linesize;
 277             srcp3n += 2 * src_linesize;
 278             srcp4n += 2 * src_linesize;
 279             dstp   += 2 * dst_linesize;
 280         }
 281
 282         srcp = inpic->data[plane];
 283         dstp = kerndeint->tmp_data[plane];
 284         av_image_copy_plane(dstp, psrc_linesize, srcp, src_linesize, bwidth, h);
 285     }
 286
 287     av_frame_free(&inpic);
 288     return ff_filter_frame(outlink, outpic);
 289 }
 290
 291 static const AVFilterPad kerndeint_inputs[] = {
 292     {
 293         .name         = "default",
 294         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 295         .filter_frame = filter_frame,
 296         .config_props = config_props,
 297     },
 298     { NULL }
 299 };
 300
 301 static const AVFilterPad kerndeint_outputs[] = {
 302     {
 303         .name = "default",
 304         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 305     },
 306     { NULL }
 307 };
 308
 309
 310 AVFilter ff_vf_kerndeint = {
 311     .name          = "kerndeint",
 312     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply kernel deinterlacing to the input."),
 313     .priv_size     = sizeof(KerndeintContext),
 314     .priv_class    = &kerndeint_class,
 315     .uninit        = uninit,
 316     .query_formats = query_formats,
 317     .inputs        = kerndeint_inputs,
 318     .outputs       = kerndeint_outputs,
 319 };