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 {
  39     const AVClass *class;
  40     int           frame; ///< frame count, starting from 0
  41     int           thresh, map, order, sharp, twoway;
  42     int           vsub;
  43     uint8_t       *tmp_data [4];  ///< temporary plane data buffer
  44     int           tmp_bwidth[4];  ///< temporary plane byte width
  45 } KerndeintContext;
  46
  47 #define OFFSET(x) offsetof(KerndeintContext, x)
  48 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  49 static const AVOption kerndeint_options[] = {
  50     { "thresh", "set the threshold", OFFSET(thresh), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=10}, 0, 255, FLAGS },
  51     { "map",    "set the map", OFFSET(map), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  52     { "order",  "set the order", OFFSET(order), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  53     { "sharp",  "enable sharpening", OFFSET(sharp), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  54     { "twoway", "enable twoway", OFFSET(twoway), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  55     { NULL }
  56 };
  57
  58 AVFILTER_DEFINE_CLASS(kerndeint);
  59
  60 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  61 {
  62     KerndeintContext *kerndeint = ctx->priv;
  63     const char const * shorthand[] = { "thresh", "map", "order", "sharp", "twoway", NULL };
  64
  65     kerndeint->class = &kerndeint_class;
  66     av_opt_set_defaults(kerndeint);
  67
  68     return av_opt_set_from_string(kerndeint, args, shorthand, "=", ":");
  69 }
  70
  71 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  72 {
  73     KerndeintContext *kerndeint = ctx->priv;
  74
  75     av_free(kerndeint->tmp_data[0]);
  76     av_opt_free(kerndeint);
  77 }
  78
  79 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  80 {
  81     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
  82         AV_PIX_FMT_YUV420P,
  83         AV_PIX_FMT_YUYV422,
  84         AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_0RGB,
  85         AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_0BGR,
  86         AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_RGB0,
  87         AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_BGR0,
  88         AV_PIX_FMT_NONE
  89     };
  90
  91     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  92
  93     return 0;
  94 }
  95
  96 static int config_props(AVFilterLink *inlink)
  97 {
  98     KerndeintContext *kerndeint = inlink->dst->priv;
  99     const AVPixFmtDescriptor *desc = &av_pix_fmt_descriptors[inlink->format];
 100     int ret;
 101
 102     kerndeint->vsub = desc->log2_chroma_h;
 103
 104     ret = av_image_alloc(kerndeint->tmp_data, kerndeint->tmp_bwidth,
 105                           inlink->w, inlink->h, inlink->format, 1);
 106     if (ret < 0)
 107         return ret;
 108     memset(kerndeint->tmp_data[0], 0, ret);
 109     return 0;
 110 }
 111
 112 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *inpic)
 113 {
 114     KerndeintContext *kerndeint = inlink->dst->priv;
 115     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 116     AVFilterBufferRef *outpic;
 117     const uint8_t *prvp;   ///< Previous field's pixel line number n
 118     const uint8_t *prvpp;  ///< Previous field's pixel line number (n - 1)
 119     const uint8_t *prvpn;  ///< Previous field's pixel line number (n + 1)
 120     const uint8_t *prvppp; ///< Previous field's pixel line number (n - 2)
 121     const uint8_t *prvpnn; ///< Previous field's pixel line number (n + 2)
 122     const uint8_t *prvp4p; ///< Previous field's pixel line number (n - 4)
 123     const uint8_t *prvp4n; ///< Previous field's pixel line number (n + 4)
 124
 125     const uint8_t *srcp;   ///< Current field's pixel line number n
 126     const uint8_t *srcpp;  ///< Current field's pixel line number (n - 1)
 127     const uint8_t *srcpn;  ///< Current field's pixel line number (n + 1)
 128     const uint8_t *srcppp; ///< Current field's pixel line number (n - 2)
 129     const uint8_t *srcpnn; ///< Current field's pixel line number (n + 2)
 130     const uint8_t *srcp3p; ///< Current field's pixel line number (n - 3)
 131     const uint8_t *srcp3n; ///< Current field's pixel line number (n + 3)
 132     const uint8_t *srcp4p; ///< Current field's pixel line number (n - 4)
 133     const uint8_t *srcp4n; ///< Current field's pixel line number (n + 4)
 134
 135     uint8_t *dstp, *dstp_saved;
 136     const uint8_t *srcp_saved;
 137
 138     int src_linesize, psrc_linesize, dst_linesize, bwidth;
 139     int x, y, plane, val, hi, lo, g, h, n = kerndeint->frame++;
 140     double valf;
 141
 142     const int thresh = kerndeint->thresh;
 143     const int order  = kerndeint->order;
 144     const int map    = kerndeint->map;
 145     const int sharp  = kerndeint->sharp;
 146     const int twoway = kerndeint->twoway;
 147
 148     const int is_packed_rgb = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format)->flags & PIX_FMT_RGB;
 149
 150     outpic = ff_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE|AV_PERM_ALIGN, outlink->w, outlink->h);
 151     if (!outpic) {
 152         avfilter_unref_bufferp(&inpic);
 153         return AVERROR(ENOMEM);
 154     }
 155     avfilter_copy_buffer_ref_props(outpic, inpic);
 156     outpic->video->interlaced = 0;
 157
 158     for (plane = 0; inpic->data[plane] && plane < 4; plane++) {
 159         h = plane == 0 ? inlink->h : inlink->h >> kerndeint->vsub;
 160         bwidth = kerndeint->tmp_bwidth[plane];
 161
 162         srcp = srcp_saved = inpic->data[plane];
 163         src_linesize      = inpic->linesize[plane];
 164         psrc_linesize     = kerndeint->tmp_bwidth[plane];
 165         dstp = dstp_saved = outpic->data[plane];
 166         dst_linesize      = outpic->linesize[plane];
 167         srcp              = srcp_saved + (1 - order) * src_linesize;
 168         dstp              = dstp_saved + (1 - order) * dst_linesize;
 169
 170         for (y = 0; y < h; y += 2) {
 171             memcpy(dstp, srcp, bwidth);
 172             srcp += 2 * src_linesize;
 173             dstp += 2 * dst_linesize;
 174         }
 175
 176         // Copy through the lines that will be missed below.
 177         memcpy(dstp_saved + order            * dst_linesize, srcp_saved + (1 -     order) * src_linesize, bwidth);
 178         memcpy(dstp_saved + (2 + order    )  * dst_linesize, srcp_saved + (3 -     order) * src_linesize, bwidth);
 179         memcpy(dstp_saved + (h - 2 + order)  * dst_linesize, srcp_saved + (h - 1 - order) * src_linesize, bwidth);
 180         memcpy(dstp_saved + (h - 4 + order)  * dst_linesize, srcp_saved + (h - 3 - order) * src_linesize, bwidth);
 181
 182         /* For the other field choose adaptively between using the previous field
 183            or the interpolant from the current field. */
 184         prvp   = kerndeint->tmp_data[plane] + 5 * psrc_linesize - (1 - order) * psrc_linesize;
 185         prvpp  = prvp - psrc_linesize;
 186         prvppp = prvp - 2 * psrc_linesize;
 187         prvp4p = prvp - 4 * psrc_linesize;
 188         prvpn  = prvp + psrc_linesize;
 189         prvpnn = prvp + 2 * psrc_linesize;
 190         prvp4n = prvp + 4 * psrc_linesize;
 191
 192         srcp   = srcp_saved + 5 * src_linesize - (1 - order) * src_linesize;
 193         srcpp  = srcp - src_linesize;
 194         srcppp = srcp - 2 * src_linesize;
 195         srcp3p = srcp - 3 * src_linesize;
 196         srcp4p = srcp - 4 * src_linesize;
 197
 198         srcpn  = srcp + src_linesize;
 199         srcpnn = srcp + 2 * src_linesize;
 200         srcp3n = srcp + 3 * src_linesize;
 201         srcp4n = srcp + 4 * src_linesize;
 202
 203         dstp   = dstp_saved + 5 * dst_linesize - (1 - order) * dst_linesize;
 204
 205         for (y = 5 - (1 - order); y <= h - 5 - (1 - order); y += 2) {
 206             for (x = 0; x < bwidth; x++) {
 207                 if (thresh == 0 || n == 0 ||
 208                     (abs((int)prvp[x]  - (int)srcp[x])  > thresh) ||
 209                     (abs((int)prvpp[x] - (int)srcpp[x]) > thresh) ||
 210                     (abs((int)prvpn[x] - (int)srcpn[x]) > thresh)) {
 211                     if (map) {
 212                         g = x & ~3;
 213
 214                         if (is_packed_rgb) {
 215                             AV_WB32(dstp + g, 0xffffffff);
 216                             x = g + 3;
 217                         } else if (inlink->format == AV_PIX_FMT_YUYV422) {
 218                             // y <- 235, u <- 128, y <- 235, v <- 128
 219                             AV_WB32(dstp + g, 0xeb80eb80);
 220                             x = g + 3;
 221                         } else {
 222                             dstp[x] = plane == 0 ? 235 : 128;
 223                         }
 224                     } else {
 225                         if (is_packed_rgb) {
 226                             hi = 255;
 227                             lo = 0;
 228                         } else if (inlink->format == AV_PIX_FMT_YUYV422) {
 229                             hi = x & 1 ? 240 : 235;
 230                             lo = 16;
 231                         } else {
 232                             hi = plane == 0 ? 235 : 240;
 233                             lo = 16;
 234                         }
 235
 236                         if (sharp) {
 237                             if (twoway) {
 238                                 valf = + 0.526 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x])
 239                                     + 0.170 * ((int)srcp[x] + (int)prvp[x])
 240                                     - 0.116 * ((int)srcppp[x] + (int)srcpnn[x] + (int)prvppp[x] + (int)prvpnn[x])
 241                                     - 0.026 * ((int)srcp3p[x] + (int)srcp3n[x])
 242                                     + 0.031 * ((int)srcp4p[x] + (int)srcp4n[x] + (int)prvp4p[x] + (int)prvp4n[x]);
 243                             } else {
 244                                 valf = + 0.526 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x])
 245                                     + 0.170 * ((int)prvp[x])
 246                                     - 0.116 * ((int)prvppp[x] + (int)prvpnn[x])
 247                                     - 0.026 * ((int)srcp3p[x] + (int)srcp3n[x])
 248                                     + 0.031 * ((int)prvp4p[x] + (int)prvp4p[x]);
 249                             }
 250                             dstp[x] = av_clip(valf, lo, hi);
 251                         } else {
 252                             if (twoway) {
 253                                 val = (8 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x]) + 2 * ((int)srcp[x] + (int)prvp[x])
 254                                        - (int)(srcppp[x]) - (int)(srcpnn[x])
 255                                        - (int)(prvppp[x]) - (int)(prvpnn[x])) >> 4;
 256                             } else {
 257                                 val = (8 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x]) + 2 * ((int)prvp[x])
 258                                        - (int)(prvppp[x]) - (int)(prvpnn[x])) >> 4;
 259                             }
 260                             dstp[x] = av_clip(val, lo, hi);
 261                         }
 262                     }
 263                 } else {
 264                     dstp[x] = srcp[x];
 265                 }
 266             }
 267             prvp   += 2 * psrc_linesize;
 268             prvpp  += 2 * psrc_linesize;
 269             prvppp += 2 * psrc_linesize;
 270             prvpn  += 2 * psrc_linesize;
 271             prvpnn += 2 * psrc_linesize;
 272             prvp4p += 2 * psrc_linesize;
 273             prvp4n += 2 * psrc_linesize;
 274             srcp   += 2 * src_linesize;
 275             srcpp  += 2 * src_linesize;
 276             srcppp += 2 * src_linesize;
 277             srcp3p += 2 * src_linesize;
 278             srcp4p += 2 * src_linesize;
 279             srcpn  += 2 * src_linesize;
 280             srcpnn += 2 * src_linesize;
 281             srcp3n += 2 * src_linesize;
 282             srcp4n += 2 * src_linesize;
 283             dstp   += 2 * dst_linesize;
 284         }
 285
 286         srcp = inpic->data[plane];
 287         dstp = kerndeint->tmp_data[plane];
 288         av_image_copy_plane(dstp, psrc_linesize, srcp, src_linesize, bwidth, h);
 289     }
 290
 291     avfilter_unref_buffer(inpic);
 292     return ff_filter_frame(outlink, outpic);
 293 }
 294
 295 static const AVFilterPad kerndeint_inputs[] = {
 296     {
 297         .name         = "default",
 298         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 299         .filter_frame = filter_frame,
 300         .config_props = config_props,
 301         .min_perms    = AV_PERM_READ,
 302     },
 303     { NULL }
 304 };
 305
 306 static const AVFilterPad kerndeint_outputs[] = {
 307     {
 308         .name = "default",
 309         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 310     },
 311     { NULL }
 312 };
 313
 314 AVFilter avfilter_vf_kerndeint = {
 315     .name          = "kerndeint",
 316     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply kernel deinterlacing to the input."),
 317     .priv_size     = sizeof(KerndeintContext),
 318     .init          = init,
 319     .uninit        = uninit,
 320     .query_formats = query_formats,
 321
 322     .inputs        = kerndeint_inputs,
 323     .outputs       = kerndeint_outputs,
 324
 325     .priv_class = &kerndeint_class,
 326 };