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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2019 Paul B Mahol
   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/imgutils.h"
  22 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "libavutil/pixdesc.h"
  25
  26 #include "avfilter.h"
  27 #include "formats.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "video.h"
  30
  31 typedef struct LagfunContext {
  32     const AVClass *class;
  33     float decay;
  34     int planes;
  35
  36     int depth;
  37     int nb_planes;
  38     int linesize[4];
  39     int planewidth[4];
  40     int planeheight[4];
  41
  42     float *old[4];
  43
  44     int (*lagfun)(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs);
  45 } LagfunContext;
  46
  47 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  48 {
  49     static const enum AVPixelFormat pixel_fmts[] = {
  50         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9,
  51         AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14,
  52         AV_PIX_FMT_GRAY16,
  53         AV_PIX_FMT_YUV410P, AV_PIX_FMT_YUV411P,
  54         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV422P,
  55         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV444P,
  56         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
  57         AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
  58         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
  59         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
  60         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
  61         AV_PIX_FMT_YUV440P10,
  62         AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
  63         AV_PIX_FMT_YUV440P12,
  64         AV_PIX_FMT_YUV444P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV420P14,
  65         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
  66         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
  67         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
  68         AV_PIX_FMT_NONE
  69     };
  70     AVFilterFormats *formats = ff_make_format_list(pixel_fmts);
  71     if (!formats)
  72         return AVERROR(ENOMEM);
  73     return ff_set_common_formats(ctx, formats);
  74 }
  75
  76 typedef struct ThreadData {
  77     AVFrame *in, *out;
  78 } ThreadData;
  79
  80 static int lagfun_frame8(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
  81 {
  82     LagfunContext *s = ctx->priv;
  83     const float decay = s->decay;
  84     ThreadData *td = arg;
  85     AVFrame *in = td->in;
  86     AVFrame *out = td->out;
  87
  88     for (int p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
  89         const int slice_start = (s->planeheight[p] * jobnr) / nb_jobs;
  90         const int slice_end = (s->planeheight[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
  91         const uint8_t *src = in->data[p] + slice_start * in->linesize[p];
  92         float *osrc = s->old[p] + slice_start * s->planewidth[p];
  93         uint8_t *dst = out->data[p] + slice_start * out->linesize[p];
  94
  95         if (!((1 << p) & s->planes)) {
  96             av_image_copy_plane(dst, out->linesize[p],
  97                                 src, in->linesize[p],
  98                                 s->linesize[p], slice_end - slice_start);
  99             continue;
 100         }
 101
 102         for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 103             for (int x = 0; x < s->planewidth[p]; x++) {
 104                 float v = FFMAX(src[x], osrc[x] * decay);
 105
 106                 osrc[x] = v;
 107                 if (ctx->is_disabled) {
 108                     dst[x] = src[x];
 109                 } else {
 110                     dst[x] = lrintf(v);
 111                 }
 112             }
 113
 114             src += in->linesize[p];
 115             osrc += s->planewidth[p];
 116             dst += out->linesize[p];
 117         }
 118     }
 119
 120     return 0;
 121 }
 122
 123 static int lagfun_frame16(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 124 {
 125     LagfunContext *s = ctx->priv;
 126     const float decay = s->decay;
 127     ThreadData *td = arg;
 128     AVFrame *in = td->in;
 129     AVFrame *out = td->out;
 130
 131     for (int p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 132         const int slice_start = (s->planeheight[p] * jobnr) / nb_jobs;
 133         const int slice_end = (s->planeheight[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 134         const uint16_t *src = (const uint16_t *)in->data[p] + slice_start * in->linesize[p] / 2;
 135         float *osrc = s->old[p] + slice_start * s->planewidth[p];
 136         uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[p] + slice_start * out->linesize[p] / 2;
 137
 138         if (!((1 << p) & s->planes)) {
 139             av_image_copy_plane((uint8_t *)dst, out->linesize[p],
 140                                 (uint8_t *)src, in->linesize[p],
 141                                 s->linesize[p], slice_end - slice_start);
 142             continue;
 143         }
 144
 145         for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 146             for (int x = 0; x < s->planewidth[p]; x++) {
 147                 float v = FFMAX(src[x], osrc[x] * decay);
 148
 149                 osrc[x] = v;
 150                 if (ctx->is_disabled) {
 151                     dst[x] = src[x];
 152                 } else {
 153                     dst[x] = lrintf(v);
 154                 }
 155             }
 156
 157             src += in->linesize[p] / 2;
 158             osrc += s->planewidth[p];
 159             dst += out->linesize[p] / 2;
 160         }
 161     }
 162
 163     return 0;
 164 }
 165
 166 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 167 {
 168     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 169     LagfunContext *s = ctx->priv;
 170     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 171     const AVPixFmtDescriptor *desc;
 172     int ret;
 173
 174     desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 175     if (!desc)
 176         return AVERROR_BUG;
 177     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
 178     s->depth = desc->comp[0].depth;
 179     s->lagfun = s->depth <= 8 ? lagfun_frame8 : lagfun_frame16;
 180
 181     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 182         return ret;
 183
 184     s->planewidth[1]  = s->planewidth[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
 185     s->planewidth[0]  = s->planewidth[3]  = inlink->w;
 186     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
 187     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
 188
 189     for (int p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 190         s->old[p] = av_calloc(s->planewidth[p] * s->planeheight[p], sizeof(*s->old[0]));
 191         if (!s->old[p])
 192             return AVERROR(ENOMEM);
 193     }
 194
 195     return 0;
 196 }
 197
 198 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 199 {
 200     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 201     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 202     LagfunContext *s = ctx->priv;
 203     ThreadData td;
 204     AVFrame *out;
 205
 206     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 207     if (!out) {
 208         av_frame_free(&in);
 209         return AVERROR(ENOMEM);
 210     }
 211     out->pts = in->pts;
 212
 213     td.out = out;
 214     td.in = in;
 215     ctx->internal->execute(ctx, s->lagfun, &td, NULL, FFMIN(s->planeheight[1], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 216
 217     av_frame_free(&in);
 218     return ff_filter_frame(outlink, out);
 219 }
 220
 221 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 222 {
 223     LagfunContext *s = ctx->priv;
 224
 225     for (int p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 226         av_freep(&s->old[p]);
 227 }
 228
 229 #define OFFSET(x) offsetof(LagfunContext, x)
 230 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM | AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
 231
 232 static const AVOption lagfun_options[] = {
 233     { "decay",  "set decay",                 OFFSET(decay),  AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=.95},  0,  1,  FLAGS },
 234     { "planes", "set what planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=15},   0, 15,  FLAGS },
 235     { NULL },
 236 };
 237
 238 static const AVFilterPad inputs[] = {
 239     {
 240         .name          = "default",
 241         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 242         .filter_frame  = filter_frame,
 243     },
 244     { NULL }
 245 };
 246
 247 static const AVFilterPad outputs[] = {
 248     {
 249         .name          = "default",
 250         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 251         .config_props  = config_output,
 252     },
 253     { NULL }
 254 };
 255
 256 AVFILTER_DEFINE_CLASS(lagfun);
 257
 258 AVFilter ff_vf_lagfun = {
 259     .name          = "lagfun",
 260     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Slowly update darker pixels."),
 261     .priv_size     = sizeof(LagfunContext),
 262     .priv_class    = &lagfun_class,
 263     .query_formats = query_formats,
 264     .uninit        = uninit,
 265     .outputs       = outputs,
 266     .inputs        = inputs,
 267     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS | AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
 268     .process_command = ff_filter_process_command,
 269 };