git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_median.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  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
  20  * are permitted provided that the following conditions are met:
  21  */
  22
  23 #include "libavutil/avassert.h"
  24 #include "libavutil/imgutils.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "libavutil/pixdesc.h"
  27 #include "avfilter.h"
  28 #include "formats.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "median.h"
  31 #include "video.h"
  32
  33 #define DEPTH 8
  34 #include "median_template.c"
  35
  36 #undef DEPTH
  37 #define DEPTH 9
  38 #include "median_template.c"
  39
  40 #undef DEPTH
  41 #define DEPTH 10
  42 #include "median_template.c"
  43
  44 #undef DEPTH
  45 #define DEPTH 12
  46 #include "median_template.c"
  47
  48 #undef DEPTH
  49 #define DEPTH 14
  50 #include "median_template.c"
  51
  52 #undef DEPTH
  53 #define DEPTH 16
  54 #include "median_template.c"
  55
  56 #define OFFSET(x) offsetof(MedianContext, x)
  57 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  58
  59 static const AVOption median_options[] = {
  60     { "radius", "set median radius",    OFFSET(radius), AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=1},     1,  127, FLAGS },
  61     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0xF},   0,  0xF, FLAGS },
  62     { "radiusV", "set median vertical radius", OFFSET(radiusV), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0},0, 127, FLAGS },
  63     { NULL }
  64 };
  65
  66 AVFILTER_DEFINE_CLASS(median);
  67
  68 static void hadd(htype *dst, const htype *src, int bins)
  69 {
  70     for (int i = 0; i < bins; i++)
  71         dst[i] += src[i];
  72 }
  73
  74 static void hsub(htype *dst, const htype *src, int bins)
  75 {
  76     for (int i = 0; i < bins; i++)
  77         dst[i] -= src[i];
  78 }
  79
  80 static void hmuladd(htype *dst, const htype *src, int f, int bins)
  81 {
  82     for (int i = 0; i < bins; i++)
  83         dst[i] += f * src[i];
  84 }
  85
  86 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  87 {
  88     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  89         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
  90         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  91         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
  92         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  93         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
  94         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9,
  95         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9, AV_PIX_FMT_GBRP9,
  96         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
  97         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
  98         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV440P12,
  99         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV444P14,
 100         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
 101         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
 102         AV_PIX_FMT_YUVA422P12, AV_PIX_FMT_YUVA444P12,
 103         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
 104         AV_PIX_FMT_GBRP10, AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
 105         AV_PIX_FMT_GBRAP10, AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
 106         AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
 107         AV_PIX_FMT_NONE
 108     };
 109
 110     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 111 }
 112
 113 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 114 {
 115     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 116     MedianContext *s = inlink->dst->priv;
 117
 118     s->depth = desc->comp[0].depth;
 119     s->planewidth[1] = s->planewidth[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
 120     s->planewidth[0] = s->planewidth[3] = inlink->w;
 121     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
 122     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
 123
 124     s->radiusV = !s->radiusV ? s->radius : s->radiusV;
 125     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
 126     s->t = 2 * s->radius * s->radiusV + 2 * s->radius;
 127
 128     for (int i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
 129         if (!(s->planes & (1 << i)))
 130             continue;
 131
 132         if (s->planewidth[i] < s->radius * 2 + 1) {
 133             av_log(inlink->dst, AV_LOG_ERROR, "The %d plane width %d must be not less than %d\n", i, s->planewidth[i], s->radius * 2 + 1);
 134             return AVERROR(EINVAL);
 135         }
 136
 137         if (s->planeheight[i] < s->radiusV * 2 + 1) {
 138             av_log(inlink->dst, AV_LOG_ERROR, "The %d plane height %d must be not less than %d\n", i, s->planeheight[i], s->radiusV * 2 + 1);
 139             return AVERROR(EINVAL);
 140         }
 141     }
 142
 143     s->nb_threads = FFMAX(1, FFMIN(s->planeheight[1] / (s->radiusV + 1), ff_filter_get_nb_threads(inlink->dst)));
 144     s->bins   = 1 << ((s->depth + 1) / 2);
 145     s->fine_size = s->bins * s->bins * inlink->w;
 146     s->coarse_size = s->bins * inlink->w;
 147     s->coarse = av_calloc(s->nb_threads, sizeof(*s->coarse));
 148     s->fine   = av_calloc(s->nb_threads, sizeof(*s->fine));
 149     if (!s->coarse || !s->fine)
 150         return AVERROR(ENOMEM);
 151     for (int i = 0; i < s->nb_threads; i++) {
 152         s->coarse[i] = av_malloc_array(s->coarse_size, sizeof(**s->coarse));
 153         s->fine[i]   = av_malloc_array(s->fine_size, sizeof(**s->fine));
 154         if (!s->coarse[i] || !s->fine[i])
 155             return AVERROR(ENOMEM);
 156     }
 157
 158     s->hadd = hadd;
 159     s->hsub = hsub;
 160     s->hmuladd = hmuladd;
 161
 162     switch (s->depth) {
 163     case  8: s->filter_plane = filter_plane_8;  break;
 164     case  9: s->filter_plane = filter_plane_9;  break;
 165     case 10: s->filter_plane = filter_plane_10; break;
 166     case 12: s->filter_plane = filter_plane_12; break;
 167     case 14: s->filter_plane = filter_plane_14; break;
 168     case 16: s->filter_plane = filter_plane_16; break;
 169     }
 170
 171     return 0;
 172 }
 173
 174 typedef struct ThreadData {
 175     AVFrame *in, *out;
 176 } ThreadData;
 177
 178 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 179 {
 180     MedianContext *s = ctx->priv;
 181     ThreadData *td = arg;
 182     AVFrame *in = td->in;
 183     AVFrame *out = td->out;
 184
 185     for (int plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 186         const int h = s->planeheight[plane];
 187         const int w = s->planewidth[plane];
 188         const int slice_h_start = (h * jobnr) / nb_jobs;
 189         const int slice_h_end = (h * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 190
 191         if (!(s->planes & (1 << plane))) {
 192             av_image_copy_plane(out->data[plane] + slice_h_start * out->linesize[plane],
 193                                 out->linesize[plane],
 194                                 in->data[plane] + slice_h_start * in->linesize[plane],
 195                                 in->linesize[plane],
 196                                 w * ((s->depth + 7) / 8),
 197                                 slice_h_end - slice_h_start);
 198             continue;
 199         }
 200
 201         s->filter_plane(ctx, in->data[plane],
 202                         in->linesize[plane],
 203                         out->data[plane] + slice_h_start * out->linesize[plane],
 204                         out->linesize[plane], w, h,
 205                         slice_h_start, slice_h_end, jobnr);
 206     }
 207
 208     return 0;
 209 }
 210
 211 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 212 {
 213     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 214     MedianContext *s = ctx->priv;
 215     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 216     ThreadData td;
 217     AVFrame *out;
 218
 219     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 220     if (!out) {
 221         av_frame_free(&in);
 222         return AVERROR(ENOMEM);
 223     }
 224     av_frame_copy_props(out, in);
 225
 226     td.in = in; td.out = out;
 227     ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, s->nb_threads);
 228
 229     av_frame_free(&in);
 230     return ff_filter_frame(outlink, out);
 231 }
 232
 233 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 234 {
 235     MedianContext *s = ctx->priv;
 236
 237     for (int i = 0; i < s->nb_threads && s->coarse && s->fine; i++) {
 238         av_freep(&s->coarse[i]);
 239         av_freep(&s->fine[i]);
 240     }
 241
 242     av_freep(&s->coarse);
 243     av_freep(&s->fine);
 244 }
 245
 246 static const AVFilterPad median_inputs[] = {
 247     {
 248         .name         = "default",
 249         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 250         .config_props = config_input,
 251         .filter_frame = filter_frame,
 252     },
 253     { NULL }
 254 };
 255
 256 static const AVFilterPad median_outputs[] = {
 257     {
 258         .name = "default",
 259         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 260     },
 261     { NULL }
 262 };
 263
 264 AVFilter ff_vf_median = {
 265     .name          = "median",
 266     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply Median filter."),
 267     .priv_size     = sizeof(MedianContext),
 268     .priv_class    = &median_class,
 269     .uninit        = uninit,
 270     .query_formats = query_formats,
 271     .inputs        = median_inputs,
 272     .outputs       = median_outputs,
 273     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 274 };