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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Stupeflix
   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 /**
  22  * @file
  23  * Use a palette to downsample an input video stream.
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/bprint.h"
  27 #include "libavutil/internal.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29 #include "libavutil/qsort.h"
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "filters.h"
  32 #include "framesync.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 enum dithering_mode {
  36     DITHERING_NONE,
  37     DITHERING_BAYER,
  38     DITHERING_HECKBERT,
  39     DITHERING_FLOYD_STEINBERG,
  40     DITHERING_SIERRA2,
  41     DITHERING_SIERRA2_4A,
  42     NB_DITHERING
  43 };
  44
  45 enum color_search_method {
  46     COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE,
  47     COLOR_SEARCH_NNS_RECURSIVE,
  48     COLOR_SEARCH_BRUTEFORCE,
  49     NB_COLOR_SEARCHES
  50 };
  51
  52 enum diff_mode {
  53     DIFF_MODE_NONE,
  54     DIFF_MODE_RECTANGLE,
  55     NB_DIFF_MODE
  56 };
  57
  58 struct color_node {
  59     uint8_t val[4];
  60     uint8_t palette_id;
  61     int split;
  62     int left_id, right_id;
  63 };
  64
  65 #define NBITS 5
  66 #define CACHE_SIZE (1<<(3*NBITS))
  67
  68 struct cached_color {
  69     uint32_t color;
  70     uint8_t pal_entry;
  71 };
  72
  73 struct cache_node {
  74     struct cached_color *entries;
  75     int nb_entries;
  76 };
  77
  78 struct PaletteUseContext;
  79
  80 typedef int (*set_frame_func)(struct PaletteUseContext *s, AVFrame *out, AVFrame *in,
  81                               int x_start, int y_start, int width, int height);
  82
  83 typedef struct PaletteUseContext {
  84     const AVClass *class;
  85     FFFrameSync fs;
  86     struct cache_node cache[CACHE_SIZE];    /* lookup cache */
  87     struct color_node map[AVPALETTE_COUNT]; /* 3D-Tree (KD-Tree with K=3) for reverse colormap */
  88     uint32_t palette[AVPALETTE_COUNT];
  89     int transparency_index; /* index in the palette of transparency. -1 if there is no transparency in the palette. */
  90     int trans_thresh;
  91     int palette_loaded;
  92     int dither;
  93     int new;
  94     set_frame_func set_frame;
  95     int bayer_scale;
  96     int ordered_dither[8*8];
  97     int diff_mode;
  98     AVFrame *last_in;
  99     AVFrame *last_out;
 100
 101     /* debug options */
 102     char *dot_filename;
 103     int color_search_method;
 104     int calc_mean_err;
 105     uint64_t total_mean_err;
 106     int debug_accuracy;
 107 } PaletteUseContext;
 108
 109 #define OFFSET(x) offsetof(PaletteUseContext, x)
 110 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 111 static const AVOption paletteuse_options[] = {
 112     { "dither", "select dithering mode", OFFSET(dither), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=DITHERING_SIERRA2_4A}, 0, NB_DITHERING-1, FLAGS, "dithering_mode" },
 113         { "bayer",           "ordered 8x8 bayer dithering (deterministic)",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_BAYER},           INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 114         { "heckbert",        "dithering as defined by Paul Heckbert in 1982 (simple error diffusion)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_HECKBERT},        INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 115         { "floyd_steinberg", "Floyd and Steingberg dithering (error diffusion)",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_FLOYD_STEINBERG}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 116         { "sierra2",         "Frankie Sierra dithering v2 (error diffusion)",                          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_SIERRA2},         INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 117         { "sierra2_4a",      "Frankie Sierra dithering v2 \"Lite\" (error diffusion)",                 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DITHERING_SIERRA2_4A},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "dithering_mode" },
 118     { "bayer_scale", "set scale for bayer dithering", OFFSET(bayer_scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 0, 5, FLAGS },
 119     { "diff_mode",   "set frame difference mode",     OFFSET(diff_mode),   AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=DIFF_MODE_NONE}, 0, NB_DIFF_MODE-1, FLAGS, "diff_mode" },
 120         { "rectangle", "process smallest different rectangle", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DIFF_MODE_RECTANGLE}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "diff_mode" },
 121     { "new", "take new palette for each output frame", OFFSET(new), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
 122     { "alpha_threshold", "set the alpha threshold for transparency", OFFSET(trans_thresh), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=128}, 0, 255 },
 123
 124     /* following are the debug options, not part of the official API */
 125     { "debug_kdtree", "save Graphviz graph of the kdtree in specified file", OFFSET(dot_filename), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
 126     { "color_search", "set reverse colormap color search method", OFFSET(color_search_method), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE}, 0, NB_COLOR_SEARCHES-1, FLAGS, "search" },
 127         { "nns_iterative", "iterative search",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "search" },
 128         { "nns_recursive", "recursive search",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COLOR_SEARCH_NNS_RECURSIVE}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "search" },
 129         { "bruteforce",    "brute-force into the palette", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COLOR_SEARCH_BRUTEFORCE},    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "search" },
 130     { "mean_err", "compute and print mean error", OFFSET(calc_mean_err), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
 131     { "debug_accuracy", "test color search accuracy", OFFSET(debug_accuracy), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
 132     { NULL }
 133 };
 134
 135 AVFILTER_DEFINE_CLASS(paletteuse);
 136
 137 static int load_apply_palette(FFFrameSync *fs);
 138
 139 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 140 {
 141     static const enum AVPixelFormat in_fmts[]    = {AV_PIX_FMT_RGB32, AV_PIX_FMT_NONE};
 142     static const enum AVPixelFormat inpal_fmts[] = {AV_PIX_FMT_RGB32, AV_PIX_FMT_NONE};
 143     static const enum AVPixelFormat out_fmts[]   = {AV_PIX_FMT_PAL8,  AV_PIX_FMT_NONE};
 144     int ret;
 145     AVFilterFormats *in    = ff_make_format_list(in_fmts);
 146     AVFilterFormats *inpal = ff_make_format_list(inpal_fmts);
 147     AVFilterFormats *out   = ff_make_format_list(out_fmts);
 148     if (!in || !inpal || !out) {
 149         av_freep(&in);
 150         av_freep(&inpal);
 151         av_freep(&out);
 152         return AVERROR(ENOMEM);
 153     }
 154     if ((ret = ff_formats_ref(in   , &ctx->inputs[0]->out_formats)) < 0 ||
 155         (ret = ff_formats_ref(inpal, &ctx->inputs[1]->out_formats)) < 0 ||
 156         (ret = ff_formats_ref(out  , &ctx->outputs[0]->in_formats)) < 0)
 157         return ret;
 158     return 0;
 159 }
 160
 161 static av_always_inline int dither_color(uint32_t px, int er, int eg, int eb, int scale, int shift)
 162 {
 163     return av_clip_uint8( px >> 24                                      ) << 24
 164          | av_clip_uint8((px >> 16 & 0xff) + ((er * scale) / (1<<shift))) << 16
 165          | av_clip_uint8((px >>  8 & 0xff) + ((eg * scale) / (1<<shift))) <<  8
 166          | av_clip_uint8((px       & 0xff) + ((eb * scale) / (1<<shift)));
 167 }
 168
 169 static av_always_inline int diff(const uint8_t *c1, const uint8_t *c2, const int trans_thresh)
 170 {
 171     // XXX: try L*a*b with CIE76 (dL*dL + da*da + db*db)
 172     const int dr = c1[1] - c2[1];
 173     const int dg = c1[2] - c2[2];
 174     const int db = c1[3] - c2[3];
 175
 176     if (c1[0] < trans_thresh && c2[0] < trans_thresh) {
 177         return 0;
 178     } else if (c1[0] >= trans_thresh && c2[0] >= trans_thresh) {
 179         return dr*dr + dg*dg + db*db;
 180     } else {
 181         return 255*255 + 255*255 + 255*255;
 182     }
 183 }
 184
 185 static av_always_inline uint8_t colormap_nearest_bruteforce(const uint32_t *palette, const uint8_t *argb, const int trans_thresh)
 186 {
 187     int i, pal_id = -1, min_dist = INT_MAX;
 188
 189     for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 190         const uint32_t c = palette[i];
 191
 192         if (c >> 24 >= trans_thresh) { // ignore transparent entry
 193             const uint8_t palargb[] = {
 194                 palette[i]>>24 & 0xff,
 195                 palette[i]>>16 & 0xff,
 196                 palette[i]>> 8 & 0xff,
 197                 palette[i]     & 0xff,
 198             };
 199             const int d = diff(palargb, argb, trans_thresh);
 200             if (d < min_dist) {
 201                 pal_id = i;
 202                 min_dist = d;
 203             }
 204         }
 205     }
 206     return pal_id;
 207 }
 208
 209 /* Recursive form, simpler but a bit slower. Kept for reference. */
 210 struct nearest_color {
 211     int node_pos;
 212     int dist_sqd;
 213 };
 214
 215 static void colormap_nearest_node(const struct color_node *map,
 216                                   const int node_pos,
 217                                   const uint8_t *target,
 218                                   const int trans_thresh,
 219                                   struct nearest_color *nearest)
 220 {
 221     const struct color_node *kd = map + node_pos;
 222     const int s = kd->split;
 223     int dx, nearer_kd_id, further_kd_id;
 224     const uint8_t *current = kd->val;
 225     const int current_to_target = diff(target, current, trans_thresh);
 226
 227     if (current_to_target < nearest->dist_sqd) {
 228         nearest->node_pos = node_pos;
 229         nearest->dist_sqd = current_to_target;
 230     }
 231
 232     if (kd->left_id != -1 || kd->right_id != -1) {
 233         dx = target[s] - current[s];
 234
 235         if (dx <= 0) nearer_kd_id = kd->left_id,  further_kd_id = kd->right_id;
 236         else         nearer_kd_id = kd->right_id, further_kd_id = kd->left_id;
 237
 238         if (nearer_kd_id != -1)
 239             colormap_nearest_node(map, nearer_kd_id, target, trans_thresh, nearest);
 240
 241         if (further_kd_id != -1 && dx*dx < nearest->dist_sqd)
 242             colormap_nearest_node(map, further_kd_id, target, trans_thresh, nearest);
 243     }
 244 }
 245
 246 static av_always_inline uint8_t colormap_nearest_recursive(const struct color_node *node, const uint8_t *rgb, const int trans_thresh)
 247 {
 248     struct nearest_color res = {.dist_sqd = INT_MAX, .node_pos = -1};
 249     colormap_nearest_node(node, 0, rgb, trans_thresh, &res);
 250     return node[res.node_pos].palette_id;
 251 }
 252
 253 struct stack_node {
 254     int color_id;
 255     int dx2;
 256 };
 257
 258 static av_always_inline uint8_t colormap_nearest_iterative(const struct color_node *root, const uint8_t *target, const int trans_thresh)
 259 {
 260     int pos = 0, best_node_id = -1, best_dist = INT_MAX, cur_color_id = 0;
 261     struct stack_node nodes[16];
 262     struct stack_node *node = &nodes[0];
 263
 264     for (;;) {
 265
 266         const struct color_node *kd = &root[cur_color_id];
 267         const uint8_t *current = kd->val;
 268         const int current_to_target = diff(target, current, trans_thresh);
 269
 270         /* Compare current color node to the target and update our best node if
 271          * it's actually better. */
 272         if (current_to_target < best_dist) {
 273             best_node_id = cur_color_id;
 274             if (!current_to_target)
 275                 goto end; // exact match, we can return immediately
 276             best_dist = current_to_target;
 277         }
 278
 279         /* Check if it's not a leaf */
 280         if (kd->left_id != -1 || kd->right_id != -1) {
 281             const int split = kd->split;
 282             const int dx = target[split] - current[split];
 283             int nearer_kd_id, further_kd_id;
 284
 285             /* Define which side is the most interesting. */
 286             if (dx <= 0) nearer_kd_id = kd->left_id,  further_kd_id = kd->right_id;
 287             else         nearer_kd_id = kd->right_id, further_kd_id = kd->left_id;
 288
 289             if (nearer_kd_id != -1) {
 290                 if (further_kd_id != -1) {
 291                     /* Here, both paths are defined, so we push a state for
 292                      * when we are going back. */
 293                     node->color_id = further_kd_id;
 294                     node->dx2 = dx*dx;
 295                     pos++;
 296                     node++;
 297                 }
 298                 /* We can now update current color with the most probable path
 299                  * (no need to create a state since there is nothing to save
 300                  * anymore). */
 301                 cur_color_id = nearer_kd_id;
 302                 continue;
 303             } else if (dx*dx < best_dist) {
 304                 /* The nearest path isn't available, so there is only one path
 305                  * possible and it's the least probable. We enter it only if the
 306                  * distance from the current point to the hyper rectangle is
 307                  * less than our best distance. */
 308                 cur_color_id = further_kd_id;
 309                 continue;
 310             }
 311         }
 312
 313         /* Unstack as much as we can, typically as long as the least probable
 314          * branch aren't actually probable. */
 315         do {
 316             if (--pos < 0)
 317                 goto end;
 318             node--;
 319         } while (node->dx2 >= best_dist);
 320
 321         /* We got a node where the least probable branch might actually contain
 322          * a relevant color. */
 323         cur_color_id = node->color_id;
 324     }
 325
 326 end:
 327     return root[best_node_id].palette_id;
 328 }
 329
 330 #define COLORMAP_NEAREST(search, palette, root, target, trans_thresh)                                    \
 331     search == COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE ? colormap_nearest_iterative(root, target, trans_thresh) :      \
 332     search == COLOR_SEARCH_NNS_RECURSIVE ? colormap_nearest_recursive(root, target, trans_thresh) :      \
 333                                            colormap_nearest_bruteforce(palette, target, trans_thresh)
 334
 335 /**
 336  * Check if the requested color is in the cache already. If not, find it in the
 337  * color tree and cache it.
 338  * Note: a, r, g, and b are the components of color, but are passed as well to avoid
 339  * recomputing them (they are generally computed by the caller for other uses).
 340  */
 341 static av_always_inline int color_get(PaletteUseContext *s, uint32_t color,
 342                                       uint8_t a, uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b,
 343                                       const enum color_search_method search_method)
 344 {
 345     int i;
 346     const uint8_t argb_elts[] = {a, r, g, b};
 347     const uint8_t rhash = r & ((1<<NBITS)-1);
 348     const uint8_t ghash = g & ((1<<NBITS)-1);
 349     const uint8_t bhash = b & ((1<<NBITS)-1);
 350     const unsigned hash = rhash<<(NBITS*2) | ghash<<NBITS | bhash;
 351     struct cache_node *node = &s->cache[hash];
 352     struct cached_color *e;
 353
 354     // first, check for transparency
 355     if (a < s->trans_thresh && s->transparency_index >= 0) {
 356         return s->transparency_index;
 357     }
 358
 359     for (i = 0; i < node->nb_entries; i++) {
 360         e = &node->entries[i];
 361         if (e->color == color)
 362             return e->pal_entry;
 363     }
 364
 365     e = av_dynarray2_add((void**)&node->entries, &node->nb_entries,
 366                          sizeof(*node->entries), NULL);
 367     if (!e)
 368         return AVERROR(ENOMEM);
 369     e->color = color;
 370     e->pal_entry = COLORMAP_NEAREST(search_method, s->palette, s->map, argb_elts, s->trans_thresh);
 371
 372     return e->pal_entry;
 373 }
 374
 375 static av_always_inline int get_dst_color_err(PaletteUseContext *s,
 376                                               uint32_t c, int *er, int *eg, int *eb,
 377                                               const enum color_search_method search_method)
 378 {
 379     const uint8_t a = c >> 24 & 0xff;
 380     const uint8_t r = c >> 16 & 0xff;
 381     const uint8_t g = c >>  8 & 0xff;
 382     const uint8_t b = c       & 0xff;
 383     const int dstx = color_get(s, c, a, r, g, b, search_method);
 384     const uint32_t dstc = s->palette[dstx];
 385     *er = r - (dstc >> 16 & 0xff);
 386     *eg = g - (dstc >>  8 & 0xff);
 387     *eb = b - (dstc       & 0xff);
 388     return dstx;
 389 }
 390
 391 static av_always_inline int set_frame(PaletteUseContext *s, AVFrame *out, AVFrame *in,
 392                                       int x_start, int y_start, int w, int h,
 393                                       enum dithering_mode dither,
 394                                       const enum color_search_method search_method)
 395 {
 396     int x, y;
 397     const int src_linesize = in ->linesize[0] >> 2;
 398     const int dst_linesize = out->linesize[0];
 399     uint32_t *src = ((uint32_t *)in ->data[0]) + y_start*src_linesize;
 400     uint8_t  *dst =              out->data[0]  + y_start*dst_linesize;
 401
 402     w += x_start;
 403     h += y_start;
 404
 405     for (y = y_start; y < h; y++) {
 406         for (x = x_start; x < w; x++) {
 407             int er, eg, eb;
 408
 409             if (dither == DITHERING_BAYER) {
 410                 const int d = s->ordered_dither[(y & 7)<<3 | (x & 7)];
 411                 const uint8_t a8 = src[x] >> 24 & 0xff;
 412                 const uint8_t r8 = src[x] >> 16 & 0xff;
 413                 const uint8_t g8 = src[x] >>  8 & 0xff;
 414                 const uint8_t b8 = src[x]       & 0xff;
 415                 const uint8_t r = av_clip_uint8(r8 + d);
 416                 const uint8_t g = av_clip_uint8(g8 + d);
 417                 const uint8_t b = av_clip_uint8(b8 + d);
 418                 const int color = color_get(s, src[x], a8, r, g, b, search_method);
 419
 420                 if (color < 0)
 421                     return color;
 422                 dst[x] = color;
 423
 424             } else if (dither == DITHERING_HECKBERT) {
 425                 const int right = x < w - 1, down = y < h - 1;
 426                 const int color = get_dst_color_err(s, src[x], &er, &eg, &eb, search_method);
 427
 428                 if (color < 0)
 429                     return color;
 430                 dst[x] = color;
 431
 432                 if (right)         src[               x + 1] = dither_color(src[               x + 1], er, eg, eb, 3, 3);
 433                 if (         down) src[src_linesize + x    ] = dither_color(src[src_linesize + x    ], er, eg, eb, 3, 3);
 434                 if (right && down) src[src_linesize + x + 1] = dither_color(src[src_linesize + x + 1], er, eg, eb, 2, 3);
 435
 436             } else if (dither == DITHERING_FLOYD_STEINBERG) {
 437                 const int right = x < w - 1, down = y < h - 1, left = x > x_start;
 438                 const int color = get_dst_color_err(s, src[x], &er, &eg, &eb, search_method);
 439
 440                 if (color < 0)
 441                     return color;
 442                 dst[x] = color;
 443
 444                 if (right)         src[               x + 1] = dither_color(src[               x + 1], er, eg, eb, 7, 4);
 445                 if (left  && down) src[src_linesize + x - 1] = dither_color(src[src_linesize + x - 1], er, eg, eb, 3, 4);
 446                 if (         down) src[src_linesize + x    ] = dither_color(src[src_linesize + x    ], er, eg, eb, 5, 4);
 447                 if (right && down) src[src_linesize + x + 1] = dither_color(src[src_linesize + x + 1], er, eg, eb, 1, 4);
 448
 449             } else if (dither == DITHERING_SIERRA2) {
 450                 const int right  = x < w - 1, down  = y < h - 1, left  = x > x_start;
 451                 const int right2 = x < w - 2,                    left2 = x > x_start + 1;
 452                 const int color = get_dst_color_err(s, src[x], &er, &eg, &eb, search_method);
 453
 454                 if (color < 0)
 455                     return color;
 456                 dst[x] = color;
 457
 458                 if (right)          src[                 x + 1] = dither_color(src[                 x + 1], er, eg, eb, 4, 4);
 459                 if (right2)         src[                 x + 2] = dither_color(src[                 x + 2], er, eg, eb, 3, 4);
 460
 461                 if (down) {
 462                     if (left2)      src[  src_linesize + x - 2] = dither_color(src[  src_linesize + x - 2], er, eg, eb, 1, 4);
 463                     if (left)       src[  src_linesize + x - 1] = dither_color(src[  src_linesize + x - 1], er, eg, eb, 2, 4);
 464                     if (1)          src[  src_linesize + x    ] = dither_color(src[  src_linesize + x    ], er, eg, eb, 3, 4);
 465                     if (right)      src[  src_linesize + x + 1] = dither_color(src[  src_linesize + x + 1], er, eg, eb, 2, 4);
 466                     if (right2)     src[  src_linesize + x + 2] = dither_color(src[  src_linesize + x + 2], er, eg, eb, 1, 4);
 467                 }
 468
 469             } else if (dither == DITHERING_SIERRA2_4A) {
 470                 const int right = x < w - 1, down = y < h - 1, left = x > x_start;
 471                 const int color = get_dst_color_err(s, src[x], &er, &eg, &eb, search_method);
 472
 473                 if (color < 0)
 474                     return color;
 475                 dst[x] = color;
 476
 477                 if (right)         src[               x + 1] = dither_color(src[               x + 1], er, eg, eb, 2, 2);
 478                 if (left  && down) src[src_linesize + x - 1] = dither_color(src[src_linesize + x - 1], er, eg, eb, 1, 2);
 479                 if (         down) src[src_linesize + x    ] = dither_color(src[src_linesize + x    ], er, eg, eb, 1, 2);
 480
 481             } else {
 482                 const uint8_t a = src[x] >> 24 & 0xff;
 483                 const uint8_t r = src[x] >> 16 & 0xff;
 484                 const uint8_t g = src[x] >>  8 & 0xff;
 485                 const uint8_t b = src[x]       & 0xff;
 486                 const int color = color_get(s, src[x], a, r, g, b, search_method);
 487
 488                 if (color < 0)
 489                     return color;
 490                 dst[x] = color;
 491             }
 492         }
 493         src += src_linesize;
 494         dst += dst_linesize;
 495     }
 496     return 0;
 497 }
 498
 499 #define INDENT 4
 500 static void disp_node(AVBPrint *buf,
 501                       const struct color_node *map,
 502                       int parent_id, int node_id,
 503                       int depth)
 504 {
 505     const struct color_node *node = &map[node_id];
 506     const uint32_t fontcolor = node->val[1] > 0x50 &&
 507                                node->val[2] > 0x50 &&
 508                                node->val[3] > 0x50 ? 0 : 0xffffff;
 509     const int rgb_comp = node->split - 1;
 510     av_bprintf(buf, "%*cnode%d ["
 511                "label=\"%c%02X%c%02X%c%02X%c\" "
 512                "fillcolor=\"#%02x%02x%02x\" "
 513                "fontcolor=\"#%06"PRIX32"\"]\n",
 514                depth*INDENT, ' ', node->palette_id,
 515                "[  "[rgb_comp], node->val[1],
 516                "][ "[rgb_comp], node->val[2],
 517                " ]["[rgb_comp], node->val[3],
 518                "  ]"[rgb_comp],
 519                node->val[1], node->val[2], node->val[3],
 520                fontcolor);
 521     if (parent_id != -1)
 522         av_bprintf(buf, "%*cnode%d -> node%d\n", depth*INDENT, ' ',
 523                    map[parent_id].palette_id, node->palette_id);
 524     if (node->left_id  != -1) disp_node(buf, map, node_id, node->left_id,  depth + 1);
 525     if (node->right_id != -1) disp_node(buf, map, node_id, node->right_id, depth + 1);
 526 }
 527
 528 // debug_kdtree=kdtree.dot -> dot -Tpng kdtree.dot > kdtree.png
 529 static int disp_tree(const struct color_node *node, const char *fname)
 530 {
 531     AVBPrint buf;
 532     FILE *f = av_fopen_utf8(fname, "w");
 533
 534     if (!f) {
 535         int ret = AVERROR(errno);
 536         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot open file '%s' for writing: %s\n",
 537                fname, av_err2str(ret));
 538         return ret;
 539     }
 540
 541     av_bprint_init(&buf, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
 542
 543     av_bprintf(&buf, "digraph {\n");
 544     av_bprintf(&buf, "    node [style=filled fontsize=10 shape=box]\n");
 545     disp_node(&buf, node, -1, 0, 0);
 546     av_bprintf(&buf, "}\n");
 547
 548     fwrite(buf.str, 1, buf.len, f);
 549     fclose(f);
 550     av_bprint_finalize(&buf, NULL);
 551     return 0;
 552 }
 553
 554 static int debug_accuracy(const struct color_node *node, const uint32_t *palette, const int trans_thresh,
 555                           const enum color_search_method search_method)
 556 {
 557     int r, g, b, ret = 0;
 558
 559     for (r = 0; r < 256; r++) {
 560         for (g = 0; g < 256; g++) {
 561             for (b = 0; b < 256; b++) {
 562                 const uint8_t argb[] = {0xff, r, g, b};
 563                 const int r1 = COLORMAP_NEAREST(search_method, palette, node, argb, trans_thresh);
 564                 const int r2 = colormap_nearest_bruteforce(palette, argb, trans_thresh);
 565                 if (r1 != r2) {
 566                     const uint32_t c1 = palette[r1];
 567                     const uint32_t c2 = palette[r2];
 568                     const uint8_t palargb1[] = { 0xff, c1>>16 & 0xff, c1>> 8 & 0xff, c1 & 0xff };
 569                     const uint8_t palargb2[] = { 0xff, c2>>16 & 0xff, c2>> 8 & 0xff, c2 & 0xff };
 570                     const int d1 = diff(palargb1, argb, trans_thresh);
 571                     const int d2 = diff(palargb2, argb, trans_thresh);
 572                     if (d1 != d2) {
 573                         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
 574                                "/!\\ %02X%02X%02X: %d ! %d (%06"PRIX32" ! %06"PRIX32") / dist: %d ! %d\n",
 575                                r, g, b, r1, r2, c1 & 0xffffff, c2 & 0xffffff, d1, d2);
 576                         ret = 1;
 577                     }
 578                 }
 579             }
 580         }
 581     }
 582     return ret;
 583 }
 584
 585 struct color {
 586     uint32_t value;
 587     uint8_t pal_id;
 588 };
 589
 590 struct color_rect {
 591     uint8_t min[3];
 592     uint8_t max[3];
 593 };
 594
 595 typedef int (*cmp_func)(const void *, const void *);
 596
 597 #define DECLARE_CMP_FUNC(name, pos)                     \
 598 static int cmp_##name(const void *pa, const void *pb)   \
 599 {                                                       \
 600     const struct color *a = pa;                         \
 601     const struct color *b = pb;                         \
 602     return   (a->value >> (8 * (3 - (pos))) & 0xff)     \
 603            - (b->value >> (8 * (3 - (pos))) & 0xff);    \
 604 }
 605
 606 DECLARE_CMP_FUNC(a, 0)
 607 DECLARE_CMP_FUNC(r, 1)
 608 DECLARE_CMP_FUNC(g, 2)
 609 DECLARE_CMP_FUNC(b, 3)
 610
 611 static const cmp_func cmp_funcs[] = {cmp_a, cmp_r, cmp_g, cmp_b};
 612
 613 static int get_next_color(const uint8_t *color_used, const uint32_t *palette,
 614                           const int trans_thresh,
 615                           int *component, const struct color_rect *box)
 616 {
 617     int wr, wg, wb;
 618     int i, longest = 0;
 619     unsigned nb_color = 0;
 620     struct color_rect ranges;
 621     struct color tmp_pal[256];
 622     cmp_func cmpf;
 623
 624     ranges.min[0] = ranges.min[1] = ranges.min[2] = 0xff;
 625     ranges.max[0] = ranges.max[1] = ranges.max[2] = 0x00;
 626
 627     for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 628         const uint32_t c = palette[i];
 629         const uint8_t a = c >> 24 & 0xff;
 630         const uint8_t r = c >> 16 & 0xff;
 631         const uint8_t g = c >>  8 & 0xff;
 632         const uint8_t b = c       & 0xff;
 633
 634         if (a < trans_thresh) {
 635             continue;
 636         }
 637
 638         if (color_used[i] || (a != 0xff) ||
 639             r < box->min[0] || g < box->min[1] || b < box->min[2] ||
 640             r > box->max[0] || g > box->max[1] || b > box->max[2])
 641             continue;
 642
 643         if (r < ranges.min[0]) ranges.min[0] = r;
 644         if (g < ranges.min[1]) ranges.min[1] = g;
 645         if (b < ranges.min[2]) ranges.min[2] = b;
 646
 647         if (r > ranges.max[0]) ranges.max[0] = r;
 648         if (g > ranges.max[1]) ranges.max[1] = g;
 649         if (b > ranges.max[2]) ranges.max[2] = b;
 650
 651         tmp_pal[nb_color].value  = c;
 652         tmp_pal[nb_color].pal_id = i;
 653
 654         nb_color++;
 655     }
 656
 657     if (!nb_color)
 658         return -1;
 659
 660     /* define longest axis that will be the split component */
 661     wr = ranges.max[0] - ranges.min[0];
 662     wg = ranges.max[1] - ranges.min[1];
 663     wb = ranges.max[2] - ranges.min[2];
 664     if (wr >= wg && wr >= wb) longest = 1;
 665     if (wg >= wr && wg >= wb) longest = 2;
 666     if (wb >= wr && wb >= wg) longest = 3;
 667     cmpf = cmp_funcs[longest];
 668     *component = longest;
 669
 670     /* sort along this axis to get median */
 671     AV_QSORT(tmp_pal, nb_color, struct color, cmpf);
 672
 673     return tmp_pal[nb_color >> 1].pal_id;
 674 }
 675
 676 static int colormap_insert(struct color_node *map,
 677                            uint8_t *color_used,
 678                            int *nb_used,
 679                            const uint32_t *palette,
 680                            const int trans_thresh,
 681                            const struct color_rect *box)
 682 {
 683     uint32_t c;
 684     int component, cur_id;
 685     int node_left_id = -1, node_right_id = -1;
 686     struct color_node *node;
 687     struct color_rect box1, box2;
 688     const int pal_id = get_next_color(color_used, palette, trans_thresh, &component, box);
 689
 690     if (pal_id < 0)
 691         return -1;
 692
 693     /* create new node with that color */
 694     cur_id = (*nb_used)++;
 695     c = palette[pal_id];
 696     node = &map[cur_id];
 697     node->split = component;
 698     node->palette_id = pal_id;
 699     node->val[0] = c>>24 & 0xff;
 700     node->val[1] = c>>16 & 0xff;
 701     node->val[2] = c>> 8 & 0xff;
 702     node->val[3] = c     & 0xff;
 703
 704     color_used[pal_id] = 1;
 705
 706     /* get the two boxes this node creates */
 707     box1 = box2 = *box;
 708     box1.max[component-1] = node->val[component];
 709     box2.min[component-1] = node->val[component] + 1;
 710
 711     node_left_id = colormap_insert(map, color_used, nb_used, palette, trans_thresh, &box1);
 712
 713     if (box2.min[component-1] <= box2.max[component-1])
 714         node_right_id = colormap_insert(map, color_used, nb_used, palette, trans_thresh, &box2);
 715
 716     node->left_id  = node_left_id;
 717     node->right_id = node_right_id;
 718
 719     return cur_id;
 720 }
 721
 722 static int cmp_pal_entry(const void *a, const void *b)
 723 {
 724     const int c1 = *(const uint32_t *)a & 0xffffff;
 725     const int c2 = *(const uint32_t *)b & 0xffffff;
 726     return c1 - c2;
 727 }
 728
 729 static void load_colormap(PaletteUseContext *s)
 730 {
 731     int i, nb_used = 0;
 732     uint8_t color_used[AVPALETTE_COUNT] = {0};
 733     uint32_t last_color = 0;
 734     struct color_rect box;
 735
 736     /* disable transparent colors and dups */
 737     qsort(s->palette, AVPALETTE_COUNT, sizeof(*s->palette), cmp_pal_entry);
 738     // update transparency index:
 739     if (s->transparency_index >= 0) {
 740         for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 741             if ((s->palette[i]>>24 & 0xff) == 0) {
 742                 s->transparency_index = i; // we are assuming at most one transparent color in palette
 743                 break;
 744             }
 745         }
 746     }
 747
 748     for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 749         const uint32_t c = s->palette[i];
 750         if (i != 0 && c == last_color) {
 751             color_used[i] = 1;
 752             continue;
 753         }
 754         last_color = c;
 755         if (c >> 24 < s->trans_thresh) {
 756             color_used[i] = 1; // ignore transparent color(s)
 757             continue;
 758         }
 759     }
 760
 761     box.min[0] = box.min[1] = box.min[2] = 0x00;
 762     box.max[0] = box.max[1] = box.max[2] = 0xff;
 763
 764     colormap_insert(s->map, color_used, &nb_used, s->palette, s->trans_thresh, &box);
 765
 766     if (s->dot_filename)
 767         disp_tree(s->map, s->dot_filename);
 768
 769     if (s->debug_accuracy) {
 770         if (!debug_accuracy(s->map, s->palette, s->trans_thresh, s->color_search_method))
 771             av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "Accuracy check passed\n");
 772     }
 773 }
 774
 775 static void debug_mean_error(PaletteUseContext *s, const AVFrame *in1,
 776                              const AVFrame *in2, int frame_count)
 777 {
 778     int x, y;
 779     const uint32_t *palette = s->palette;
 780     uint32_t *src1 = (uint32_t *)in1->data[0];
 781     uint8_t  *src2 =             in2->data[0];
 782     const int src1_linesize = in1->linesize[0] >> 2;
 783     const int src2_linesize = in2->linesize[0];
 784     const float div = in1->width * in1->height * 3;
 785     unsigned mean_err = 0;
 786
 787     for (y = 0; y < in1->height; y++) {
 788         for (x = 0; x < in1->width; x++) {
 789             const uint32_t c1 = src1[x];
 790             const uint32_t c2 = palette[src2[x]];
 791             const uint8_t argb1[] = {0xff, c1 >> 16 & 0xff, c1 >> 8 & 0xff, c1 & 0xff};
 792             const uint8_t argb2[] = {0xff, c2 >> 16 & 0xff, c2 >> 8 & 0xff, c2 & 0xff};
 793             mean_err += diff(argb1, argb2, s->trans_thresh);
 794         }
 795         src1 += src1_linesize;
 796         src2 += src2_linesize;
 797     }
 798
 799     s->total_mean_err += mean_err;
 800
 801     av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "MEP:%.3f TotalMEP:%.3f\n",
 802            mean_err / div, s->total_mean_err / (div * frame_count));
 803 }
 804
 805 static void set_processing_window(enum diff_mode diff_mode,
 806                                   const AVFrame *prv_src, const AVFrame *cur_src,
 807                                   const AVFrame *prv_dst,       AVFrame *cur_dst,
 808                                   int *xp, int *yp, int *wp, int *hp)
 809 {
 810     int x_start = 0, y_start = 0;
 811     int width  = cur_src->width;
 812     int height = cur_src->height;
 813
 814     if (prv_src && diff_mode == DIFF_MODE_RECTANGLE) {
 815         int y;
 816         int x_end = cur_src->width  - 1,
 817             y_end = cur_src->height - 1;
 818         const uint32_t *prv_srcp = (const uint32_t *)prv_src->data[0];
 819         const uint32_t *cur_srcp = (const uint32_t *)cur_src->data[0];
 820         const uint8_t  *prv_dstp = prv_dst->data[0];
 821         uint8_t        *cur_dstp = cur_dst->data[0];
 822
 823         const int prv_src_linesize = prv_src->linesize[0] >> 2;
 824         const int cur_src_linesize = cur_src->linesize[0] >> 2;
 825         const int prv_dst_linesize = prv_dst->linesize[0];
 826         const int cur_dst_linesize = cur_dst->linesize[0];
 827
 828         /* skip common lines */
 829         while (y_start < y_end && !memcmp(prv_srcp + y_start*prv_src_linesize,
 830                                           cur_srcp + y_start*cur_src_linesize,
 831                                           cur_src->width * 4)) {
 832             memcpy(cur_dstp + y_start*cur_dst_linesize,
 833                    prv_dstp + y_start*prv_dst_linesize,
 834                    cur_dst->width);
 835             y_start++;
 836         }
 837         while (y_end > y_start && !memcmp(prv_srcp + y_end*prv_src_linesize,
 838                                           cur_srcp + y_end*cur_src_linesize,
 839                                           cur_src->width * 4)) {
 840             memcpy(cur_dstp + y_end*cur_dst_linesize,
 841                    prv_dstp + y_end*prv_dst_linesize,
 842                    cur_dst->width);
 843             y_end--;
 844         }
 845
 846         height = y_end + 1 - y_start;
 847
 848         /* skip common columns */
 849         while (x_start < x_end) {
 850             int same_column = 1;
 851             for (y = y_start; y <= y_end; y++) {
 852                 if (prv_srcp[y*prv_src_linesize + x_start] != cur_srcp[y*cur_src_linesize + x_start]) {
 853                     same_column = 0;
 854                     break;
 855                 }
 856             }
 857             if (!same_column)
 858                 break;
 859             x_start++;
 860         }
 861         while (x_end > x_start) {
 862             int same_column = 1;
 863             for (y = y_start; y <= y_end; y++) {
 864                 if (prv_srcp[y*prv_src_linesize + x_end] != cur_srcp[y*cur_src_linesize + x_end]) {
 865                     same_column = 0;
 866                     break;
 867                 }
 868             }
 869             if (!same_column)
 870                 break;
 871             x_end--;
 872         }
 873         width = x_end + 1 - x_start;
 874
 875         if (x_start) {
 876             for (y = y_start; y <= y_end; y++)
 877                 memcpy(cur_dstp + y*cur_dst_linesize,
 878                        prv_dstp + y*prv_dst_linesize, x_start);
 879         }
 880         if (x_end != cur_src->width - 1) {
 881             const int copy_len = cur_src->width - 1 - x_end;
 882             for (y = y_start; y <= y_end; y++)
 883                 memcpy(cur_dstp + y*cur_dst_linesize + x_end + 1,
 884                        prv_dstp + y*prv_dst_linesize + x_end + 1,
 885                        copy_len);
 886         }
 887     }
 888     *xp = x_start;
 889     *yp = y_start;
 890     *wp = width;
 891     *hp = height;
 892 }
 893
 894 static AVFrame *apply_palette(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 895 {
 896     int x, y, w, h;
 897     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 898     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
 899     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 900
 901     AVFrame *out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 902     if (!out) {
 903         av_frame_free(&in);
 904         return NULL;
 905     }
 906     av_frame_copy_props(out, in);
 907
 908     set_processing_window(s->diff_mode, s->last_in, in,
 909                           s->last_out, out, &x, &y, &w, &h);
 910     av_frame_free(&s->last_in);
 911     av_frame_free(&s->last_out);
 912     s->last_in  = av_frame_clone(in);
 913     s->last_out = av_frame_clone(out);
 914     if (!s->last_in || !s->last_out ||
 915         av_frame_make_writable(s->last_in) < 0) {
 916         av_frame_free(&in);
 917         av_frame_free(&out);
 918         return NULL;
 919     }
 920
 921     ff_dlog(ctx, "%dx%d rect: (%d;%d) -> (%d,%d) [area:%dx%d]\n",
 922             w, h, x, y, x+w, y+h, in->width, in->height);
 923
 924     if (s->set_frame(s, out, in, x, y, w, h) < 0) {
 925         av_frame_free(&out);
 926         return NULL;
 927     }
 928     memcpy(out->data[1], s->palette, AVPALETTE_SIZE);
 929     if (s->calc_mean_err)
 930         debug_mean_error(s, in, out, inlink->frame_count_out);
 931     av_frame_free(&in);
 932     return out;
 933 }
 934
 935 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 936 {
 937     int ret;
 938     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 939     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
 940
 941     ret = ff_framesync_init_dualinput(&s->fs, ctx);
 942     if (ret < 0)
 943         return ret;
 944     s->fs.opt_repeatlast = 1; // only 1 frame in the palette
 945     s->fs.in[1].before = s->fs.in[1].after = EXT_INFINITY;
 946     s->fs.on_event = load_apply_palette;
 947
 948     outlink->w = ctx->inputs[0]->w;
 949     outlink->h = ctx->inputs[0]->h;
 950
 951     outlink->time_base = ctx->inputs[0]->time_base;
 952     if ((ret = ff_framesync_configure(&s->fs)) < 0)
 953         return ret;
 954     return 0;
 955 }
 956
 957 static int config_input_palette(AVFilterLink *inlink)
 958 {
 959     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 960
 961     if (inlink->w * inlink->h != AVPALETTE_COUNT) {
 962         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 963                "Palette input must contain exactly %d pixels. "
 964                "Specified input has %dx%d=%d pixels\n",
 965                AVPALETTE_COUNT, inlink->w, inlink->h,
 966                inlink->w * inlink->h);
 967         return AVERROR(EINVAL);
 968     }
 969     return 0;
 970 }
 971
 972 static void load_palette(PaletteUseContext *s, const AVFrame *palette_frame)
 973 {
 974     int i, x, y;
 975     const uint32_t *p = (const uint32_t *)palette_frame->data[0];
 976     const int p_linesize = palette_frame->linesize[0] >> 2;
 977
 978     s->transparency_index = -1;
 979
 980     if (s->new) {
 981         memset(s->palette, 0, sizeof(s->palette));
 982         memset(s->map, 0, sizeof(s->map));
 983         for (i = 0; i < CACHE_SIZE; i++)
 984             av_freep(&s->cache[i].entries);
 985         memset(s->cache, 0, sizeof(s->cache));
 986     }
 987
 988     i = 0;
 989     for (y = 0; y < palette_frame->height; y++) {
 990         for (x = 0; x < palette_frame->width; x++) {
 991             s->palette[i] = p[x];
 992             if (p[x]>>24 < s->trans_thresh) {
 993                 s->transparency_index = i; // we are assuming at most one transparent color in palette
 994             }
 995             i++;
 996         }
 997         p += p_linesize;
 998     }
 999
1000     load_colormap(s);
1001
1002     if (!s->new)
1003         s->palette_loaded = 1;
1004 }
1005
1006 static int load_apply_palette(FFFrameSync *fs)
1007 {
1008     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
1009     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
1010     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
1011     AVFrame *master, *second, *out;
1012     int ret;
1013
1014     // writable for error diffusal dithering
1015     ret = ff_framesync_dualinput_get_writable(fs, &master, &second);
1016     if (ret < 0)
1017         return ret;
1018     if (!master || !second) {
1019         ret = AVERROR_BUG;
1020         goto error;
1021     }
1022     if (!s->palette_loaded) {
1023         load_palette(s, second);
1024     }
1025     out = apply_palette(inlink, master);
1026     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], out);
1027
1028 error:
1029     av_frame_free(&master);
1030     av_frame_free(&second);
1031     return ret;
1032 }
1033
1034 #define DEFINE_SET_FRAME(color_search, name, value)                             \
1035 static int set_frame_##name(PaletteUseContext *s, AVFrame *out, AVFrame *in,    \
1036                             int x_start, int y_start, int w, int h)             \
1037 {                                                                               \
1038     return set_frame(s, out, in, x_start, y_start, w, h, value, color_search);  \
1039 }
1040
1041 #define DEFINE_SET_FRAME_COLOR_SEARCH(color_search, color_search_macro)                                 \
1042     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##none,            DITHERING_NONE)              \
1043     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##bayer,           DITHERING_BAYER)             \
1044     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##heckbert,        DITHERING_HECKBERT)          \
1045     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##floyd_steinberg, DITHERING_FLOYD_STEINBERG)   \
1046     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##sierra2,         DITHERING_SIERRA2)           \
1047     DEFINE_SET_FRAME(color_search_macro, color_search##_##sierra2_4a,      DITHERING_SIERRA2_4A)        \
1048
1049 DEFINE_SET_FRAME_COLOR_SEARCH(nns_iterative, COLOR_SEARCH_NNS_ITERATIVE)
1050 DEFINE_SET_FRAME_COLOR_SEARCH(nns_recursive, COLOR_SEARCH_NNS_RECURSIVE)
1051 DEFINE_SET_FRAME_COLOR_SEARCH(bruteforce,    COLOR_SEARCH_BRUTEFORCE)
1052
1053 #define DITHERING_ENTRIES(color_search) {       \
1054     set_frame_##color_search##_none,            \
1055     set_frame_##color_search##_bayer,           \
1056     set_frame_##color_search##_heckbert,        \
1057     set_frame_##color_search##_floyd_steinberg, \
1058     set_frame_##color_search##_sierra2,         \
1059     set_frame_##color_search##_sierra2_4a,      \
1060 }
1061
1062 static const set_frame_func set_frame_lut[NB_COLOR_SEARCHES][NB_DITHERING] = {
1063     DITHERING_ENTRIES(nns_iterative),
1064     DITHERING_ENTRIES(nns_recursive),
1065     DITHERING_ENTRIES(bruteforce),
1066 };
1067
1068 static int dither_value(int p)
1069 {
1070     const int q = p ^ (p >> 3);
1071     return   (p & 4) >> 2 | (q & 4) >> 1 \
1072            | (p & 2) << 1 | (q & 2) << 2 \
1073            | (p & 1) << 4 | (q & 1) << 5;
1074 }
1075
1076 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
1077 {
1078     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
1079
1080     s->set_frame = set_frame_lut[s->color_search_method][s->dither];
1081
1082     if (s->dither == DITHERING_BAYER) {
1083         int i;
1084         const int delta = 1 << (5 - s->bayer_scale); // to avoid too much luma
1085
1086         for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->ordered_dither); i++)
1087             s->ordered_dither[i] = (dither_value(i) >> s->bayer_scale) - delta;
1088     }
1089
1090     return 0;
1091 }
1092
1093 static int activate(AVFilterContext *ctx)
1094 {
1095     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
1096     return ff_framesync_activate(&s->fs);
1097 }
1098
1099 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
1100 {
1101     int i;
1102     PaletteUseContext *s = ctx->priv;
1103
1104     ff_framesync_uninit(&s->fs);
1105     for (i = 0; i < CACHE_SIZE; i++)
1106         av_freep(&s->cache[i].entries);
1107     av_frame_free(&s->last_in);
1108     av_frame_free(&s->last_out);
1109 }
1110
1111 static const AVFilterPad paletteuse_inputs[] = {
1112     {
1113         .name           = "default",
1114         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1115     },{
1116         .name           = "palette",
1117         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1118         .config_props   = config_input_palette,
1119     },
1120     { NULL }
1121 };
1122
1123 static const AVFilterPad paletteuse_outputs[] = {
1124     {
1125         .name          = "default",
1126         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1127         .config_props  = config_output,
1128     },
1129     { NULL }
1130 };
1131
1132 AVFilter ff_vf_paletteuse = {
1133     .name          = "paletteuse",
1134     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Use a palette to downsample an input video stream."),
1135     .priv_size     = sizeof(PaletteUseContext),
1136     .query_formats = query_formats,
1137     .init          = init,
1138     .uninit        = uninit,
1139     .activate      = activate,
1140     .inputs        = paletteuse_inputs,
1141     .outputs       = paletteuse_outputs,
1142     .priv_class    = &paletteuse_class,
1143 };