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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  * Copyright (c) 2012 Jeremy Tran
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10  * (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  18  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Apply a smartblur filter to the input video
  25  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_smartblur.c by Michael Niedermayer.
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/pixdesc.h"
  29 #include "libswscale/swscale.h"
  30
  31 #include "avfilter.h"
  32 #include "formats.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 #define RADIUS_MIN 0.1
  36 #define RADIUS_MAX 5.0
  37
  38 #define STRENGTH_MIN -1.0
  39 #define STRENGTH_MAX 1.0
  40
  41 #define THRESHOLD_MIN -30
  42 #define THRESHOLD_MAX 30
  43
  44 typedef struct {
  45     float              radius;
  46     float              strength;
  47     int                threshold;
  48     float              quality;
  49     struct SwsContext *filter_context;
  50 } FilterParam;
  51
  52 typedef struct {
  53     FilterParam  luma;
  54     FilterParam  chroma;
  55     int          hsub;
  56     int          vsub;
  57     unsigned int sws_flags;
  58 } SmartblurContext;
  59
  60 #define CHECK_PARAM(param, name, min, max, format, ret)                       \
  61     if (param < min || param > max) {                                         \
  62         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,                                             \
  63                "Invalid " #name " value " #format ": "                        \
  64                "must be included between range " #format " and " #format "\n",\
  65                param, min, max);                                              \
  66         ret = AVERROR(EINVAL);                                                \
  67     }
  68
  69 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  70 {
  71     SmartblurContext *sblur = ctx->priv;
  72     int n = 0, ret = 0;
  73     float lradius, lstrength, cradius, cstrength;
  74     int lthreshold, cthreshold;
  75
  76     if (args)
  77         n = sscanf(args, "%f:%f:%d:%f:%f:%d",
  78                    &lradius, &lstrength, &lthreshold,
  79                    &cradius, &cstrength, &cthreshold);
  80
  81     if (n != 3 && n != 6) {
  82         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  83                "Incorrect number of parameters or invalid syntax: "
  84                "must be luma_radius:luma_strength:luma_threshold"
  85                "[:chroma_radius:chroma_strength:chroma_threshold]\n");
  86         return AVERROR(EINVAL);
  87     }
  88
  89     sblur->luma.radius    = lradius;
  90     sblur->luma.strength  = lstrength;
  91     sblur->luma.threshold = lthreshold;
  92
  93     if (n == 3) {
  94         sblur->chroma.radius    = sblur->luma.radius;
  95         sblur->chroma.strength  = sblur->luma.strength;
  96         sblur->chroma.threshold = sblur->luma.threshold;
  97     } else {
  98         sblur->chroma.radius    = cradius;
  99         sblur->chroma.strength  = cstrength;
 100         sblur->chroma.threshold = cthreshold;
 101     }
 102
 103     sblur->luma.quality = sblur->chroma.quality = 3.0;
 104     sblur->sws_flags = SWS_BICUBIC;
 105
 106     CHECK_PARAM(lradius,    luma radius,    RADIUS_MIN,    RADIUS_MAX,    %0.1f, ret)
 107     CHECK_PARAM(lstrength,  luma strength,  STRENGTH_MIN,  STRENGTH_MAX,  %0.1f, ret)
 108     CHECK_PARAM(lthreshold, luma threshold, THRESHOLD_MIN, THRESHOLD_MAX, %d,    ret)
 109
 110     if (n != 3) {
 111         CHECK_PARAM(sblur->chroma.radius,    chroma radius,    RADIUS_MIN,   RADIUS_MAX,    %0.1f, ret)
 112         CHECK_PARAM(sblur->chroma.strength,  chroma strength,  STRENGTH_MIN, STRENGTH_MAX,  %0.1f, ret)
 113         CHECK_PARAM(sblur->chroma.threshold, chroma threshold, THRESHOLD_MIN,THRESHOLD_MAX, %d,    ret)
 114     }
 115
 116     return ret;
 117 }
 118
 119 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 120 {
 121     SmartblurContext *sblur = ctx->priv;
 122
 123     sws_freeContext(sblur->luma.filter_context);
 124     sws_freeContext(sblur->chroma.filter_context);
 125 }
 126
 127 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 128 {
 129     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 130         AV_PIX_FMT_YUV444P,      AV_PIX_FMT_YUV422P,
 131         AV_PIX_FMT_YUV420P,      AV_PIX_FMT_YUV411P,
 132         AV_PIX_FMT_YUV410P,      AV_PIX_FMT_YUV440P,
 133         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 134         AV_PIX_FMT_NONE
 135     };
 136
 137     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 138
 139     return 0;
 140 }
 141
 142 static int alloc_sws_context(FilterParam *f, int width, int height, unsigned int flags)
 143 {
 144     SwsVector *vec;
 145     SwsFilter sws_filter;
 146
 147     vec = sws_getGaussianVec(f->radius, f->quality);
 148
 149     if (!vec)
 150         return AVERROR(EINVAL);
 151
 152     sws_scaleVec(vec, f->strength);
 153     vec->coeff[vec->length / 2] += 1.0 - f->strength;
 154     sws_filter.lumH = sws_filter.lumV = vec;
 155     sws_filter.chrH = sws_filter.chrV = NULL;
 156     f->filter_context = sws_getCachedContext(NULL,
 157                                              width, height, AV_PIX_FMT_GRAY8,
 158                                              width, height, AV_PIX_FMT_GRAY8,
 159                                              flags, &sws_filter, NULL, NULL);
 160
 161     sws_freeVec(vec);
 162
 163     if (!f->filter_context)
 164         return AVERROR(EINVAL);
 165
 166     return 0;
 167 }
 168
 169 static int config_props(AVFilterLink *inlink)
 170 {
 171     SmartblurContext *sblur = inlink->dst->priv;
 172     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 173
 174     sblur->hsub = desc->log2_chroma_w;
 175     sblur->vsub = desc->log2_chroma_h;
 176
 177     alloc_sws_context(&sblur->luma, inlink->w, inlink->h, sblur->sws_flags);
 178     alloc_sws_context(&sblur->chroma,
 179                       inlink->w >> sblur->hsub, inlink->h >> sblur->vsub,
 180                       sblur->sws_flags);
 181
 182     return 0;
 183 }
 184
 185 static void blur(uint8_t       *dst, const int dst_linesize,
 186                  const uint8_t *src, const int src_linesize,
 187                  const int w, const int h, const int threshold,
 188                  struct SwsContext *filter_context)
 189 {
 190     int x, y;
 191     int orig, filtered;
 192     int diff;
 193     /* Declare arrays of 4 to get aligned data */
 194     const uint8_t* const src_array[4] = {src};
 195     uint8_t *dst_array[4]             = {dst};
 196     int src_linesize_array[4] = {src_linesize};
 197     int dst_linesize_array[4] = {dst_linesize};
 198
 199     sws_scale(filter_context, src_array, src_linesize_array,
 200               0, h, dst_array, dst_linesize_array);
 201
 202     if (threshold > 0) {
 203         for (y = 0; y < h; ++y) {
 204             for (x = 0; x < w; ++x) {
 205                 orig     = src[x + y * src_linesize];
 206                 filtered = dst[x + y * dst_linesize];
 207                 diff     = orig - filtered;
 208
 209                 if (diff > 0) {
 210                     if (diff > 2 * threshold)
 211                         dst[x + y * dst_linesize] = orig;
 212                     else if (diff > threshold)
 213                         /* add 'diff' and substract 'threshold' from 'filtered' */
 214                         dst[x + y * dst_linesize] = orig - threshold;
 215                 } else {
 216                     if (-diff > 2 * threshold)
 217                         dst[x + y * dst_linesize] = orig;
 218                     else if (-diff > threshold)
 219                         /* add 'diff' and 'threshold' to 'filtered' */
 220                         dst[x + y * dst_linesize] = orig + threshold;
 221                 }
 222             }
 223         }
 224     } else if (threshold < 0) {
 225         for (y = 0; y < h; ++y) {
 226             for (x = 0; x < w; ++x) {
 227                 orig     = src[x + y * src_linesize];
 228                 filtered = dst[x + y * dst_linesize];
 229                 diff     = orig - filtered;
 230
 231                 if (diff > 0) {
 232                     if (diff <= -threshold)
 233                         dst[x + y * dst_linesize] = orig;
 234                     else if (diff <= -2 * threshold)
 235                         /* substract 'diff' and 'threshold' from 'orig' */
 236                         dst[x + y * dst_linesize] = filtered - threshold;
 237                 } else {
 238                     if (diff >= threshold)
 239                         dst[x + y * dst_linesize] = orig;
 240                     else if (diff >= 2 * threshold)
 241                         /* add 'threshold' and substract 'diff' from 'orig' */
 242                         dst[x + y * dst_linesize] = filtered + threshold;
 243                 }
 244             }
 245         }
 246     }
 247 }
 248
 249 static int end_frame(AVFilterLink *inlink)
 250 {
 251     SmartblurContext  *sblur  = inlink->dst->priv;
 252     AVFilterBufferRef *inpic  = inlink->cur_buf;
 253     AVFilterBufferRef *outpic = inlink->dst->outputs[0]->out_buf;
 254     int cw = inlink->w >> sblur->hsub;
 255     int ch = inlink->h >> sblur->vsub;
 256
 257     blur(outpic->data[0], outpic->linesize[0],
 258          inpic->data[0],  inpic->linesize[0],
 259          inlink->w, inlink->h, sblur->luma.threshold,
 260          sblur->luma.filter_context);
 261
 262     if (inpic->data[2]) {
 263         blur(outpic->data[1], outpic->linesize[1],
 264              inpic->data[1],  inpic->linesize[1],
 265              cw, ch, sblur->chroma.threshold,
 266              sblur->chroma.filter_context);
 267         blur(outpic->data[2], outpic->linesize[2],
 268              inpic->data[2],  inpic->linesize[2],
 269              cw, ch, sblur->chroma.threshold,
 270              sblur->chroma.filter_context);
 271     }
 272
 273     return ff_end_frame(inlink->dst->outputs[0]);
 274 }
 275
 276 AVFilter avfilter_vf_smartblur = {
 277     .name        = "smartblur",
 278     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blur the input video without impacting the outlines."),
 279
 280     .priv_size = sizeof(SmartblurContext),
 281
 282     .init          = init,
 283     .uninit        = uninit,
 284     .query_formats = query_formats,
 285
 286     .inputs = (const AVFilterPad[]) {
 287         {
 288             .name         = "default",
 289             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 290             .end_frame    = end_frame,
 291             .config_props = config_props,
 292             .min_perms    = AV_PERM_READ,
 293         },
 294         { .name = NULL }
 295     },
 296     .outputs = (const AVFilterPad[]) {
 297         {
 298             .name         = "default",
 299             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 300         },
 301         { .name = NULL }
 302     }
 303 };