git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_super2xsai.c

   1 /*
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   3  * Copyright (c) 2002 A'rpi
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   5  *
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  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  * Super 2xSaI video filter
  26  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_2xsai.c.
  27  */
  28
  29 #include "libavutil/pixdesc.h"
  30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  31 #include "avfilter.h"
  32 #include "formats.h"
  33 #include "video.h"
  34
  35 typedef struct {
  36     /* masks used for two pixels interpolation */
  37     uint32_t hi_pixel_mask;
  38     uint32_t lo_pixel_mask;
  39
  40     /* masks used for four pixels interpolation */
  41     uint32_t q_hi_pixel_mask;
  42     uint32_t q_lo_pixel_mask;
  43
  44     int bpp; ///< bytes per pixel, pixel stride for each (packed) pixel
  45     int is_be;
  46 } Super2xSaIContext;
  47
  48 #define GET_RESULT(A, B, C, D) ((A != C || A != D) - (B != C || B != D))
  49
  50 #define INTERPOLATE(A, B) (((A & hi_pixel_mask) >> 1) + ((B & hi_pixel_mask) >> 1) + (A & B & lo_pixel_mask))
  51
  52 #define Q_INTERPOLATE(A, B, C, D) ((A & q_hi_pixel_mask) >> 2) + ((B & q_hi_pixel_mask) >> 2) + ((C & q_hi_pixel_mask) >> 2) + ((D & q_hi_pixel_mask) >> 2) \
  53     + ((((A & q_lo_pixel_mask) + (B & q_lo_pixel_mask) + (C & q_lo_pixel_mask) + (D & q_lo_pixel_mask)) >> 2) & q_lo_pixel_mask)
  54
  55 static void super2xsai(AVFilterContext *ctx,
  56                        uint8_t *src, int src_linesize,
  57                        uint8_t *dst, int dst_linesize,
  58                        int width, int height)
  59 {
  60     Super2xSaIContext *sai = ctx->priv;
  61     unsigned int x, y;
  62     uint32_t color[4][4];
  63     unsigned char *src_line[4];
  64     const int bpp = sai->bpp;
  65     const uint32_t hi_pixel_mask = sai->hi_pixel_mask;
  66     const uint32_t lo_pixel_mask = sai->lo_pixel_mask;
  67     const uint32_t q_hi_pixel_mask = sai->q_hi_pixel_mask;
  68     const uint32_t q_lo_pixel_mask = sai->q_lo_pixel_mask;
  69
  70     /* Point to the first 4 lines, first line is duplicated */
  71     src_line[0] = src;
  72     src_line[1] = src;
  73     src_line[2] = src + src_linesize*FFMIN(1, height-1);
  74     src_line[3] = src + src_linesize*FFMIN(2, height-1);
  75
  76 #define READ_COLOR4(dst, src_line, off) dst = *((const uint32_t *)src_line + off)
  77 #define READ_COLOR3(dst, src_line, off) dst = AV_RL24 (src_line + 3*off)
  78 #define READ_COLOR2(dst, src_line, off) dst = sai->is_be ? AV_RB16(src_line + 2 * off) : AV_RL16(src_line + 2 * off)
  79
  80     for (y = 0; y < height; y++) {
  81         uint8_t *dst_line[2];
  82
  83         dst_line[0] = dst + dst_linesize*2*y;
  84         dst_line[1] = dst + dst_linesize*(2*y+1);
  85
  86         switch (bpp) {
  87         case 4:
  88             READ_COLOR4(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR4(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR4(color[0][3], src_line[0], 2);
  89             READ_COLOR4(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR4(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR4(color[1][3], src_line[1], 2);
  90             READ_COLOR4(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][0]; READ_COLOR4(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR4(color[2][3], src_line[2], 2);
  91             READ_COLOR4(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR4(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR4(color[3][3], src_line[3], 2);
  92             break;
  93         case 3:
  94             READ_COLOR3(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR3(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR3(color[0][3], src_line[0], 2);
  95             READ_COLOR3(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR3(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR3(color[1][3], src_line[1], 2);
  96             READ_COLOR3(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][0]; READ_COLOR3(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR3(color[2][3], src_line[2], 2);
  97             READ_COLOR3(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR3(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR3(color[3][3], src_line[3], 2);
  98             break;
  99         default:
 100             READ_COLOR2(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR2(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR2(color[0][3], src_line[0], 2);
 101             READ_COLOR2(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR2(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR2(color[1][3], src_line[1], 2);
 102             READ_COLOR2(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][0]; READ_COLOR2(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR2(color[2][3], src_line[2], 2);
 103             READ_COLOR2(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR2(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR2(color[3][3], src_line[3], 2);
 104         }
 105
 106         for (x = 0; x < width; x++) {
 107             uint32_t product1a, product1b, product2a, product2b;
 108
 109 //---------------------------------------  B0 B1 B2 B3    0  1  2  3
 110 //                                         4  5* 6  S2 -> 4  5* 6  7
 111 //                                         1  2  3  S1    8  9 10 11
 112 //                                         A0 A1 A2 A3   12 13 14 15
 113 //--------------------------------------
 114             if (color[2][1] == color[1][2] && color[1][1] != color[2][2]) {
 115                 product2b = color[2][1];
 116                 product1b = product2b;
 117             } else if (color[1][1] == color[2][2] && color[2][1] != color[1][2]) {
 118                 product2b = color[1][1];
 119                 product1b = product2b;
 120             } else if (color[1][1] == color[2][2] && color[2][1] == color[1][2]) {
 121                 int r = 0;
 122
 123                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[1][0], color[3][1]);
 124                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[2][0], color[0][1]);
 125                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[3][2], color[2][3]);
 126                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[0][2], color[1][3]);
 127
 128                 if (r > 0)
 129                     product1b = color[1][2];
 130                 else if (r < 0)
 131                     product1b = color[1][1];
 132                 else
 133                     product1b = INTERPOLATE(color[1][1], color[1][2]);
 134
 135                 product2b = product1b;
 136             } else {
 137                 if (color[1][2] == color[2][2] && color[2][2] == color[3][1] && color[2][1] != color[3][2] && color[2][2] != color[3][0])
 138                     product2b = Q_INTERPOLATE(color[2][2], color[2][2], color[2][2], color[2][1]);
 139                 else if (color[1][1] == color[2][1] && color[2][1] == color[3][2] && color[3][1] != color[2][2] && color[2][1] != color[3][3])
 140                     product2b = Q_INTERPOLATE(color[2][1], color[2][1], color[2][1], color[2][2]);
 141                 else
 142                     product2b = INTERPOLATE(color[2][1], color[2][2]);
 143
 144                 if (color[1][2] == color[2][2] && color[1][2] == color[0][1] && color[1][1] != color[0][2] && color[1][2] != color[0][0])
 145                     product1b = Q_INTERPOLATE(color[1][2], color[1][2], color[1][2], color[1][1]);
 146                 else if (color[1][1] == color[2][1] && color[1][1] == color[0][2] && color[0][1] != color[1][2] && color[1][1] != color[0][3])
 147                     product1b = Q_INTERPOLATE(color[1][2], color[1][1], color[1][1], color[1][1]);
 148                 else
 149                     product1b = INTERPOLATE(color[1][1], color[1][2]);
 150             }
 151
 152             if (color[1][1] == color[2][2] && color[2][1] != color[1][2] && color[1][0] == color[1][1] && color[1][1] != color[3][2])
 153                 product2a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
 154             else if (color[1][1] == color[2][0] && color[1][2] == color[1][1] && color[1][0] != color[2][1] && color[1][1] != color[3][0])
 155                 product2a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
 156             else
 157                 product2a = color[2][1];
 158
 159             if (color[2][1] == color[1][2] && color[1][1] != color[2][2] && color[2][0] == color[2][1] && color[2][1] != color[0][2])
 160                 product1a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
 161             else if (color[1][0] == color[2][1] && color[2][2] == color[2][1] && color[2][0] != color[1][1] && color[2][1] != color[0][0])
 162                 product1a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
 163             else
 164                 product1a = color[1][1];
 165
 166             /* Set the calculated pixels */
 167             switch (bpp) {
 168             case 4:
 169                 AV_WN32A(dst_line[0] + x * 8,     product1a);
 170                 AV_WN32A(dst_line[0] + x * 8 + 4, product1b);
 171                 AV_WN32A(dst_line[1] + x * 8,     product2a);
 172                 AV_WN32A(dst_line[1] + x * 8 + 4, product2b);
 173                 break;
 174             case 3:
 175                 AV_WL24(dst_line[0] + x * 6,     product1a);
 176                 AV_WL24(dst_line[0] + x * 6 + 3, product1b);
 177                 AV_WL24(dst_line[1] + x * 6,     product2a);
 178                 AV_WL24(dst_line[1] + x * 6 + 3, product2b);
 179                 break;
 180             default: // bpp = 2
 181                 if (sai->is_be) {
 182                     AV_WB32(dst_line[0] + x * 4, product1a | (product1b << 16));
 183                     AV_WB32(dst_line[1] + x * 4, product2a | (product2b << 16));
 184                 } else {
 185                     AV_WL32(dst_line[0] + x * 4, product1a | (product1b << 16));
 186                     AV_WL32(dst_line[1] + x * 4, product2a | (product2b << 16));
 187                 }
 188             }
 189
 190             /* Move color matrix forward */
 191             color[0][0] = color[0][1]; color[0][1] = color[0][2]; color[0][2] = color[0][3];
 192             color[1][0] = color[1][1]; color[1][1] = color[1][2]; color[1][2] = color[1][3];
 193             color[2][0] = color[2][1]; color[2][1] = color[2][2]; color[2][2] = color[2][3];
 194             color[3][0] = color[3][1]; color[3][1] = color[3][2]; color[3][2] = color[3][3];
 195
 196             if (x < width - 3) {
 197                 x += 3;
 198                 switch (bpp) {
 199                 case 4:
 200                     READ_COLOR4(color[0][3], src_line[0], x);
 201                     READ_COLOR4(color[1][3], src_line[1], x);
 202                     READ_COLOR4(color[2][3], src_line[2], x);
 203                     READ_COLOR4(color[3][3], src_line[3], x);
 204                     break;
 205                 case 3:
 206                     READ_COLOR3(color[0][3], src_line[0], x);
 207                     READ_COLOR3(color[1][3], src_line[1], x);
 208                     READ_COLOR3(color[2][3], src_line[2], x);
 209                     READ_COLOR3(color[3][3], src_line[3], x);
 210                     break;
 211                 default:        /* case 2 */
 212                     READ_COLOR2(color[0][3], src_line[0], x);
 213                     READ_COLOR2(color[1][3], src_line[1], x);
 214                     READ_COLOR2(color[2][3], src_line[2], x);
 215                     READ_COLOR2(color[3][3], src_line[3], x);
 216                 }
 217                 x -= 3;
 218             }
 219         }
 220
 221         /* We're done with one line, so we shift the source lines up */
 222         src_line[0] = src_line[1];
 223         src_line[1] = src_line[2];
 224         src_line[2] = src_line[3];
 225
 226         /* Read next line */
 227         src_line[3] = src_line[2];
 228         if (y < height - 3)
 229             src_line[3] += src_linesize;
 230     } // y loop
 231 }
 232
 233 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 234 {
 235     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 236         AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR,
 237         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
 238         AV_PIX_FMT_RGB565BE, AV_PIX_FMT_BGR565BE, AV_PIX_FMT_RGB555BE, AV_PIX_FMT_BGR555BE,
 239         AV_PIX_FMT_RGB565LE, AV_PIX_FMT_BGR565LE, AV_PIX_FMT_RGB555LE, AV_PIX_FMT_BGR555LE,
 240         AV_PIX_FMT_NONE
 241     };
 242
 243     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 244     return 0;
 245 }
 246
 247 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 248 {
 249     Super2xSaIContext *sai = inlink->dst->priv;
 250
 251     sai->hi_pixel_mask   = 0xFEFEFEFE;
 252     sai->lo_pixel_mask   = 0x01010101;
 253     sai->q_hi_pixel_mask = 0xFCFCFCFC;
 254     sai->q_lo_pixel_mask = 0x03030303;
 255     sai->bpp  = 4;
 256
 257     switch (inlink->format) {
 258     case AV_PIX_FMT_RGB24:
 259     case AV_PIX_FMT_BGR24:
 260         sai->bpp = 3;
 261         break;
 262
 263     case AV_PIX_FMT_RGB565BE:
 264     case AV_PIX_FMT_BGR565BE:
 265         sai->is_be = 1;
 266     case AV_PIX_FMT_RGB565LE:
 267     case AV_PIX_FMT_BGR565LE:
 268         sai->hi_pixel_mask   = 0xF7DEF7DE;
 269         sai->lo_pixel_mask   = 0x08210821;
 270         sai->q_hi_pixel_mask = 0xE79CE79C;
 271         sai->q_lo_pixel_mask = 0x18631863;
 272         sai->bpp = 2;
 273         break;
 274
 275     case AV_PIX_FMT_BGR555BE:
 276     case AV_PIX_FMT_RGB555BE:
 277         sai->is_be = 1;
 278     case AV_PIX_FMT_BGR555LE:
 279     case AV_PIX_FMT_RGB555LE:
 280         sai->hi_pixel_mask   = 0x7BDE7BDE;
 281         sai->lo_pixel_mask   = 0x04210421;
 282         sai->q_hi_pixel_mask = 0x739C739C;
 283         sai->q_lo_pixel_mask = 0x0C630C63;
 284         sai->bpp = 2;
 285         break;
 286     }
 287
 288     return 0;
 289 }
 290
 291 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 292 {
 293     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 294
 295     outlink->w = inlink->w*2;
 296     outlink->h = inlink->h*2;
 297
 298     av_log(inlink->dst, AV_LOG_VERBOSE, "fmt:%s size:%dx%d -> size:%dx%d\n",
 299            av_get_pix_fmt_name(inlink->format),
 300            inlink->w, inlink->h, outlink->w, outlink->h);
 301
 302     return 0;
 303 }
 304
 305 static int null_draw_slice(AVFilterLink *inlink, int y, int h, int slice_dir) { return 0; }
 306
 307 static int end_frame(AVFilterLink *inlink)
 308 {
 309     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 310     AVFilterBufferRef  *inpicref =  inlink->cur_buf;
 311     AVFilterBufferRef *outpicref = outlink->out_buf;
 312
 313     super2xsai(inlink->dst, inpicref->data[0], inpicref->linesize[0],
 314                outpicref->data[0], outpicref->linesize[0],
 315                inlink->w, inlink->h);
 316
 317     ff_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1);
 318     return ff_end_frame(outlink);
 319 }
 320
 321 static const AVFilterPad super2xsai_inputs[] = {
 322     {
 323         .name         = "default",
 324         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 325         .config_props = config_input,
 326         .draw_slice   = null_draw_slice,
 327         .end_frame    = end_frame,
 328         .min_perms    = AV_PERM_READ,
 329     },
 330     { NULL }
 331 };
 332
 333 static const AVFilterPad super2xsai_outputs[] = {
 334     {
 335         .name         = "default",
 336         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 337         .config_props = config_output,
 338     },
 339     { NULL }
 340 };
 341
 342 AVFilter avfilter_vf_super2xsai = {
 343     .name        = "super2xsai",
 344     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input by 2x using the Super2xSaI pixel art algorithm."),
 345     .priv_size   = sizeof(Super2xSaIContext),
 346     .query_formats = query_formats,
 347     .inputs        = super2xsai_inputs,
 348     .outputs       = super2xsai_outputs,
 349 };