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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   7  *
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   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
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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
  33 typedef struct {
  34     /* masks used for two pixels interpolation */
  35     uint32_t hi_pixel_mask;
  36     uint32_t lo_pixel_mask;
  37
  38     /* masks used for four pixels interpolation */
  39     uint32_t q_hi_pixel_mask;
  40     uint32_t q_lo_pixel_mask;
  41
  42     int bpp; ///< bytes per pixel, pixel stride for each (packed) pixel
  43     int is_be;
  44 } Super2xSaIContext;
  45
  46 #define GET_RESULT(A, B, C, D) ((A != C || A != D) - (B != C || B != D))
  47
  48 #define INTERPOLATE(A, B) (((A & hi_pixel_mask) >> 1) + ((B & hi_pixel_mask) >> 1) + (A & B & lo_pixel_mask))
  49
  50 #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) \
  51     + ((((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)
  52
  53 static void super2xsai(AVFilterContext *ctx,
  54                        uint8_t *src, int src_linesize,
  55                        uint8_t *dst, int dst_linesize,
  56                        int width, int height)
  57 {
  58     Super2xSaIContext *sai = ctx->priv;
  59     unsigned int x, y;
  60     uint32_t color[4][4];
  61     unsigned char *src_line[4];
  62     const int bpp = sai->bpp;
  63     const uint32_t hi_pixel_mask = sai->hi_pixel_mask;
  64     const uint32_t lo_pixel_mask = sai->lo_pixel_mask;
  65     const uint32_t q_hi_pixel_mask = sai->q_hi_pixel_mask;
  66     const uint32_t q_lo_pixel_mask = sai->q_lo_pixel_mask;
  67
  68     /* Point to the first 4 lines, first line is duplicated */
  69     src_line[0] = src;
  70     src_line[1] = src;
  71     src_line[2] = src + src_linesize*FFMIN(1, height-1);
  72     src_line[3] = src + src_linesize*FFMIN(2, height-1);
  73
  74 #define READ_COLOR4(dst, src_line, off) dst = *((const uint32_t *)src_line + off)
  75 #define READ_COLOR3(dst, src_line, off) dst = AV_RL24 (src_line + 3*off)
  76 #define READ_COLOR2(dst, src_line, off) dst = sai->is_be ? AV_RB16(src_line + 2 * off) : AV_RL16(src_line + 2 * off)
  77
  78     for (y = 0; y < height; y++) {
  79         uint8_t *dst_line[2];
  80
  81         dst_line[0] = dst + dst_linesize*2*y;
  82         dst_line[1] = dst + dst_linesize*(2*y+1);
  83
  84         switch (bpp) {
  85         case 4:
  86             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);
  87             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);
  88             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);
  89             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);
  90             break;
  91         case 3:
  92             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);
  93             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);
  94             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);
  95             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);
  96             break;
  97         default:
  98             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);
  99             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);
 100             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);
 101             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);
 102         }
 103
 104         for (x = 0; x < width; x++) {
 105             uint32_t product1a, product1b, product2a, product2b;
 106
 107 //---------------------------------------  B0 B1 B2 B3    0  1  2  3
 108 //                                         4  5* 6  S2 -> 4  5* 6  7
 109 //                                         1  2  3  S1    8  9 10 11
 110 //                                         A0 A1 A2 A3   12 13 14 15
 111 //--------------------------------------
 112             if (color[2][1] == color[1][2] && color[1][1] != color[2][2]) {
 113                 product2b = color[2][1];
 114                 product1b = product2b;
 115             } else if (color[1][1] == color[2][2] && color[2][1] != color[1][2]) {
 116                 product2b = color[1][1];
 117                 product1b = product2b;
 118             } else if (color[1][1] == color[2][2] && color[2][1] == color[1][2]) {
 119                 int r = 0;
 120
 121                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[1][0], color[3][1]);
 122                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[2][0], color[0][1]);
 123                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[3][2], color[2][3]);
 124                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[0][2], color[1][3]);
 125
 126                 if (r > 0)
 127                     product1b = color[1][2];
 128                 else if (r < 0)
 129                     product1b = color[1][1];
 130                 else
 131                     product1b = INTERPOLATE(color[1][1], color[1][2]);
 132
 133                 product2b = product1b;
 134             } else {
 135                 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])
 136                     product2b = Q_INTERPOLATE(color[2][2], color[2][2], color[2][2], color[2][1]);
 137                 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])
 138                     product2b = Q_INTERPOLATE(color[2][1], color[2][1], color[2][1], color[2][2]);
 139                 else
 140                     product2b = INTERPOLATE(color[2][1], color[2][2]);
 141
 142                 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])
 143                     product1b = Q_INTERPOLATE(color[1][2], color[1][2], color[1][2], color[1][1]);
 144                 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])
 145                     product1b = Q_INTERPOLATE(color[1][2], color[1][1], color[1][1], color[1][1]);
 146                 else
 147                     product1b = INTERPOLATE(color[1][1], color[1][2]);
 148             }
 149
 150             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])
 151                 product2a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
 152             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])
 153                 product2a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
 154             else
 155                 product2a = color[2][1];
 156
 157             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])
 158                 product1a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
 159             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])
 160                 product1a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
 161             else
 162                 product1a = color[1][1];
 163
 164             /* Set the calculated pixels */
 165             switch (bpp) {
 166             case 4:
 167                 AV_WN32A(dst_line[0] + x * 8,     product1a);
 168                 AV_WN32A(dst_line[0] + x * 8 + 4, product1b);
 169                 AV_WN32A(dst_line[1] + x * 8,     product2a);
 170                 AV_WN32A(dst_line[1] + x * 8 + 4, product2b);
 171                 break;
 172             case 3:
 173                 AV_WL24(dst_line[0] + x * 6,     product1a);
 174                 AV_WL24(dst_line[0] + x * 6 + 3, product1b);
 175                 AV_WL24(dst_line[1] + x * 6,     product2a);
 176                 AV_WL24(dst_line[1] + x * 6 + 3, product2b);
 177                 break;
 178             default: // bpp = 2
 179                 if (sai->is_be) {
 180                     AV_WB32(dst_line[0] + x * 4, product1a | (product1b << 16));
 181                     AV_WB32(dst_line[1] + x * 4, product2a | (product2b << 16));
 182                 } else {
 183                     AV_WL32(dst_line[0] + x * 4, product1a | (product1b << 16));
 184                     AV_WL32(dst_line[1] + x * 4, product2a | (product2b << 16));
 185                 }
 186             }
 187
 188             /* Move color matrix forward */
 189             color[0][0] = color[0][1]; color[0][1] = color[0][2]; color[0][2] = color[0][3];
 190             color[1][0] = color[1][1]; color[1][1] = color[1][2]; color[1][2] = color[1][3];
 191             color[2][0] = color[2][1]; color[2][1] = color[2][2]; color[2][2] = color[2][3];
 192             color[3][0] = color[3][1]; color[3][1] = color[3][2]; color[3][2] = color[3][3];
 193
 194             if (x < width - 3) {
 195                 x += 3;
 196                 switch (bpp) {
 197                 case 4:
 198                     READ_COLOR4(color[0][3], src_line[0], x);
 199                     READ_COLOR4(color[1][3], src_line[1], x);
 200                     READ_COLOR4(color[2][3], src_line[2], x);
 201                     READ_COLOR4(color[3][3], src_line[3], x);
 202                     break;
 203                 case 3:
 204                     READ_COLOR3(color[0][3], src_line[0], x);
 205                     READ_COLOR3(color[1][3], src_line[1], x);
 206                     READ_COLOR3(color[2][3], src_line[2], x);
 207                     READ_COLOR3(color[3][3], src_line[3], x);
 208                     break;
 209                 default:        /* case 2 */
 210                     READ_COLOR2(color[0][3], src_line[0], x);
 211                     READ_COLOR2(color[1][3], src_line[1], x);
 212                     READ_COLOR2(color[2][3], src_line[2], x);
 213                     READ_COLOR2(color[3][3], src_line[3], x);
 214                 }
 215                 x -= 3;
 216             }
 217         }
 218
 219         /* We're done with one line, so we shift the source lines up */
 220         src_line[0] = src_line[1];
 221         src_line[1] = src_line[2];
 222         src_line[2] = src_line[3];
 223
 224         /* Read next line */
 225         src_line[3] = src_line[2];
 226         if (y < height - 3)
 227             src_line[3] += src_linesize;
 228     } // y loop
 229 }
 230
 231 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 232 {
 233     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 234         PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_BGRA, PIX_FMT_ARGB, PIX_FMT_ABGR,
 235         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_BGR24,
 236         PIX_FMT_RGB565BE, PIX_FMT_BGR565BE, PIX_FMT_RGB555BE, PIX_FMT_BGR555BE,
 237         PIX_FMT_RGB565LE, PIX_FMT_BGR565LE, PIX_FMT_RGB555LE, PIX_FMT_BGR555LE,
 238         PIX_FMT_NONE
 239     };
 240
 241     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
 242     return 0;
 243 }
 244
 245 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 246 {
 247     Super2xSaIContext *sai = inlink->dst->priv;
 248
 249     sai->hi_pixel_mask   = 0xFEFEFEFE;
 250     sai->lo_pixel_mask   = 0x01010101;
 251     sai->q_hi_pixel_mask = 0xFCFCFCFC;
 252     sai->q_lo_pixel_mask = 0x03030303;
 253     sai->bpp  = 4;
 254
 255     switch (inlink->format) {
 256     case PIX_FMT_RGB24:
 257     case PIX_FMT_BGR24:
 258         sai->bpp = 3;
 259         break;
 260
 261     case PIX_FMT_RGB565BE:
 262     case PIX_FMT_BGR565BE:
 263         sai->is_be = 1;
 264     case PIX_FMT_RGB565LE:
 265     case PIX_FMT_BGR565LE:
 266         sai->hi_pixel_mask   = 0xF7DEF7DE;
 267         sai->lo_pixel_mask   = 0x08210821;
 268         sai->q_hi_pixel_mask = 0xE79CE79C;
 269         sai->q_lo_pixel_mask = 0x18631863;
 270         sai->bpp = 2;
 271         break;
 272
 273     case PIX_FMT_BGR555BE:
 274     case PIX_FMT_RGB555BE:
 275         sai->is_be = 1;
 276     case PIX_FMT_BGR555LE:
 277     case PIX_FMT_RGB555LE:
 278         sai->hi_pixel_mask   = 0x7BDE7BDE;
 279         sai->lo_pixel_mask   = 0x04210421;
 280         sai->q_hi_pixel_mask = 0x739C739C;
 281         sai->q_lo_pixel_mask = 0x0C630C63;
 282         sai->bpp = 2;
 283         break;
 284     }
 285
 286     return 0;
 287 }
 288
 289 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 290 {
 291     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 292
 293     outlink->w = inlink->w*2;
 294     outlink->h = inlink->h*2;
 295
 296     av_log(inlink->dst, AV_LOG_INFO, "fmt:%s size:%dx%d -> size:%dx%d\n",
 297            av_get_pix_fmt_name(inlink->format),
 298            inlink->w, inlink->h, outlink->w, outlink->h);
 299
 300     return 0;
 301 }
 302
 303 static void null_draw_slice(AVFilterLink *inlink, int y, int h, int slice_dir) { }
 304
 305 static void end_frame(AVFilterLink *inlink)
 306 {
 307     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 308     AVFilterBufferRef  *inpicref =  inlink->cur_buf;
 309     AVFilterBufferRef *outpicref = outlink->out_buf;
 310
 311     super2xsai(inlink->dst, inpicref->data[0], inpicref->linesize[0],
 312                outpicref->data[0], outpicref->linesize[0],
 313                inlink->w, inlink->h);
 314
 315     avfilter_unref_buffer(inpicref);
 316     avfilter_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1);
 317     avfilter_end_frame(outlink);
 318     avfilter_unref_buffer(outpicref);
 319 }
 320
 321 AVFilter avfilter_vf_super2xsai = {
 322     .name        = "super2xsai",
 323     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input by 2x using the Super2xSaI pixel art algorithm."),
 324     .priv_size   = sizeof(Super2xSaIContext),
 325     .query_formats = query_formats,
 326
 327     .inputs = (const AVFilterPad[]) {
 328         { .name             = "default",
 329           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 330           .config_props     = config_input,
 331           .draw_slice       = null_draw_slice,
 332           .end_frame        = end_frame,
 333           .min_perms        = AV_PERM_READ },
 334         { .name = NULL }
 335     },
 336     .outputs = (const AVFilterPad[]) {
 337         { .name             = "default",
 338           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 339           .config_props     = config_output },
 340         { .name = NULL }
 341     },
 342 };