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

   1 /*
   2  * Original copyright (c) 2002 Remi Guyomarch <rguyom@pobox.com>
   3  * Port copyright (c) 2010 Daniel G. Taylor <dan@programmer-art.org>
   4  * Relicensed to the LGPL with permission from Remi Guyomarch.
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * blur / sharpen filter, ported to Libav from MPlayer
  26  * libmpcodecs/unsharp.c.
  27  *
  28  * This code is based on:
  29  *
  30  * An Efficient algorithm for Gaussian blur using finite-state machines
  31  * Frederick M. Waltz and John W. V. Miller
  32  *
  33  * SPIE Conf. on Machine Vision Systems for Inspection and Metrology VII
  34  * Originally published Boston, Nov 98
  35  *
  36  * http://www.engin.umd.umich.edu/~jwvm/ece581/21_GBlur.pdf
  37  */
  38
  39 #include "avfilter.h"
  40 #include "formats.h"
  41 #include "libavutil/common.h"
  42 #include "libavutil/mem.h"
  43 #include "libavutil/pixdesc.h"
  44
  45 #define MIN_SIZE 3
  46 #define MAX_SIZE 13
  47
  48 /* right-shift and round-up */
  49 #define SHIFTUP(x,shift) (-((-(x))>>(shift)))
  50
  51 typedef struct FilterParam {
  52     int msize_x;                             ///< matrix width
  53     int msize_y;                             ///< matrix height
  54     int amount;                              ///< effect amount
  55     int steps_x;                             ///< horizontal step count
  56     int steps_y;                             ///< vertical step count
  57     int scalebits;                           ///< bits to shift pixel
  58     int32_t halfscale;                       ///< amount to add to pixel
  59     uint32_t *sc[(MAX_SIZE * MAX_SIZE) - 1]; ///< finite state machine storage
  60 } FilterParam;
  61
  62 typedef struct {
  63     FilterParam luma;   ///< luma parameters (width, height, amount)
  64     FilterParam chroma; ///< chroma parameters (width, height, amount)
  65     int hsub, vsub;
  66 } UnsharpContext;
  67
  68 static void apply_unsharp(      uint8_t *dst, int dst_stride,
  69                           const uint8_t *src, int src_stride,
  70                           int width, int height, FilterParam *fp)
  71 {
  72     uint32_t **sc = fp->sc;
  73     uint32_t sr[(MAX_SIZE * MAX_SIZE) - 1], tmp1, tmp2;
  74
  75     int32_t res;
  76     int x, y, z;
  77     const uint8_t *src2;
  78
  79     if (!fp->amount) {
  80         if (dst_stride == src_stride)
  81             memcpy(dst, src, src_stride * height);
  82         else
  83             for (y = 0; y < height; y++, dst += dst_stride, src += src_stride)
  84                 memcpy(dst, src, width);
  85         return;
  86     }
  87
  88     for (y = 0; y < 2 * fp->steps_y; y++)
  89         memset(sc[y], 0, sizeof(sc[y][0]) * (width + 2 * fp->steps_x));
  90
  91     for (y = -fp->steps_y; y < height + fp->steps_y; y++) {
  92         if (y < height)
  93             src2 = src;
  94
  95         memset(sr, 0, sizeof(sr[0]) * (2 * fp->steps_x - 1));
  96         for (x = -fp->steps_x; x < width + fp->steps_x; x++) {
  97             tmp1 = x <= 0 ? src2[0] : x >= width ? src2[width-1] : src2[x];
  98             for (z = 0; z < fp->steps_x * 2; z += 2) {
  99                 tmp2 = sr[z + 0] + tmp1; sr[z + 0] = tmp1;
 100                 tmp1 = sr[z + 1] + tmp2; sr[z + 1] = tmp2;
 101             }
 102             for (z = 0; z < fp->steps_y * 2; z += 2) {
 103                 tmp2 = sc[z + 0][x + fp->steps_x] + tmp1; sc[z + 0][x + fp->steps_x] = tmp1;
 104                 tmp1 = sc[z + 1][x + fp->steps_x] + tmp2; sc[z + 1][x + fp->steps_x] = tmp2;
 105             }
 106             if (x >= fp->steps_x && y >= fp->steps_y) {
 107                 const uint8_t *srx = src - fp->steps_y * src_stride + x - fp->steps_x;
 108                 uint8_t *dsx       = dst - fp->steps_y * dst_stride + x - fp->steps_x;
 109
 110                 res = (int32_t)*srx + ((((int32_t) * srx - (int32_t)((tmp1 + fp->halfscale) >> fp->scalebits)) * fp->amount) >> 16);
 111                 *dsx = av_clip_uint8(res);
 112             }
 113         }
 114         if (y >= 0) {
 115             dst += dst_stride;
 116             src += src_stride;
 117         }
 118     }
 119 }
 120
 121 static void set_filter_param(FilterParam *fp, int msize_x, int msize_y, double amount)
 122 {
 123     fp->msize_x = msize_x;
 124     fp->msize_y = msize_y;
 125     fp->amount = amount * 65536.0;
 126
 127     fp->steps_x = msize_x / 2;
 128     fp->steps_y = msize_y / 2;
 129     fp->scalebits = (fp->steps_x + fp->steps_y) * 2;
 130     fp->halfscale = 1 << (fp->scalebits - 1);
 131 }
 132
 133 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 134 {
 135     UnsharpContext *unsharp = ctx->priv;
 136     int lmsize_x = 5, cmsize_x = 5;
 137     int lmsize_y = 5, cmsize_y = 5;
 138     double lamount = 1.0f, camount = 0.0f;
 139
 140     if (args)
 141         sscanf(args, "%d:%d:%lf:%d:%d:%lf", &lmsize_x, &lmsize_y, &lamount,
 142                                             &cmsize_x, &cmsize_y, &camount);
 143
 144     if ((lamount && (lmsize_x < 2 || lmsize_y < 2)) ||
 145         (camount && (cmsize_x < 2 || cmsize_y < 2))) {
 146         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 147                "Invalid value <2 for lmsize_x:%d or lmsize_y:%d or cmsize_x:%d or cmsize_y:%d\n",
 148                lmsize_x, lmsize_y, cmsize_x, cmsize_y);
 149         return AVERROR(EINVAL);
 150     }
 151
 152     set_filter_param(&unsharp->luma,   lmsize_x, lmsize_y, lamount);
 153     set_filter_param(&unsharp->chroma, cmsize_x, cmsize_y, camount);
 154
 155     return 0;
 156 }
 157
 158 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 159 {
 160     enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 161         PIX_FMT_YUV420P,  PIX_FMT_YUV422P,  PIX_FMT_YUV444P,  PIX_FMT_YUV410P,
 162         PIX_FMT_YUV411P,  PIX_FMT_YUV440P,  PIX_FMT_YUVJ420P, PIX_FMT_YUVJ422P,
 163         PIX_FMT_YUVJ444P, PIX_FMT_YUVJ440P, PIX_FMT_NONE
 164     };
 165
 166     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 167
 168     return 0;
 169 }
 170
 171 static void init_filter_param(AVFilterContext *ctx, FilterParam *fp, const char *effect_type, int width)
 172 {
 173     int z;
 174     const char *effect;
 175
 176     effect = fp->amount == 0 ? "none" : fp->amount < 0 ? "blur" : "sharpen";
 177
 178     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "effect:%s type:%s msize_x:%d msize_y:%d amount:%0.2f\n",
 179            effect, effect_type, fp->msize_x, fp->msize_y, fp->amount / 65535.0);
 180
 181     for (z = 0; z < 2 * fp->steps_y; z++)
 182         fp->sc[z] = av_malloc(sizeof(*(fp->sc[z])) * (width + 2 * fp->steps_x));
 183 }
 184
 185 static int config_props(AVFilterLink *link)
 186 {
 187     UnsharpContext *unsharp = link->dst->priv;
 188
 189     unsharp->hsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_w;
 190     unsharp->vsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_h;
 191
 192     init_filter_param(link->dst, &unsharp->luma,   "luma",   link->w);
 193     init_filter_param(link->dst, &unsharp->chroma, "chroma", SHIFTUP(link->w, unsharp->hsub));
 194
 195     return 0;
 196 }
 197
 198 static void free_filter_param(FilterParam *fp)
 199 {
 200     int z;
 201
 202     for (z = 0; z < 2 * fp->steps_y; z++)
 203         av_free(fp->sc[z]);
 204 }
 205
 206 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 207 {
 208     UnsharpContext *unsharp = ctx->priv;
 209
 210     free_filter_param(&unsharp->luma);
 211     free_filter_param(&unsharp->chroma);
 212 }
 213
 214 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 215 {
 216     UnsharpContext *unsharp = link->dst->priv;
 217     AVFilterBufferRef *in  = link->cur_buf;
 218     AVFilterBufferRef *out = link->dst->outputs[0]->out_buf;
 219     int cw = SHIFTUP(link->w, unsharp->hsub);
 220     int ch = SHIFTUP(link->h, unsharp->vsub);
 221
 222     apply_unsharp(out->data[0], out->linesize[0], in->data[0], in->linesize[0], link->w, link->h, &unsharp->luma);
 223     apply_unsharp(out->data[1], out->linesize[1], in->data[1], in->linesize[1], cw,      ch,      &unsharp->chroma);
 224     apply_unsharp(out->data[2], out->linesize[2], in->data[2], in->linesize[2], cw,      ch,      &unsharp->chroma);
 225
 226     avfilter_unref_buffer(in);
 227     avfilter_draw_slice(link->dst->outputs[0], 0, link->h, 1);
 228     avfilter_end_frame(link->dst->outputs[0]);
 229     avfilter_unref_buffer(out);
 230 }
 231
 232 static void draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
 233 {
 234 }
 235
 236 AVFilter avfilter_vf_unsharp = {
 237     .name      = "unsharp",
 238     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sharpen or blur the input video."),
 239
 240     .priv_size = sizeof(UnsharpContext),
 241
 242     .init = init,
 243     .uninit = uninit,
 244     .query_formats = query_formats,
 245
 246     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 247                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 248                                     .draw_slice       = draw_slice,
 249                                     .end_frame        = end_frame,
 250                                     .config_props     = config_props,
 251                                     .min_perms        = AV_PERM_READ, },
 252                                   { .name = NULL}},
 253
 254     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 255                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, },
 256                                   { .name = NULL}},
 257 };