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 FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 FFmpeg 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 "video.h"
  42 #include "libavutil/common.h"
  43 #include "libavutil/mem.h"
  44 #include "libavutil/pixdesc.h"
  45
  46 #define MIN_SIZE 3
  47 #define MAX_SIZE 13
  48
  49 /* right-shift and round-up */
  50 #define SHIFTUP(x,shift) (-((-(x))>>(shift)))
  51
  52 typedef struct FilterParam {
  53     int msize_x;                             ///< matrix width
  54     int msize_y;                             ///< matrix height
  55     int amount;                              ///< effect amount
  56     int steps_x;                             ///< horizontal step count
  57     int steps_y;                             ///< vertical step count
  58     int scalebits;                           ///< bits to shift pixel
  59     int32_t halfscale;                       ///< amount to add to pixel
  60     uint32_t *sc[(MAX_SIZE * MAX_SIZE) - 1]; ///< finite state machine storage
  61 } FilterParam;
  62
  63 typedef struct {
  64     FilterParam luma;   ///< luma parameters (width, height, amount)
  65     FilterParam chroma; ///< chroma parameters (width, height, amount)
  66     int hsub, vsub;
  67 } UnsharpContext;
  68
  69 static void apply_unsharp(      uint8_t *dst, int dst_stride,
  70                           const uint8_t *src, int src_stride,
  71                           int width, int height, FilterParam *fp)
  72 {
  73     uint32_t **sc = fp->sc;
  74     uint32_t sr[(MAX_SIZE * MAX_SIZE) - 1], tmp1, tmp2;
  75
  76     int32_t res;
  77     int x, y, z;
  78     const uint8_t *src2 = NULL;  //silence a warning
  79
  80     if (!fp->amount) {
  81         if (dst_stride == src_stride)
  82             memcpy(dst, src, src_stride * height);
  83         else
  84             for (y = 0; y < height; y++, dst += dst_stride, src += src_stride)
  85                 memcpy(dst, src, width);
  86         return;
  87     }
  88
  89     for (y = 0; y < 2 * fp->steps_y; y++)
  90         memset(sc[y], 0, sizeof(sc[y][0]) * (width + 2 * fp->steps_x));
  91
  92     for (y = -fp->steps_y; y < height + fp->steps_y; y++) {
  93         if (y < height)
  94             src2 = src;
  95
  96         memset(sr, 0, sizeof(sr[0]) * (2 * fp->steps_x - 1));
  97         for (x = -fp->steps_x; x < width + fp->steps_x; x++) {
  98             tmp1 = x <= 0 ? src2[0] : x >= width ? src2[width-1] : src2[x];
  99             for (z = 0; z < fp->steps_x * 2; z += 2) {
 100                 tmp2 = sr[z + 0] + tmp1; sr[z + 0] = tmp1;
 101                 tmp1 = sr[z + 1] + tmp2; sr[z + 1] = tmp2;
 102             }
 103             for (z = 0; z < fp->steps_y * 2; z += 2) {
 104                 tmp2 = sc[z + 0][x + fp->steps_x] + tmp1; sc[z + 0][x + fp->steps_x] = tmp1;
 105                 tmp1 = sc[z + 1][x + fp->steps_x] + tmp2; sc[z + 1][x + fp->steps_x] = tmp2;
 106             }
 107             if (x >= fp->steps_x && y >= fp->steps_y) {
 108                 const uint8_t *srx = src - fp->steps_y * src_stride + x - fp->steps_x;
 109                 uint8_t *dsx       = dst - fp->steps_y * dst_stride + x - fp->steps_x;
 110
 111                 res = (int32_t)*srx + ((((int32_t) * srx - (int32_t)((tmp1 + fp->halfscale) >> fp->scalebits)) * fp->amount) >> 16);
 112                 *dsx = av_clip_uint8(res);
 113             }
 114         }
 115         if (y >= 0) {
 116             dst += dst_stride;
 117             src += src_stride;
 118         }
 119     }
 120 }
 121
 122 static void set_filter_param(FilterParam *fp, int msize_x, int msize_y, double amount)
 123 {
 124     fp->msize_x = msize_x;
 125     fp->msize_y = msize_y;
 126     fp->amount = amount * 65536.0;
 127
 128     fp->steps_x = msize_x / 2;
 129     fp->steps_y = msize_y / 2;
 130     fp->scalebits = (fp->steps_x + fp->steps_y) * 2;
 131     fp->halfscale = 1 << (fp->scalebits - 1);
 132 }
 133
 134 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 135 {
 136     UnsharpContext *unsharp = ctx->priv;
 137     int lmsize_x = 5, cmsize_x = 5;
 138     int lmsize_y = 5, cmsize_y = 5;
 139     double lamount = 1.0f, camount = 0.0f;
 140
 141     if (args)
 142         sscanf(args, "%d:%d:%lf:%d:%d:%lf", &lmsize_x, &lmsize_y, &lamount,
 143                                             &cmsize_x, &cmsize_y, &camount);
 144
 145     if ((lamount && (lmsize_x < 2 || lmsize_y < 2)) ||
 146         (camount && (cmsize_x < 2 || cmsize_y < 2))) {
 147         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 148                "Invalid value <2 for lmsize_x:%d or lmsize_y:%d or cmsize_x:%d or cmsize_y:%d\n",
 149                lmsize_x, lmsize_y, cmsize_x, cmsize_y);
 150         return AVERROR(EINVAL);
 151     }
 152
 153     set_filter_param(&unsharp->luma,   lmsize_x, lmsize_y, lamount);
 154     set_filter_param(&unsharp->chroma, cmsize_x, cmsize_y, camount);
 155
 156     return 0;
 157 }
 158
 159 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 160 {
 161     enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 162         PIX_FMT_YUV420P,  PIX_FMT_YUV422P,  PIX_FMT_YUV444P,  PIX_FMT_YUV410P,
 163         PIX_FMT_YUV411P,  PIX_FMT_YUV440P,  PIX_FMT_YUVJ420P, PIX_FMT_YUVJ422P,
 164         PIX_FMT_YUVJ444P, PIX_FMT_YUVJ440P, PIX_FMT_NONE
 165     };
 166
 167     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 168
 169     return 0;
 170 }
 171
 172 static void init_filter_param(AVFilterContext *ctx, FilterParam *fp, const char *effect_type, int width)
 173 {
 174     int z;
 175     const char *effect;
 176
 177     effect = fp->amount == 0 ? "none" : fp->amount < 0 ? "blur" : "sharpen";
 178
 179     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "effect:%s type:%s msize_x:%d msize_y:%d amount:%0.2f\n",
 180            effect, effect_type, fp->msize_x, fp->msize_y, fp->amount / 65535.0);
 181
 182     for (z = 0; z < 2 * fp->steps_y; z++)
 183         fp->sc[z] = av_malloc(sizeof(*(fp->sc[z])) * (width + 2 * fp->steps_x));
 184 }
 185
 186 static int config_props(AVFilterLink *link)
 187 {
 188     UnsharpContext *unsharp = link->dst->priv;
 189
 190     unsharp->hsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_w;
 191     unsharp->vsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_h;
 192
 193     init_filter_param(link->dst, &unsharp->luma,   "luma",   link->w);
 194     init_filter_param(link->dst, &unsharp->chroma, "chroma", SHIFTUP(link->w, unsharp->hsub));
 195
 196     return 0;
 197 }
 198
 199 static void free_filter_param(FilterParam *fp)
 200 {
 201     int z;
 202
 203     for (z = 0; z < 2 * fp->steps_y; z++)
 204         av_free(fp->sc[z]);
 205 }
 206
 207 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 208 {
 209     UnsharpContext *unsharp = ctx->priv;
 210
 211     free_filter_param(&unsharp->luma);
 212     free_filter_param(&unsharp->chroma);
 213 }
 214
 215 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 216 {
 217     UnsharpContext *unsharp = link->dst->priv;
 218     AVFilterBufferRef *in  = link->cur_buf;
 219     AVFilterBufferRef *out = link->dst->outputs[0]->out_buf;
 220     int cw = SHIFTUP(link->w, unsharp->hsub);
 221     int ch = SHIFTUP(link->h, unsharp->vsub);
 222
 223     apply_unsharp(out->data[0], out->linesize[0], in->data[0], in->linesize[0], link->w, link->h, &unsharp->luma);
 224     apply_unsharp(out->data[1], out->linesize[1], in->data[1], in->linesize[1], cw,      ch,      &unsharp->chroma);
 225     apply_unsharp(out->data[2], out->linesize[2], in->data[2], in->linesize[2], cw,      ch,      &unsharp->chroma);
 226
 227     avfilter_unref_buffer(in);
 228     ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], 0, link->h, 1);
 229     ff_end_frame(link->dst->outputs[0]);
 230     avfilter_unref_buffer(out);
 231 }
 232
 233 static void draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
 234 {
 235 }
 236
 237 AVFilter avfilter_vf_unsharp = {
 238     .name      = "unsharp",
 239     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sharpen or blur the input video."),
 240
 241     .priv_size = sizeof(UnsharpContext),
 242
 243     .init = init,
 244     .uninit = uninit,
 245     .query_formats = query_formats,
 246
 247     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 248                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 249                                     .draw_slice       = draw_slice,
 250                                     .end_frame        = end_frame,
 251                                     .config_props     = config_props,
 252                                     .min_perms        = AV_PERM_READ, },
 253                                   { .name = NULL}},
 254
 255     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 256                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, },
 257                                   { .name = NULL}},
 258 };