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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006-2010 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *               2010      James Darnley <james.darnley@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/cpu.h"
  23 #include "libavutil/common.h"
  24 #include "libavutil/opt.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26 #include "avfilter.h"
  27 #include "formats.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "video.h"
  30 #include "yadif.h"
  31
  32 #undef NDEBUG
  33 #include <assert.h>
  34
  35 #define CHECK(j)\
  36     {   int score = FFABS(cur[mrefs - 1 + (j)] - cur[prefs - 1 - (j)])\
  37                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  38                   + FFABS(cur[mrefs + 1 + (j)] - cur[prefs + 1 - (j)]);\
  39         if (score < spatial_score) {\
  40             spatial_score= score;\
  41             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  42
  43 /* The is_not_edge argument here controls when the code will enter a branch
  44  * which reads up to and including x-3 and x+3. */
  45
  46 #define FILTER(start, end, is_not_edge) \
  47     for (x = start;  x < end; x++) { \
  48         int c = cur[mrefs]; \
  49         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  50         int e = cur[prefs]; \
  51         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  52         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  53         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  54         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  55         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
  56  \
  57         if (is_not_edge) {\
  58             int spatial_score = FFABS(cur[mrefs - 1] - cur[prefs - 1]) + FFABS(c-e) \
  59                               + FFABS(cur[mrefs + 1] - cur[prefs + 1]) - 1; \
  60             CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  61             CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  62         }\
  63  \
  64         if (mode < 2) { \
  65             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
  66             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
  67             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
  68             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
  69  \
  70             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  71         } \
  72  \
  73         if (spatial_pred > d + diff) \
  74            spatial_pred = d + diff; \
  75         else if (spatial_pred < d - diff) \
  76            spatial_pred = d - diff; \
  77  \
  78         dst[0] = spatial_pred; \
  79  \
  80         dst++; \
  81         cur++; \
  82         prev++; \
  83         next++; \
  84         prev2++; \
  85         next2++; \
  86     }
  87
  88 static void filter_line_c(void *dst1,
  89                           void *prev1, void *cur1, void *next1,
  90                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
  91 {
  92     uint8_t *dst  = dst1;
  93     uint8_t *prev = prev1;
  94     uint8_t *cur  = cur1;
  95     uint8_t *next = next1;
  96     int x;
  97     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
  98     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
  99
 100     /* The function is called with the pointers already pointing to data[3] and
 101      * with 6 subtracted from the width.  This allows the FILTER macro to be
 102      * called so that it processes all the pixels normally.  A constant value of
 103      * true for is_not_edge lets the compiler ignore the if statement. */
 104     FILTER(0, w, 1)
 105 }
 106
 107 static void filter_edges(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 108                          int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 109 {
 110     uint8_t *dst  = dst1;
 111     uint8_t *prev = prev1;
 112     uint8_t *cur  = cur1;
 113     uint8_t *next = next1;
 114     int x;
 115     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 116     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 117
 118     /* Only edge pixels need to be processed here.  A constant value of false
 119      * for is_not_edge should let the compiler ignore the whole branch. */
 120     FILTER(0, 3, 0)
 121
 122     dst  = (uint8_t*)dst1  + w - 3;
 123     prev = (uint8_t*)prev1 + w - 3;
 124     cur  = (uint8_t*)cur1  + w - 3;
 125     next = (uint8_t*)next1 + w - 3;
 126     prev2 = (uint8_t*)(parity ? prev : cur);
 127     next2 = (uint8_t*)(parity ? cur  : next);
 128
 129     FILTER(w - 3, w, 0)
 130 }
 131
 132
 133 static void filter_line_c_16bit(void *dst1,
 134                                 void *prev1, void *cur1, void *next1,
 135                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
 136                                 int mode)
 137 {
 138     uint16_t *dst  = dst1;
 139     uint16_t *prev = prev1;
 140     uint16_t *cur  = cur1;
 141     uint16_t *next = next1;
 142     int x;
 143     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 144     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 145     mrefs /= 2;
 146     prefs /= 2;
 147
 148     FILTER(0, w, 1)
 149 }
 150
 151 static void filter_edges_16bit(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 152                                int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 153 {
 154     uint16_t *dst  = dst1;
 155     uint16_t *prev = prev1;
 156     uint16_t *cur  = cur1;
 157     uint16_t *next = next1;
 158     int x;
 159     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 160     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 161
 162     FILTER(0, 3, 0)
 163
 164     dst   = (uint16_t*)dst1  + w - 3;
 165     prev  = (uint16_t*)prev1 + w - 3;
 166     cur   = (uint16_t*)cur1  + w - 3;
 167     next  = (uint16_t*)next1 + w - 3;
 168     prev2 = (uint16_t*)(parity ? prev : cur);
 169     next2 = (uint16_t*)(parity ? cur  : next);
 170
 171     FILTER(w - 3, w, 0)
 172 }
 173
 174 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dstpic,
 175                    int parity, int tff)
 176 {
 177     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 178     int y, i;
 179
 180     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 181         int w = dstpic->width;
 182         int h = dstpic->height;
 183         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 184         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 185         int pix_3 = 3 * df;
 186
 187         if (i == 1 || i == 2) {
 188         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 189             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 190             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 191         }
 192
 193         /* filtering reads 3 pixels to the left/right; to avoid invalid reads,
 194          * we need to call the c variant which avoids this for border pixels
 195          */
 196
 197         for (y = 0; y < h; y++) {
 198             if ((y ^ parity) & 1) {
 199                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y * refs];
 200                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y * refs];
 201                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y * refs];
 202                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]];
 203                 int     mode  = y == 1 || y + 2 == h ? 2 : yadif->mode;
 204                 yadif->filter_line(dst + pix_3, prev + pix_3, cur + pix_3,
 205                                    next + pix_3, w - 6,
 206                                    y + 1 < h ? refs : -refs,
 207                                    y ? -refs : refs,
 208                                    parity ^ tff, mode);
 209                 yadif->filter_edges(dst, prev, cur, next, w,
 210                                     y + 1 < h ? refs : -refs,
 211                                     y ? -refs : refs,
 212                                     parity ^ tff, mode);
 213             } else {
 214                 memcpy(&dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]],
 215                        &yadif->cur->data[i][y * refs], w * df);
 216             }
 217         }
 218     }
 219
 220     emms_c();
 221 }
 222
 223 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int w, int h)
 224 {
 225     AVFrame *frame;
 226     int width  = FFALIGN(w, 32);
 227     int height = FFALIGN(h + 2, 32);
 228     int i;
 229
 230     frame = ff_default_get_video_buffer(link, width, height);
 231
 232     frame->width  = w;
 233     frame->height = h;
 234
 235     for (i = 0; i < 3; i++)
 236         frame->data[i] += frame->linesize[i];
 237
 238     return frame;
 239 }
 240
 241 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 242 {
 243     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 244     AVFilterLink *link  = ctx->outputs[0];
 245     int tff, ret;
 246
 247     if (yadif->parity == -1) {
 248         tff = yadif->cur->interlaced_frame ?
 249               yadif->cur->top_field_first : 1;
 250     } else {
 251         tff = yadif->parity ^ 1;
 252     }
 253
 254     if (is_second) {
 255         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, link->w, link->h);
 256         if (!yadif->out)
 257             return AVERROR(ENOMEM);
 258
 259         av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
 260         yadif->out->interlaced_frame = 0;
 261     }
 262
 263     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 264
 265     if (is_second) {
 266         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 267         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 268
 269         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 270             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 271         } else {
 272             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 273         }
 274     }
 275     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 276
 277     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 278     return ret;
 279 }
 280
 281 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
 282 {
 283     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 284     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 285
 286     if (yadif->frame_pending)
 287         return_frame(ctx, 1);
 288
 289     if (yadif->prev)
 290         av_frame_free(&yadif->prev);
 291     yadif->prev = yadif->cur;
 292     yadif->cur  = yadif->next;
 293     yadif->next = frame;
 294
 295     if (!yadif->cur)
 296         return 0;
 297
 298     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->interlaced_frame) {
 299         yadif->out  = av_frame_clone(yadif->cur);
 300         if (!yadif->out)
 301             return AVERROR(ENOMEM);
 302
 303         av_frame_free(&yadif->prev);
 304         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 305             yadif->out->pts *= 2;
 306         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 307     }
 308
 309     if (!yadif->prev &&
 310         !(yadif->prev = av_frame_clone(yadif->cur)))
 311         return AVERROR(ENOMEM);
 312
 313     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], link->w, link->h);
 314     if (!yadif->out)
 315         return AVERROR(ENOMEM);
 316
 317     av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
 318     yadif->out->interlaced_frame = 0;
 319
 320     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 321         yadif->out->pts *= 2;
 322
 323     return return_frame(ctx, 0);
 324 }
 325
 326 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 327 {
 328     AVFilterContext *ctx = link->src;
 329     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 330
 331     if (yadif->frame_pending) {
 332         return_frame(ctx, 1);
 333         return 0;
 334     }
 335
 336     do {
 337         int ret;
 338
 339         if (yadif->eof)
 340             return AVERROR_EOF;
 341
 342         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
 343
 344         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
 345             AVFrame *next = av_frame_clone(yadif->next);
 346
 347             if (!next)
 348                 return AVERROR(ENOMEM);
 349
 350             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 351
 352             filter_frame(link->src->inputs[0], next);
 353             yadif->eof = 1;
 354         } else if (ret < 0) {
 355             return ret;
 356         }
 357     } while (!yadif->cur);
 358
 359     return 0;
 360 }
 361
 362 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 363 {
 364     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 365     int ret, val;
 366
 367     if (yadif->frame_pending)
 368         return 1;
 369
 370     val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 371     if (val <= 0)
 372         return val;
 373
 374     //FIXME change API to not requre this red tape
 375     if (val == 1 && !yadif->next) {
 376         if ((ret = ff_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 377             return ret;
 378         val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 379         if (val <= 0)
 380             return val;
 381     }
 382     assert(yadif->next || !val);
 383
 384     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->interlaced_frame)
 385         return val;
 386
 387     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 388 }
 389
 390 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 391 {
 392     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 393
 394     if (yadif->prev) av_frame_free(&yadif->prev);
 395     if (yadif->cur ) av_frame_free(&yadif->cur );
 396     if (yadif->next) av_frame_free(&yadif->next);
 397 }
 398
 399 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 400 {
 401     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 402         AV_PIX_FMT_YUV420P,
 403         AV_PIX_FMT_YUV422P,
 404         AV_PIX_FMT_YUV444P,
 405         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 406         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 407         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 408         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 409         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 410         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 411         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
 412         AV_PIX_FMT_YUV440P,
 413         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 414         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 415         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 416         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 417         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 418         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 419         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 420         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 421         AV_PIX_FMT_NONE
 422     };
 423
 424     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 425
 426     return 0;
 427 }
 428
 429 static int config_props(AVFilterLink *link)
 430 {
 431     YADIFContext *s = link->src->priv;
 432
 433     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
 434     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
 435     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
 436     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
 437
 438     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 439     if (s->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1) {
 440         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
 441         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
 442     } else {
 443         s->filter_line  = filter_line_c;
 444         s->filter_edges = filter_edges;
 445
 446         if (ARCH_X86)
 447             ff_yadif_init_x86(s);
 448     }
 449
 450     return 0;
 451 }
 452
 453 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
 454 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 455 static const AVOption options[] = {
 456     { "mode",   NULL, OFFSET(mode),        AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0  },  0, 3, FLAGS },
 457     { "parity", NULL, OFFSET(parity),      AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, FLAGS, "parity" },
 458         { "auto", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1 }, .unit = "parity" },
 459         { "tff",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 0  }, .unit = "parity" },
 460         { "bff",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1  }, .unit = "parity" },
 461     { "auto",   NULL, OFFSET(auto_enable), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0  },  0, 1, FLAGS },
 462     { NULL },
 463 };
 464
 465 static const AVClass yadif_class = {
 466     .class_name = "yadif",
 467     .item_name  = av_default_item_name,
 468     .option     = options,
 469     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 470 };
 471
 472 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
 473     {
 474         .name             = "default",
 475         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 476         .get_video_buffer = get_video_buffer,
 477         .filter_frame     = filter_frame,
 478     },
 479     { NULL }
 480 };
 481
 482 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
 483     {
 484         .name          = "default",
 485         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 486         .poll_frame    = poll_frame,
 487         .request_frame = request_frame,
 488         .config_props  = config_props,
 489     },
 490     { NULL }
 491 };
 492
 493 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 494     .name          = "yadif",
 495     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
 496
 497     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 498     .priv_class    = &yadif_class,
 499     .uninit        = uninit,
 500     .query_formats = query_formats,
 501
 502     .inputs    = avfilter_vf_yadif_inputs,
 503
 504     .outputs   = avfilter_vf_yadif_outputs,
 505 };