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/pixdesc.h"
  25 #include "avfilter.h"
  26 #include "yadif.h"
  27
  28 #undef NDEBUG
  29 #include <assert.h>
  30
  31 typedef struct {
  32     /**
  33      * 0: send 1 frame for each frame
  34      * 1: send 1 frame for each field
  35      * 2: like 0 but skips spatial interlacing check
  36      * 3: like 1 but skips spatial interlacing check
  37      */
  38     int mode;
  39
  40     /**
  41      *  0: top field first
  42      *  1: bottom field first
  43      * -1: auto-detection
  44      */
  45     int parity;
  46
  47     int frame_pending;
  48
  49     /**
  50      *  0: deinterlace all frames
  51      *  1: only deinterlace frames marked as interlaced
  52      */
  53     int auto_enable;
  54
  55     AVFilterBufferRef *cur;
  56     AVFilterBufferRef *next;
  57     AVFilterBufferRef *prev;
  58     AVFilterBufferRef *out;
  59     void (*filter_line)(uint8_t *dst,
  60                         uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
  61                         int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode);
  62
  63     const AVPixFmtDescriptor *csp;
  64     int eof;
  65 } YADIFContext;
  66
  67 #define CHECK(j)\
  68     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
  69                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  70                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
  71         if (score < spatial_score) {\
  72             spatial_score= score;\
  73             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  74
  75 #define FILTER \
  76     for (x = 0;  x < w; x++) { \
  77         int c = cur[mrefs]; \
  78         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  79         int e = cur[prefs]; \
  80         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  81         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  82         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  83         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  84         int spatial_pred = (c+e)>>1; \
  85         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e) \
  86                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1; \
  87  \
  88         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  89         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  90  \
  91         if (mode < 2) { \
  92             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1; \
  93             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1; \
  94             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e)); \
  95             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e)); \
  96  \
  97             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  98         } \
  99  \
 100         if (spatial_pred > d + diff) \
 101            spatial_pred = d + diff; \
 102         else if (spatial_pred < d - diff) \
 103            spatial_pred = d - diff; \
 104  \
 105         dst[0] = spatial_pred; \
 106  \
 107         dst++; \
 108         cur++; \
 109         prev++; \
 110         next++; \
 111         prev2++; \
 112         next2++; \
 113     }
 114
 115 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
 116                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
 117                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 118 {
 119     int x;
 120     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 121     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 122
 123     FILTER
 124 }
 125
 126 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
 127                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
 128                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 129 {
 130     int x;
 131     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 132     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 133     mrefs /= 2;
 134     prefs /= 2;
 135
 136     FILTER
 137 }
 138
 139 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
 140                    int parity, int tff)
 141 {
 142     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 143     int y, i;
 144
 145     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 146         int w = dstpic->video->w;
 147         int h = dstpic->video->h;
 148         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 149         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 150
 151         if (i == 1 || i == 2) {
 152         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 153             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 154             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 155         }
 156
 157         for (y = 0; y < h; y++) {
 158             if ((y ^ parity) & 1) {
 159                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
 160                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
 161                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
 162                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
 163                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
 164                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, y+1<h ? refs : -refs, y ? -refs : refs, parity ^ tff, mode);
 165             } else {
 166                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
 167                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
 168             }
 169         }
 170     }
 171 #if HAVE_MMX
 172     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
 173 #endif
 174 }
 175
 176 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
 177 {
 178     AVFilterBufferRef *picref;
 179     int width = FFALIGN(w, 32);
 180     int height= FFALIGN(h+2, 32);
 181     int i;
 182
 183     picref = avfilter_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
 184
 185     picref->video->w = w;
 186     picref->video->h = h;
 187
 188     for (i = 0; i < 3; i++)
 189         picref->data[i] += picref->linesize[i];
 190
 191     return picref;
 192 }
 193
 194 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 195 {
 196     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 197     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
 198     int tff;
 199
 200     if (yadif->parity == -1) {
 201         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
 202             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
 203     } else {
 204         tff = yadif->parity^1;
 205     }
 206
 207     if (is_second) {
 208         yadif->out = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 209                                                AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 210         avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 211         yadif->out->video->interlaced = 0;
 212     }
 213
 214     if (!yadif->csp)
 215         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 216     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 217         yadif->filter_line = filter_line_c_16bit;
 218
 219     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 220
 221     if (is_second) {
 222         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 223         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 224
 225         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 226             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 227         } else {
 228             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 229         }
 230         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 231     }
 232     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 233     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 234
 235     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 236 }
 237
 238 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 239 {
 240     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 241     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 242
 243     if (yadif->frame_pending)
 244         return_frame(ctx, 1);
 245
 246     if (yadif->prev)
 247         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 248     yadif->prev = yadif->cur;
 249     yadif->cur  = yadif->next;
 250     yadif->next = picref;
 251
 252     if (!yadif->cur)
 253         return;
 254
 255     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 256         yadif->out  = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 257         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 258         yadif->prev = NULL;
 259         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 260             yadif->out->pts *= 2;
 261         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 262         return;
 263     }
 264
 265     if (!yadif->prev)
 266         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 267
 268     yadif->out = avfilter_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 269                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 270
 271     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 272     yadif->out->video->interlaced = 0;
 273     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 274         yadif->out->pts *= 2;
 275     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 276 }
 277
 278 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 279 {
 280     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 281     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 282
 283     if (!yadif->out)
 284         return;
 285
 286     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 287         avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 288         avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 289         return;
 290     }
 291
 292     return_frame(ctx, 0);
 293 }
 294
 295 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 296 {
 297     AVFilterContext *ctx = link->src;
 298     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 299
 300     if (yadif->frame_pending) {
 301         return_frame(ctx, 1);
 302         return 0;
 303     }
 304
 305     do {
 306         int ret;
 307
 308         if (yadif->eof)
 309             return AVERROR_EOF;
 310
 311         ret  = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0]);
 312
 313         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
 314             AVFilterBufferRef *next = avfilter_ref_buffer(yadif->next, AV_PERM_READ);
 315             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 316
 317             start_frame(link->src->inputs[0], next);
 318             end_frame(link->src->inputs[0]);
 319             yadif->eof = 1;
 320         } else if (ret < 0) {
 321             return ret;
 322         }
 323     } while (!yadif->cur);
 324
 325     return 0;
 326 }
 327
 328 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 329 {
 330     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 331     int ret, val;
 332
 333     if (yadif->frame_pending)
 334         return 1;
 335
 336     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 337     if (val <= 0)
 338         return val;
 339
 340     if (val==1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 341         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 342             return ret;
 343         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 344         if (val <= 0)
 345             return val;
 346     }
 347     assert(yadif->next || !val);
 348
 349     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->video->interlaced)
 350         return val;
 351
 352     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 353 }
 354
 355 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 356 {
 357     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 358
 359     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 360     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
 361     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
 362 }
 363
 364 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 365 {
 366     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 367         PIX_FMT_YUV420P,
 368         PIX_FMT_YUV422P,
 369         PIX_FMT_YUV444P,
 370         PIX_FMT_YUV410P,
 371         PIX_FMT_YUV411P,
 372         PIX_FMT_GRAY8,
 373         PIX_FMT_YUVJ420P,
 374         PIX_FMT_YUVJ422P,
 375         PIX_FMT_YUVJ444P,
 376         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
 377         PIX_FMT_YUV440P,
 378         PIX_FMT_YUVJ440P,
 379         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 380         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 381         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 382         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 383         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 384         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 385         PIX_FMT_YUVA420P,
 386         PIX_FMT_NONE
 387     };
 388
 389     avfilter_set_common_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
 390
 391     return 0;
 392 }
 393
 394 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 395 {
 396     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 397     int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
 398
 399     yadif->mode = 0;
 400     yadif->parity = -1;
 401     yadif->auto_enable = 0;
 402     yadif->csp = NULL;
 403
 404     if (args) sscanf(args, "%d:%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity, &yadif->auto_enable);
 405
 406     yadif->filter_line = filter_line_c;
 407     if (HAVE_SSSE3 && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSSE3)
 408         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_ssse3;
 409     else if (HAVE_SSE && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2)
 410         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_sse2;
 411     else if (HAVE_MMX && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_MMX)
 412         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_mmx;
 413
 414     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "mode:%d parity:%d auto_enable:%d\n", yadif->mode, yadif->parity, yadif->auto_enable);
 415
 416     return 0;
 417 }
 418
 419 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
 420
 421 static int config_props(AVFilterLink *link)
 422 {
 423     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
 424     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
 425     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
 426     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
 427
 428     return 0;
 429 }
 430
 431 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 432     .name          = "yadif",
 433     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
 434
 435     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 436     .init          = init,
 437     .uninit        = uninit,
 438     .query_formats = query_formats,
 439
 440     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 441                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 442                                     .start_frame      = start_frame,
 443                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 444                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
 445                                     .end_frame        = end_frame, },
 446                                   { .name = NULL}},
 447
 448     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 449                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 450                                     .poll_frame       = poll_frame,
 451                                     .request_frame    = request_frame,
 452                                     .config_props     = config_props, },
 453                                   { .name = NULL}},
 454 };