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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006-2011 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *               2010      James Darnley <james.darnley@gmail.com>
   4  *
   5  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  16  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  18  */
  19
  20 #include "libavutil/avassert.h"
  21 #include "libavutil/cpu.h"
  22 #include "libavutil/common.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "libavutil/pixdesc.h"
  25 #include "avfilter.h"
  26 #include "formats.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "video.h"
  29 #include "yadif.h"
  30
  31 #undef NDEBUG
  32 #include <assert.h>
  33
  34 #define CHECK(j)\
  35     {   int score = FFABS(cur[mrefs - 1 + (j)] - cur[prefs - 1 - (j)])\
  36                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  37                   + FFABS(cur[mrefs + 1 + (j)] - cur[prefs + 1 - (j)]);\
  38         if (score < spatial_score) {\
  39             spatial_score= score;\
  40             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  41
  42 /* The is_not_edge argument here controls when the code will enter a branch
  43  * which reads up to and including x-3 and x+3. */
  44
  45 #define FILTER(start, end, is_not_edge) \
  46     for (x = start;  x < end; x++) { \
  47         int c = cur[mrefs]; \
  48         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  49         int e = cur[prefs]; \
  50         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  51         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  52         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  53         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  54         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
  55  \
  56         if (is_not_edge) {\
  57             int spatial_score = FFABS(cur[mrefs - 1] - cur[prefs - 1]) + FFABS(c-e) \
  58                               + FFABS(cur[mrefs + 1] - cur[prefs + 1]) - 1; \
  59             CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  60             CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  61         }\
  62  \
  63         if (mode < 2) { \
  64             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
  65             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
  66             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
  67             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
  68  \
  69             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  70         } \
  71  \
  72         if (spatial_pred > d + diff) \
  73            spatial_pred = d + diff; \
  74         else if (spatial_pred < d - diff) \
  75            spatial_pred = d - diff; \
  76  \
  77         dst[0] = spatial_pred; \
  78  \
  79         dst++; \
  80         cur++; \
  81         prev++; \
  82         next++; \
  83         prev2++; \
  84         next2++; \
  85     }
  86
  87 static void filter_line_c(void *dst1,
  88                           void *prev1, void *cur1, void *next1,
  89                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
  90 {
  91     uint8_t *dst  = dst1;
  92     uint8_t *prev = prev1;
  93     uint8_t *cur  = cur1;
  94     uint8_t *next = next1;
  95     int x;
  96     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
  97     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
  98
  99     /* The function is called with the pointers already pointing to data[3] and
 100      * with 6 subtracted from the width.  This allows the FILTER macro to be
 101      * called so that it processes all the pixels normally.  A constant value of
 102      * true for is_not_edge lets the compiler ignore the if statement. */
 103     FILTER(0, w, 1)
 104 }
 105
 106 static void filter_edges(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 107                          int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 108 {
 109     uint8_t *dst  = dst1;
 110     uint8_t *prev = prev1;
 111     uint8_t *cur  = cur1;
 112     uint8_t *next = next1;
 113     int x;
 114     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 115     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 116
 117     /* Only edge pixels need to be processed here.  A constant value of false
 118      * for is_not_edge should let the compiler ignore the whole branch. */
 119     FILTER(0, 3, 0)
 120
 121     dst  = (uint8_t*)dst1  + w - 3;
 122     prev = (uint8_t*)prev1 + w - 3;
 123     cur  = (uint8_t*)cur1  + w - 3;
 124     next = (uint8_t*)next1 + w - 3;
 125     prev2 = (uint8_t*)(parity ? prev : cur);
 126     next2 = (uint8_t*)(parity ? cur  : next);
 127
 128     FILTER(w - 3, w, 0)
 129 }
 130
 131
 132 static void filter_line_c_16bit(void *dst1,
 133                                 void *prev1, void *cur1, void *next1,
 134                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
 135                                 int mode)
 136 {
 137     uint16_t *dst  = dst1;
 138     uint16_t *prev = prev1;
 139     uint16_t *cur  = cur1;
 140     uint16_t *next = next1;
 141     int x;
 142     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 143     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 144     mrefs /= 2;
 145     prefs /= 2;
 146
 147     FILTER(0, w, 1)
 148 }
 149
 150 static void filter_edges_16bit(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 151                                int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 152 {
 153     uint16_t *dst  = dst1;
 154     uint16_t *prev = prev1;
 155     uint16_t *cur  = cur1;
 156     uint16_t *next = next1;
 157     int x;
 158     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 159     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 160     mrefs /= 2;
 161     prefs /= 2;
 162
 163     FILTER(0, 3, 0)
 164
 165     dst   = (uint16_t*)dst1  + w - 3;
 166     prev  = (uint16_t*)prev1 + w - 3;
 167     cur   = (uint16_t*)cur1  + w - 3;
 168     next  = (uint16_t*)next1 + w - 3;
 169     prev2 = (uint16_t*)(parity ? prev : cur);
 170     next2 = (uint16_t*)(parity ? cur  : next);
 171
 172     FILTER(w - 3, w, 0)
 173 }
 174
 175 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dstpic,
 176                    int parity, int tff)
 177 {
 178     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 179     int y, i;
 180
 181     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 182         int w = dstpic->width;
 183         int h = dstpic->height;
 184         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 185         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 186         int pix_3 = 3 * df;
 187
 188         if (i == 1 || i == 2) {
 189         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 190             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 191             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 192         }
 193
 194         /* filtering reads 3 pixels to the left/right; to avoid invalid reads,
 195          * we need to call the c variant which avoids this for border pixels
 196          */
 197
 198         for (y = 0; y < h; y++) {
 199             if ((y ^ parity) & 1) {
 200                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y * refs];
 201                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y * refs];
 202                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y * refs];
 203                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]];
 204                 int     mode  = y == 1 || y + 2 == h ? 2 : yadif->mode;
 205                 yadif->filter_line(dst + pix_3, prev + pix_3, cur + pix_3,
 206                                    next + pix_3, w - 6,
 207                                    y + 1 < h ? refs : -refs,
 208                                    y ? -refs : refs,
 209                                    parity ^ tff, mode);
 210                 yadif->filter_edges(dst, prev, cur, next, w,
 211                                     y + 1 < h ? refs : -refs,
 212                                     y ? -refs : refs,
 213                                     parity ^ tff, mode);
 214             } else {
 215                 memcpy(&dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]],
 216                        &yadif->cur->data[i][y * refs], w * df);
 217             }
 218         }
 219     }
 220
 221     emms_c();
 222 }
 223
 224 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 225 {
 226     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 227     AVFilterLink *link  = ctx->outputs[0];
 228     int tff, ret;
 229
 230     if (yadif->parity == -1) {
 231         tff = yadif->cur->interlaced_frame ?
 232               yadif->cur->top_field_first : 1;
 233     } else {
 234         tff = yadif->parity ^ 1;
 235     }
 236
 237     if (is_second) {
 238         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, link->w, link->h);
 239         if (!yadif->out)
 240             return AVERROR(ENOMEM);
 241
 242         av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
 243         yadif->out->interlaced_frame = 0;
 244     }
 245
 246     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 247
 248     if (is_second) {
 249         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 250         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 251
 252         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 253             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 254         } else {
 255             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 256         }
 257     }
 258     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 259
 260     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 261     return ret;
 262 }
 263
 264 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
 265 {
 266     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 267     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 268
 269     av_assert0(frame);
 270
 271     if (yadif->frame_pending)
 272         return_frame(ctx, 1);
 273
 274     if (yadif->prev)
 275         av_frame_free(&yadif->prev);
 276     yadif->prev = yadif->cur;
 277     yadif->cur  = yadif->next;
 278     yadif->next = frame;
 279
 280     if (!yadif->cur)
 281         return 0;
 282
 283     if (yadif->deint && !yadif->cur->interlaced_frame) {
 284         yadif->out  = av_frame_clone(yadif->cur);
 285         if (!yadif->out)
 286             return AVERROR(ENOMEM);
 287
 288         av_frame_free(&yadif->prev);
 289         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 290             yadif->out->pts *= 2;
 291         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 292     }
 293
 294     if (!yadif->prev &&
 295         !(yadif->prev = av_frame_clone(yadif->cur)))
 296         return AVERROR(ENOMEM);
 297
 298     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], link->w, link->h);
 299     if (!yadif->out)
 300         return AVERROR(ENOMEM);
 301
 302     av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
 303     yadif->out->interlaced_frame = 0;
 304
 305     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 306         yadif->out->pts *= 2;
 307
 308     return return_frame(ctx, 0);
 309 }
 310
 311 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 312 {
 313     AVFilterContext *ctx = link->src;
 314     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 315
 316     if (yadif->frame_pending) {
 317         return_frame(ctx, 1);
 318         return 0;
 319     }
 320
 321     do {
 322         int ret;
 323
 324         if (yadif->eof)
 325             return AVERROR_EOF;
 326
 327         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
 328
 329         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->cur) {
 330             AVFrame *next = av_frame_clone(yadif->next);
 331
 332             if (!next)
 333                 return AVERROR(ENOMEM);
 334
 335             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 336
 337             filter_frame(link->src->inputs[0], next);
 338             yadif->eof = 1;
 339         } else if (ret < 0) {
 340             return ret;
 341         }
 342     } while (!yadif->cur);
 343
 344     return 0;
 345 }
 346
 347 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 348 {
 349     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 350
 351     av_frame_free(&yadif->prev);
 352     av_frame_free(&yadif->cur );
 353     av_frame_free(&yadif->next);
 354 }
 355
 356 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 357 {
 358     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 359         AV_PIX_FMT_YUV420P,
 360         AV_PIX_FMT_YUV422P,
 361         AV_PIX_FMT_YUV444P,
 362         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 363         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 364         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 365         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 366         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 367         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 368         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
 369         AV_PIX_FMT_YUV440P,
 370         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 371         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV420P9LE ),
 372         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV422P9LE ),
 373         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV444P9LE ),
 374         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 375         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 376         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 377         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P12BE, AV_PIX_FMT_YUV420P12LE ),
 378         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P12BE, AV_PIX_FMT_YUV422P12LE ),
 379         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P12BE, AV_PIX_FMT_YUV444P12LE ),
 380         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P14BE, AV_PIX_FMT_YUV420P14LE ),
 381         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P14BE, AV_PIX_FMT_YUV422P14LE ),
 382         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P14BE, AV_PIX_FMT_YUV444P14LE ),
 383         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 384         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 385         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 386         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 387         AV_PIX_FMT_YUVA422P,
 388         AV_PIX_FMT_YUVA444P,
 389         AV_PIX_FMT_NONE
 390     };
 391
 392     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 393
 394     return 0;
 395 }
 396
 397 static int config_props(AVFilterLink *link)
 398 {
 399     AVFilterContext *ctx = link->src;
 400     YADIFContext *s = link->src->priv;
 401
 402     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
 403     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
 404     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
 405     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
 406
 407     if(s->mode&1)
 408         link->frame_rate = av_mul_q(link->src->inputs[0]->frame_rate, (AVRational){2,1});
 409
 410     if (link->w < 3 || link->h < 3) {
 411         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video of less than 3 columns or lines is not supported\n");
 412         return AVERROR(EINVAL);
 413     }
 414
 415     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 416     if (s->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1) {
 417         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
 418         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
 419     } else {
 420         s->filter_line  = filter_line_c;
 421         s->filter_edges = filter_edges;
 422     }
 423
 424     if (ARCH_X86)
 425         ff_yadif_init_x86(s);
 426
 427     return 0;
 428 }
 429
 430
 431 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
 432 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 433
 434 #define CONST(name, help, val, unit) { name, help, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=val}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, unit }
 435
 436 static const AVOption yadif_options[] = {
 437     { "mode",   "specify the interlacing mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_MODE_SEND_FRAME}, 0, 3, FLAGS, "mode"},
 438     CONST("send_frame",           "send one frame for each frame",                                     YADIF_MODE_SEND_FRAME,           "mode"),
 439     CONST("send_field",           "send one frame for each field",                                     YADIF_MODE_SEND_FIELD,           "mode"),
 440     CONST("send_frame_nospatial", "send one frame for each frame, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FRAME_NOSPATIAL, "mode"),
 441     CONST("send_field_nospatial", "send one frame for each field, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FIELD_NOSPATIAL, "mode"),
 442
 443     { "parity", "specify the assumed picture field parity", OFFSET(parity), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_PARITY_AUTO}, -1, 1, FLAGS, "parity" },
 444     CONST("tff",  "assume top field first",    YADIF_PARITY_TFF,  "parity"),
 445     CONST("bff",  "assume bottom field first", YADIF_PARITY_BFF,  "parity"),
 446     CONST("auto", "auto detect parity",        YADIF_PARITY_AUTO, "parity"),
 447
 448     { "deint", "specify which frames to deinterlace", OFFSET(deint), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_DEINT_ALL}, 0, 1, FLAGS, "deint" },
 449     CONST("all",        "deinterlace all frames",                       YADIF_DEINT_ALL,         "deint"),
 450     CONST("interlaced", "only deinterlace frames marked as interlaced", YADIF_DEINT_INTERLACED,  "deint"),
 451
 452     {NULL},
 453 };
 454
 455 AVFILTER_DEFINE_CLASS(yadif);
 456
 457 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
 458     {
 459         .name             = "default",
 460         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 461         .filter_frame     = filter_frame,
 462     },
 463     { NULL }
 464 };
 465
 466 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
 467     {
 468         .name          = "default",
 469         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 470         .request_frame = request_frame,
 471         .config_props  = config_props,
 472     },
 473     { NULL }
 474 };
 475
 476 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 477     .name          = "yadif",
 478     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image."),
 479
 480     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 481     .priv_class    = &yadif_class,
 482     .uninit        = uninit,
 483     .query_formats = query_formats,
 484
 485     .inputs    = avfilter_vf_yadif_inputs,
 486     .outputs   = avfilter_vf_yadif_outputs,
 487 };