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 "formats.h"
  27 #include "video.h"
  28 #include "yadif.h"
  29
  30 #undef NDEBUG
  31 #include <assert.h>
  32
  33 typedef struct {
  34     /**
  35      * 0: send 1 frame for each frame
  36      * 1: send 1 frame for each field
  37      * 2: like 0 but skips spatial interlacing check
  38      * 3: like 1 but skips spatial interlacing check
  39      */
  40     int mode;
  41
  42     /**
  43      *  0: top field first
  44      *  1: bottom field first
  45      * -1: auto-detection
  46      */
  47     int parity;
  48
  49     int frame_pending;
  50
  51     /**
  52      *  0: deinterlace all frames
  53      *  1: only deinterlace frames marked as interlaced
  54      */
  55     int auto_enable;
  56
  57     AVFilterBufferRef *cur;
  58     AVFilterBufferRef *next;
  59     AVFilterBufferRef *prev;
  60     AVFilterBufferRef *out;
  61     void (*filter_line)(uint8_t *dst,
  62                         uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
  63                         int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode);
  64
  65     const AVPixFmtDescriptor *csp;
  66     int eof;
  67 } YADIFContext;
  68
  69 #define CHECK(j)\
  70     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
  71                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  72                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
  73         if (score < spatial_score) {\
  74             spatial_score= score;\
  75             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  76
  77 #define FILTER \
  78     for (x = 0;  x < w; x++) { \
  79         int c = cur[mrefs]; \
  80         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  81         int e = cur[prefs]; \
  82         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  83         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  84         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  85         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  86         int spatial_pred = (c+e)>>1; \
  87         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e) \
  88                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1; \
  89  \
  90         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  91         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  92  \
  93         if (mode < 2) { \
  94             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1; \
  95             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1; \
  96             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e)); \
  97             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e)); \
  98  \
  99             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
 100         } \
 101  \
 102         if (spatial_pred > d + diff) \
 103            spatial_pred = d + diff; \
 104         else if (spatial_pred < d - diff) \
 105            spatial_pred = d - diff; \
 106  \
 107         dst[0] = spatial_pred; \
 108  \
 109         dst++; \
 110         cur++; \
 111         prev++; \
 112         next++; \
 113         prev2++; \
 114         next2++; \
 115     }
 116
 117 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
 118                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
 119                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 120 {
 121     int x;
 122     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 123     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 124
 125     FILTER
 126 }
 127
 128 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
 129                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
 130                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 131 {
 132     int x;
 133     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 134     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 135     mrefs /= 2;
 136     prefs /= 2;
 137
 138     FILTER
 139 }
 140
 141 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
 142                    int parity, int tff)
 143 {
 144     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 145     int y, i;
 146
 147     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 148         int w = dstpic->video->w;
 149         int h = dstpic->video->h;
 150         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 151         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 152
 153         if (i == 1 || i == 2) {
 154         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 155             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 156             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 157         }
 158
 159         for (y = 0; y < h; y++) {
 160             if ((y ^ parity) & 1) {
 161                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
 162                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
 163                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
 164                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
 165                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
 166                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, y+1<h ? refs : -refs, y ? -refs : refs, parity ^ tff, mode);
 167             } else {
 168                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
 169                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
 170             }
 171         }
 172     }
 173 #if HAVE_MMX
 174     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
 175 #endif
 176 }
 177
 178 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
 179 {
 180     AVFilterBufferRef *picref;
 181     int width = FFALIGN(w, 32);
 182     int height= FFALIGN(h+2, 32);
 183     int i;
 184
 185     picref = ff_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
 186
 187     picref->video->w = w;
 188     picref->video->h = h;
 189
 190     for (i = 0; i < 3; i++)
 191         picref->data[i] += picref->linesize[i];
 192
 193     return picref;
 194 }
 195
 196 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 197 {
 198     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 199     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
 200     int tff;
 201
 202     if (yadif->parity == -1) {
 203         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
 204             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
 205     } else {
 206         tff = yadif->parity^1;
 207     }
 208
 209     if (is_second) {
 210         yadif->out = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 211                                                AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 212         avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 213         yadif->out->video->interlaced = 0;
 214     }
 215
 216     if (!yadif->csp)
 217         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 218     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 219         yadif->filter_line = filter_line_c_16bit;
 220
 221     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 222
 223     if (is_second) {
 224         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 225         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 226
 227         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 228             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 229         } else {
 230             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 231         }
 232         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 233     }
 234     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 235     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 236
 237     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 238 }
 239
 240 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 241 {
 242     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 243     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 244
 245     if (yadif->frame_pending)
 246         return_frame(ctx, 1);
 247
 248     if (yadif->prev)
 249         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 250     yadif->prev = yadif->cur;
 251     yadif->cur  = yadif->next;
 252     yadif->next = picref;
 253
 254     if (!yadif->cur)
 255         return;
 256
 257     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 258         yadif->out  = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 259         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 260         yadif->prev = NULL;
 261         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 262             yadif->out->pts *= 2;
 263         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 264         return;
 265     }
 266
 267     if (!yadif->prev)
 268         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 269
 270     yadif->out = avfilter_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 271                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 272
 273     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 274     yadif->out->video->interlaced = 0;
 275     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 276         yadif->out->pts *= 2;
 277     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 278 }
 279
 280 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 281 {
 282     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 283     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 284
 285     if (!yadif->out)
 286         return;
 287
 288     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 289         avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 290         avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 291         return;
 292     }
 293
 294     return_frame(ctx, 0);
 295 }
 296
 297 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 298 {
 299     AVFilterContext *ctx = link->src;
 300     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 301
 302     if (yadif->frame_pending) {
 303         return_frame(ctx, 1);
 304         return 0;
 305     }
 306
 307     do {
 308         int ret;
 309
 310         if (yadif->eof)
 311             return AVERROR_EOF;
 312
 313         ret  = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0]);
 314
 315         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
 316             AVFilterBufferRef *next = avfilter_ref_buffer(yadif->next, AV_PERM_READ);
 317             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 318
 319             start_frame(link->src->inputs[0], next);
 320             end_frame(link->src->inputs[0]);
 321             yadif->eof = 1;
 322         } else if (ret < 0) {
 323             return ret;
 324         }
 325     } while (!yadif->cur);
 326
 327     return 0;
 328 }
 329
 330 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 331 {
 332     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 333     int ret, val;
 334
 335     if (yadif->frame_pending)
 336         return 1;
 337
 338     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 339     if (val <= 0)
 340         return val;
 341
 342     if (val==1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 343         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 344             return ret;
 345         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 346         if (val <= 0)
 347             return val;
 348     }
 349     assert(yadif->next || !val);
 350
 351     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->video->interlaced)
 352         return val;
 353
 354     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 355 }
 356
 357 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 358 {
 359     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 360
 361     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 362     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
 363     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
 364 }
 365
 366 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 367 {
 368     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 369         PIX_FMT_YUV420P,
 370         PIX_FMT_YUV422P,
 371         PIX_FMT_YUV444P,
 372         PIX_FMT_YUV410P,
 373         PIX_FMT_YUV411P,
 374         PIX_FMT_GRAY8,
 375         PIX_FMT_YUVJ420P,
 376         PIX_FMT_YUVJ422P,
 377         PIX_FMT_YUVJ444P,
 378         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
 379         PIX_FMT_YUV440P,
 380         PIX_FMT_YUVJ440P,
 381         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 382         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 383         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 384         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 385         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 386         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 387         PIX_FMT_YUVA420P,
 388         PIX_FMT_NONE
 389     };
 390
 391     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 392
 393     return 0;
 394 }
 395
 396 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 397 {
 398     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 399     int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
 400
 401     yadif->mode = 0;
 402     yadif->parity = -1;
 403     yadif->auto_enable = 0;
 404     yadif->csp = NULL;
 405
 406     if (args) sscanf(args, "%d:%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity, &yadif->auto_enable);
 407
 408     yadif->filter_line = filter_line_c;
 409     if (HAVE_SSSE3 && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSSE3)
 410         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_ssse3;
 411     else if (HAVE_SSE && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2)
 412         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_sse2;
 413     else if (HAVE_MMX && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_MMX)
 414         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_mmx;
 415
 416     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "mode:%d parity:%d auto_enable:%d\n", yadif->mode, yadif->parity, yadif->auto_enable);
 417
 418     return 0;
 419 }
 420
 421 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
 422
 423 static int config_props(AVFilterLink *link)
 424 {
 425     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
 426     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
 427     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
 428     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
 429
 430     return 0;
 431 }
 432
 433 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 434     .name          = "yadif",
 435     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
 436
 437     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 438     .init          = init,
 439     .uninit        = uninit,
 440     .query_formats = query_formats,
 441
 442     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 443                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 444                                     .start_frame      = start_frame,
 445                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 446                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
 447                                     .end_frame        = end_frame, },
 448                                   { .name = NULL}},
 449
 450     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 451                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 452                                     .poll_frame       = poll_frame,
 453                                     .request_frame    = request_frame,
 454                                     .config_props     = config_props, },
 455                                   { .name = NULL}},
 456 };