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  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg 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 GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/avassert.h"
  23 #include "libavutil/cpu.h"
  24 #include "libavutil/common.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26 #include "libavutil/imgutils.h"
  27 #include "avfilter.h"
  28 #include "formats.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "video.h"
  31 #include "yadif.h"
  32
  33 typedef struct ThreadData {
  34     AVFrame *frame;
  35     int plane;
  36     int w, h;
  37     int parity;
  38     int tff;
  39 } ThreadData;
  40
  41 #define CHECK(j)\
  42     {   int score = FFABS(cur[mrefs - 1 + (j)] - cur[prefs - 1 - (j)])\
  43                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  44                   + FFABS(cur[mrefs + 1 + (j)] - cur[prefs + 1 - (j)]);\
  45         if (score < spatial_score) {\
  46             spatial_score= score;\
  47             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  48
  49 /* The is_not_edge argument here controls when the code will enter a branch
  50  * which reads up to and including x-3 and x+3. */
  51
  52 #define FILTER(start, end, is_not_edge) \
  53     for (x = start;  x < end; x++) { \
  54         int c = cur[mrefs]; \
  55         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  56         int e = cur[prefs]; \
  57         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  58         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  59         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  60         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  61         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
  62  \
  63         if (is_not_edge) {\
  64             int spatial_score = FFABS(cur[mrefs - 1] - cur[prefs - 1]) + FFABS(c-e) \
  65                               + FFABS(cur[mrefs + 1] - cur[prefs + 1]) - 1; \
  66             CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  67             CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  68         }\
  69  \
  70         if (!(mode&2)) { \
  71             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
  72             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
  73             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
  74             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
  75  \
  76             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  77         } \
  78  \
  79         if (spatial_pred > d + diff) \
  80            spatial_pred = d + diff; \
  81         else if (spatial_pred < d - diff) \
  82            spatial_pred = d - diff; \
  83  \
  84         dst[0] = spatial_pred; \
  85  \
  86         dst++; \
  87         cur++; \
  88         prev++; \
  89         next++; \
  90         prev2++; \
  91         next2++; \
  92     }
  93
  94 static void filter_line_c(void *dst1,
  95                           void *prev1, void *cur1, void *next1,
  96                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
  97 {
  98     uint8_t *dst  = dst1;
  99     uint8_t *prev = prev1;
 100     uint8_t *cur  = cur1;
 101     uint8_t *next = next1;
 102     int x;
 103     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 104     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 105
 106     /* The function is called with the pointers already pointing to data[3] and
 107      * with 6 subtracted from the width.  This allows the FILTER macro to be
 108      * called so that it processes all the pixels normally.  A constant value of
 109      * true for is_not_edge lets the compiler ignore the if statement. */
 110     FILTER(0, w, 1)
 111 }
 112
 113 #define MAX_ALIGN 8
 114 static void filter_edges(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 115                          int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 116 {
 117     uint8_t *dst  = dst1;
 118     uint8_t *prev = prev1;
 119     uint8_t *cur  = cur1;
 120     uint8_t *next = next1;
 121     int x;
 122     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 123     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 124
 125     const int edge = MAX_ALIGN - 1;
 126
 127     /* Only edge pixels need to be processed here.  A constant value of false
 128      * for is_not_edge should let the compiler ignore the whole branch. */
 129     FILTER(0, 3, 0)
 130
 131     dst  = (uint8_t*)dst1  + w - edge;
 132     prev = (uint8_t*)prev1 + w - edge;
 133     cur  = (uint8_t*)cur1  + w - edge;
 134     next = (uint8_t*)next1 + w - edge;
 135     prev2 = (uint8_t*)(parity ? prev : cur);
 136     next2 = (uint8_t*)(parity ? cur  : next);
 137
 138     FILTER(w - edge, w - 3, 1)
 139     FILTER(w - 3, w, 0)
 140 }
 141
 142
 143 static void filter_line_c_16bit(void *dst1,
 144                                 void *prev1, void *cur1, void *next1,
 145                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
 146                                 int mode)
 147 {
 148     uint16_t *dst  = dst1;
 149     uint16_t *prev = prev1;
 150     uint16_t *cur  = cur1;
 151     uint16_t *next = next1;
 152     int x;
 153     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 154     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 155     mrefs /= 2;
 156     prefs /= 2;
 157
 158     FILTER(0, w, 1)
 159 }
 160
 161 static void filter_edges_16bit(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 162                                int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 163 {
 164     uint16_t *dst  = dst1;
 165     uint16_t *prev = prev1;
 166     uint16_t *cur  = cur1;
 167     uint16_t *next = next1;
 168     int x;
 169     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 170     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 171
 172     const int edge = MAX_ALIGN / 2 - 1;
 173
 174     mrefs /= 2;
 175     prefs /= 2;
 176
 177     FILTER(0, 3, 0)
 178
 179     dst   = (uint16_t*)dst1  + w - edge;
 180     prev  = (uint16_t*)prev1 + w - edge;
 181     cur   = (uint16_t*)cur1  + w - edge;
 182     next  = (uint16_t*)next1 + w - edge;
 183     prev2 = (uint16_t*)(parity ? prev : cur);
 184     next2 = (uint16_t*)(parity ? cur  : next);
 185
 186     FILTER(w - edge, w - 3, 1)
 187     FILTER(w - 3, w, 0)
 188 }
 189
 190 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 191 {
 192     YADIFContext *s = ctx->priv;
 193     ThreadData *td  = arg;
 194     int refs = s->cur->linesize[td->plane];
 195     int df = (s->csp->comp[td->plane].depth + 7) / 8;
 196     int pix_3 = 3 * df;
 197     int slice_start = (td->h *  jobnr   ) / nb_jobs;
 198     int slice_end   = (td->h * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 199     int y;
 200     int edge = 3 + MAX_ALIGN / df - 1;
 201
 202     /* filtering reads 3 pixels to the left/right; to avoid invalid reads,
 203      * we need to call the c variant which avoids this for border pixels
 204      */
 205     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 206         if ((y ^ td->parity) & 1) {
 207             uint8_t *prev = &s->prev->data[td->plane][y * refs];
 208             uint8_t *cur  = &s->cur ->data[td->plane][y * refs];
 209             uint8_t *next = &s->next->data[td->plane][y * refs];
 210             uint8_t *dst  = &td->frame->data[td->plane][y * td->frame->linesize[td->plane]];
 211             int     mode  = y == 1 || y + 2 == td->h ? 2 : s->mode;
 212             s->filter_line(dst + pix_3, prev + pix_3, cur + pix_3,
 213                            next + pix_3, td->w - edge,
 214                            y + 1 < td->h ? refs : -refs,
 215                            y ? -refs : refs,
 216                            td->parity ^ td->tff, mode);
 217             s->filter_edges(dst, prev, cur, next, td->w,
 218                             y + 1 < td->h ? refs : -refs,
 219                             y ? -refs : refs,
 220                             td->parity ^ td->tff, mode);
 221         } else {
 222             memcpy(&td->frame->data[td->plane][y * td->frame->linesize[td->plane]],
 223                    &s->cur->data[td->plane][y * refs], td->w * df);
 224         }
 225     }
 226     return 0;
 227 }
 228
 229 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dstpic,
 230                    int parity, int tff)
 231 {
 232     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 233     ThreadData td = { .frame = dstpic, .parity = parity, .tff = tff };
 234     int i;
 235
 236     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 237         int w = dstpic->width;
 238         int h = dstpic->height;
 239
 240         if (i == 1 || i == 2) {
 241             w = AV_CEIL_RSHIFT(w, yadif->csp->log2_chroma_w);
 242             h = AV_CEIL_RSHIFT(h, yadif->csp->log2_chroma_h);
 243         }
 244
 245
 246         td.w       = w;
 247         td.h       = h;
 248         td.plane   = i;
 249
 250         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN(h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 251     }
 252
 253     emms_c();
 254 }
 255
 256 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 257 {
 258     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 259
 260     av_frame_free(&yadif->prev);
 261     av_frame_free(&yadif->cur );
 262     av_frame_free(&yadif->next);
 263 }
 264
 265 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 266 {
 267     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 268         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV444P,
 269         AV_PIX_FMT_YUV410P,   AV_PIX_FMT_YUV411P,   AV_PIX_FMT_YUV440P,
 270         AV_PIX_FMT_GRAY8,     AV_PIX_FMT_GRAY16,
 271         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,  AV_PIX_FMT_YUVJ422P,  AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 272         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 273         AV_PIX_FMT_YUV420P9,  AV_PIX_FMT_YUV422P9,  AV_PIX_FMT_YUV444P9,
 274         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 275         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 276         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV444P14,
 277         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
 278         AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,  AV_PIX_FMT_YUVA444P,
 279         AV_PIX_FMT_GBRP,      AV_PIX_FMT_GBRP9,     AV_PIX_FMT_GBRP10,
 280         AV_PIX_FMT_GBRP12,    AV_PIX_FMT_GBRP14,    AV_PIX_FMT_GBRP16,
 281         AV_PIX_FMT_GBRAP,
 282         AV_PIX_FMT_NONE
 283     };
 284
 285     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
 286     if (!fmts_list)
 287         return AVERROR(ENOMEM);
 288     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
 289 }
 290
 291 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 292 {
 293     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 294     YADIFContext *s = ctx->priv;
 295
 296     outlink->time_base.num = ctx->inputs[0]->time_base.num;
 297     outlink->time_base.den = ctx->inputs[0]->time_base.den * 2;
 298     outlink->w             = ctx->inputs[0]->w;
 299     outlink->h             = ctx->inputs[0]->h;
 300
 301     if(s->mode & 1)
 302         outlink->frame_rate = av_mul_q(ctx->inputs[0]->frame_rate,
 303                                     (AVRational){2, 1});
 304
 305     if (outlink->w < 3 || outlink->h < 3) {
 306         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video of less than 3 columns or lines is not supported\n");
 307         return AVERROR(EINVAL);
 308     }
 309
 310     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 311     s->filter = filter;
 312     if (s->csp->comp[0].depth > 8) {
 313         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
 314         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
 315     } else {
 316         s->filter_line  = filter_line_c;
 317         s->filter_edges = filter_edges;
 318     }
 319
 320     if (ARCH_X86)
 321         ff_yadif_init_x86(s);
 322
 323     return 0;
 324 }
 325
 326
 327 static const AVClass yadif_class = {
 328     .class_name = "yadif",
 329     .item_name  = av_default_item_name,
 330     .option     = ff_yadif_options,
 331     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 332     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_FILTER,
 333 };
 334
 335 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
 336     {
 337         .name          = "default",
 338         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 339         .filter_frame  = ff_yadif_filter_frame,
 340     },
 341     { NULL }
 342 };
 343
 344 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
 345     {
 346         .name          = "default",
 347         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 348         .request_frame = ff_yadif_request_frame,
 349         .config_props  = config_output,
 350     },
 351     { NULL }
 352 };
 353
 354 const AVFilter ff_vf_yadif = {
 355     .name          = "yadif",
 356     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image."),
 357     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 358     .priv_class    = &yadif_class,
 359     .uninit        = uninit,
 360     .query_formats = query_formats,
 361     .inputs        = avfilter_vf_yadif_inputs,
 362     .outputs       = avfilter_vf_yadif_outputs,
 363     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 364 };