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 PERM_RWP AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE | AV_PERM_REUSE
  35
  36 #define CHECK(j)\
  37     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
  38                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  39                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
  40         if (score < spatial_score) {\
  41             spatial_score= score;\
  42             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  43
  44 #define FILTER \
  45     for (x = 0;  x < w; x++) { \
  46         int c = cur[mrefs]; \
  47         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  48         int e = cur[prefs]; \
  49         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  50         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  51         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  52         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  53         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
  54         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs - 1] - cur[prefs - 1]) + FFABS(c-e) \
  55                           + FFABS(cur[mrefs + 1] - cur[prefs + 1]) - 1; \
  56  \
  57         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  58         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  59  \
  60         if (mode < 2) { \
  61             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
  62             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
  63             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
  64             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
  65  \
  66             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  67         } \
  68  \
  69         if (spatial_pred > d + diff) \
  70            spatial_pred = d + diff; \
  71         else if (spatial_pred < d - diff) \
  72            spatial_pred = d - diff; \
  73  \
  74         dst[0] = spatial_pred; \
  75  \
  76         dst++; \
  77         cur++; \
  78         prev++; \
  79         next++; \
  80         prev2++; \
  81         next2++; \
  82     }
  83
  84 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
  85                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
  86                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
  87 {
  88     int x;
  89     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
  90     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
  91
  92     FILTER
  93 }
  94
  95 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
  96                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
  97                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
  98                                 int mode)
  99 {
 100     int x;
 101     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 102     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 103     mrefs /= 2;
 104     prefs /= 2;
 105
 106     FILTER
 107 }
 108
 109 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
 110                    int parity, int tff)
 111 {
 112     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 113     int y, i;
 114
 115     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 116         int w = dstpic->video->w;
 117         int h = dstpic->video->h;
 118         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 119         int absrefs = FFABS(refs);
 120         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 121
 122         if (i == 1 || i == 2) {
 123         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 124             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 125             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 126         }
 127
 128         if(yadif->temp_line_size < absrefs) {
 129             av_free(yadif->temp_line);
 130             yadif->temp_line = av_mallocz(2*64 + 5*absrefs);
 131             yadif->temp_line_size = absrefs;
 132         }
 133
 134         for (y = 0; y < h; y++) {
 135             if ((y ^ parity) & 1) {
 136                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y * refs];
 137                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y * refs];
 138                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y * refs];
 139                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]];
 140                 int     mode  = y == 1 || y + 2 == h ? 2 : yadif->mode;
 141                 int     prefs = y+1<h ? refs : -refs;
 142                 int     mrefs =     y ?-refs :  refs;
 143
 144                 if(y<=1 || y+2>=h) {
 145                     uint8_t *tmp = yadif->temp_line + 64 + 2*absrefs;
 146                     if(mode<2)
 147                         memcpy(tmp+2*mrefs, cur+2*mrefs, w*df);
 148                     memcpy(tmp+mrefs, cur+mrefs, w*df);
 149                     memcpy(tmp      , cur      , w*df);
 150                     if(prefs != mrefs) {
 151                         memcpy(tmp+prefs, cur+prefs, w*df);
 152                         if(mode<2)
 153                             memcpy(tmp+2*prefs, cur+2*prefs, w*df);
 154                     }
 155                     cur = tmp;
 156                 }
 157
 158                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w,
 159                                    prefs, mrefs,
 160                                    parity ^ tff, mode);
 161             } else {
 162                 memcpy(&dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]],
 163                        &yadif->cur->data[i][y * refs], w * df);
 164             }
 165         }
 166     }
 167
 168     emms_c();
 169 }
 170
 171 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 172 {
 173     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 174     AVFilterLink *link  = ctx->outputs[0];
 175     int tff, ret;
 176
 177     if (yadif->parity == -1) {
 178         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
 179               yadif->cur->video->top_field_first : 1;
 180     } else {
 181         tff = yadif->parity ^ 1;
 182     }
 183
 184     if (is_second) {
 185         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, PERM_RWP, link->w, link->h);
 186         if (!yadif->out)
 187             return AVERROR(ENOMEM);
 188
 189         avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 190         yadif->out->video->interlaced = 0;
 191     }
 192
 193     if (!yadif->csp)
 194         yadif->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 195     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 196         yadif->filter_line = (void*)filter_line_c_16bit;
 197
 198     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 199
 200     if (is_second) {
 201         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 202         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 203
 204         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 205             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 206         } else {
 207             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 208         }
 209     }
 210     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 211
 212     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 213     return ret;
 214 }
 215
 216 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 217 {
 218     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 219     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 220
 221     av_assert0(picref);
 222
 223     if (yadif->frame_pending)
 224         return_frame(ctx, 1);
 225
 226     if (yadif->prev)
 227         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 228     yadif->prev = yadif->cur;
 229     yadif->cur  = yadif->next;
 230     yadif->next = picref;
 231
 232     if (!yadif->cur)
 233         return 0;
 234
 235     if (yadif->deint && !yadif->cur->video->interlaced) {
 236         yadif->out  = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, ~AV_PERM_WRITE);
 237         if (!yadif->out)
 238             return AVERROR(ENOMEM);
 239
 240         avfilter_unref_bufferp(&yadif->prev);
 241         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 242             yadif->out->pts *= 2;
 243         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 244     }
 245
 246     if (!yadif->prev &&
 247         !(yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, ~AV_PERM_WRITE)))
 248         return AVERROR(ENOMEM);
 249
 250     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], PERM_RWP,
 251                                      link->w, link->h);
 252     if (!yadif->out)
 253         return AVERROR(ENOMEM);
 254
 255     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 256     yadif->out->video->interlaced = 0;
 257
 258     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 259         yadif->out->pts *= 2;
 260
 261     return return_frame(ctx, 0);
 262 }
 263
 264 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 265 {
 266     AVFilterContext *ctx = link->src;
 267     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 268
 269     if (yadif->frame_pending) {
 270         return_frame(ctx, 1);
 271         return 0;
 272     }
 273
 274     do {
 275         int ret;
 276
 277         if (yadif->eof)
 278             return AVERROR_EOF;
 279
 280         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
 281
 282         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->cur) {
 283             AVFilterBufferRef *next = avfilter_ref_buffer(yadif->next, ~AV_PERM_WRITE);
 284
 285             if (!next)
 286                 return AVERROR(ENOMEM);
 287
 288             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 289
 290             filter_frame(link->src->inputs[0], next);
 291             yadif->eof = 1;
 292         } else if (ret < 0) {
 293             return ret;
 294         }
 295     } while (!yadif->cur);
 296
 297     return 0;
 298 }
 299
 300 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
 301 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 302
 303 #define CONST(name, help, val, unit) { name, help, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=val}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, unit }
 304
 305 static const AVOption yadif_options[] = {
 306     { "mode",   "specify the interlacing mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_MODE_SEND_FRAME}, 0, 3, FLAGS, "mode"},
 307     CONST("send_frame",           "send one frame for each frame",                                     YADIF_MODE_SEND_FRAME,           "mode"),
 308     CONST("send_field",           "send one frame for each field",                                     YADIF_MODE_SEND_FIELD,           "mode"),
 309     CONST("send_frame_nospatial", "send one frame for each frame, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FRAME_NOSPATIAL, "mode"),
 310     CONST("send_field_nospatial", "send one frame for each field, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FIELD_NOSPATIAL, "mode"),
 311
 312     { "parity", "specify the assumed picture field parity", OFFSET(parity), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_PARITY_AUTO}, -1, 1, FLAGS, "parity" },
 313     CONST("tff",  "assume top field first",    YADIF_PARITY_TFF,  "parity"),
 314     CONST("bff",  "assume bottom field first", YADIF_PARITY_BFF,  "parity"),
 315     CONST("auto", "auto detect parity",        YADIF_PARITY_AUTO, "parity"),
 316
 317     { "deint", "specify which frames to deinterlace", OFFSET(deint), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_DEINT_ALL}, 0, 1, FLAGS, "deint" },
 318     CONST("all",        "deinterlace all frames",                       YADIF_DEINT_ALL,         "deint"),
 319     CONST("interlaced", "only deinterlace frames marked as interlaced", YADIF_DEINT_INTERLACED,  "deint"),
 320
 321     {NULL},
 322 };
 323
 324 AVFILTER_DEFINE_CLASS(yadif);
 325
 326 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 327 {
 328     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 329
 330     avfilter_unref_bufferp(&yadif->prev);
 331     avfilter_unref_bufferp(&yadif->cur );
 332     avfilter_unref_bufferp(&yadif->next);
 333     av_freep(&yadif->temp_line); yadif->temp_line_size = 0;
 334     av_opt_free(yadif);
 335 }
 336
 337 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 338 {
 339     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 340         AV_PIX_FMT_YUV420P,
 341         AV_PIX_FMT_YUV422P,
 342         AV_PIX_FMT_YUV444P,
 343         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 344         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 345         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 346         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 347         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 348         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 349         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
 350         AV_PIX_FMT_YUV440P,
 351         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 352         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 353         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 354         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 355         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 356         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 357         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 358         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 359         AV_PIX_FMT_YUVA422P,
 360         AV_PIX_FMT_YUVA444P,
 361         AV_PIX_FMT_NONE
 362     };
 363
 364     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 365
 366     return 0;
 367 }
 368
 369 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 370 {
 371     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 372     static const char *shorthand[] = { "mode", "parity", "enable", NULL };
 373     int ret;
 374
 375     yadif->csp = NULL;
 376
 377     yadif->class = &yadif_class;
 378     av_opt_set_defaults(yadif);
 379
 380     if ((ret = av_opt_set_from_string(yadif, args, shorthand, "=", ":")) < 0)
 381         return ret;
 382
 383     yadif->filter_line = filter_line_c;
 384
 385     if (ARCH_X86)
 386         ff_yadif_init_x86(yadif);
 387
 388     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "mode:%d parity:%d deint:%d\n",
 389            yadif->mode, yadif->parity, yadif->deint);
 390
 391     return 0;
 392 }
 393
 394 static int config_props(AVFilterLink *link)
 395 {
 396     AVFilterContext *ctx = link->src;
 397     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 398
 399     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
 400     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
 401     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
 402     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
 403
 404     if(yadif->mode&1)
 405         link->frame_rate = av_mul_q(link->src->inputs[0]->frame_rate, (AVRational){2,1});
 406
 407     if (link->w < 3 || link->h < 3) {
 408         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video of less than 3 columns or lines is not supported\n");
 409         return AVERROR(EINVAL);
 410     }
 411
 412     return 0;
 413 }
 414
 415 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
 416     {
 417         .name             = "default",
 418         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 419         .filter_frame     = filter_frame,
 420         .min_perms        = AV_PERM_PRESERVE,
 421     },
 422     { NULL }
 423 };
 424
 425 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
 426     {
 427         .name          = "default",
 428         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 429         .request_frame = request_frame,
 430         .config_props  = config_props,
 431     },
 432     { NULL }
 433 };
 434
 435 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 436     .name          = "yadif",
 437     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image."),
 438
 439     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 440     .init          = init,
 441     .uninit        = uninit,
 442     .query_formats = query_formats,
 443
 444     .inputs    = avfilter_vf_yadif_inputs,
 445     .outputs   = avfilter_vf_yadif_outputs,
 446
 447     .priv_class = &yadif_class,
 448 };