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/cpu.h"
  21 #include "libavutil/common.h"
  22 #include "libavutil/pixdesc.h"
  23 #include "avfilter.h"
  24 #include "yadif.h"
  25
  26 #undef NDEBUG
  27 #include <assert.h>
  28
  29 typedef struct {
  30     /**
  31      * 0: send 1 frame for each frame
  32      * 1: send 1 frame for each field
  33      * 2: like 0 but skips spatial interlacing check
  34      * 3: like 1 but skips spatial interlacing check
  35      */
  36     int mode;
  37
  38     /**
  39      *  0: top field first
  40      *  1: bottom field first
  41      * -1: auto-detection
  42      */
  43     int parity;
  44
  45     int frame_pending;
  46
  47     /**
  48      *  0: deinterlace all frames
  49      *  1: only deinterlace frames marked as interlaced
  50      */
  51     int auto_enable;
  52
  53     AVFilterBufferRef *cur;
  54     AVFilterBufferRef *next;
  55     AVFilterBufferRef *prev;
  56     AVFilterBufferRef *out;
  57     void (*filter_line)(uint8_t *dst,
  58                         uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
  59                         int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode);
  60
  61     const AVPixFmtDescriptor *csp;
  62     int eof;
  63 } YADIFContext;
  64
  65 #define CHECK(j)\
  66     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
  67                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  68                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
  69         if (score < spatial_score) {\
  70             spatial_score= score;\
  71             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  72
  73 #define FILTER \
  74     for (x = 0;  x < w; x++) { \
  75         int c = cur[mrefs]; \
  76         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  77         int e = cur[prefs]; \
  78         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  79         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  80         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  81         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  82         int spatial_pred = (c+e)>>1; \
  83         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e) \
  84                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1; \
  85  \
  86         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  87         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  88  \
  89         if (mode < 2) { \
  90             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1; \
  91             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1; \
  92             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e)); \
  93             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e)); \
  94  \
  95             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  96         } \
  97  \
  98         if (spatial_pred > d + diff) \
  99            spatial_pred = d + diff; \
 100         else if (spatial_pred < d - diff) \
 101            spatial_pred = d - diff; \
 102  \
 103         dst[0] = spatial_pred; \
 104  \
 105         dst++; \
 106         cur++; \
 107         prev++; \
 108         next++; \
 109         prev2++; \
 110         next2++; \
 111     }
 112
 113 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
 114                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
 115                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 116 {
 117     int x;
 118     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 119     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 120
 121     FILTER
 122 }
 123
 124 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
 125                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
 126                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 127 {
 128     int x;
 129     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 130     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 131     mrefs /= 2;
 132     prefs /= 2;
 133
 134     FILTER
 135 }
 136
 137 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
 138                    int parity, int tff)
 139 {
 140     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 141     int y, i;
 142
 143     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 144         int w = dstpic->video->w;
 145         int h = dstpic->video->h;
 146         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 147         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 148
 149         if (i == 1 || i == 2) {
 150         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 151             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 152             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 153         }
 154
 155         for (y = 0; y < h; y++) {
 156             if ((y ^ parity) & 1) {
 157                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
 158                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
 159                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
 160                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
 161                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
 162                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, y+1<h ? refs : -refs, y ? -refs : refs, parity ^ tff, mode);
 163             } else {
 164                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
 165                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
 166             }
 167         }
 168     }
 169 #if HAVE_MMX
 170     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
 171 #endif
 172 }
 173
 174 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
 175 {
 176     AVFilterBufferRef *picref;
 177     int width = FFALIGN(w, 32);
 178     int height= FFALIGN(h+2, 32);
 179     int i;
 180
 181     picref = avfilter_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
 182
 183     picref->video->w = w;
 184     picref->video->h = h;
 185
 186     for (i = 0; i < 3; i++)
 187         picref->data[i] += picref->linesize[i];
 188
 189     return picref;
 190 }
 191
 192 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 193 {
 194     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 195     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
 196     int tff;
 197
 198     if (yadif->parity == -1) {
 199         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
 200             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
 201     } else {
 202         tff = yadif->parity^1;
 203     }
 204
 205     if (is_second) {
 206         yadif->out = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 207                                                AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 208         avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 209         yadif->out->video->interlaced = 0;
 210     }
 211
 212     if (!yadif->csp)
 213         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 214     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 215         yadif->filter_line = (void*)filter_line_c_16bit;
 216
 217     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 218
 219     if (is_second) {
 220         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 221         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 222
 223         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 224             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 225         } else {
 226             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 227         }
 228         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 229     }
 230     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 231     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 232
 233     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 234 }
 235
 236 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 237 {
 238     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 239     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 240
 241     if (yadif->frame_pending)
 242         return_frame(ctx, 1);
 243
 244     if (yadif->prev)
 245         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 246     yadif->prev = yadif->cur;
 247     yadif->cur  = yadif->next;
 248     yadif->next = picref;
 249
 250     if (!yadif->cur)
 251         return;
 252
 253     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 254         yadif->out  = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 255         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 256         yadif->prev = NULL;
 257         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 258             yadif->out->pts *= 2;
 259         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 260         return;
 261     }
 262
 263     if (!yadif->prev)
 264         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 265
 266     yadif->out = avfilter_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 267                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 268
 269     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 270     yadif->out->video->interlaced = 0;
 271     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 272         yadif->out->pts *= 2;
 273     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 274 }
 275
 276 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 277 {
 278     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 279     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 280
 281     if (!yadif->out)
 282         return;
 283
 284     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 285         avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 286         avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 287         return;
 288     }
 289
 290     return_frame(ctx, 0);
 291 }
 292
 293 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 294 {
 295     AVFilterContext *ctx = link->src;
 296     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 297
 298     if (yadif->frame_pending) {
 299         return_frame(ctx, 1);
 300         return 0;
 301     }
 302
 303     do {
 304         int ret;
 305
 306         if (yadif->eof)
 307             return AVERROR_EOF;
 308
 309         ret  = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0]);
 310
 311         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
 312             AVFilterBufferRef *next = avfilter_ref_buffer(yadif->next, AV_PERM_READ);
 313             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 314
 315             start_frame(link->src->inputs[0], next);
 316             end_frame(link->src->inputs[0]);
 317             yadif->eof = 1;
 318         } else if (ret < 0) {
 319             return ret;
 320         }
 321     } while (!yadif->cur);
 322
 323     return 0;
 324 }
 325
 326 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 327 {
 328     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 329     int ret, val;
 330
 331     if (yadif->frame_pending)
 332         return 1;
 333
 334     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 335     if (val <= 0)
 336         return val;
 337
 338     if (val >= 1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 339         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 340             return ret;
 341         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 342         if (val <= 0)
 343             return val;
 344     }
 345     assert(yadif->next || !val);
 346
 347     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->video->interlaced)
 348         return val;
 349
 350     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 351 }
 352
 353 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 354 {
 355     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 356
 357     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 358     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
 359     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
 360 }
 361
 362 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 363 {
 364     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 365         PIX_FMT_YUV420P,
 366         PIX_FMT_YUV422P,
 367         PIX_FMT_YUV444P,
 368         PIX_FMT_YUV410P,
 369         PIX_FMT_YUV411P,
 370         PIX_FMT_GRAY8,
 371         PIX_FMT_YUVJ420P,
 372         PIX_FMT_YUVJ422P,
 373         PIX_FMT_YUVJ444P,
 374         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
 375         PIX_FMT_YUV440P,
 376         PIX_FMT_YUVJ440P,
 377         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 378         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 379         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 380         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 381         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 382         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 383         PIX_FMT_YUVA420P,
 384         PIX_FMT_YUVA422P,
 385         PIX_FMT_YUVA444P,
 386         PIX_FMT_NONE
 387     };
 388
 389     avfilter_set_common_pixel_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    = (const 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                                     .rej_perms        = AV_PERM_REUSE2, },
 447                                   { .name = NULL}},
 448
 449     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 450                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 451                                     .poll_frame       = poll_frame,
 452                                     .request_frame    = request_frame,
 453                                     .config_props     = config_props, },
 454                                   { .name = NULL}},
 455 };