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