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 } YADIFContext;
  63
  64 #define CHECK(j)\
  65     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
  66                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  67                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
  68         if (score < spatial_score) {\
  69             spatial_score= score;\
  70             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  71
  72 #define FILTER \
  73     for (x = 0;  x < w; x++) { \
  74         int c = cur[mrefs]; \
  75         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  76         int e = cur[prefs]; \
  77         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  78         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  79         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  80         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  81         int spatial_pred = (c+e)>>1; \
  82         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e) \
  83                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1; \
  84  \
  85         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  86         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  87  \
  88         if (mode < 2) { \
  89             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1; \
  90             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1; \
  91             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e)); \
  92             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e)); \
  93  \
  94             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  95         } \
  96  \
  97         if (spatial_pred > d + diff) \
  98            spatial_pred = d + diff; \
  99         else if (spatial_pred < d - diff) \
 100            spatial_pred = d - diff; \
 101  \
 102         dst[0] = spatial_pred; \
 103  \
 104         dst++; \
 105         cur++; \
 106         prev++; \
 107         next++; \
 108         prev2++; \
 109         next2++; \
 110     }
 111
 112 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
 113                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
 114                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 115 {
 116     int x;
 117     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 118     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 119
 120     FILTER
 121 }
 122
 123 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
 124                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
 125                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 126 {
 127     int x;
 128     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 129     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 130     mrefs /= 2;
 131     prefs /= 2;
 132
 133     FILTER
 134 }
 135
 136 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
 137                    int parity, int tff)
 138 {
 139     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 140     int y, i;
 141
 142     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 143         int w = dstpic->video->w;
 144         int h = dstpic->video->h;
 145         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 146         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 147
 148         if (i == 1 || i == 2) {
 149         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 150             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 151             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 152         }
 153
 154         for (y = 0; y < h; y++) {
 155             if ((y ^ parity) & 1) {
 156                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
 157                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
 158                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
 159                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
 160                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
 161                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, y+1<h ? refs : -refs, y ? -refs : refs, parity ^ tff, mode);
 162             } else {
 163                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
 164                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
 165             }
 166         }
 167     }
 168 #if HAVE_MMX
 169     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
 170 #endif
 171 }
 172
 173 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
 174 {
 175     AVFilterBufferRef *picref;
 176     int width = FFALIGN(w, 32);
 177     int height= FFALIGN(h+2, 32);
 178     int i;
 179
 180     picref = avfilter_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
 181
 182     picref->video->w = w;
 183     picref->video->h = h;
 184
 185     for (i = 0; i < 3; i++)
 186         picref->data[i] += picref->linesize[i];
 187
 188     return picref;
 189 }
 190
 191 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 192 {
 193     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 194     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
 195     int tff;
 196
 197     if (yadif->parity == -1) {
 198         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
 199             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
 200     } else {
 201         tff = yadif->parity^1;
 202     }
 203
 204     if (is_second) {
 205         yadif->out = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 206                                                AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 207         avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 208         yadif->out->video->interlaced = 0;
 209     }
 210
 211     if (!yadif->csp)
 212         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 213     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 214         yadif->filter_line = (void*)filter_line_c_16bit;
 215
 216     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 217
 218     if (is_second) {
 219         if (yadif->next->pts != AV_NOPTS_VALUE &&
 220             yadif->cur->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 221             uint64_t next_pts = yadif->next->pts;
 222             uint64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 223             uint64_t prev_pts = yadif->prev->pts;
 224
 225             uint64_t ft = FFMIN3( cur_pts-prev_pts,
 226                                   next_pts-cur_pts,
 227                                  (next_pts-prev_pts)/2);
 228
 229             if(next_pts - cur_pts < 2*ft)
 230                 yadif->out->pts =
 231                     (next_pts&cur_pts) +
 232                     ((next_pts^cur_pts)>>1);
 233             else
 234                 yadif->out->pts = cur_pts + ft/2;
 235         } else {
 236             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 237         }
 238         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 239     }
 240     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 241     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 242
 243     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 244 }
 245
 246 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 247 {
 248     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 249     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 250
 251     if (yadif->frame_pending)
 252         return_frame(ctx, 1);
 253
 254     if (yadif->prev)
 255         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 256     yadif->prev = yadif->cur;
 257     yadif->cur  = yadif->next;
 258     yadif->next = picref;
 259
 260     if (!yadif->cur)
 261         return;
 262
 263     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 264         yadif->out  = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 265         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 266         yadif->prev = NULL;
 267         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 268         return;
 269     }
 270
 271     if (!yadif->prev)
 272         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 273
 274     yadif->out = avfilter_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 275                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 276
 277     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 278     yadif->out->video->interlaced = 0;
 279     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 280 }
 281
 282 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 283 {
 284     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 285     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 286
 287     if (!yadif->out)
 288         return;
 289
 290     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 291         avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 292         avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 293         return;
 294     }
 295
 296     return_frame(ctx, 0);
 297 }
 298
 299 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 300 {
 301     AVFilterContext *ctx = link->src;
 302     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 303
 304     if (yadif->frame_pending) {
 305         return_frame(ctx, 1);
 306         return 0;
 307     }
 308
 309     do {
 310         int ret;
 311
 312         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])))
 313             return ret;
 314     } while (!yadif->cur);
 315
 316     return 0;
 317 }
 318
 319 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 320 {
 321     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 322     int ret, val;
 323
 324     if (yadif->frame_pending)
 325         return 1;
 326
 327     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 328     if (val <= 0)
 329         return val;
 330
 331     if (val >= 1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 332         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 333             return ret;
 334         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 335         if (val <= 0)
 336             return val;
 337     }
 338     assert(yadif->next || !val);
 339
 340     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->video->interlaced)
 341         return val;
 342
 343     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 344 }
 345
 346 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 347 {
 348     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 349
 350     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 351     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
 352     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
 353 }
 354
 355 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 356 {
 357     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 358         PIX_FMT_YUV420P,
 359         PIX_FMT_YUV422P,
 360         PIX_FMT_YUV444P,
 361         PIX_FMT_YUV410P,
 362         PIX_FMT_YUV411P,
 363         PIX_FMT_GRAY8,
 364         PIX_FMT_YUVJ420P,
 365         PIX_FMT_YUVJ422P,
 366         PIX_FMT_YUVJ444P,
 367         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
 368         PIX_FMT_YUV440P,
 369         PIX_FMT_YUVJ440P,
 370         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 371         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 372         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 373         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 374         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 375         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 376         PIX_FMT_YUVA420P,
 377         PIX_FMT_YUVA444P,
 378         PIX_FMT_NONE
 379     };
 380
 381     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
 382
 383     return 0;
 384 }
 385
 386 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 387 {
 388     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 389     int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
 390
 391     yadif->mode = 0;
 392     yadif->parity = -1;
 393     yadif->auto_enable = 0;
 394     yadif->csp = NULL;
 395
 396     if (args) sscanf(args, "%d:%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity, &yadif->auto_enable);
 397
 398     yadif->filter_line = filter_line_c;
 399     if (HAVE_SSSE3 && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSSE3)
 400         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_ssse3;
 401     else if (HAVE_SSE && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2)
 402         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_sse2;
 403     else if (HAVE_MMX && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_MMX)
 404         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_mmx;
 405
 406     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "mode:%d parity:%d auto_enable:%d\n", yadif->mode, yadif->parity, yadif->auto_enable);
 407
 408     return 0;
 409 }
 410
 411 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
 412
 413 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 414     .name          = "yadif",
 415     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image."),
 416
 417     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 418     .init          = init,
 419     .uninit        = uninit,
 420     .query_formats = query_formats,
 421
 422     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 423                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 424                                     .start_frame      = start_frame,
 425                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 426                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
 427                                     .end_frame        = end_frame,
 428                                     .rej_perms        = AV_PERM_REUSE2, },
 429                                   { .name = NULL}},
 430
 431     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 432                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 433                                     .poll_frame       = poll_frame,
 434                                     .request_frame    = request_frame, },
 435                                   { .name = NULL}},
 436 };