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 "formats.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "video.h"
  29 #include "yadif.h"
  30
  31 #undef NDEBUG
  32 #include <assert.h>
  33
  34 typedef struct {
  35     /**
  36      * 0: send 1 frame for each frame
  37      * 1: send 1 frame for each field
  38      * 2: like 0 but skips spatial interlacing check
  39      * 3: like 1 but skips spatial interlacing check
  40      */
  41     int mode;
  42
  43     /**
  44      *  0: top field first
  45      *  1: bottom field first
  46      * -1: auto-detection
  47      */
  48     int parity;
  49
  50     int frame_pending;
  51
  52     /**
  53      *  0: deinterlace all frames
  54      *  1: only deinterlace frames marked as interlaced
  55      */
  56     int auto_enable;
  57
  58     AVFilterBufferRef *cur;
  59     AVFilterBufferRef *next;
  60     AVFilterBufferRef *prev;
  61     AVFilterBufferRef *out;
  62     void (*filter_line)(uint8_t *dst,
  63                         uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
  64                         int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode);
  65
  66     const AVPixFmtDescriptor *csp;
  67     int eof;
  68 } YADIFContext;
  69
  70 #define CHECK(j)\
  71     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
  72                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  73                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
  74         if (score < spatial_score) {\
  75             spatial_score= score;\
  76             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  77
  78 #define FILTER \
  79     for (x = 0;  x < w; x++) { \
  80         int c = cur[mrefs]; \
  81         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  82         int e = cur[prefs]; \
  83         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  84         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  85         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  86         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  87         int spatial_pred = (c+e)>>1; \
  88         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e) \
  89                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1; \
  90  \
  91         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  92         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  93  \
  94         if (mode < 2) { \
  95             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1; \
  96             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1; \
  97             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e)); \
  98             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e)); \
  99  \
 100             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
 101         } \
 102  \
 103         if (spatial_pred > d + diff) \
 104            spatial_pred = d + diff; \
 105         else if (spatial_pred < d - diff) \
 106            spatial_pred = d - diff; \
 107  \
 108         dst[0] = spatial_pred; \
 109  \
 110         dst++; \
 111         cur++; \
 112         prev++; \
 113         next++; \
 114         prev2++; \
 115         next2++; \
 116     }
 117
 118 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
 119                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
 120                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 121 {
 122     int x;
 123     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 124     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 125
 126     FILTER
 127 }
 128
 129 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
 130                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
 131                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 132 {
 133     int x;
 134     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 135     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 136     mrefs /= 2;
 137     prefs /= 2;
 138
 139     FILTER
 140 }
 141
 142 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
 143                    int parity, int tff)
 144 {
 145     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 146     int y, i;
 147
 148     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 149         int w = dstpic->video->w;
 150         int h = dstpic->video->h;
 151         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 152         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 153
 154         if (i == 1 || i == 2) {
 155         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 156             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 157             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 158         }
 159
 160         for (y = 0; y < h; y++) {
 161             if ((y ^ parity) & 1) {
 162                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
 163                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
 164                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
 165                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
 166                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
 167                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, y+1<h ? refs : -refs, y ? -refs : refs, parity ^ tff, mode);
 168             } else {
 169                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
 170                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
 171             }
 172         }
 173     }
 174 #if HAVE_MMX
 175     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
 176 #endif
 177 }
 178
 179 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
 180 {
 181     AVFilterBufferRef *picref;
 182     int width = FFALIGN(w, 32);
 183     int height= FFALIGN(h+2, 32);
 184     int i;
 185
 186     picref = ff_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
 187
 188     picref->video->w = w;
 189     picref->video->h = h;
 190
 191     for (i = 0; i < 3; i++)
 192         picref->data[i] += picref->linesize[i];
 193
 194     return picref;
 195 }
 196
 197 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 198 {
 199     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 200     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
 201     int tff;
 202
 203     if (yadif->parity == -1) {
 204         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
 205             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
 206     } else {
 207         tff = yadif->parity^1;
 208     }
 209
 210     if (is_second) {
 211         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 212                                          AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 213         avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 214         yadif->out->video->interlaced = 0;
 215     }
 216
 217     if (!yadif->csp)
 218         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 219     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
 220         yadif->filter_line = filter_line_c_16bit;
 221
 222     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 223
 224     if (is_second) {
 225         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 226         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 227
 228         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 229             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 230         } else {
 231             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 232         }
 233         ff_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 234     }
 235     ff_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 236     ff_end_frame(ctx->outputs[0]);
 237
 238     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 239 }
 240
 241 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 242 {
 243     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 244     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 245
 246     if (yadif->frame_pending)
 247         return_frame(ctx, 1);
 248
 249     if (yadif->prev)
 250         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 251     yadif->prev = yadif->cur;
 252     yadif->cur  = yadif->next;
 253     yadif->next = picref;
 254
 255     if (!yadif->cur)
 256         return;
 257
 258     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 259         yadif->out  = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 260         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 261         yadif->prev = NULL;
 262         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 263             yadif->out->pts *= 2;
 264         ff_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 265         return;
 266     }
 267
 268     if (!yadif->prev)
 269         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 270
 271     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 272                                      AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 273
 274     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 275     yadif->out->video->interlaced = 0;
 276     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 277         yadif->out->pts *= 2;
 278     ff_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 279 }
 280
 281 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 282 {
 283     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 284     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 285
 286     if (!yadif->out)
 287         return;
 288
 289     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
 290         ff_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 291         ff_end_frame(ctx->outputs[0]);
 292         return;
 293     }
 294
 295     return_frame(ctx, 0);
 296 }
 297
 298 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 299 {
 300     AVFilterContext *ctx = link->src;
 301     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 302
 303     if (yadif->frame_pending) {
 304         return_frame(ctx, 1);
 305         return 0;
 306     }
 307
 308     do {
 309         int ret;
 310
 311         if (yadif->eof)
 312             return AVERROR_EOF;
 313
 314         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
 315
 316         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
 317             AVFilterBufferRef *next = avfilter_ref_buffer(yadif->next, AV_PERM_READ);
 318             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 319
 320             start_frame(link->src->inputs[0], next);
 321             end_frame(link->src->inputs[0]);
 322             yadif->eof = 1;
 323         } else if (ret < 0) {
 324             return ret;
 325         }
 326     } while (!yadif->cur);
 327
 328     return 0;
 329 }
 330
 331 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 332 {
 333     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 334     int ret, val;
 335
 336     if (yadif->frame_pending)
 337         return 1;
 338
 339     val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 340     if (val <= 0)
 341         return val;
 342
 343     if (val==1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 344         if ((ret = ff_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 345             return ret;
 346         val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 347         if (val <= 0)
 348             return val;
 349     }
 350     assert(yadif->next || !val);
 351
 352     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->video->interlaced)
 353         return val;
 354
 355     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 356 }
 357
 358 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 359 {
 360     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 361
 362     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 363     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
 364     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
 365 }
 366
 367 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 368 {
 369     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 370         PIX_FMT_YUV420P,
 371         PIX_FMT_YUV422P,
 372         PIX_FMT_YUV444P,
 373         PIX_FMT_YUV410P,
 374         PIX_FMT_YUV411P,
 375         PIX_FMT_GRAY8,
 376         PIX_FMT_YUVJ420P,
 377         PIX_FMT_YUVJ422P,
 378         PIX_FMT_YUVJ444P,
 379         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
 380         PIX_FMT_YUV440P,
 381         PIX_FMT_YUVJ440P,
 382         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 383         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 384         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 385         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 386         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 387         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 388         PIX_FMT_YUVA420P,
 389         PIX_FMT_NONE
 390     };
 391
 392     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 393
 394     return 0;
 395 }
 396
 397 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 398 {
 399     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 400     int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
 401
 402     yadif->mode = 0;
 403     yadif->parity = -1;
 404     yadif->auto_enable = 0;
 405     yadif->csp = NULL;
 406
 407     if (args) sscanf(args, "%d:%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity, &yadif->auto_enable);
 408
 409     yadif->filter_line = filter_line_c;
 410     if (HAVE_SSSE3 && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSSE3)
 411         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_ssse3;
 412     else if (HAVE_SSE && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2)
 413         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_sse2;
 414     else if (HAVE_MMX && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_MMX)
 415         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_mmx;
 416
 417     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "mode:%d parity:%d auto_enable:%d\n", yadif->mode, yadif->parity, yadif->auto_enable);
 418
 419     return 0;
 420 }
 421
 422 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
 423
 424 static int config_props(AVFilterLink *link)
 425 {
 426     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
 427     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
 428     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
 429     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
 430
 431     return 0;
 432 }
 433
 434 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 435     .name          = "yadif",
 436     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
 437
 438     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 439     .init          = init,
 440     .uninit        = uninit,
 441     .query_formats = query_formats,
 442
 443     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 444                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 445                                     .start_frame      = start_frame,
 446                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 447                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
 448                                     .end_frame        = end_frame, },
 449                                   { .name = NULL}},
 450
 451     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 452                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 453                                     .poll_frame       = poll_frame,
 454                                     .request_frame    = request_frame,
 455                                     .config_props     = config_props, },
 456                                   { .name = NULL}},
 457 };