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/opt.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26 #include "avfilter.h"
  27 #include "formats.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "video.h"
  30 #include "yadif.h"
  31
  32 #undef NDEBUG
  33 #include <assert.h>
  34
  35 #define CHECK(j)\
  36     {   int score = FFABS(cur[mrefs + off_left + (j)] - cur[prefs + off_left - (j)])\
  37                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  38                   + FFABS(cur[mrefs + off_right + (j)] - cur[prefs + off_right - (j)]);\
  39         if (score < spatial_score) {\
  40             spatial_score= score;\
  41             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  42
  43 #define FILTER(start, end) \
  44     for (x = start;  x < end; x++) { \
  45         int c = cur[mrefs]; \
  46         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  47         int e = cur[prefs]; \
  48         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  49         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  50         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  51         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  52         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
  53         int off_right = (x < w - 1) ? 1 : -1;\
  54         int off_left  = x ? -1 : 1;\
  55         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs + off_left]  - cur[prefs + off_left]) + FFABS(c-e) \
  56                           + FFABS(cur[mrefs + off_right] - cur[prefs + off_right]) - 1; \
  57  \
  58         if (x > 2 && x < w - 3) {\
  59             CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  60             CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  61         }\
  62  \
  63         if (mode < 2) { \
  64             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
  65             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
  66             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
  67             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
  68  \
  69             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  70         } \
  71  \
  72         if (spatial_pred > d + diff) \
  73            spatial_pred = d + diff; \
  74         else if (spatial_pred < d - diff) \
  75            spatial_pred = d - diff; \
  76  \
  77         dst[0] = spatial_pred; \
  78  \
  79         dst++; \
  80         cur++; \
  81         prev++; \
  82         next++; \
  83         prev2++; \
  84         next2++; \
  85     }
  86
  87 static void filter_line_c(void *dst1,
  88                           void *prev1, void *cur1, void *next1,
  89                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
  90 {
  91     uint8_t *dst  = dst1;
  92     uint8_t *prev = prev1;
  93     uint8_t *cur  = cur1;
  94     uint8_t *next = next1;
  95     int x;
  96     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
  97     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
  98
  99     FILTER(0, w)
 100 }
 101
 102 static void filter_edges(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 103                          int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode,
 104                          int l_edge)
 105 {
 106     uint8_t *dst  = dst1;
 107     uint8_t *prev = prev1;
 108     uint8_t *cur  = cur1;
 109     uint8_t *next = next1;
 110     int x;
 111     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 112     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 113
 114     FILTER(0, l_edge)
 115
 116     dst  = (uint8_t*)dst1  + w - 3;
 117     prev = (uint8_t*)prev1 + w - 3;
 118     cur  = (uint8_t*)cur1  + w - 3;
 119     next = (uint8_t*)next1 + w - 3;
 120     prev2 = (uint8_t*)(parity ? prev : cur);
 121     next2 = (uint8_t*)(parity ? cur  : next);
 122
 123     FILTER(w - 3, w)
 124 }
 125
 126
 127 static void filter_line_c_16bit(void *dst1,
 128                                 void *prev1, void *cur1, void *next1,
 129                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
 130                                 int mode)
 131 {
 132     uint16_t *dst  = dst1;
 133     uint16_t *prev = prev1;
 134     uint16_t *cur  = cur1;
 135     uint16_t *next = next1;
 136     int x;
 137     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 138     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 139     mrefs /= 2;
 140     prefs /= 2;
 141
 142     FILTER(0, w)
 143 }
 144
 145 static void filter_edges_16bit(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 146                                int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode,
 147                                int l_edge)
 148 {
 149     uint16_t *dst  = dst1;
 150     uint16_t *prev = prev1;
 151     uint16_t *cur  = cur1;
 152     uint16_t *next = next1;
 153     int x;
 154     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 155     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 156
 157     FILTER(0, l_edge)
 158
 159     dst   = (uint16_t*)dst1  + w - 3;
 160     prev  = (uint16_t*)prev1 + w - 3;
 161     cur   = (uint16_t*)cur1  + w - 3;
 162     next  = (uint16_t*)next1 + w - 3;
 163     prev2 = (uint16_t*)(parity ? prev : cur);
 164     next2 = (uint16_t*)(parity ? cur  : next);
 165
 166     FILTER(w - 3, w)
 167 }
 168
 169 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dstpic,
 170                    int parity, int tff)
 171 {
 172     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 173     int y, i;
 174
 175     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 176         int w = dstpic->width;
 177         int h = dstpic->height;
 178         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 179         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 180         int l_edge, l_edge_pix;
 181
 182         if (i == 1 || i == 2) {
 183         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 184             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 185             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 186         }
 187
 188         /* filtering reads 3 pixels to the left/right; to avoid invalid reads,
 189          * we need to call the c variant which avoids this for border pixels
 190          */
 191         l_edge     = yadif->req_align;
 192         l_edge_pix = l_edge / df;
 193
 194         for (y = 0; y < h; y++) {
 195             if ((y ^ parity) & 1) {
 196                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y * refs];
 197                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y * refs];
 198                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y * refs];
 199                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]];
 200                 int     mode  = y == 1 || y + 2 == h ? 2 : yadif->mode;
 201                 if (yadif->req_align) {
 202                     yadif->filter_line(dst + l_edge, prev + l_edge, cur + l_edge,
 203                                        next + l_edge, w - l_edge_pix - 3,
 204                                        y + 1 < h ? refs : -refs,
 205                                        y ? -refs : refs,
 206                                        parity ^ tff, mode);
 207                     yadif->filter_edges(dst, prev, cur, next, w,
 208                                          y + 1 < h ? refs : -refs,
 209                                          y ? -refs : refs,
 210                                          parity ^ tff, mode, l_edge_pix);
 211                 } else {
 212                     yadif->filter_line(dst, prev, cur, next + l_edge, w,
 213                                        y + 1 < h ? refs : -refs,
 214                                        y ? -refs : refs,
 215                                        parity ^ tff, mode);
 216                 }
 217             } else {
 218                 memcpy(&dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]],
 219                        &yadif->cur->data[i][y * refs], w * df);
 220             }
 221         }
 222     }
 223
 224     emms_c();
 225 }
 226
 227 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int w, int h)
 228 {
 229     AVFrame *frame;
 230     int width  = FFALIGN(w, 32);
 231     int height = FFALIGN(h + 2, 32);
 232     int i;
 233
 234     frame = ff_default_get_video_buffer(link, width, height);
 235
 236     frame->width  = w;
 237     frame->height = h;
 238
 239     for (i = 0; i < 3; i++)
 240         frame->data[i] += frame->linesize[i];
 241
 242     return frame;
 243 }
 244
 245 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 246 {
 247     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 248     AVFilterLink *link  = ctx->outputs[0];
 249     int tff, ret;
 250
 251     if (yadif->parity == -1) {
 252         tff = yadif->cur->interlaced_frame ?
 253               yadif->cur->top_field_first : 1;
 254     } else {
 255         tff = yadif->parity ^ 1;
 256     }
 257
 258     if (is_second) {
 259         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, link->w, link->h);
 260         if (!yadif->out)
 261             return AVERROR(ENOMEM);
 262
 263         av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
 264         yadif->out->interlaced_frame = 0;
 265     }
 266
 267     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 268
 269     if (is_second) {
 270         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 271         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 272
 273         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 274             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 275         } else {
 276             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 277         }
 278     }
 279     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 280
 281     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 282     return ret;
 283 }
 284
 285 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
 286 {
 287     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 288     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 289
 290     if (yadif->frame_pending)
 291         return_frame(ctx, 1);
 292
 293     if (yadif->prev)
 294         av_frame_free(&yadif->prev);
 295     yadif->prev = yadif->cur;
 296     yadif->cur  = yadif->next;
 297     yadif->next = frame;
 298
 299     if (!yadif->cur)
 300         return 0;
 301
 302     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->interlaced_frame) {
 303         yadif->out  = av_frame_clone(yadif->cur);
 304         if (!yadif->out)
 305             return AVERROR(ENOMEM);
 306
 307         av_frame_free(&yadif->prev);
 308         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 309             yadif->out->pts *= 2;
 310         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 311     }
 312
 313     if (!yadif->prev &&
 314         !(yadif->prev = av_frame_clone(yadif->cur)))
 315         return AVERROR(ENOMEM);
 316
 317     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], link->w, link->h);
 318     if (!yadif->out)
 319         return AVERROR(ENOMEM);
 320
 321     av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
 322     yadif->out->interlaced_frame = 0;
 323
 324     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 325         yadif->out->pts *= 2;
 326
 327     return return_frame(ctx, 0);
 328 }
 329
 330 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 331 {
 332     AVFilterContext *ctx = link->src;
 333     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 334
 335     if (yadif->frame_pending) {
 336         return_frame(ctx, 1);
 337         return 0;
 338     }
 339
 340     do {
 341         int ret;
 342
 343         if (yadif->eof)
 344             return AVERROR_EOF;
 345
 346         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
 347
 348         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
 349             AVFrame *next = av_frame_clone(yadif->next);
 350
 351             if (!next)
 352                 return AVERROR(ENOMEM);
 353
 354             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 355
 356             filter_frame(link->src->inputs[0], next);
 357             yadif->eof = 1;
 358         } else if (ret < 0) {
 359             return ret;
 360         }
 361     } while (!yadif->cur);
 362
 363     return 0;
 364 }
 365
 366 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 367 {
 368     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 369     int ret, val;
 370
 371     if (yadif->frame_pending)
 372         return 1;
 373
 374     val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 375     if (val <= 0)
 376         return val;
 377
 378     //FIXME change API to not requre this red tape
 379     if (val == 1 && !yadif->next) {
 380         if ((ret = ff_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 381             return ret;
 382         val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 383         if (val <= 0)
 384             return val;
 385     }
 386     assert(yadif->next || !val);
 387
 388     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->interlaced_frame)
 389         return val;
 390
 391     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 392 }
 393
 394 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 395 {
 396     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 397
 398     if (yadif->prev) av_frame_free(&yadif->prev);
 399     if (yadif->cur ) av_frame_free(&yadif->cur );
 400     if (yadif->next) av_frame_free(&yadif->next);
 401 }
 402
 403 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 404 {
 405     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 406         AV_PIX_FMT_YUV420P,
 407         AV_PIX_FMT_YUV422P,
 408         AV_PIX_FMT_YUV444P,
 409         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 410         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 411         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 412         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 413         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 414         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 415         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
 416         AV_PIX_FMT_YUV440P,
 417         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 418         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 419         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 420         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 421         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 422         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 423         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 424         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 425         AV_PIX_FMT_NONE
 426     };
 427
 428     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 429
 430     return 0;
 431 }
 432
 433 static int config_props(AVFilterLink *link)
 434 {
 435     YADIFContext *s = link->src->priv;
 436
 437     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
 438     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
 439     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
 440     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
 441
 442     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 443     if (s->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1) {
 444         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
 445         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
 446     } else {
 447         s->filter_line  = filter_line_c;
 448         s->filter_edges = filter_edges;
 449
 450         if (ARCH_X86)
 451             ff_yadif_init_x86(s);
 452     }
 453
 454     return 0;
 455 }
 456
 457 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
 458 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 459 static const AVOption options[] = {
 460     { "mode",   NULL, OFFSET(mode),        AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0  },  0, 3, FLAGS },
 461     { "parity", NULL, OFFSET(parity),      AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, FLAGS, "parity" },
 462         { "auto", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1 }, .unit = "parity" },
 463         { "tff",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 0  }, .unit = "parity" },
 464         { "bff",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1  }, .unit = "parity" },
 465     { "auto",   NULL, OFFSET(auto_enable), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0  },  0, 1, FLAGS },
 466     { NULL },
 467 };
 468
 469 static const AVClass yadif_class = {
 470     .class_name = "yadif",
 471     .item_name  = av_default_item_name,
 472     .option     = options,
 473     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 474 };
 475
 476 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
 477     {
 478         .name             = "default",
 479         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 480         .get_video_buffer = get_video_buffer,
 481         .filter_frame     = filter_frame,
 482     },
 483     { NULL }
 484 };
 485
 486 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
 487     {
 488         .name          = "default",
 489         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 490         .poll_frame    = poll_frame,
 491         .request_frame = request_frame,
 492         .config_props  = config_props,
 493     },
 494     { NULL }
 495 };
 496
 497 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 498     .name          = "yadif",
 499     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
 500
 501     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 502     .priv_class    = &yadif_class,
 503     .uninit        = uninit,
 504     .query_formats = query_formats,
 505
 506     .inputs    = avfilter_vf_yadif_inputs,
 507
 508     .outputs   = avfilter_vf_yadif_outputs,
 509 };