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