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: bottom field first
  42      *  1: top field first
  43      * -1: auto-detection
  44      */
  45     int parity;
  46
  47     int frame_pending;
  48
  49     AVFilterBufferRef *cur;
  50     AVFilterBufferRef *next;
  51     AVFilterBufferRef *prev;
  52     AVFilterBufferRef *out;
  53     void (*filter_line)(uint8_t *dst,
  54                         uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
  55                         int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode);
  56
  57     const AVPixFmtDescriptor *csp;
  58 } YADIFContext;
  59
  60 #define CHECK(j)\
  61     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
  62                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  63                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
  64         if (score < spatial_score) {\
  65             spatial_score= score;\
  66             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  67
  68 #define FILTER \
  69     for (x = 0;  x < w; x++) { \
  70         int c = cur[mrefs]; \
  71         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  72         int e = cur[prefs]; \
  73         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  74         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  75         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  76         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  77         int spatial_pred = (c+e)>>1; \
  78         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e) \
  79                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1; \
  80  \
  81         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  82         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  83  \
  84         if (mode < 2) { \
  85             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1; \
  86             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1; \
  87             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e)); \
  88             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e)); \
  89  \
  90             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  91         } \
  92  \
  93         if (spatial_pred > d + diff) \
  94            spatial_pred = d + diff; \
  95         else if (spatial_pred < d - diff) \
  96            spatial_pred = d - diff; \
  97  \
  98         dst[0] = spatial_pred; \
  99  \
 100         dst++; \
 101         cur++; \
 102         prev++; \
 103         next++; \
 104         prev2++; \
 105         next2++; \
 106     }
 107
 108 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
 109                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
 110                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 111 {
 112     int x;
 113     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 114     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 115
 116     FILTER
 117 }
 118
 119 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
 120                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
 121                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 122 {
 123     int x;
 124     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 125     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 126     mrefs /= 2;
 127     prefs /= 2;
 128
 129     FILTER
 130 }
 131
 132 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
 133                    int parity, int tff)
 134 {
 135     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 136     int y, i;
 137
 138     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 139         int w = dstpic->video->w;
 140         int h = dstpic->video->h;
 141         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 142         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1+1) / 8;
 143
 144         if (i) {
 145         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 146             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 147             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 148         }
 149
 150         for (y = 0; y < h; y++) {
 151             if ((y ^ parity) & 1) {
 152                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
 153                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
 154                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
 155                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
 156                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
 157                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, y+1<h ? refs : -refs, y ? -refs : refs, parity ^ tff, mode);
 158             } else {
 159                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
 160                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
 161             }
 162         }
 163     }
 164 #if HAVE_MMX
 165     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
 166 #endif
 167 }
 168
 169 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
 170 {
 171     AVFilterBufferRef *picref;
 172     int width = FFALIGN(w, 32);
 173     int height= FFALIGN(h+2, 32);
 174     int i;
 175
 176     picref = avfilter_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
 177
 178     picref->video->w = w;
 179     picref->video->h = h;
 180
 181     for (i = 0; i < 3; i++)
 182         picref->data[i] += picref->linesize[i];
 183
 184     return picref;
 185 }
 186
 187 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 188 {
 189     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 190     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
 191     int tff;
 192
 193     if (yadif->parity == -1) {
 194         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
 195             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
 196     } else {
 197         tff = yadif->parity^1;
 198     }
 199
 200     if (is_second)
 201         yadif->out = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 202                                                AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 203
 204     if (!yadif->csp)
 205         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 206     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 == 15)
 207         yadif->filter_line = filter_line_c_16bit;
 208
 209     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 210
 211     if (is_second) {
 212         if (yadif->next->pts != AV_NOPTS_VALUE &&
 213             yadif->cur->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 214             yadif->out->pts =
 215                 (yadif->next->pts&yadif->cur->pts) +
 216                 ((yadif->next->pts^yadif->cur->pts)>>1);
 217         } else {
 218             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 219         }
 220         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 221     }
 222     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
 223     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
 224
 225     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 226 }
 227
 228 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 229 {
 230     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 231     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 232
 233     if (yadif->frame_pending)
 234         return_frame(ctx, 1);
 235
 236     if (yadif->prev)
 237         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 238     yadif->prev = yadif->cur;
 239     yadif->cur  = yadif->next;
 240     yadif->next = picref;
 241
 242     if (!yadif->cur)
 243         return;
 244
 245     if (!yadif->prev)
 246         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
 247
 248     yadif->out = avfilter_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
 249                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
 250
 251     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
 252     yadif->out->video->interlaced = 0;
 253     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 254 }
 255
 256 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 257 {
 258     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 259     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 260
 261     if (!yadif->out)
 262         return;
 263
 264     return_frame(ctx, 0);
 265 }
 266
 267 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 268 {
 269     AVFilterContext *ctx = link->src;
 270     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 271
 272     if (yadif->frame_pending) {
 273         return_frame(ctx, 1);
 274         return 0;
 275     }
 276
 277     do {
 278         int ret;
 279
 280         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])))
 281             return ret;
 282     } while (!yadif->cur);
 283
 284     return 0;
 285 }
 286
 287 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 288 {
 289     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 290     int ret, val;
 291
 292     if (yadif->frame_pending)
 293         return 1;
 294
 295     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 296
 297     if (val==1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
 298         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 299             return ret;
 300         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 301     }
 302     assert(yadif->next || !val);
 303
 304     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 305 }
 306
 307 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 308 {
 309     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 310
 311     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
 312     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
 313     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
 314 }
 315
 316 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 317 {
 318     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 319         PIX_FMT_YUV420P,
 320         PIX_FMT_YUV422P,
 321         PIX_FMT_YUV444P,
 322         PIX_FMT_YUV410P,
 323         PIX_FMT_YUV411P,
 324         PIX_FMT_GRAY8,
 325         PIX_FMT_YUVJ420P,
 326         PIX_FMT_YUVJ422P,
 327         PIX_FMT_YUVJ444P,
 328         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
 329         PIX_FMT_YUV440P,
 330         PIX_FMT_YUVJ440P,
 331         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 332         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 333         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 334         PIX_FMT_NONE
 335     };
 336
 337     avfilter_set_common_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
 338
 339     return 0;
 340 }
 341
 342 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 343 {
 344     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 345     av_unused int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
 346
 347     yadif->mode = 0;
 348     yadif->parity = -1;
 349     yadif->csp = NULL;
 350
 351     if (args) sscanf(args, "%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity);
 352
 353     yadif->filter_line = filter_line_c;
 354     if (HAVE_SSSE3 && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSSE3)
 355         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_ssse3;
 356     else if (HAVE_SSE && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2)
 357         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_sse2;
 358     else if (HAVE_MMX && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_MMX)
 359         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_mmx;
 360
 361     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "mode:%d parity:%d\n", yadif->mode, yadif->parity);
 362
 363     return 0;
 364 }
 365
 366 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
 367
 368 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 369     .name          = "yadif",
 370     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
 371
 372     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 373     .init          = init,
 374     .uninit        = uninit,
 375     .query_formats = query_formats,
 376
 377     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 378                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 379                                     .start_frame      = start_frame,
 380                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 381                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
 382                                     .end_frame        = end_frame, },
 383                                   { .name = NULL}},
 384
 385     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 386                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 387                                     .poll_frame       = poll_frame,
 388                                     .request_frame    = request_frame, },
 389                                   { .name = NULL}},
 390 };