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 - 1 + (j)] - cur[prefs - 1 - (j)])\
  37                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
  38                   + FFABS(cur[mrefs + 1 + (j)] - cur[prefs + 1 - (j)]);\
  39         if (score < spatial_score) {\
  40             spatial_score= score;\
  41             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
  42
  43 /* The is_not_edge argument here controls when the code will enter a branch
  44  * which reads up to and including x-3 and x+3. */
  45
  46 #define FILTER(start, end, is_not_edge) \
  47     for (x = start;  x < end; x++) { \
  48         int c = cur[mrefs]; \
  49         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
  50         int e = cur[prefs]; \
  51         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
  52         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
  53         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
  54         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
  55         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
  56  \
  57         if (is_not_edge) {\
  58             int spatial_score = FFABS(cur[mrefs - 1] - cur[prefs - 1]) + FFABS(c-e) \
  59                               + FFABS(cur[mrefs + 1] - cur[prefs + 1]) - 1; \
  60             CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
  61             CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
  62         }\
  63  \
  64         if (mode < 2) { \
  65             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
  66             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
  67             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
  68             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
  69  \
  70             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
  71         } \
  72  \
  73         if (spatial_pred > d + diff) \
  74            spatial_pred = d + diff; \
  75         else if (spatial_pred < d - diff) \
  76            spatial_pred = d - diff; \
  77  \
  78         dst[0] = spatial_pred; \
  79  \
  80         dst++; \
  81         cur++; \
  82         prev++; \
  83         next++; \
  84         prev2++; \
  85         next2++; \
  86     }
  87
  88 static void filter_line_c(void *dst1,
  89                           void *prev1, void *cur1, void *next1,
  90                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
  91 {
  92     uint8_t *dst  = dst1;
  93     uint8_t *prev = prev1;
  94     uint8_t *cur  = cur1;
  95     uint8_t *next = next1;
  96     int x;
  97     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
  98     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
  99
 100     /* The function is called with the pointers already pointing to data[3] and
 101      * with 6 subtracted from the width.  This allows the FILTER macro to be
 102      * called so that it processes all the pixels normally.  A constant value of
 103      * true for is_not_edge lets the compiler ignore the if statement. */
 104     FILTER(0, w, 1)
 105 }
 106
 107 static void filter_edges(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 108                          int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 109 {
 110     uint8_t *dst  = dst1;
 111     uint8_t *prev = prev1;
 112     uint8_t *cur  = cur1;
 113     uint8_t *next = next1;
 114     int x;
 115     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 116     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
 117
 118     /* Only edge pixels need to be processed here.  A constant value of false
 119      * for is_not_edge should let the compiler ignore the whole branch. */
 120     FILTER(0, 3, 0)
 121
 122     dst  = (uint8_t*)dst1  + w - 3;
 123     prev = (uint8_t*)prev1 + w - 3;
 124     cur  = (uint8_t*)cur1  + w - 3;
 125     next = (uint8_t*)next1 + w - 3;
 126     prev2 = (uint8_t*)(parity ? prev : cur);
 127     next2 = (uint8_t*)(parity ? cur  : next);
 128
 129     FILTER(w - 3, w, 0)
 130 }
 131
 132
 133 static void filter_line_c_16bit(void *dst1,
 134                                 void *prev1, void *cur1, void *next1,
 135                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
 136                                 int mode)
 137 {
 138     uint16_t *dst  = dst1;
 139     uint16_t *prev = prev1;
 140     uint16_t *cur  = cur1;
 141     uint16_t *next = next1;
 142     int x;
 143     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 144     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 145     mrefs /= 2;
 146     prefs /= 2;
 147
 148     FILTER(0, w, 1)
 149 }
 150
 151 static void filter_edges_16bit(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
 152                                int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
 153 {
 154     uint16_t *dst  = dst1;
 155     uint16_t *prev = prev1;
 156     uint16_t *cur  = cur1;
 157     uint16_t *next = next1;
 158     int x;
 159     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
 160     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
 161     mrefs /= 2;
 162     prefs /= 2;
 163
 164     FILTER(0, 3, 0)
 165
 166     dst   = (uint16_t*)dst1  + w - 3;
 167     prev  = (uint16_t*)prev1 + w - 3;
 168     cur   = (uint16_t*)cur1  + w - 3;
 169     next  = (uint16_t*)next1 + w - 3;
 170     prev2 = (uint16_t*)(parity ? prev : cur);
 171     next2 = (uint16_t*)(parity ? cur  : next);
 172
 173     FILTER(w - 3, w, 0)
 174 }
 175
 176 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dstpic,
 177                    int parity, int tff)
 178 {
 179     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 180     int y, i;
 181
 182     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
 183         int w = dstpic->width;
 184         int h = dstpic->height;
 185         int refs = yadif->cur->linesize[i];
 186         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
 187         int pix_3 = 3 * df;
 188
 189         if (i == 1 || i == 2) {
 190         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
 191             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
 192             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
 193         }
 194
 195         /* filtering reads 3 pixels to the left/right; to avoid invalid reads,
 196          * we need to call the c variant which avoids this for border pixels
 197          */
 198
 199         for (y = 0; y < h; y++) {
 200             if ((y ^ parity) & 1) {
 201                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y * refs];
 202                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y * refs];
 203                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y * refs];
 204                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]];
 205                 int     mode  = y == 1 || y + 2 == h ? 2 : yadif->mode;
 206                 yadif->filter_line(dst + pix_3, prev + pix_3, cur + pix_3,
 207                                    next + pix_3, w - 6,
 208                                    y + 1 < h ? refs : -refs,
 209                                    y ? -refs : refs,
 210                                    parity ^ tff, mode);
 211                 yadif->filter_edges(dst, prev, cur, next, w,
 212                                     y + 1 < h ? refs : -refs,
 213                                     y ? -refs : refs,
 214                                     parity ^ tff, mode);
 215             } else {
 216                 memcpy(&dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]],
 217                        &yadif->cur->data[i][y * refs], w * df);
 218             }
 219         }
 220     }
 221
 222     emms_c();
 223 }
 224
 225 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int w, int h)
 226 {
 227     AVFrame *frame;
 228     int width  = FFALIGN(w, 32);
 229     int height = FFALIGN(h + 2, 32);
 230     int i;
 231
 232     frame = ff_default_get_video_buffer(link, width, height);
 233
 234     frame->width  = w;
 235     frame->height = h;
 236
 237     for (i = 0; i < 3; i++)
 238         frame->data[i] += frame->linesize[i];
 239
 240     return frame;
 241 }
 242
 243 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
 244 {
 245     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 246     AVFilterLink *link  = ctx->outputs[0];
 247     int tff, ret;
 248
 249     if (yadif->parity == -1) {
 250         tff = yadif->cur->interlaced_frame ?
 251               yadif->cur->top_field_first : 1;
 252     } else {
 253         tff = yadif->parity ^ 1;
 254     }
 255
 256     if (is_second) {
 257         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, link->w, link->h);
 258         if (!yadif->out)
 259             return AVERROR(ENOMEM);
 260
 261         av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
 262         yadif->out->interlaced_frame = 0;
 263     }
 264
 265     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
 266
 267     if (is_second) {
 268         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
 269         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
 270
 271         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 272             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
 273         } else {
 274             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 275         }
 276     }
 277     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 278
 279     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
 280     return ret;
 281 }
 282
 283 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
 284 {
 285     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 286     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 287
 288     if (yadif->frame_pending)
 289         return_frame(ctx, 1);
 290
 291     if (yadif->prev)
 292         av_frame_free(&yadif->prev);
 293     yadif->prev = yadif->cur;
 294     yadif->cur  = yadif->next;
 295     yadif->next = frame;
 296
 297     if (!yadif->cur)
 298         return 0;
 299
 300     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->interlaced_frame) {
 301         yadif->out  = av_frame_clone(yadif->cur);
 302         if (!yadif->out)
 303             return AVERROR(ENOMEM);
 304
 305         av_frame_free(&yadif->prev);
 306         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 307             yadif->out->pts *= 2;
 308         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
 309     }
 310
 311     if (!yadif->prev &&
 312         !(yadif->prev = av_frame_clone(yadif->cur)))
 313         return AVERROR(ENOMEM);
 314
 315     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], link->w, link->h);
 316     if (!yadif->out)
 317         return AVERROR(ENOMEM);
 318
 319     av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
 320     yadif->out->interlaced_frame = 0;
 321
 322     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 323         yadif->out->pts *= 2;
 324
 325     return return_frame(ctx, 0);
 326 }
 327
 328 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 329 {
 330     AVFilterContext *ctx = link->src;
 331     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 332
 333     if (yadif->frame_pending) {
 334         return_frame(ctx, 1);
 335         return 0;
 336     }
 337
 338     do {
 339         int ret;
 340
 341         if (yadif->eof)
 342             return AVERROR_EOF;
 343
 344         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
 345
 346         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
 347             AVFrame *next = av_frame_clone(yadif->next);
 348
 349             if (!next)
 350                 return AVERROR(ENOMEM);
 351
 352             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
 353
 354             filter_frame(link->src->inputs[0], next);
 355             yadif->eof = 1;
 356         } else if (ret < 0) {
 357             return ret;
 358         }
 359     } while (!yadif->cur);
 360
 361     return 0;
 362 }
 363
 364 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
 365 {
 366     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
 367     int ret, val;
 368
 369     if (yadif->frame_pending)
 370         return 1;
 371
 372     val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 373     if (val <= 0)
 374         return val;
 375
 376     //FIXME change API to not requre this red tape
 377     if (val == 1 && !yadif->next) {
 378         if ((ret = ff_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
 379             return ret;
 380         val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
 381         if (val <= 0)
 382             return val;
 383     }
 384     assert(yadif->next || !val);
 385
 386     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->interlaced_frame)
 387         return val;
 388
 389     return val * ((yadif->mode&1)+1);
 390 }
 391
 392 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 393 {
 394     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
 395
 396     if (yadif->prev) av_frame_free(&yadif->prev);
 397     if (yadif->cur ) av_frame_free(&yadif->cur );
 398     if (yadif->next) av_frame_free(&yadif->next);
 399 }
 400
 401 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 402 {
 403     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 404         AV_PIX_FMT_YUV420P,
 405         AV_PIX_FMT_YUV422P,
 406         AV_PIX_FMT_YUV444P,
 407         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 408         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 409         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 410         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 411         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 412         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 413         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
 414         AV_PIX_FMT_YUV440P,
 415         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 416         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
 417         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
 418         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
 419         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
 420         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
 421         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
 422         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 423         AV_PIX_FMT_NONE
 424     };
 425
 426     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 427
 428     return 0;
 429 }
 430
 431 static int config_props(AVFilterLink *link)
 432 {
 433     YADIFContext *s = link->src->priv;
 434
 435     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
 436     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
 437     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
 438     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
 439
 440     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 441     if (s->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1) {
 442         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
 443         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
 444     } else {
 445         s->filter_line  = filter_line_c;
 446         s->filter_edges = filter_edges;
 447
 448         if (ARCH_X86)
 449             ff_yadif_init_x86(s);
 450     }
 451
 452     return 0;
 453 }
 454
 455 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
 456 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 457 static const AVOption options[] = {
 458     { "mode",   NULL, OFFSET(mode),        AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0  },  0, 3, FLAGS },
 459     { "parity", NULL, OFFSET(parity),      AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, FLAGS, "parity" },
 460         { "auto", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1 }, .unit = "parity" },
 461         { "tff",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 0  }, .unit = "parity" },
 462         { "bff",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1  }, .unit = "parity" },
 463     { "auto",   NULL, OFFSET(auto_enable), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0  },  0, 1, FLAGS },
 464     { NULL },
 465 };
 466
 467 static const AVClass yadif_class = {
 468     .class_name = "yadif",
 469     .item_name  = av_default_item_name,
 470     .option     = options,
 471     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 472 };
 473
 474 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
 475     {
 476         .name             = "default",
 477         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 478         .get_video_buffer = get_video_buffer,
 479         .filter_frame     = filter_frame,
 480     },
 481     { NULL }
 482 };
 483
 484 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
 485     {
 486         .name          = "default",
 487         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 488         .poll_frame    = poll_frame,
 489         .request_frame = request_frame,
 490         .config_props  = config_props,
 491     },
 492     { NULL }
 493 };
 494
 495 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
 496     .name          = "yadif",
 497     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
 498
 499     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
 500     .priv_class    = &yadif_class,
 501     .uninit        = uninit,
 502     .query_formats = query_formats,
 503
 504     .inputs    = avfilter_vf_yadif_inputs,
 505
 506     .outputs   = avfilter_vf_yadif_outputs,
 507 };