git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/color_utils.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Kevin Wheatley <kevin.j.wheatley@gmail.com>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include <stddef.h>
  22 #include <math.h>
  23
  24 #include "libavutil/color_utils.h"
  25 #include "libavutil/pixfmt.h"
  26
  27 double avpriv_get_gamma_from_trc(enum AVColorTransferCharacteristic trc)
  28 {
  29     double gamma;
  30     switch (trc) {
  31         case AVCOL_TRC_BT709:
  32         case AVCOL_TRC_SMPTE170M:
  33         case AVCOL_TRC_SMPTE240M:
  34         case AVCOL_TRC_BT1361_ECG:
  35         case AVCOL_TRC_BT2020_10:
  36         case AVCOL_TRC_BT2020_12:
  37             /* these share a segmented TRC, but gamma 1.961 is a close
  38               approximation, and also more correct for decoding content */
  39             gamma = 1.961;
  40             break;
  41         case AVCOL_TRC_GAMMA22:
  42         case AVCOL_TRC_IEC61966_2_1:
  43             gamma = 2.2;
  44             break;
  45         case AVCOL_TRC_GAMMA28:
  46             gamma = 2.8;
  47             break;
  48         case AVCOL_TRC_LINEAR:
  49             gamma = 1.0;
  50             break;
  51         default:
  52             gamma = 0.0; // Unknown value representation
  53     }
  54     return gamma;
  55 }
  56
  57 #define BT709_alpha 1.099296826809442
  58 #define BT709_beta 0.018053968510807
  59
  60 static double avpriv_trc_bt709(double Lc)
  61 {
  62     const double a = BT709_alpha;
  63     const double b = BT709_beta;
  64
  65     return (0.0 > Lc) ? 0.0
  66          : (  b > Lc) ? 4.500 * Lc
  67          :              a * pow(Lc, 0.45) - (a - 1.0);
  68 }
  69
  70 static double avpriv_trc_gamma22(double Lc)
  71 {
  72     return (0.0 > Lc) ? 0.0 : pow(Lc, 1.0/ 2.2);
  73 }
  74
  75 static double avpriv_trc_gamma28(double Lc)
  76 {
  77     return (0.0 > Lc) ? 0.0 : pow(Lc, 1.0/ 2.8);
  78 }
  79
  80 static double avpriv_trc_smpte240M(double Lc)
  81 {
  82     const double a = 1.1115;
  83     const double b = 0.0228;
  84
  85     return (0.0 > Lc) ? 0.0
  86          : (  b > Lc) ? 4.000 * Lc
  87          :              a * pow(Lc, 0.45) - (a - 1.0);
  88 }
  89
  90 static double avpriv_trc_linear(double Lc)
  91 {
  92     return Lc;
  93 }
  94
  95 static double avpriv_trc_log(double Lc)
  96 {
  97     return (0.01 > Lc) ? 0.0 : 1.0 + log10(Lc) / 2.0;
  98 }
  99
 100 static double avpriv_trc_log_sqrt(double Lc)
 101 {
 102     // sqrt(10) / 1000
 103     return (0.00316227766 > Lc) ? 0.0 : 1.0 + log10(Lc) / 2.5;
 104 }
 105
 106 static double avpriv_trc_iec61966_2_4(double Lc)
 107 {
 108     const double a = BT709_alpha;
 109     const double b = BT709_beta;
 110
 111     return (-b >= Lc) ? -a * pow(-Lc, 0.45) + (a - 1.0)
 112          : ( b >  Lc) ? 4.500 * Lc
 113          :               a * pow( Lc, 0.45) - (a - 1.0);
 114 }
 115
 116 static double avpriv_trc_bt1361(double Lc)
 117 {
 118     const double a = BT709_alpha;
 119     const double b = BT709_beta;
 120
 121     return (-0.0045 >= Lc) ? -(a * pow(-4.0 * Lc, 0.45) + (a - 1.0)) / 4.0
 122          : ( b >  Lc) ? 4.500 * Lc
 123          :               a * pow( Lc, 0.45) - (a - 1.0);
 124 }
 125
 126 static double avpriv_trc_iec61966_2_1(double Lc)
 127 {
 128     const double a = 1.055;
 129     const double b = 0.0031308;
 130
 131     return (0.0 > Lc) ? 0.0
 132          : (  b > Lc) ? 12.92 * Lc
 133          :              a * pow(Lc, 1.0  / 2.4) - (a - 1.0);
 134 }
 135
 136 static double avpriv_trc_smpte_st2084(double Lc)
 137 {
 138     const double c1 =         3424.0 / 4096.0; // c3-c2 + 1
 139     const double c2 =  32.0 * 2413.0 / 4096.0;
 140     const double c3 =  32.0 * 2392.0 / 4096.0;
 141     const double m  = 128.0 * 2523.0 / 4096.0;
 142     const double n  =  0.25 * 2610.0 / 4096.0;
 143     const double L  = Lc / 10000.0;
 144     const double Ln = pow(L, n);
 145
 146     return (0.0 > Lc) ? 0.0
 147          :              pow((c1 + c2 * Ln) / (1.0 + c3 * Ln), m);
 148
 149 }
 150
 151 static double avpriv_trc_smpte_st428_1(double Lc)
 152 {
 153     return (0.0 > Lc) ? 0.0
 154          :              pow(48.0 * Lc / 52.37, 1.0 / 2.6);
 155 }
 156
 157 avpriv_trc_function avpriv_get_trc_function_from_trc(enum AVColorTransferCharacteristic trc)
 158 {
 159     avpriv_trc_function func = NULL;
 160     switch (trc) {
 161         case AVCOL_TRC_BT709:
 162         case AVCOL_TRC_SMPTE170M:
 163         case AVCOL_TRC_BT2020_10:
 164         case AVCOL_TRC_BT2020_12:
 165             func = avpriv_trc_bt709;
 166             break;
 167
 168         case AVCOL_TRC_GAMMA22:
 169             func = avpriv_trc_gamma22;
 170             break;
 171         case AVCOL_TRC_GAMMA28:
 172             func = avpriv_trc_gamma28;
 173             break;
 174
 175         case AVCOL_TRC_SMPTE240M:
 176             func = avpriv_trc_smpte240M;
 177             break;
 178
 179         case AVCOL_TRC_LINEAR:
 180             func = avpriv_trc_linear;
 181             break;
 182
 183         case AVCOL_TRC_LOG:
 184             func = avpriv_trc_log;
 185             break;
 186
 187         case AVCOL_TRC_LOG_SQRT:
 188             func = avpriv_trc_log_sqrt;
 189             break;
 190
 191         case AVCOL_TRC_IEC61966_2_4:
 192             func = avpriv_trc_iec61966_2_4;
 193             break;
 194
 195         case AVCOL_TRC_BT1361_ECG:
 196             func = avpriv_trc_bt1361;
 197             break;
 198
 199         case AVCOL_TRC_IEC61966_2_1:
 200             func = avpriv_trc_iec61966_2_1;
 201             break;
 202
 203         case AVCOL_TRC_SMPTEST2084:
 204             func = avpriv_trc_smpte_st2084;
 205             break;
 206
 207         case AVCOL_TRC_SMPTEST428_1:
 208             func = avpriv_trc_smpte_st428_1;
 209             break;
 210
 211         case AVCOL_TRC_RESERVED0:
 212         case AVCOL_TRC_UNSPECIFIED:
 213         case AVCOL_TRC_RESERVED:
 214         default:
 215             break;
 216     }
 217     return func;
 218 }