lavfi/atempo: fix tempo range limit inconsistency
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_boxblur.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * Apply a boxblur filter to the input video.
25  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_boxblur.c.
26  */
27
28 #include "libavutil/avstring.h"
29 #include "libavutil/common.h"
30 #include "libavutil/opt.h"
31 #include "avfilter.h"
32 #include "formats.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "video.h"
35 #include "boxblur.h"
36
37
38 typedef struct BoxBlurContext {
39     const AVClass *class;
40     FilterParam luma_param;
41     FilterParam chroma_param;
42     FilterParam alpha_param;
43
44     int hsub, vsub;
45     int radius[4];
46     int power[4];
47     uint8_t *temp[2]; ///< temporary buffer used in blur_power()
48 } BoxBlurContext;
49
50 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
51 {
52     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
53
54     av_freep(&s->temp[0]);
55     av_freep(&s->temp[1]);
56 }
57
58 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
59 {
60     AVFilterFormats *formats = NULL;
61     int fmt, ret;
62
63     for (fmt = 0; av_pix_fmt_desc_get(fmt); fmt++) {
64         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(fmt);
65         if (!(desc->flags & (AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL | AV_PIX_FMT_FLAG_BITSTREAM | AV_PIX_FMT_FLAG_PAL)) &&
66             (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR || desc->nb_components == 1) &&
67             (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BE) == !HAVE_BIGENDIAN || desc->comp[0].depth == 8) &&
68             (ret = ff_add_format(&formats, fmt)) < 0)
69             return ret;
70     }
71
72     return ff_set_common_formats(ctx, formats);
73 }
74
75 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
76 {
77     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
78     AVFilterContext    *ctx = inlink->dst;
79     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
80     int w = inlink->w, h = inlink->h;
81     int ret;
82
83     if (!(s->temp[0] = av_malloc(2*FFMAX(w, h))) ||
84         !(s->temp[1] = av_malloc(2*FFMAX(w, h))))
85         return AVERROR(ENOMEM);
86
87     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
88     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
89
90     ret = ff_boxblur_eval_filter_params(inlink,
91                                         &s->luma_param,
92                                         &s->chroma_param,
93                                         &s->alpha_param);
94
95     if (ret != 0) {
96         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to evaluate "
97                "filter params: %d.\n", ret);
98         return ret;
99     }
100
101     s->radius[Y] = s->luma_param.radius;
102     s->radius[U] = s->radius[V] = s->chroma_param.radius;
103     s->radius[A] = s->alpha_param.radius;
104
105     s->power[Y] = s->luma_param.power;
106     s->power[U] = s->power[V] = s->chroma_param.power;
107     s->power[A] = s->alpha_param.power;
108
109     return 0;
110 }
111
112 /* Naive boxblur would sum source pixels from x-radius .. x+radius
113  * for destination pixel x. That would be O(radius*width).
114  * If you now look at what source pixels represent 2 consecutive
115  * output pixels, then you see they are almost identical and only
116  * differ by 2 pixels, like:
117  * src0       111111111
118  * dst0           1
119  * src1        111111111
120  * dst1            1
121  * src0-src1  1       -1
122  * so when you know one output pixel you can find the next by just adding
123  * and subtracting 1 input pixel.
124  * The following code adopts this faster variant.
125  */
126 #define BLUR(type, depth)                                                   \
127 static inline void blur ## depth(type *dst, int dst_step, const type *src,  \
128                                  int src_step, int len, int radius)         \
129 {                                                                           \
130     const int length = radius*2 + 1;                                        \
131     const int inv = ((1<<16) + length/2)/length;                            \
132     int x, sum = src[radius*src_step];                                      \
133                                                                             \
134     for (x = 0; x < radius; x++)                                            \
135         sum += src[x*src_step]<<1;                                          \
136                                                                             \
137     sum = sum*inv + (1<<15);                                                \
138                                                                             \
139     for (x = 0; x <= radius; x++) {                                         \
140         sum += (src[(radius+x)*src_step] - src[(radius-x)*src_step])*inv;   \
141         dst[x*dst_step] = sum>>16;                                          \
142     }                                                                       \
143                                                                             \
144     for (; x < len-radius; x++) {                                           \
145         sum += (src[(radius+x)*src_step] - src[(x-radius-1)*src_step])*inv; \
146         dst[x*dst_step] = sum >>16;                                         \
147     }                                                                       \
148                                                                             \
149     for (; x < len; x++) {                                                  \
150         sum += (src[(2*len-radius-x-1)*src_step] - src[(x-radius-1)*src_step])*inv; \
151         dst[x*dst_step] = sum>>16;                                          \
152     }                                                                       \
153 }
154
155 BLUR(uint8_t,   8)
156 BLUR(uint16_t, 16)
157
158 #undef BLUR
159
160 static inline void blur(uint8_t *dst, int dst_step, const uint8_t *src, int src_step,
161                         int len, int radius, int pixsize)
162 {
163     if (pixsize == 1) blur8 (dst, dst_step   , src, src_step   , len, radius);
164     else              blur16((uint16_t*)dst, dst_step>>1, (const uint16_t*)src, src_step>>1, len, radius);
165 }
166
167 static inline void blur_power(uint8_t *dst, int dst_step, const uint8_t *src, int src_step,
168                               int len, int radius, int power, uint8_t *temp[2], int pixsize)
169 {
170     uint8_t *a = temp[0], *b = temp[1];
171
172     if (radius && power) {
173         blur(a, pixsize, src, src_step, len, radius, pixsize);
174         for (; power > 2; power--) {
175             uint8_t *c;
176             blur(b, pixsize, a, pixsize, len, radius, pixsize);
177             c = a; a = b; b = c;
178         }
179         if (power > 1) {
180             blur(dst, dst_step, a, pixsize, len, radius, pixsize);
181         } else {
182             int i;
183             if (pixsize == 1) {
184                 for (i = 0; i < len; i++)
185                     dst[i*dst_step] = a[i];
186             } else
187                 for (i = 0; i < len; i++)
188                     *(uint16_t*)(dst + i*dst_step) = ((uint16_t*)a)[i];
189         }
190     } else {
191         int i;
192         if (pixsize == 1) {
193             for (i = 0; i < len; i++)
194                 dst[i*dst_step] = src[i*src_step];
195         } else
196             for (i = 0; i < len; i++)
197                 *(uint16_t*)(dst + i*dst_step) = *(uint16_t*)(src + i*src_step);
198     }
199 }
200
201 static void hblur(uint8_t *dst, int dst_linesize, const uint8_t *src, int src_linesize,
202                   int w, int h, int radius, int power, uint8_t *temp[2], int pixsize)
203 {
204     int y;
205
206     if (radius == 0 && dst == src)
207         return;
208
209     for (y = 0; y < h; y++)
210         blur_power(dst + y*dst_linesize, pixsize, src + y*src_linesize, pixsize,
211                    w, radius, power, temp, pixsize);
212 }
213
214 static void vblur(uint8_t *dst, int dst_linesize, const uint8_t *src, int src_linesize,
215                   int w, int h, int radius, int power, uint8_t *temp[2], int pixsize)
216 {
217     int x;
218
219     if (radius == 0 && dst == src)
220         return;
221
222     for (x = 0; x < w; x++)
223         blur_power(dst + x*pixsize, dst_linesize, src + x*pixsize, src_linesize,
224                    h, radius, power, temp, pixsize);
225 }
226
227 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
228 {
229     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
230     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
231     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
232     AVFrame *out;
233     int plane;
234     int cw = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, s->hsub), ch = AV_CEIL_RSHIFT(in->height, s->vsub);
235     int w[4] = { inlink->w, cw, cw, inlink->w };
236     int h[4] = { in->height, ch, ch, in->height };
237     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
238     const int depth = desc->comp[0].depth;
239     const int pixsize = (depth+7)/8;
240
241     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
242     if (!out) {
243         av_frame_free(&in);
244         return AVERROR(ENOMEM);
245     }
246     av_frame_copy_props(out, in);
247
248     for (plane = 0; plane < 4 && in->data[plane] && in->linesize[plane]; plane++)
249         hblur(out->data[plane], out->linesize[plane],
250               in ->data[plane], in ->linesize[plane],
251               w[plane], h[plane], s->radius[plane], s->power[plane],
252               s->temp, pixsize);
253
254     for (plane = 0; plane < 4 && in->data[plane] && in->linesize[plane]; plane++)
255         vblur(out->data[plane], out->linesize[plane],
256               out->data[plane], out->linesize[plane],
257               w[plane], h[plane], s->radius[plane], s->power[plane],
258               s->temp, pixsize);
259
260     av_frame_free(&in);
261
262     return ff_filter_frame(outlink, out);
263 }
264
265 #define OFFSET(x) offsetof(BoxBlurContext, x)
266 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
267
268 static const AVOption boxblur_options[] = {
269     { "luma_radius", "Radius of the luma blurring box", OFFSET(luma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="2"}, .flags = FLAGS },
270     { "lr",          "Radius of the luma blurring box", OFFSET(luma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="2"}, .flags = FLAGS },
271     { "luma_power",  "How many times should the boxblur be applied to luma",  OFFSET(luma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 0, INT_MAX, .flags = FLAGS },
272     { "lp",          "How many times should the boxblur be applied to luma",  OFFSET(luma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 0, INT_MAX, .flags = FLAGS },
273
274     { "chroma_radius", "Radius of the chroma blurring box", OFFSET(chroma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
275     { "cr",            "Radius of the chroma blurring box", OFFSET(chroma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
276     { "chroma_power",  "How many times should the boxblur be applied to chroma",  OFFSET(chroma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
277     { "cp",            "How many times should the boxblur be applied to chroma",  OFFSET(chroma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
278
279     { "alpha_radius", "Radius of the alpha blurring box", OFFSET(alpha_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
280     { "ar",           "Radius of the alpha blurring box", OFFSET(alpha_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
281     { "alpha_power",  "How many times should the boxblur be applied to alpha",  OFFSET(alpha_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
282     { "ap",           "How many times should the boxblur be applied to alpha",  OFFSET(alpha_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
283
284     { NULL }
285 };
286
287 AVFILTER_DEFINE_CLASS(boxblur);
288
289 static const AVFilterPad avfilter_vf_boxblur_inputs[] = {
290     {
291         .name         = "default",
292         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
293         .config_props = config_input,
294         .filter_frame = filter_frame,
295     },
296     { NULL }
297 };
298
299 static const AVFilterPad avfilter_vf_boxblur_outputs[] = {
300     {
301         .name = "default",
302         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
303     },
304     { NULL }
305 };
306
307 AVFilter ff_vf_boxblur = {
308     .name          = "boxblur",
309     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blur the input."),
310     .priv_size     = sizeof(BoxBlurContext),
311     .priv_class    = &boxblur_class,
312     .uninit        = uninit,
313     .query_formats = query_formats,
314     .inputs        = avfilter_vf_boxblur_inputs,
315     .outputs       = avfilter_vf_boxblur_outputs,
316     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
317 };