lavfi/colorspace: typedef ThreadData as all other filters
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_colorspace.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2016 Ronald S. Bultje <rsbultje@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 /*
22  * @file
23  * Convert between colorspaces.
24  */
25
26 #include "libavutil/avassert.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28 #include "libavutil/pixdesc.h"
29 #include "libavutil/pixfmt.h"
30
31 #include "avfilter.h"
32 #include "colorspacedsp.h"
33 #include "formats.h"
34 #include "internal.h"
35 #include "video.h"
36 #include "colorspace.h"
37
38 enum DitherMode {
39     DITHER_NONE,
40     DITHER_FSB,
41     DITHER_NB,
42 };
43
44 enum Colorspace {
45     CS_UNSPECIFIED,
46     CS_BT470M,
47     CS_BT470BG,
48     CS_BT601_6_525,
49     CS_BT601_6_625,
50     CS_BT709,
51     CS_SMPTE170M,
52     CS_SMPTE240M,
53     CS_BT2020,
54     CS_NB,
55 };
56
57 enum Whitepoint {
58     WP_D65,
59     WP_C,
60     WP_DCI,
61     WP_E,
62     WP_NB,
63 };
64
65 enum WhitepointAdaptation {
66     WP_ADAPT_BRADFORD,
67     WP_ADAPT_VON_KRIES,
68     NB_WP_ADAPT_NON_IDENTITY,
69     WP_ADAPT_IDENTITY = NB_WP_ADAPT_NON_IDENTITY,
70     NB_WP_ADAPT,
71 };
72
73 static const enum AVColorTransferCharacteristic default_trc[CS_NB + 1] = {
74     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED,
75     [CS_BT470M]      = AVCOL_TRC_GAMMA22,
76     [CS_BT470BG]     = AVCOL_TRC_GAMMA28,
77     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
78     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
79     [CS_BT709]       = AVCOL_TRC_BT709,
80     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_TRC_SMPTE170M,
81     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_TRC_SMPTE240M,
82     [CS_BT2020]      = AVCOL_TRC_BT2020_10,
83     [CS_NB]          = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED,
84 };
85
86 static const enum AVColorPrimaries default_prm[CS_NB + 1] = {
87     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED,
88     [CS_BT470M]      = AVCOL_PRI_BT470M,
89     [CS_BT470BG]     = AVCOL_PRI_BT470BG,
90     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_PRI_SMPTE170M,
91     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_PRI_BT470BG,
92     [CS_BT709]       = AVCOL_PRI_BT709,
93     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_PRI_SMPTE170M,
94     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_PRI_SMPTE240M,
95     [CS_BT2020]      = AVCOL_PRI_BT2020,
96     [CS_NB]          = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED,
97 };
98
99 static const enum AVColorSpace default_csp[CS_NB + 1] = {
100     [CS_UNSPECIFIED] = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED,
101     [CS_BT470M]      = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
102     [CS_BT470BG]     = AVCOL_SPC_BT470BG,
103     [CS_BT601_6_525] = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
104     [CS_BT601_6_625] = AVCOL_SPC_BT470BG,
105     [CS_BT709]       = AVCOL_SPC_BT709,
106     [CS_SMPTE170M]   = AVCOL_SPC_SMPTE170M,
107     [CS_SMPTE240M]   = AVCOL_SPC_SMPTE240M,
108     [CS_BT2020]      = AVCOL_SPC_BT2020_NCL,
109     [CS_NB]          = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED,
110 };
111
112 struct ColorPrimaries {
113     enum Whitepoint wp;
114     struct PrimaryCoefficients coeff;
115 };
116
117 struct TransferCharacteristics {
118     double alpha, beta, gamma, delta;
119 };
120
121 typedef struct ColorSpaceContext {
122     const AVClass *class;
123
124     ColorSpaceDSPContext dsp;
125
126     enum Colorspace user_all, user_iall;
127     enum AVColorSpace in_csp, out_csp, user_csp, user_icsp;
128     enum AVColorRange in_rng, out_rng, user_rng, user_irng;
129     enum AVColorTransferCharacteristic in_trc, out_trc, user_trc, user_itrc;
130     enum AVColorPrimaries in_prm, out_prm, user_prm, user_iprm;
131     enum AVPixelFormat in_format, user_format;
132     int fast_mode;
133     enum DitherMode dither;
134     enum WhitepointAdaptation wp_adapt;
135
136     int16_t *rgb[3];
137     ptrdiff_t rgb_stride;
138     unsigned rgb_sz;
139     int *dither_scratch[3][2], *dither_scratch_base[3][2];
140
141     const struct ColorPrimaries *in_primaries, *out_primaries;
142     int lrgb2lrgb_passthrough;
143     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, lrgb2lrgb_coeffs)[3][3][8];
144
145     const struct TransferCharacteristics *in_txchr, *out_txchr;
146     int rgb2rgb_passthrough;
147     int16_t *lin_lut, *delin_lut;
148
149     const struct LumaCoefficients *in_lumacoef, *out_lumacoef;
150     int yuv2yuv_passthrough, yuv2yuv_fastmode;
151     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv2rgb_coeffs)[3][3][8];
152     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, rgb2yuv_coeffs)[3][3][8];
153     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv2yuv_coeffs)[3][3][8];
154     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, yuv_offset)[2 /* in, out */][8];
155     yuv2rgb_fn yuv2rgb;
156     rgb2yuv_fn rgb2yuv;
157     rgb2yuv_fsb_fn rgb2yuv_fsb;
158     yuv2yuv_fn yuv2yuv;
159     double yuv2rgb_dbl_coeffs[3][3], rgb2yuv_dbl_coeffs[3][3];
160     int in_y_rng, in_uv_rng, out_y_rng, out_uv_rng;
161
162     int did_warn_range;
163 } ColorSpaceContext;
164
165 // FIXME deal with odd width/heights
166 // FIXME faster linearize/delinearize implementation (integer pow)
167 // FIXME bt2020cl support (linearization between yuv/rgb step instead of between rgb/xyz)
168 // FIXME test that the values in (de)lin_lut don't exceed their container storage
169 // type size (only useful if we keep the LUT and don't move to fast integer pow)
170 // FIXME dithering if bitdepth goes down?
171 // FIXME bitexact for fate integration?
172
173 // FIXME I'm pretty sure gamma22/28 also have a linear toe slope, but I can't
174 // find any actual tables that document their real values...
175 // See http://www.13thmonkey.org/~boris/gammacorrection/ first graph why it matters
176 static const struct TransferCharacteristics transfer_characteristics[AVCOL_TRC_NB] = {
177     [AVCOL_TRC_BT709]     = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
178     [AVCOL_TRC_GAMMA22]   = { 1.0,    0.0,    1.0 / 2.2, 0.0 },
179     [AVCOL_TRC_GAMMA28]   = { 1.0,    0.0,    1.0 / 2.8, 0.0 },
180     [AVCOL_TRC_SMPTE170M] = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
181     [AVCOL_TRC_SMPTE240M] = { 1.1115, 0.0228, 0.45, 4.0 },
182     [AVCOL_TRC_IEC61966_2_1] = { 1.055, 0.0031308, 1.0 / 2.4, 12.92 },
183     [AVCOL_TRC_IEC61966_2_4] = { 1.099, 0.018, 0.45, 4.5 },
184     [AVCOL_TRC_BT2020_10] = { 1.099,  0.018,  0.45, 4.5 },
185     [AVCOL_TRC_BT2020_12] = { 1.0993, 0.0181, 0.45, 4.5 },
186 };
187
188 static const struct TransferCharacteristics *
189     get_transfer_characteristics(enum AVColorTransferCharacteristic trc)
190 {
191     const struct TransferCharacteristics *coeffs;
192
193     if (trc >= AVCOL_TRC_NB)
194         return NULL;
195     coeffs = &transfer_characteristics[trc];
196     if (!coeffs->alpha)
197         return NULL;
198
199     return coeffs;
200 }
201
202 static const struct WhitepointCoefficients whitepoint_coefficients[WP_NB] = {
203     [WP_D65] = { 0.3127, 0.3290 },
204     [WP_C]   = { 0.3100, 0.3160 },
205     [WP_DCI] = { 0.3140, 0.3510 },
206     [WP_E]   = { 1/3.0f, 1/3.0f },
207 };
208
209 static const struct ColorPrimaries color_primaries[AVCOL_PRI_NB] = {
210     [AVCOL_PRI_BT709]     = { WP_D65, { 0.640, 0.330, 0.300, 0.600, 0.150, 0.060 } },
211     [AVCOL_PRI_BT470M]    = { WP_C,   { 0.670, 0.330, 0.210, 0.710, 0.140, 0.080 } },
212     [AVCOL_PRI_BT470BG]   = { WP_D65, { 0.640, 0.330, 0.290, 0.600, 0.150, 0.060 } },
213     [AVCOL_PRI_SMPTE170M] = { WP_D65, { 0.630, 0.340, 0.310, 0.595, 0.155, 0.070 } },
214     [AVCOL_PRI_SMPTE240M] = { WP_D65, { 0.630, 0.340, 0.310, 0.595, 0.155, 0.070 } },
215     [AVCOL_PRI_SMPTE428]  = { WP_E,   { 0.735, 0.265, 0.274, 0.718, 0.167, 0.009 } },
216     [AVCOL_PRI_SMPTE431]  = { WP_DCI, { 0.680, 0.320, 0.265, 0.690, 0.150, 0.060 } },
217     [AVCOL_PRI_SMPTE432]  = { WP_D65, { 0.680, 0.320, 0.265, 0.690, 0.150, 0.060 } },
218     [AVCOL_PRI_FILM]      = { WP_C,   { 0.681, 0.319, 0.243, 0.692, 0.145, 0.049 } },
219     [AVCOL_PRI_BT2020]    = { WP_D65, { 0.708, 0.292, 0.170, 0.797, 0.131, 0.046 } },
220     [AVCOL_PRI_JEDEC_P22] = { WP_D65, { 0.630, 0.340, 0.295, 0.605, 0.155, 0.077 } },
221 };
222
223 static const struct ColorPrimaries *get_color_primaries(enum AVColorPrimaries prm)
224 {
225     const struct ColorPrimaries *p;
226
227     if (prm >= AVCOL_PRI_NB)
228         return NULL;
229     p = &color_primaries[prm];
230     if (!p->coeff.xr)
231         return NULL;
232
233     return p;
234 }
235
236 static int fill_gamma_table(ColorSpaceContext *s)
237 {
238     int n;
239     double in_alpha = s->in_txchr->alpha, in_beta = s->in_txchr->beta;
240     double in_gamma = s->in_txchr->gamma, in_delta = s->in_txchr->delta;
241     double in_ialpha = 1.0 / in_alpha, in_igamma = 1.0 / in_gamma, in_idelta = 1.0 / in_delta;
242     double out_alpha = s->out_txchr->alpha, out_beta = s->out_txchr->beta;
243     double out_gamma = s->out_txchr->gamma, out_delta = s->out_txchr->delta;
244
245     s->lin_lut = av_malloc(sizeof(*s->lin_lut) * 32768 * 2);
246     if (!s->lin_lut)
247         return AVERROR(ENOMEM);
248     s->delin_lut = &s->lin_lut[32768];
249     for (n = 0; n < 32768; n++) {
250         double v = (n - 2048.0) / 28672.0, d, l;
251
252         // delinearize
253         if (v <= -out_beta) {
254             d = -out_alpha * pow(-v, out_gamma) + (out_alpha - 1.0);
255         } else if (v < out_beta) {
256             d = out_delta * v;
257         } else {
258             d = out_alpha * pow(v, out_gamma) - (out_alpha - 1.0);
259         }
260         s->delin_lut[n] = av_clip_int16(lrint(d * 28672.0));
261
262         // linearize
263         if (v <= -in_beta * in_delta) {
264             l = -pow((1.0 - in_alpha - v) * in_ialpha, in_igamma);
265         } else if (v < in_beta * in_delta) {
266             l = v * in_idelta;
267         } else {
268             l = pow((v + in_alpha - 1.0) * in_ialpha, in_igamma);
269         }
270         s->lin_lut[n] = av_clip_int16(lrint(l * 28672.0));
271     }
272
273     return 0;
274 }
275
276 /*
277  * See http://www.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_ChromAdapt.html
278  * This function uses the Bradford mechanism.
279  */
280 static void fill_whitepoint_conv_table(double out[3][3], enum WhitepointAdaptation wp_adapt,
281                                        enum Whitepoint src, enum Whitepoint dst)
282 {
283     static const double ma_tbl[NB_WP_ADAPT_NON_IDENTITY][3][3] = {
284         [WP_ADAPT_BRADFORD] = {
285             {  0.8951,  0.2664, -0.1614 },
286             { -0.7502,  1.7135,  0.0367 },
287             {  0.0389, -0.0685,  1.0296 },
288         }, [WP_ADAPT_VON_KRIES] = {
289             {  0.40024,  0.70760, -0.08081 },
290             { -0.22630,  1.16532,  0.04570 },
291             {  0.00000,  0.00000,  0.91822 },
292         },
293     };
294     const double (*ma)[3] = ma_tbl[wp_adapt];
295     const struct WhitepointCoefficients *wp_src = &whitepoint_coefficients[src];
296     double zw_src = 1.0 - wp_src->xw - wp_src->yw;
297     const struct WhitepointCoefficients *wp_dst = &whitepoint_coefficients[dst];
298     double zw_dst = 1.0 - wp_dst->xw - wp_dst->yw;
299     double mai[3][3], fac[3][3], tmp[3][3];
300     double rs, gs, bs, rd, gd, bd;
301
302     ff_matrix_invert_3x3(ma, mai);
303     rs = ma[0][0] * wp_src->xw + ma[0][1] * wp_src->yw + ma[0][2] * zw_src;
304     gs = ma[1][0] * wp_src->xw + ma[1][1] * wp_src->yw + ma[1][2] * zw_src;
305     bs = ma[2][0] * wp_src->xw + ma[2][1] * wp_src->yw + ma[2][2] * zw_src;
306     rd = ma[0][0] * wp_dst->xw + ma[0][1] * wp_dst->yw + ma[0][2] * zw_dst;
307     gd = ma[1][0] * wp_dst->xw + ma[1][1] * wp_dst->yw + ma[1][2] * zw_dst;
308     bd = ma[2][0] * wp_dst->xw + ma[2][1] * wp_dst->yw + ma[2][2] * zw_dst;
309     fac[0][0] = rd / rs;
310     fac[1][1] = gd / gs;
311     fac[2][2] = bd / bs;
312     fac[0][1] = fac[0][2] = fac[1][0] = fac[1][2] = fac[2][0] = fac[2][1] = 0.0;
313     ff_matrix_mul_3x3(tmp, ma, fac);
314     ff_matrix_mul_3x3(out, tmp, mai);
315 }
316
317 static void apply_lut(int16_t *buf[3], ptrdiff_t stride,
318                       int w, int h, const int16_t *lut)
319 {
320     int y, x, n;
321
322     for (n = 0; n < 3; n++) {
323         int16_t *data = buf[n];
324
325         for (y = 0; y < h; y++) {
326             for (x = 0; x < w; x++)
327                 data[x] = lut[av_clip_uintp2(2048 + data[x], 15)];
328
329             data += stride;
330         }
331     }
332 }
333
334 typedef struct ThreadData {
335     AVFrame *in, *out;
336     ptrdiff_t in_linesize[3], out_linesize[3];
337     int in_ss_h, out_ss_h;
338 } ThreadData;
339
340 static int convert(AVFilterContext *ctx, void *data, int job_nr, int n_jobs)
341 {
342     const ThreadData *td = data;
343     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
344     uint8_t *in_data[3], *out_data[3];
345     int16_t *rgb[3];
346     int h_in = (td->in->height + 1) >> 1;
347     int h1 = 2 * (job_nr * h_in / n_jobs), h2 = 2 * ((job_nr + 1) * h_in / n_jobs);
348     int w = td->in->width, h = h2 - h1;
349
350     in_data[0]  = td->in->data[0]  + td->in_linesize[0]  *  h1;
351     in_data[1]  = td->in->data[1]  + td->in_linesize[1]  * (h1 >> td->in_ss_h);
352     in_data[2]  = td->in->data[2]  + td->in_linesize[2]  * (h1 >> td->in_ss_h);
353     out_data[0] = td->out->data[0] + td->out_linesize[0] *  h1;
354     out_data[1] = td->out->data[1] + td->out_linesize[1] * (h1 >> td->out_ss_h);
355     out_data[2] = td->out->data[2] + td->out_linesize[2] * (h1 >> td->out_ss_h);
356     rgb[0]      = s->rgb[0]        + s->rgb_stride       *  h1;
357     rgb[1]      = s->rgb[1]        + s->rgb_stride       *  h1;
358     rgb[2]      = s->rgb[2]        + s->rgb_stride       *  h1;
359
360     // FIXME for simd, also make sure we do pictures with negative stride
361     // top-down so we don't overwrite lines with padding of data before it
362     // in the same buffer (same as swscale)
363
364     if (s->yuv2yuv_fastmode) {
365         // FIXME possibly use a fast mode in case only the y range changes?
366         // since in that case, only the diagonal entries in yuv2yuv_coeffs[]
367         // are non-zero
368         s->yuv2yuv(out_data, td->out_linesize, in_data, td->in_linesize, w, h,
369                    s->yuv2yuv_coeffs, s->yuv_offset);
370     } else {
371         // FIXME maybe (for caching efficiency) do pipeline per-line instead of
372         // full buffer per function? (Or, since yuv2rgb requires 2 lines: per
373         // 2 lines, for yuv420.)
374         /*
375          * General design:
376          * - yuv2rgb converts from whatever range the input was ([16-235/240] or
377          *   [0,255] or the 10/12bpp equivalents thereof) to an integer version
378          *   of RGB in psuedo-restricted 15+sign bits. That means that the float
379          *   range [0.0,1.0] is in [0,28762], and the remainder of the int16_t
380          *   range is used for overflow/underflow outside the representable
381          *   range of this RGB type. rgb2yuv is the exact opposite.
382          * - gamma correction is done using a LUT since that appears to work
383          *   fairly fast.
384          * - If the input is chroma-subsampled (420/422), the yuv2rgb conversion
385          *   (or rgb2yuv conversion) uses nearest-neighbour sampling to read
386          *   read chroma pixels at luma resolution. If you want some more fancy
387          *   filter, you can use swscale to convert to yuv444p.
388          * - all coefficients are 14bit (so in the [-2.0,2.0] range).
389          */
390         s->yuv2rgb(rgb, s->rgb_stride, in_data, td->in_linesize, w, h,
391                    s->yuv2rgb_coeffs, s->yuv_offset[0]);
392         if (!s->rgb2rgb_passthrough) {
393             apply_lut(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->lin_lut);
394             if (!s->lrgb2lrgb_passthrough)
395                 s->dsp.multiply3x3(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->lrgb2lrgb_coeffs);
396             apply_lut(rgb, s->rgb_stride, w, h, s->delin_lut);
397         }
398         if (s->dither == DITHER_FSB) {
399             s->rgb2yuv_fsb(out_data, td->out_linesize, rgb, s->rgb_stride, w, h,
400                            s->rgb2yuv_coeffs, s->yuv_offset[1], s->dither_scratch);
401         } else {
402             s->rgb2yuv(out_data, td->out_linesize, rgb, s->rgb_stride, w, h,
403                        s->rgb2yuv_coeffs, s->yuv_offset[1]);
404         }
405     }
406
407     return 0;
408 }
409
410 static int get_range_off(AVFilterContext *ctx, int *off,
411                          int *y_rng, int *uv_rng,
412                          enum AVColorRange rng, int depth)
413 {
414     switch (rng) {
415     case AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED: {
416         ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
417
418         if (!s->did_warn_range) {
419             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Input range not set, assuming tv/mpeg\n");
420             s->did_warn_range = 1;
421         }
422     }
423         // fall-through
424     case AVCOL_RANGE_MPEG:
425         *off = 16 << (depth - 8);
426         *y_rng = 219 << (depth - 8);
427         *uv_rng = 224 << (depth - 8);
428         break;
429     case AVCOL_RANGE_JPEG:
430         *off = 0;
431         *y_rng = *uv_rng = (256 << (depth - 8)) - 1;
432         break;
433     default:
434         return AVERROR(EINVAL);
435     }
436
437     return 0;
438 }
439
440 static int create_filtergraph(AVFilterContext *ctx,
441                               const AVFrame *in, const AVFrame *out)
442 {
443     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
444     const AVPixFmtDescriptor *in_desc  = av_pix_fmt_desc_get(in->format);
445     const AVPixFmtDescriptor *out_desc = av_pix_fmt_desc_get(out->format);
446     int emms = 0, m, n, o, res, fmt_identical, redo_yuv2rgb = 0, redo_rgb2yuv = 0;
447
448 #define supported_depth(d) ((d) == 8 || (d) == 10 || (d) == 12)
449 #define supported_subsampling(lcw, lch) \
450     (((lcw) == 0 && (lch) == 0) || ((lcw) == 1 && (lch) == 0) || ((lcw) == 1 && (lch) == 1))
451 #define supported_format(d) \
452     ((d) != NULL && (d)->nb_components == 3 && \
453      !((d)->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB) && \
454      supported_depth((d)->comp[0].depth) && \
455      supported_subsampling((d)->log2_chroma_w, (d)->log2_chroma_h))
456
457     if (!supported_format(in_desc)) {
458         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
459                "Unsupported input format %d (%s) or bitdepth (%d)\n",
460                in->format, av_get_pix_fmt_name(in->format),
461                in_desc ? in_desc->comp[0].depth : -1);
462         return AVERROR(EINVAL);
463     }
464     if (!supported_format(out_desc)) {
465         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
466                "Unsupported output format %d (%s) or bitdepth (%d)\n",
467                out->format, av_get_pix_fmt_name(out->format),
468                out_desc ? out_desc->comp[0].depth : -1);
469         return AVERROR(EINVAL);
470     }
471
472     if (in->color_primaries  != s->in_prm)  s->in_primaries  = NULL;
473     if (out->color_primaries != s->out_prm) s->out_primaries = NULL;
474     if (in->color_trc        != s->in_trc)  s->in_txchr      = NULL;
475     if (out->color_trc       != s->out_trc) s->out_txchr     = NULL;
476     if (in->colorspace       != s->in_csp ||
477         in->color_range      != s->in_rng)  s->in_lumacoef   = NULL;
478     if (out->colorspace      != s->out_csp ||
479         out->color_range     != s->out_rng) s->out_lumacoef  = NULL;
480
481     if (!s->out_primaries || !s->in_primaries) {
482         s->in_prm = in->color_primaries;
483         if (s->user_iall != CS_UNSPECIFIED)
484             s->in_prm = default_prm[FFMIN(s->user_iall, CS_NB)];
485         if (s->user_iprm != AVCOL_PRI_UNSPECIFIED)
486             s->in_prm = s->user_iprm;
487         s->in_primaries = get_color_primaries(s->in_prm);
488         if (!s->in_primaries) {
489             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
490                    "Unsupported input primaries %d (%s)\n",
491                    s->in_prm, av_color_primaries_name(s->in_prm));
492             return AVERROR(EINVAL);
493         }
494         s->out_prm = out->color_primaries;
495         s->out_primaries = get_color_primaries(s->out_prm);
496         if (!s->out_primaries) {
497             if (s->out_prm == AVCOL_PRI_UNSPECIFIED) {
498                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
499                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Please specify output primaries\n");
500                 } else {
501                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
502                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
503                 }
504             } else {
505                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
506                        "Unsupported output primaries %d (%s)\n",
507                        s->out_prm, av_color_primaries_name(s->out_prm));
508             }
509             return AVERROR(EINVAL);
510         }
511         s->lrgb2lrgb_passthrough = !memcmp(s->in_primaries, s->out_primaries,
512                                            sizeof(*s->in_primaries));
513         if (!s->lrgb2lrgb_passthrough) {
514             double rgb2xyz[3][3], xyz2rgb[3][3], rgb2rgb[3][3];
515             const struct WhitepointCoefficients *wp_out, *wp_in;
516
517             wp_out = &whitepoint_coefficients[s->out_primaries->wp];
518             wp_in = &whitepoint_coefficients[s->in_primaries->wp];
519             ff_fill_rgb2xyz_table(&s->out_primaries->coeff, wp_out, rgb2xyz);
520             ff_matrix_invert_3x3(rgb2xyz, xyz2rgb);
521             ff_fill_rgb2xyz_table(&s->in_primaries->coeff, wp_in, rgb2xyz);
522             if (s->out_primaries->wp != s->in_primaries->wp &&
523                 s->wp_adapt != WP_ADAPT_IDENTITY) {
524                 double wpconv[3][3], tmp[3][3];
525
526                 fill_whitepoint_conv_table(wpconv, s->wp_adapt, s->in_primaries->wp,
527                                            s->out_primaries->wp);
528                 ff_matrix_mul_3x3(tmp, rgb2xyz, wpconv);
529                 ff_matrix_mul_3x3(rgb2rgb, tmp, xyz2rgb);
530             } else {
531                 ff_matrix_mul_3x3(rgb2rgb, rgb2xyz, xyz2rgb);
532             }
533             for (m = 0; m < 3; m++)
534                 for (n = 0; n < 3; n++) {
535                     s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][0] = lrint(16384.0 * rgb2rgb[m][n]);
536                     for (o = 1; o < 8; o++)
537                         s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][o] = s->lrgb2lrgb_coeffs[m][n][0];
538                 }
539
540             emms = 1;
541         }
542     }
543
544     if (!s->in_txchr) {
545         av_freep(&s->lin_lut);
546         s->in_trc = in->color_trc;
547         if (s->user_iall != CS_UNSPECIFIED)
548             s->in_trc = default_trc[FFMIN(s->user_iall, CS_NB)];
549         if (s->user_itrc != AVCOL_TRC_UNSPECIFIED)
550             s->in_trc = s->user_itrc;
551         s->in_txchr = get_transfer_characteristics(s->in_trc);
552         if (!s->in_txchr) {
553             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
554                    "Unsupported input transfer characteristics %d (%s)\n",
555                    s->in_trc, av_color_transfer_name(s->in_trc));
556             return AVERROR(EINVAL);
557         }
558     }
559
560     if (!s->out_txchr) {
561         av_freep(&s->lin_lut);
562         s->out_trc = out->color_trc;
563         s->out_txchr = get_transfer_characteristics(s->out_trc);
564         if (!s->out_txchr) {
565             if (s->out_trc == AVCOL_TRC_UNSPECIFIED) {
566                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
567                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
568                            "Please specify output transfer characteristics\n");
569                 } else {
570                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
571                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
572                 }
573             } else {
574                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
575                        "Unsupported output transfer characteristics %d (%s)\n",
576                        s->out_trc, av_color_transfer_name(s->out_trc));
577             }
578             return AVERROR(EINVAL);
579         }
580     }
581
582     s->rgb2rgb_passthrough = s->fast_mode || (s->lrgb2lrgb_passthrough &&
583                              !memcmp(s->in_txchr, s->out_txchr, sizeof(*s->in_txchr)));
584     if (!s->rgb2rgb_passthrough && !s->lin_lut) {
585         res = fill_gamma_table(s);
586         if (res < 0)
587             return res;
588         emms = 1;
589     }
590
591     if (!s->in_lumacoef) {
592         s->in_csp = in->colorspace;
593         if (s->user_iall != CS_UNSPECIFIED)
594             s->in_csp = default_csp[FFMIN(s->user_iall, CS_NB)];
595         if (s->user_icsp != AVCOL_SPC_UNSPECIFIED)
596             s->in_csp = s->user_icsp;
597         s->in_rng = in->color_range;
598         if (s->user_irng != AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED)
599             s->in_rng = s->user_irng;
600         s->in_lumacoef = ff_get_luma_coefficients(s->in_csp);
601         if (!s->in_lumacoef) {
602             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
603                    "Unsupported input colorspace %d (%s)\n",
604                    s->in_csp, av_color_space_name(s->in_csp));
605             return AVERROR(EINVAL);
606         }
607         redo_yuv2rgb = 1;
608     }
609
610     if (!s->out_lumacoef) {
611         s->out_csp = out->colorspace;
612         s->out_rng = out->color_range;
613         s->out_lumacoef = ff_get_luma_coefficients(s->out_csp);
614         if (!s->out_lumacoef) {
615             if (s->out_csp == AVCOL_SPC_UNSPECIFIED) {
616                 if (s->user_all == CS_UNSPECIFIED) {
617                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
618                            "Please specify output transfer characteristics\n");
619                 } else {
620                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
621                            "Unsupported output color property %d\n", s->user_all);
622                 }
623             } else {
624                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
625                        "Unsupported output transfer characteristics %d (%s)\n",
626                        s->out_csp, av_color_space_name(s->out_csp));
627             }
628             return AVERROR(EINVAL);
629         }
630         redo_rgb2yuv = 1;
631     }
632
633     fmt_identical = in_desc->log2_chroma_h == out_desc->log2_chroma_h &&
634                     in_desc->log2_chroma_w == out_desc->log2_chroma_w;
635     s->yuv2yuv_fastmode = s->rgb2rgb_passthrough && fmt_identical;
636     s->yuv2yuv_passthrough = s->yuv2yuv_fastmode && s->in_rng == s->out_rng &&
637                              !memcmp(s->in_lumacoef, s->out_lumacoef,
638                                      sizeof(*s->in_lumacoef)) &&
639                              in_desc->comp[0].depth == out_desc->comp[0].depth;
640     if (!s->yuv2yuv_passthrough) {
641         if (redo_yuv2rgb) {
642             double rgb2yuv[3][3], (*yuv2rgb)[3] = s->yuv2rgb_dbl_coeffs;
643             int off, bits, in_rng;
644
645             res = get_range_off(ctx, &off, &s->in_y_rng, &s->in_uv_rng,
646                                 s->in_rng, in_desc->comp[0].depth);
647             if (res < 0) {
648                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
649                        "Unsupported input color range %d (%s)\n",
650                        s->in_rng, av_color_range_name(s->in_rng));
651                 return res;
652             }
653             for (n = 0; n < 8; n++)
654                 s->yuv_offset[0][n] = off;
655             ff_fill_rgb2yuv_table(s->in_lumacoef, rgb2yuv);
656             ff_matrix_invert_3x3(rgb2yuv, yuv2rgb);
657             bits = 1 << (in_desc->comp[0].depth - 1);
658             for (n = 0; n < 3; n++) {
659                 for (in_rng = s->in_y_rng, m = 0; m < 3; m++, in_rng = s->in_uv_rng) {
660                     s->yuv2rgb_coeffs[n][m][0] = lrint(28672 * bits * yuv2rgb[n][m] / in_rng);
661                     for (o = 1; o < 8; o++)
662                         s->yuv2rgb_coeffs[n][m][o] = s->yuv2rgb_coeffs[n][m][0];
663                 }
664             }
665             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][1][0] == 0);
666             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[2][2][0] == 0);
667             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][0][0] == s->yuv2rgb_coeffs[1][0][0]);
668             av_assert2(s->yuv2rgb_coeffs[0][0][0] == s->yuv2rgb_coeffs[2][0][0]);
669             s->yuv2rgb = s->dsp.yuv2rgb[(in_desc->comp[0].depth - 8) >> 1]
670                                        [in_desc->log2_chroma_h + in_desc->log2_chroma_w];
671             emms = 1;
672         }
673
674         if (redo_rgb2yuv) {
675             double (*rgb2yuv)[3] = s->rgb2yuv_dbl_coeffs;
676             int off, out_rng, bits;
677
678             res = get_range_off(ctx, &off, &s->out_y_rng, &s->out_uv_rng,
679                                 s->out_rng, out_desc->comp[0].depth);
680             if (res < 0) {
681                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
682                        "Unsupported output color range %d (%s)\n",
683                        s->out_rng, av_color_range_name(s->out_rng));
684                 return res;
685             }
686             for (n = 0; n < 8; n++)
687                 s->yuv_offset[1][n] = off;
688             ff_fill_rgb2yuv_table(s->out_lumacoef, rgb2yuv);
689             bits = 1 << (29 - out_desc->comp[0].depth);
690             for (out_rng = s->out_y_rng, n = 0; n < 3; n++, out_rng = s->out_uv_rng) {
691                 for (m = 0; m < 3; m++) {
692                     s->rgb2yuv_coeffs[n][m][0] = lrint(bits * out_rng * rgb2yuv[n][m] / 28672);
693                     for (o = 1; o < 8; o++)
694                         s->rgb2yuv_coeffs[n][m][o] = s->rgb2yuv_coeffs[n][m][0];
695                 }
696             }
697             av_assert2(s->rgb2yuv_coeffs[1][2][0] == s->rgb2yuv_coeffs[2][0][0]);
698             s->rgb2yuv = s->dsp.rgb2yuv[(out_desc->comp[0].depth - 8) >> 1]
699                                        [out_desc->log2_chroma_h + out_desc->log2_chroma_w];
700             s->rgb2yuv_fsb = s->dsp.rgb2yuv_fsb[(out_desc->comp[0].depth - 8) >> 1]
701                                        [out_desc->log2_chroma_h + out_desc->log2_chroma_w];
702             emms = 1;
703         }
704
705         if (s->yuv2yuv_fastmode && (redo_yuv2rgb || redo_rgb2yuv)) {
706             int idepth = in_desc->comp[0].depth, odepth = out_desc->comp[0].depth;
707             double (*rgb2yuv)[3] = s->rgb2yuv_dbl_coeffs;
708             double (*yuv2rgb)[3] = s->yuv2rgb_dbl_coeffs;
709             double yuv2yuv[3][3];
710             int in_rng, out_rng;
711
712             ff_matrix_mul_3x3(yuv2yuv, yuv2rgb, rgb2yuv);
713             for (out_rng = s->out_y_rng, m = 0; m < 3; m++, out_rng = s->out_uv_rng) {
714                 for (in_rng = s->in_y_rng, n = 0; n < 3; n++, in_rng = s->in_uv_rng) {
715                     s->yuv2yuv_coeffs[m][n][0] =
716                         lrint(16384 * yuv2yuv[m][n] * out_rng * (1 << idepth) /
717                               (in_rng * (1 << odepth)));
718                     for (o = 1; o < 8; o++)
719                         s->yuv2yuv_coeffs[m][n][o] = s->yuv2yuv_coeffs[m][n][0];
720                 }
721             }
722             av_assert2(s->yuv2yuv_coeffs[1][0][0] == 0);
723             av_assert2(s->yuv2yuv_coeffs[2][0][0] == 0);
724             s->yuv2yuv = s->dsp.yuv2yuv[(idepth - 8) >> 1][(odepth - 8) >> 1]
725                                        [in_desc->log2_chroma_h + in_desc->log2_chroma_w];
726         }
727     }
728
729     if (emms)
730         emms_c();
731
732     return 0;
733 }
734
735 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
736 {
737     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
738
739     ff_colorspacedsp_init(&s->dsp);
740
741     return 0;
742 }
743
744 static void uninit(AVFilterContext *ctx)
745 {
746     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
747
748     av_freep(&s->rgb[0]);
749     av_freep(&s->rgb[1]);
750     av_freep(&s->rgb[2]);
751     s->rgb_sz = 0;
752     av_freep(&s->dither_scratch_base[0][0]);
753     av_freep(&s->dither_scratch_base[0][1]);
754     av_freep(&s->dither_scratch_base[1][0]);
755     av_freep(&s->dither_scratch_base[1][1]);
756     av_freep(&s->dither_scratch_base[2][0]);
757     av_freep(&s->dither_scratch_base[2][1]);
758
759     av_freep(&s->lin_lut);
760 }
761
762 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *in)
763 {
764     AVFilterContext *ctx = link->dst;
765     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
766     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
767     // FIXME if yuv2yuv_passthrough, don't get a new buffer but use the
768     // input one if it is writable *OR* the actual literal values of in_*
769     // and out_* are identical (not just their respective properties)
770     AVFrame *out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
771     int res;
772     ptrdiff_t rgb_stride = FFALIGN(in->width * sizeof(int16_t), 32);
773     unsigned rgb_sz = rgb_stride * in->height;
774     ThreadData td;
775
776     if (!out) {
777         av_frame_free(&in);
778         return AVERROR(ENOMEM);
779     }
780     res = av_frame_copy_props(out, in);
781     if (res < 0) {
782         av_frame_free(&in);
783         return res;
784     }
785
786     out->color_primaries = s->user_prm == AVCOL_PRI_UNSPECIFIED ?
787                            default_prm[FFMIN(s->user_all, CS_NB)] : s->user_prm;
788     if (s->user_trc == AVCOL_TRC_UNSPECIFIED) {
789         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(out->format);
790
791         out->color_trc   = default_trc[FFMIN(s->user_all, CS_NB)];
792         if (out->color_trc == AVCOL_TRC_BT2020_10 && desc && desc->comp[0].depth >= 12)
793             out->color_trc = AVCOL_TRC_BT2020_12;
794     } else {
795         out->color_trc   = s->user_trc;
796     }
797     out->colorspace      = s->user_csp == AVCOL_SPC_UNSPECIFIED ?
798                            default_csp[FFMIN(s->user_all, CS_NB)] : s->user_csp;
799     out->color_range     = s->user_rng == AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED ?
800                            in->color_range : s->user_rng;
801     if (rgb_sz != s->rgb_sz) {
802         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(out->format);
803         int uvw = in->width >> desc->log2_chroma_w;
804
805         av_freep(&s->rgb[0]);
806         av_freep(&s->rgb[1]);
807         av_freep(&s->rgb[2]);
808         s->rgb_sz = 0;
809         av_freep(&s->dither_scratch_base[0][0]);
810         av_freep(&s->dither_scratch_base[0][1]);
811         av_freep(&s->dither_scratch_base[1][0]);
812         av_freep(&s->dither_scratch_base[1][1]);
813         av_freep(&s->dither_scratch_base[2][0]);
814         av_freep(&s->dither_scratch_base[2][1]);
815
816         s->rgb[0] = av_malloc(rgb_sz);
817         s->rgb[1] = av_malloc(rgb_sz);
818         s->rgb[2] = av_malloc(rgb_sz);
819         s->dither_scratch_base[0][0] =
820             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[0][0]) * (in->width + 4));
821         s->dither_scratch_base[0][1] =
822             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[0][1]) * (in->width + 4));
823         s->dither_scratch_base[1][0] =
824             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[1][0]) * (uvw + 4));
825         s->dither_scratch_base[1][1] =
826             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[1][1]) * (uvw + 4));
827         s->dither_scratch_base[2][0] =
828             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[2][0]) * (uvw + 4));
829         s->dither_scratch_base[2][1] =
830             av_malloc(sizeof(*s->dither_scratch_base[2][1]) * (uvw + 4));
831         s->dither_scratch[0][0] = &s->dither_scratch_base[0][0][1];
832         s->dither_scratch[0][1] = &s->dither_scratch_base[0][1][1];
833         s->dither_scratch[1][0] = &s->dither_scratch_base[1][0][1];
834         s->dither_scratch[1][1] = &s->dither_scratch_base[1][1][1];
835         s->dither_scratch[2][0] = &s->dither_scratch_base[2][0][1];
836         s->dither_scratch[2][1] = &s->dither_scratch_base[2][1][1];
837         if (!s->rgb[0] || !s->rgb[1] || !s->rgb[2] ||
838             !s->dither_scratch_base[0][0] || !s->dither_scratch_base[0][1] ||
839             !s->dither_scratch_base[1][0] || !s->dither_scratch_base[1][1] ||
840             !s->dither_scratch_base[2][0] || !s->dither_scratch_base[2][1]) {
841             uninit(ctx);
842             return AVERROR(ENOMEM);
843         }
844         s->rgb_sz = rgb_sz;
845     }
846     res = create_filtergraph(ctx, in, out);
847     if (res < 0)
848         return res;
849     s->rgb_stride = rgb_stride / sizeof(int16_t);
850     td.in = in;
851     td.out = out;
852     td.in_linesize[0] = in->linesize[0];
853     td.in_linesize[1] = in->linesize[1];
854     td.in_linesize[2] = in->linesize[2];
855     td.out_linesize[0] = out->linesize[0];
856     td.out_linesize[1] = out->linesize[1];
857     td.out_linesize[2] = out->linesize[2];
858     td.in_ss_h = av_pix_fmt_desc_get(in->format)->log2_chroma_h;
859     td.out_ss_h = av_pix_fmt_desc_get(out->format)->log2_chroma_h;
860     if (s->yuv2yuv_passthrough) {
861         res = av_frame_copy(out, in);
862         if (res < 0)
863             return res;
864     } else {
865         ctx->internal->execute(ctx, convert, &td, NULL,
866                                FFMIN((in->height + 1) >> 1, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
867     }
868     av_frame_free(&in);
869
870     return ff_filter_frame(outlink, out);
871 }
872
873 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
874 {
875     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
876         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV444P,
877         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
878         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
879         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,  AV_PIX_FMT_YUVJ422P,  AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
880         AV_PIX_FMT_NONE
881     };
882     int res;
883     ColorSpaceContext *s = ctx->priv;
884     AVFilterFormats *formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
885
886     if (!formats)
887         return AVERROR(ENOMEM);
888     if (s->user_format == AV_PIX_FMT_NONE)
889         return ff_set_common_formats(ctx, formats);
890     res = ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[0]->out_formats);
891     if (res < 0)
892         return res;
893     formats = NULL;
894     res = ff_add_format(&formats, s->user_format);
895     if (res < 0)
896         return res;
897
898     return ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->in_formats);
899 }
900
901 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
902 {
903     AVFilterContext *ctx = outlink->dst;
904     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
905
906     if (inlink->w % 2 || inlink->h % 2) {
907         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid odd size (%dx%d)\n",
908                inlink->w, inlink->h);
909         return AVERROR_PATCHWELCOME;
910     }
911
912     outlink->w = inlink->w;
913     outlink->h = inlink->h;
914     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
915     outlink->time_base = inlink->time_base;
916
917     return 0;
918 }
919
920 #define OFFSET(x) offsetof(ColorSpaceContext, x)
921 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM | AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
922 #define ENUM(x, y, z) { x, "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = y }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, z }
923
924 static const AVOption colorspace_options[] = {
925     { "all",        "Set all color properties together",
926       OFFSET(user_all),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = CS_UNSPECIFIED },
927       CS_UNSPECIFIED, CS_NB - 1, FLAGS, "all" },
928     ENUM("bt470m",      CS_BT470M,             "all"),
929     ENUM("bt470bg",     CS_BT470BG,            "all"),
930     ENUM("bt601-6-525", CS_BT601_6_525,        "all"),
931     ENUM("bt601-6-625", CS_BT601_6_625,        "all"),
932     ENUM("bt709",       CS_BT709,              "all"),
933     ENUM("smpte170m",   CS_SMPTE170M,          "all"),
934     ENUM("smpte240m",   CS_SMPTE240M,          "all"),
935     ENUM("bt2020",      CS_BT2020,             "all"),
936
937     { "space",      "Output colorspace",
938       OFFSET(user_csp),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED },
939       AVCOL_SPC_RGB, AVCOL_SPC_NB - 1, FLAGS,  "csp"},
940     ENUM("bt709",       AVCOL_SPC_BT709,       "csp"),
941     ENUM("fcc",         AVCOL_SPC_FCC,         "csp"),
942     ENUM("bt470bg",     AVCOL_SPC_BT470BG,     "csp"),
943     ENUM("smpte170m",   AVCOL_SPC_SMPTE170M,   "csp"),
944     ENUM("smpte240m",   AVCOL_SPC_SMPTE240M,   "csp"),
945     ENUM("ycgco",       AVCOL_SPC_YCGCO,       "csp"),
946     ENUM("gbr",         AVCOL_SPC_RGB,         "csp"),
947     ENUM("bt2020nc",    AVCOL_SPC_BT2020_NCL,  "csp"),
948     ENUM("bt2020ncl",   AVCOL_SPC_BT2020_NCL,  "csp"),
949
950     { "range",      "Output color range",
951       OFFSET(user_rng),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED },
952       AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED, AVCOL_RANGE_NB - 1, FLAGS, "rng" },
953     ENUM("tv",          AVCOL_RANGE_MPEG,      "rng"),
954     ENUM("mpeg",        AVCOL_RANGE_MPEG,      "rng"),
955     ENUM("pc",          AVCOL_RANGE_JPEG,      "rng"),
956     ENUM("jpeg",        AVCOL_RANGE_JPEG,      "rng"),
957
958     { "primaries",  "Output color primaries",
959       OFFSET(user_prm),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED },
960       AVCOL_PRI_RESERVED0, AVCOL_PRI_NB - 1, FLAGS, "prm" },
961     ENUM("bt709",        AVCOL_PRI_BT709,      "prm"),
962     ENUM("bt470m",       AVCOL_PRI_BT470M,     "prm"),
963     ENUM("bt470bg",      AVCOL_PRI_BT470BG,    "prm"),
964     ENUM("smpte170m",    AVCOL_PRI_SMPTE170M,  "prm"),
965     ENUM("smpte240m",    AVCOL_PRI_SMPTE240M,  "prm"),
966     ENUM("smpte428",     AVCOL_PRI_SMPTE428,   "prm"),
967     ENUM("film",         AVCOL_PRI_FILM,       "prm"),
968     ENUM("smpte431",     AVCOL_PRI_SMPTE431,   "prm"),
969     ENUM("smpte432",     AVCOL_PRI_SMPTE432,   "prm"),
970     ENUM("bt2020",       AVCOL_PRI_BT2020,     "prm"),
971     ENUM("jedec-p22",    AVCOL_PRI_JEDEC_P22,  "prm"),
972     ENUM("ebu3213",      AVCOL_PRI_EBU3213,    "prm"),
973
974     { "trc",        "Output transfer characteristics",
975       OFFSET(user_trc),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED },
976       AVCOL_TRC_RESERVED0, AVCOL_TRC_NB - 1, FLAGS, "trc" },
977     ENUM("bt709",        AVCOL_TRC_BT709,        "trc"),
978     ENUM("bt470m",       AVCOL_TRC_GAMMA22,      "trc"),
979     ENUM("gamma22",      AVCOL_TRC_GAMMA22,      "trc"),
980     ENUM("bt470bg",      AVCOL_TRC_GAMMA28,      "trc"),
981     ENUM("gamma28",      AVCOL_TRC_GAMMA28,      "trc"),
982     ENUM("smpte170m",    AVCOL_TRC_SMPTE170M,    "trc"),
983     ENUM("smpte240m",    AVCOL_TRC_SMPTE240M,    "trc"),
984     ENUM("srgb",         AVCOL_TRC_IEC61966_2_1, "trc"),
985     ENUM("iec61966-2-1", AVCOL_TRC_IEC61966_2_1, "trc"),
986     ENUM("xvycc",        AVCOL_TRC_IEC61966_2_4, "trc"),
987     ENUM("iec61966-2-4", AVCOL_TRC_IEC61966_2_4, "trc"),
988     ENUM("bt2020-10",    AVCOL_TRC_BT2020_10,    "trc"),
989     ENUM("bt2020-12",    AVCOL_TRC_BT2020_12,    "trc"),
990
991     { "format",   "Output pixel format",
992       OFFSET(user_format), AV_OPT_TYPE_INT,  { .i64 = AV_PIX_FMT_NONE },
993       AV_PIX_FMT_NONE, AV_PIX_FMT_GBRAP12LE, FLAGS, "fmt" },
994     ENUM("yuv420p",   AV_PIX_FMT_YUV420P,   "fmt"),
995     ENUM("yuv420p10", AV_PIX_FMT_YUV420P10, "fmt"),
996     ENUM("yuv420p12", AV_PIX_FMT_YUV420P12, "fmt"),
997     ENUM("yuv422p",   AV_PIX_FMT_YUV422P,   "fmt"),
998     ENUM("yuv422p10", AV_PIX_FMT_YUV422P10, "fmt"),
999     ENUM("yuv422p12", AV_PIX_FMT_YUV422P12, "fmt"),
1000     ENUM("yuv444p",   AV_PIX_FMT_YUV444P,   "fmt"),
1001     ENUM("yuv444p10", AV_PIX_FMT_YUV444P10, "fmt"),
1002     ENUM("yuv444p12", AV_PIX_FMT_YUV444P12, "fmt"),
1003
1004     { "fast",     "Ignore primary chromaticity and gamma correction",
1005       OFFSET(fast_mode), AV_OPT_TYPE_BOOL,  { .i64 = 0    },
1006       0, 1, FLAGS },
1007
1008     { "dither",   "Dithering mode",
1009       OFFSET(dither), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = DITHER_NONE },
1010       DITHER_NONE, DITHER_NB - 1, FLAGS, "dither" },
1011     ENUM("none", DITHER_NONE, "dither"),
1012     ENUM("fsb",  DITHER_FSB,  "dither"),
1013
1014     { "wpadapt", "Whitepoint adaptation method",
1015       OFFSET(wp_adapt), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = WP_ADAPT_BRADFORD },
1016       WP_ADAPT_BRADFORD, NB_WP_ADAPT - 1, FLAGS, "wpadapt" },
1017     ENUM("bradford", WP_ADAPT_BRADFORD, "wpadapt"),
1018     ENUM("vonkries", WP_ADAPT_VON_KRIES, "wpadapt"),
1019     ENUM("identity", WP_ADAPT_IDENTITY, "wpadapt"),
1020
1021     { "iall",       "Set all input color properties together",
1022       OFFSET(user_iall),   AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = CS_UNSPECIFIED },
1023       CS_UNSPECIFIED, CS_NB - 1, FLAGS, "all" },
1024     { "ispace",     "Input colorspace",
1025       OFFSET(user_icsp),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_SPC_UNSPECIFIED },
1026       AVCOL_PRI_RESERVED0, AVCOL_PRI_NB - 1, FLAGS, "csp" },
1027     { "irange",     "Input color range",
1028       OFFSET(user_irng),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED },
1029       AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED, AVCOL_RANGE_NB - 1, FLAGS, "rng" },
1030     { "iprimaries", "Input color primaries",
1031       OFFSET(user_iprm),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_PRI_UNSPECIFIED },
1032       AVCOL_PRI_RESERVED0, AVCOL_PRI_NB - 1, FLAGS, "prm" },
1033     { "itrc",       "Input transfer characteristics",
1034       OFFSET(user_itrc),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AVCOL_TRC_UNSPECIFIED },
1035       AVCOL_TRC_RESERVED0, AVCOL_TRC_NB - 1, FLAGS, "trc" },
1036
1037     { NULL }
1038 };
1039
1040 AVFILTER_DEFINE_CLASS(colorspace);
1041
1042 static const AVFilterPad inputs[] = {
1043     {
1044         .name         = "default",
1045         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1046         .filter_frame = filter_frame,
1047     },
1048     { NULL }
1049 };
1050
1051 static const AVFilterPad outputs[] = {
1052     {
1053         .name         = "default",
1054         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1055         .config_props = config_props,
1056     },
1057     { NULL }
1058 };
1059
1060 AVFilter ff_vf_colorspace = {
1061     .name            = "colorspace",
1062     .description     = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert between colorspaces."),
1063     .init            = init,
1064     .uninit          = uninit,
1065     .query_formats   = query_formats,
1066     .priv_size       = sizeof(ColorSpaceContext),
1067     .priv_class      = &colorspace_class,
1068     .inputs          = inputs,
1069     .outputs         = outputs,
1070     .flags           = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1071 };