lavfi/af_asetnsamples: Remove the redundant condition check
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_curves.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2013 Clément Bœsch
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 "libavutil/opt.h"
22 #include "libavutil/bprint.h"
23 #include "libavutil/eval.h"
24 #include "libavutil/file.h"
25 #include "libavutil/intreadwrite.h"
26 #include "libavutil/avassert.h"
27 #include "libavutil/pixdesc.h"
28 #include "avfilter.h"
29 #include "drawutils.h"
30 #include "formats.h"
31 #include "internal.h"
32 #include "video.h"
33
34 #define R 0
35 #define G 1
36 #define B 2
37 #define A 3
38
39 struct keypoint {
40     double x, y;
41     struct keypoint *next;
42 };
43
44 #define NB_COMP 3
45
46 enum preset {
47     PRESET_NONE,
48     PRESET_COLOR_NEGATIVE,
49     PRESET_CROSS_PROCESS,
50     PRESET_DARKER,
51     PRESET_INCREASE_CONTRAST,
52     PRESET_LIGHTER,
53     PRESET_LINEAR_CONTRAST,
54     PRESET_MEDIUM_CONTRAST,
55     PRESET_NEGATIVE,
56     PRESET_STRONG_CONTRAST,
57     PRESET_VINTAGE,
58     NB_PRESETS,
59 };
60
61 typedef struct CurvesContext {
62     const AVClass *class;
63     int preset;
64     char *comp_points_str[NB_COMP + 1];
65     char *comp_points_str_all;
66     uint16_t *graph[NB_COMP + 1];
67     int lut_size;
68     char *psfile;
69     uint8_t rgba_map[4];
70     int step;
71     char *plot_filename;
72     int is_16bit;
73     int depth;
74
75     int (*filter_slice)(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs);
76 } CurvesContext;
77
78 typedef struct ThreadData {
79     AVFrame *in, *out;
80 } ThreadData;
81
82 #define OFFSET(x) offsetof(CurvesContext, x)
83 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
84 static const AVOption curves_options[] = {
85     { "preset", "select a color curves preset", OFFSET(preset), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=PRESET_NONE}, PRESET_NONE, NB_PRESETS-1, FLAGS, "preset_name" },
86         { "none",               NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_NONE},                 INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
87         { "color_negative",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_COLOR_NEGATIVE},       INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
88         { "cross_process",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_CROSS_PROCESS},        INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
89         { "darker",             NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_DARKER},               INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
90         { "increase_contrast",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_INCREASE_CONTRAST},    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
91         { "lighter",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_LIGHTER},              INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
92         { "linear_contrast",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_LINEAR_CONTRAST},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
93         { "medium_contrast",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_MEDIUM_CONTRAST},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
94         { "negative",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_NEGATIVE},             INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
95         { "strong_contrast",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_STRONG_CONTRAST},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
96         { "vintage",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PRESET_VINTAGE},              INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "preset_name" },
97     { "master","set master points coordinates",OFFSET(comp_points_str[NB_COMP]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
98     { "m",     "set master points coordinates",OFFSET(comp_points_str[NB_COMP]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
99     { "red",   "set red points coordinates",   OFFSET(comp_points_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
100     { "r",     "set red points coordinates",   OFFSET(comp_points_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
101     { "green", "set green points coordinates", OFFSET(comp_points_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
102     { "g",     "set green points coordinates", OFFSET(comp_points_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
103     { "blue",  "set blue points coordinates",  OFFSET(comp_points_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
104     { "b",     "set blue points coordinates",  OFFSET(comp_points_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
105     { "all",   "set points coordinates for all components", OFFSET(comp_points_str_all), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
106     { "psfile", "set Photoshop curves file name", OFFSET(psfile), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
107     { "plot", "save Gnuplot script of the curves in specified file", OFFSET(plot_filename), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
108     { NULL }
109 };
110
111 AVFILTER_DEFINE_CLASS(curves);
112
113 static const struct {
114     const char *r;
115     const char *g;
116     const char *b;
117     const char *master;
118 } curves_presets[] = {
119     [PRESET_COLOR_NEGATIVE] = {
120         "0.129/1 0.466/0.498 0.725/0",
121         "0.109/1 0.301/0.498 0.517/0",
122         "0.098/1 0.235/0.498 0.423/0",
123     },
124     [PRESET_CROSS_PROCESS] = {
125         "0/0 0.25/0.156 0.501/0.501 0.686/0.745 1/1",
126         "0/0 0.25/0.188 0.38/0.501 0.745/0.815 1/0.815",
127         "0/0 0.231/0.094 0.709/0.874 1/1",
128     },
129     [PRESET_DARKER]             = { .master = "0/0 0.5/0.4 1/1" },
130     [PRESET_INCREASE_CONTRAST]  = { .master = "0/0 0.149/0.066 0.831/0.905 0.905/0.98 1/1" },
131     [PRESET_LIGHTER]            = { .master = "0/0 0.4/0.5 1/1" },
132     [PRESET_LINEAR_CONTRAST]    = { .master = "0/0 0.305/0.286 0.694/0.713 1/1" },
133     [PRESET_MEDIUM_CONTRAST]    = { .master = "0/0 0.286/0.219 0.639/0.643 1/1" },
134     [PRESET_NEGATIVE]           = { .master = "0/1 1/0" },
135     [PRESET_STRONG_CONTRAST]    = { .master = "0/0 0.301/0.196 0.592/0.6 0.686/0.737 1/1" },
136     [PRESET_VINTAGE] = {
137         "0/0.11 0.42/0.51 1/0.95",
138         "0/0 0.50/0.48 1/1",
139         "0/0.22 0.49/0.44 1/0.8",
140     }
141 };
142
143 static struct keypoint *make_point(double x, double y, struct keypoint *next)
144 {
145     struct keypoint *point = av_mallocz(sizeof(*point));
146
147     if (!point)
148         return NULL;
149     point->x = x;
150     point->y = y;
151     point->next = next;
152     return point;
153 }
154
155 static int parse_points_str(AVFilterContext *ctx, struct keypoint **points, const char *s,
156                             int lut_size)
157 {
158     char *p = (char *)s; // strtod won't alter the string
159     struct keypoint *last = NULL;
160     const int scale = lut_size - 1;
161
162     /* construct a linked list based on the key points string */
163     while (p && *p) {
164         struct keypoint *point = make_point(0, 0, NULL);
165         if (!point)
166             return AVERROR(ENOMEM);
167         point->x = av_strtod(p, &p); if (p && *p) p++;
168         point->y = av_strtod(p, &p); if (p && *p) p++;
169         if (point->x < 0 || point->x > 1 || point->y < 0 || point->y > 1) {
170             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid key point coordinates (%f;%f), "
171                    "x and y must be in the [0;1] range.\n", point->x, point->y);
172             return AVERROR(EINVAL);
173         }
174         if (!*points)
175             *points = point;
176         if (last) {
177             if ((int)(last->x * scale) >= (int)(point->x * scale)) {
178                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Key point coordinates (%f;%f) "
179                        "and (%f;%f) are too close from each other or not "
180                        "strictly increasing on the x-axis\n",
181                        last->x, last->y, point->x, point->y);
182                 return AVERROR(EINVAL);
183             }
184             last->next = point;
185         }
186         last = point;
187     }
188
189     if (*points && !(*points)->next) {
190         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Only one point (at (%f;%f)) is defined, "
191                "this is unlikely to behave as you expect. You probably want"
192                "at least 2 points.",
193                (*points)->x, (*points)->y);
194     }
195
196     return 0;
197 }
198
199 static int get_nb_points(const struct keypoint *d)
200 {
201     int n = 0;
202     while (d) {
203         n++;
204         d = d->next;
205     }
206     return n;
207 }
208
209 /**
210  * Natural cubic spline interpolation
211  * Finding curves using Cubic Splines notes by Steven Rauch and John Stockie.
212  * @see http://people.math.sfu.ca/~stockie/teaching/macm316/notes/splines.pdf
213  */
214
215 #define CLIP(v) (nbits == 8 ? av_clip_uint8(v) : av_clip_uintp2_c(v, nbits))
216
217 static inline int interpolate(void *log_ctx, uint16_t *y,
218                               const struct keypoint *points, int nbits)
219 {
220     int i, ret = 0;
221     const struct keypoint *point = points;
222     double xprev = 0;
223     const int lut_size = 1<<nbits;
224     const int scale = lut_size - 1;
225
226     double (*matrix)[3];
227     double *h, *r;
228     const int n = get_nb_points(points); // number of splines
229
230     if (n == 0) {
231         for (i = 0; i < lut_size; i++)
232             y[i] = i;
233         return 0;
234     }
235
236     if (n == 1) {
237         for (i = 0; i < lut_size; i++)
238             y[i] = CLIP(point->y * scale);
239         return 0;
240     }
241
242     matrix = av_calloc(n, sizeof(*matrix));
243     h = av_malloc((n - 1) * sizeof(*h));
244     r = av_calloc(n, sizeof(*r));
245
246     if (!matrix || !h || !r) {
247         ret = AVERROR(ENOMEM);
248         goto end;
249     }
250
251     /* h(i) = x(i+1) - x(i) */
252     i = -1;
253     for (point = points; point; point = point->next) {
254         if (i != -1)
255             h[i] = point->x - xprev;
256         xprev = point->x;
257         i++;
258     }
259
260     /* right-side of the polynomials, will be modified to contains the solution */
261     point = points;
262     for (i = 1; i < n - 1; i++) {
263         const double yp = point->y;
264         const double yc = point->next->y;
265         const double yn = point->next->next->y;
266         r[i] = 6 * ((yn-yc)/h[i] - (yc-yp)/h[i-1]);
267         point = point->next;
268     }
269
270 #define BD 0 /* sub  diagonal (below main) */
271 #define MD 1 /* main diagonal (center) */
272 #define AD 2 /* sup  diagonal (above main) */
273
274     /* left side of the polynomials into a tridiagonal matrix. */
275     matrix[0][MD] = matrix[n - 1][MD] = 1;
276     for (i = 1; i < n - 1; i++) {
277         matrix[i][BD] = h[i-1];
278         matrix[i][MD] = 2 * (h[i-1] + h[i]);
279         matrix[i][AD] = h[i];
280     }
281
282     /* tridiagonal solving of the linear system */
283     for (i = 1; i < n; i++) {
284         const double den = matrix[i][MD] - matrix[i][BD] * matrix[i-1][AD];
285         const double k = den ? 1./den : 1.;
286         matrix[i][AD] *= k;
287         r[i] = (r[i] - matrix[i][BD] * r[i - 1]) * k;
288     }
289     for (i = n - 2; i >= 0; i--)
290         r[i] = r[i] - matrix[i][AD] * r[i + 1];
291
292     point = points;
293
294     /* left padding */
295     for (i = 0; i < (int)(point->x * scale); i++)
296         y[i] = CLIP(point->y * scale);
297
298     /* compute the graph with x=[x0..xN] */
299     i = 0;
300     av_assert0(point->next); // always at least 2 key points
301     while (point->next) {
302         const double yc = point->y;
303         const double yn = point->next->y;
304
305         const double a = yc;
306         const double b = (yn-yc)/h[i] - h[i]*r[i]/2. - h[i]*(r[i+1]-r[i])/6.;
307         const double c = r[i] / 2.;
308         const double d = (r[i+1] - r[i]) / (6.*h[i]);
309
310         int x;
311         const int x_start = point->x       * scale;
312         const int x_end   = point->next->x * scale;
313
314         av_assert0(x_start >= 0 && x_start < lut_size &&
315                    x_end   >= 0 && x_end   < lut_size);
316
317         for (x = x_start; x <= x_end; x++) {
318             const double xx = (x - x_start) * 1./scale;
319             const double yy = a + b*xx + c*xx*xx + d*xx*xx*xx;
320             y[x] = CLIP(yy * scale);
321             av_log(log_ctx, AV_LOG_DEBUG, "f(%f)=%f -> y[%d]=%d\n", xx, yy, x, y[x]);
322         }
323
324         point = point->next;
325         i++;
326     }
327
328     /* right padding */
329     for (i = (int)(point->x * scale); i < lut_size; i++)
330         y[i] = CLIP(point->y * scale);
331
332 end:
333     av_free(matrix);
334     av_free(h);
335     av_free(r);
336     return ret;
337 }
338
339 #define DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(nbits)                                     \
340 static int interpolate##nbits(void *log_ctx, uint16_t *y,                   \
341                               const struct keypoint *points)                \
342 {                                                                           \
343     return interpolate(log_ctx, y, points, nbits);                          \
344 }
345
346 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(8)
347 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(9)
348 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(10)
349 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(12)
350 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(14)
351 DECLARE_INTERPOLATE_FUNC(16)
352
353 static int parse_psfile(AVFilterContext *ctx, const char *fname)
354 {
355     CurvesContext *curves = ctx->priv;
356     uint8_t *buf;
357     size_t size;
358     int i, ret, av_unused(version), nb_curves;
359     AVBPrint ptstr;
360     static const int comp_ids[] = {3, 0, 1, 2};
361
362     av_bprint_init(&ptstr, 0, AV_BPRINT_SIZE_AUTOMATIC);
363
364     ret = av_file_map(fname, &buf, &size, 0, NULL);
365     if (ret < 0)
366         return ret;
367
368 #define READ16(dst) do {                \
369     if (size < 2) {                     \
370         ret = AVERROR_INVALIDDATA;      \
371         goto end;                       \
372     }                                   \
373     dst = AV_RB16(buf);                 \
374     buf  += 2;                          \
375     size -= 2;                          \
376 } while (0)
377
378     READ16(version);
379     READ16(nb_curves);
380     for (i = 0; i < FFMIN(nb_curves, FF_ARRAY_ELEMS(comp_ids)); i++) {
381         int nb_points, n;
382         av_bprint_clear(&ptstr);
383         READ16(nb_points);
384         for (n = 0; n < nb_points; n++) {
385             int y, x;
386             READ16(y);
387             READ16(x);
388             av_bprintf(&ptstr, "%f/%f ", x / 255., y / 255.);
389         }
390         if (*ptstr.str) {
391             char **pts = &curves->comp_points_str[comp_ids[i]];
392             if (!*pts) {
393                 *pts = av_strdup(ptstr.str);
394                 av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "curves %d (intid=%d) [%d points]: [%s]\n",
395                        i, comp_ids[i], nb_points, *pts);
396                 if (!*pts) {
397                     ret = AVERROR(ENOMEM);
398                     goto end;
399                 }
400             }
401         }
402     }
403 end:
404     av_bprint_finalize(&ptstr, NULL);
405     av_file_unmap(buf, size);
406     return ret;
407 }
408
409 static int dump_curves(const char *fname, uint16_t *graph[NB_COMP + 1],
410                        struct keypoint *comp_points[NB_COMP + 1],
411                        int lut_size)
412 {
413     int i;
414     AVBPrint buf;
415     const double scale = 1. / (lut_size - 1);
416     static const char * const colors[] = { "red", "green", "blue", "#404040", };
417     FILE *f = av_fopen_utf8(fname, "w");
418
419     av_assert0(FF_ARRAY_ELEMS(colors) == NB_COMP + 1);
420
421     if (!f) {
422         int ret = AVERROR(errno);
423         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot open file '%s' for writing: %s\n",
424                fname, av_err2str(ret));
425         return ret;
426     }
427
428     av_bprint_init(&buf, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
429
430     av_bprintf(&buf, "set xtics 0.1\n");
431     av_bprintf(&buf, "set ytics 0.1\n");
432     av_bprintf(&buf, "set size square\n");
433     av_bprintf(&buf, "set grid\n");
434
435     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(colors); i++) {
436         av_bprintf(&buf, "%s'-' using 1:2 with lines lc '%s' title ''",
437                    i ? ", " : "plot ", colors[i]);
438         if (comp_points[i])
439             av_bprintf(&buf, ", '-' using 1:2 with points pointtype 3 lc '%s' title ''",
440                     colors[i]);
441     }
442     av_bprintf(&buf, "\n");
443
444     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(colors); i++) {
445         int x;
446
447         /* plot generated values */
448         for (x = 0; x < lut_size; x++)
449             av_bprintf(&buf, "%f %f\n", x * scale, graph[i][x] * scale);
450         av_bprintf(&buf, "e\n");
451
452         /* plot user knots */
453         if (comp_points[i]) {
454             const struct keypoint *point = comp_points[i];
455
456             while (point) {
457                 av_bprintf(&buf, "%f %f\n", point->x, point->y);
458                 point = point->next;
459             }
460             av_bprintf(&buf, "e\n");
461         }
462     }
463
464     fwrite(buf.str, 1, buf.len, f);
465     fclose(f);
466     av_bprint_finalize(&buf, NULL);
467     return 0;
468 }
469
470 static av_cold int curves_init(AVFilterContext *ctx)
471 {
472     int i, ret;
473     CurvesContext *curves = ctx->priv;
474     char **pts = curves->comp_points_str;
475     const char *allp = curves->comp_points_str_all;
476
477     //if (!allp && curves->preset != PRESET_NONE && curves_presets[curves->preset].all)
478     //    allp = curves_presets[curves->preset].all;
479
480     if (allp) {
481         for (i = 0; i < NB_COMP; i++) {
482             if (!pts[i])
483                 pts[i] = av_strdup(allp);
484             if (!pts[i])
485                 return AVERROR(ENOMEM);
486         }
487     }
488
489     if (curves->psfile) {
490         ret = parse_psfile(ctx, curves->psfile);
491         if (ret < 0)
492             return ret;
493     }
494
495     if (curves->preset != PRESET_NONE) {
496 #define SET_COMP_IF_NOT_SET(n, name) do {                           \
497     if (!pts[n] && curves_presets[curves->preset].name) {           \
498         pts[n] = av_strdup(curves_presets[curves->preset].name);    \
499         if (!pts[n])                                                \
500             return AVERROR(ENOMEM);                                 \
501     }                                                               \
502 } while (0)
503         SET_COMP_IF_NOT_SET(0, r);
504         SET_COMP_IF_NOT_SET(1, g);
505         SET_COMP_IF_NOT_SET(2, b);
506         SET_COMP_IF_NOT_SET(3, master);
507     }
508
509     return 0;
510 }
511
512 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
513 {
514     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
515         AV_PIX_FMT_RGB24,  AV_PIX_FMT_BGR24,
516         AV_PIX_FMT_RGBA,   AV_PIX_FMT_BGRA,
517         AV_PIX_FMT_ARGB,   AV_PIX_FMT_ABGR,
518         AV_PIX_FMT_0RGB,   AV_PIX_FMT_0BGR,
519         AV_PIX_FMT_RGB0,   AV_PIX_FMT_BGR0,
520         AV_PIX_FMT_RGB48,  AV_PIX_FMT_BGR48,
521         AV_PIX_FMT_RGBA64, AV_PIX_FMT_BGRA64,
522         AV_PIX_FMT_GBRP,   AV_PIX_FMT_GBRAP,
523         AV_PIX_FMT_GBRP9,
524         AV_PIX_FMT_GBRP10, AV_PIX_FMT_GBRAP10,
525         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRAP12,
526         AV_PIX_FMT_GBRP14,
527         AV_PIX_FMT_GBRP16, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
528         AV_PIX_FMT_NONE
529     };
530     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
531     if (!fmts_list)
532         return AVERROR(ENOMEM);
533     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
534 }
535
536 static int filter_slice_packed(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
537 {
538     int x, y;
539     const CurvesContext *curves = ctx->priv;
540     const ThreadData *td = arg;
541     const AVFrame *in  = td->in;
542     const AVFrame *out = td->out;
543     const int direct = out == in;
544     const int step = curves->step;
545     const uint8_t r = curves->rgba_map[R];
546     const uint8_t g = curves->rgba_map[G];
547     const uint8_t b = curves->rgba_map[B];
548     const uint8_t a = curves->rgba_map[A];
549     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;
550     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
551
552     if (curves->is_16bit) {
553         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
554             uint16_t       *dstp = (      uint16_t *)(out->data[0] + y * out->linesize[0]);
555             const uint16_t *srcp = (const uint16_t *)(in ->data[0] + y *  in->linesize[0]);
556
557             for (x = 0; x < in->width * step; x += step) {
558                 dstp[x + r] = curves->graph[R][srcp[x + r]];
559                 dstp[x + g] = curves->graph[G][srcp[x + g]];
560                 dstp[x + b] = curves->graph[B][srcp[x + b]];
561                 if (!direct && step == 4)
562                     dstp[x + a] = srcp[x + a];
563             }
564         }
565     } else {
566         uint8_t       *dst = out->data[0] + slice_start * out->linesize[0];
567         const uint8_t *src =  in->data[0] + slice_start *  in->linesize[0];
568
569         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
570             for (x = 0; x < in->width * step; x += step) {
571                 dst[x + r] = curves->graph[R][src[x + r]];
572                 dst[x + g] = curves->graph[G][src[x + g]];
573                 dst[x + b] = curves->graph[B][src[x + b]];
574                 if (!direct && step == 4)
575                     dst[x + a] = src[x + a];
576             }
577             dst += out->linesize[0];
578             src += in ->linesize[0];
579         }
580     }
581     return 0;
582 }
583
584 static int filter_slice_planar(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
585 {
586     int x, y;
587     const CurvesContext *curves = ctx->priv;
588     const ThreadData *td = arg;
589     const AVFrame *in  = td->in;
590     const AVFrame *out = td->out;
591     const int direct = out == in;
592     const int step = curves->step;
593     const uint8_t r = curves->rgba_map[R];
594     const uint8_t g = curves->rgba_map[G];
595     const uint8_t b = curves->rgba_map[B];
596     const uint8_t a = curves->rgba_map[A];
597     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;
598     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
599
600     if (curves->is_16bit) {
601         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
602             uint16_t       *dstrp = (      uint16_t *)(out->data[r] + y * out->linesize[r]);
603             uint16_t       *dstgp = (      uint16_t *)(out->data[g] + y * out->linesize[g]);
604             uint16_t       *dstbp = (      uint16_t *)(out->data[b] + y * out->linesize[b]);
605             uint16_t       *dstap = (      uint16_t *)(out->data[a] + y * out->linesize[a]);
606             const uint16_t *srcrp = (const uint16_t *)(in ->data[r] + y *  in->linesize[r]);
607             const uint16_t *srcgp = (const uint16_t *)(in ->data[g] + y *  in->linesize[g]);
608             const uint16_t *srcbp = (const uint16_t *)(in ->data[b] + y *  in->linesize[b]);
609             const uint16_t *srcap = (const uint16_t *)(in ->data[a] + y *  in->linesize[a]);
610
611             for (x = 0; x < in->width; x++) {
612                 dstrp[x] = curves->graph[R][srcrp[x]];
613                 dstgp[x] = curves->graph[G][srcgp[x]];
614                 dstbp[x] = curves->graph[B][srcbp[x]];
615                 if (!direct && step == 4)
616                     dstap[x] = srcap[x];
617             }
618         }
619     } else {
620         uint8_t       *dstr = out->data[r] + slice_start * out->linesize[r];
621         uint8_t       *dstg = out->data[g] + slice_start * out->linesize[g];
622         uint8_t       *dstb = out->data[b] + slice_start * out->linesize[b];
623         uint8_t       *dsta = out->data[a] + slice_start * out->linesize[a];
624         const uint8_t *srcr =  in->data[r] + slice_start *  in->linesize[r];
625         const uint8_t *srcg =  in->data[g] + slice_start *  in->linesize[g];
626         const uint8_t *srcb =  in->data[b] + slice_start *  in->linesize[b];
627         const uint8_t *srca =  in->data[a] + slice_start *  in->linesize[a];
628
629         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
630             for (x = 0; x < in->width; x++) {
631                 dstr[x] = curves->graph[R][srcr[x]];
632                 dstg[x] = curves->graph[G][srcg[x]];
633                 dstb[x] = curves->graph[B][srcb[x]];
634                 if (!direct && step == 4)
635                     dsta[x] = srca[x];
636             }
637             dstr += out->linesize[r];
638             dstg += out->linesize[g];
639             dstb += out->linesize[b];
640             dsta += out->linesize[a];
641             srcr += in ->linesize[r];
642             srcg += in ->linesize[g];
643             srcb += in ->linesize[b];
644             srca += in ->linesize[a];
645         }
646     }
647     return 0;
648 }
649
650 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
651 {
652     int i, j, ret;
653     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
654     CurvesContext *curves = ctx->priv;
655     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
656     char **pts = curves->comp_points_str;
657     struct keypoint *comp_points[NB_COMP + 1] = {0};
658
659     ff_fill_rgba_map(curves->rgba_map, inlink->format);
660     curves->is_16bit = desc->comp[0].depth > 8;
661     curves->depth = desc->comp[0].depth;
662     curves->lut_size = 1 << curves->depth;
663     curves->step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> (3 + curves->is_16bit);
664     curves->filter_slice = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR ? filter_slice_planar : filter_slice_packed;
665
666     for (i = 0; i < NB_COMP + 1; i++) {
667         curves->graph[i] = av_mallocz_array(curves->lut_size, sizeof(*curves->graph[0]));
668         if (!curves->graph[i])
669             return AVERROR(ENOMEM);
670         ret = parse_points_str(ctx, comp_points + i, curves->comp_points_str[i], curves->lut_size);
671         if (ret < 0)
672             return ret;
673         switch (curves->depth) {
674         case  8: ret = interpolate8 (ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
675         case  9: ret = interpolate9 (ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
676         case 10: ret = interpolate10(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
677         case 12: ret = interpolate12(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
678         case 14: ret = interpolate14(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
679         case 16: ret = interpolate16(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); break;
680         }
681         if (ret < 0)
682             return ret;
683     }
684
685     if (pts[NB_COMP]) {
686         for (i = 0; i < NB_COMP; i++)
687             for (j = 0; j < curves->lut_size; j++)
688                 curves->graph[i][j] = curves->graph[NB_COMP][curves->graph[i][j]];
689     }
690
691     if (av_log_get_level() >= AV_LOG_VERBOSE) {
692         for (i = 0; i < NB_COMP; i++) {
693             const struct keypoint *point = comp_points[i];
694             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "#%d points:", i);
695             while (point) {
696                 av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, " (%f;%f)", point->x, point->y);
697                 point = point->next;
698             }
699         }
700     }
701
702     if (curves->plot_filename)
703         dump_curves(curves->plot_filename, curves->graph, comp_points, curves->lut_size);
704
705     for (i = 0; i < NB_COMP + 1; i++) {
706         struct keypoint *point = comp_points[i];
707         while (point) {
708             struct keypoint *next = point->next;
709             av_free(point);
710             point = next;
711         }
712     }
713
714     return 0;
715 }
716
717 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
718 {
719     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
720     CurvesContext *curves = ctx->priv;
721     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
722     AVFrame *out;
723     ThreadData td;
724
725     if (av_frame_is_writable(in)) {
726         out = in;
727     } else {
728         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
729         if (!out) {
730             av_frame_free(&in);
731             return AVERROR(ENOMEM);
732         }
733         av_frame_copy_props(out, in);
734     }
735
736     td.in  = in;
737     td.out = out;
738     ctx->internal->execute(ctx, curves->filter_slice, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
739
740     if (out != in)
741         av_frame_free(&in);
742
743     return ff_filter_frame(outlink, out);
744 }
745
746 static av_cold void curves_uninit(AVFilterContext *ctx)
747 {
748     int i;
749     CurvesContext *curves = ctx->priv;
750
751     for (i = 0; i < NB_COMP + 1; i++)
752         av_freep(&curves->graph[i]);
753 }
754
755 static const AVFilterPad curves_inputs[] = {
756     {
757         .name         = "default",
758         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
759         .filter_frame = filter_frame,
760         .config_props = config_input,
761     },
762     { NULL }
763 };
764
765 static const AVFilterPad curves_outputs[] = {
766     {
767         .name = "default",
768         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
769     },
770     { NULL }
771 };
772
773 AVFilter ff_vf_curves = {
774     .name          = "curves",
775     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust components curves."),
776     .priv_size     = sizeof(CurvesContext),
777     .init          = curves_init,
778     .uninit        = curves_uninit,
779     .query_formats = query_formats,
780     .inputs        = curves_inputs,
781     .outputs       = curves_outputs,
782     .priv_class    = &curves_class,
783     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
784 };