lavfi/delogo: don't recompute the same difference again and again
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_delogo.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2002 Jindrich Makovicka <makovick@gmail.com>
3  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
4  * Copyright (c) 2013 Jean Delvare <khali@linux-fr.org>
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11  * (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
19  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
20  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * A very simple tv station logo remover
26  * Originally imported from MPlayer libmpcodecs/vf_delogo.c,
27  * the algorithm was later improved.
28  */
29
30 #include "libavutil/common.h"
31 #include "libavutil/imgutils.h"
32 #include "libavutil/opt.h"
33 #include "libavutil/pixdesc.h"
34 #include "avfilter.h"
35 #include "formats.h"
36 #include "internal.h"
37 #include "video.h"
38
39 /**
40  * Apply a simple delogo algorithm to the image in src and put the
41  * result in dst.
42  *
43  * The algorithm is only applied to the region specified by the logo
44  * parameters.
45  *
46  * @param w      width of the input image
47  * @param h      height of the input image
48  * @param logo_x x coordinate of the top left corner of the logo region
49  * @param logo_y y coordinate of the top left corner of the logo region
50  * @param logo_w width of the logo
51  * @param logo_h height of the logo
52  * @param band   the size of the band around the processed area
53  * @param show   show a rectangle around the processed area, useful for
54  *               parameters tweaking
55  * @param direct if non-zero perform in-place processing
56  */
57 static void apply_delogo(uint8_t *dst, int dst_linesize,
58                          uint8_t *src, int src_linesize,
59                          int w, int h, AVRational sar,
60                          int logo_x, int logo_y, int logo_w, int logo_h,
61                          int band, int show, int direct)
62 {
63     int x, y, dist;
64     uint64_t interp, weightl, weightr, weightt, weightb;
65     uint8_t *xdst, *xsrc;
66
67     uint8_t *topleft, *botleft, *topright;
68     int xclipl, xclipr, yclipt, yclipb;
69     int logo_x1, logo_x2, logo_y1, logo_y2;
70
71     xclipl = FFMAX(-logo_x, 0);
72     xclipr = FFMAX(logo_x+logo_w-w, 0);
73     yclipt = FFMAX(-logo_y, 0);
74     yclipb = FFMAX(logo_y+logo_h-h, 0);
75
76     logo_x1 = logo_x + xclipl;
77     logo_x2 = logo_x + logo_w - xclipr;
78     logo_y1 = logo_y + yclipt;
79     logo_y2 = logo_y + logo_h - yclipb;
80
81     topleft  = src+logo_y1     * src_linesize+logo_x1;
82     topright = src+logo_y1     * src_linesize+logo_x2-1;
83     botleft  = src+(logo_y2-1) * src_linesize+logo_x1;
84
85     if (!direct)
86         av_image_copy_plane(dst, dst_linesize, src, src_linesize, w, h);
87
88     dst += (logo_y1 + 1) * dst_linesize;
89     src += (logo_y1 + 1) * src_linesize;
90
91     for (y = logo_y1+1; y < logo_y2-1; y++) {
92         for (x = logo_x1+1,
93              xdst = dst+logo_x1+1,
94              xsrc = src+logo_x1+1; x < logo_x2-1; x++, xdst++, xsrc++) {
95
96             /* Weighted interpolation based on relative distances, taking SAR into account */
97             weightl = (uint64_t)              (logo_x2-1-x) * (y-logo_y1) * (logo_y2-1-y) * sar.den;
98             weightr = (uint64_t)(x-logo_x1)                 * (y-logo_y1) * (logo_y2-1-y) * sar.den;
99             weightt = (uint64_t)(x-logo_x1) * (logo_x2-1-x)               * (logo_y2-1-y) * sar.num;
100             weightb = (uint64_t)(x-logo_x1) * (logo_x2-1-x) * (y-logo_y1)                 * sar.num;
101
102             interp =
103                 (topleft[src_linesize*(y-logo_y1)]    +
104                  topleft[src_linesize*(y-logo_y1-1)]  +
105                  topleft[src_linesize*(y-logo_y1+1)]) * weightl
106                 +
107                 (topright[src_linesize*(y-logo_y1)]    +
108                  topright[src_linesize*(y-logo_y1-1)]  +
109                  topright[src_linesize*(y-logo_y1+1)]) * weightr
110                 +
111                 (topleft[x-logo_x1]    +
112                  topleft[x-logo_x1-1]  +
113                  topleft[x-logo_x1+1]) * weightt
114                 +
115                 (botleft[x-logo_x1]    +
116                  botleft[x-logo_x1-1]  +
117                  botleft[x-logo_x1+1]) * weightb;
118             interp /= (weightl + weightr + weightt + weightb) * 3U;
119
120             if (y >= logo_y+band && y < logo_y+logo_h-band &&
121                 x >= logo_x+band && x < logo_x+logo_w-band) {
122                 *xdst = interp;
123             } else {
124                 dist = 0;
125                 if      (x < logo_x+band)
126                     dist = FFMAX(dist, logo_x-x+band);
127                 else if (x >= logo_x+logo_w-band)
128                     dist = FFMAX(dist, x-(logo_x+logo_w-1-band));
129
130                 if      (y < logo_y+band)
131                     dist = FFMAX(dist, logo_y-y+band);
132                 else if (y >= logo_y+logo_h-band)
133                     dist = FFMAX(dist, y-(logo_y+logo_h-1-band));
134
135                 *xdst = (*xsrc*dist + interp*(band-dist))/band;
136                 if (show && (dist == band-1))
137                     *xdst = 0;
138             }
139         }
140
141         dst += dst_linesize;
142         src += src_linesize;
143     }
144 }
145
146 typedef struct {
147     const AVClass *class;
148     int x, y, w, h, band, show;
149 }  DelogoContext;
150
151 #define OFFSET(x) offsetof(DelogoContext, x)
152 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
153
154 static const AVOption delogo_options[]= {
155     { "x",    "set logo x position",       OFFSET(x),    AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, FLAGS },
156     { "y",    "set logo y position",       OFFSET(y),    AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, FLAGS },
157     { "w",    "set logo width",            OFFSET(w),    AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, FLAGS },
158     { "h",    "set logo height",           OFFSET(h),    AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, FLAGS },
159     { "band", "set delogo area band size", OFFSET(band), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 =  4 }, -1, INT_MAX, FLAGS },
160     { "t",    "set delogo area band size", OFFSET(band), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 =  4 }, -1, INT_MAX, FLAGS },
161     { "show", "show delogo area",          OFFSET(show), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 =  0 },  0, 1,       FLAGS },
162     { NULL },
163 };
164
165 AVFILTER_DEFINE_CLASS(delogo);
166
167 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
168 {
169     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
170         AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV420P,
171         AV_PIX_FMT_YUV411P,  AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,
172         AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_GRAY8,
173         AV_PIX_FMT_NONE
174     };
175
176     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
177     return 0;
178 }
179
180 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
181 {
182     DelogoContext *s = ctx->priv;
183
184 #define CHECK_UNSET_OPT(opt)                                            \
185     if (s->opt == -1) {                                            \
186         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Option %s was not set.\n", #opt); \
187         return AVERROR(EINVAL);                                         \
188     }
189     CHECK_UNSET_OPT(x);
190     CHECK_UNSET_OPT(y);
191     CHECK_UNSET_OPT(w);
192     CHECK_UNSET_OPT(h);
193
194     if (s->band < 0 || s->show) {
195         s->show = 1;
196         s->band = 4;
197     }
198
199     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "x:%d y:%d, w:%d h:%d band:%d show:%d\n",
200            s->x, s->y, s->w, s->h, s->band, s->show);
201
202     s->w += s->band*2;
203     s->h += s->band*2;
204     s->x -= s->band;
205     s->y -= s->band;
206
207     return 0;
208 }
209
210 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
211 {
212     DelogoContext *s = inlink->dst->priv;
213     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
214     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
215     AVFrame *out;
216     int hsub0 = desc->log2_chroma_w;
217     int vsub0 = desc->log2_chroma_h;
218     int direct = 0;
219     int plane;
220     AVRational sar;
221
222     if (av_frame_is_writable(in)) {
223         direct = 1;
224         out = in;
225     } else {
226         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
227         if (!out) {
228             av_frame_free(&in);
229             return AVERROR(ENOMEM);
230         }
231
232         av_frame_copy_props(out, in);
233     }
234
235     sar = in->sample_aspect_ratio;
236     /* Assume square pixels if SAR is unknown */
237     if (!sar.num)
238         sar.num = sar.den = 1;
239
240     for (plane = 0; plane < 4 && in->data[plane]; plane++) {
241         int hsub = plane == 1 || plane == 2 ? hsub0 : 0;
242         int vsub = plane == 1 || plane == 2 ? vsub0 : 0;
243
244         apply_delogo(out->data[plane], out->linesize[plane],
245                      in ->data[plane], in ->linesize[plane],
246                      FF_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub),
247                      FF_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub),
248                      sar, s->x>>hsub, s->y>>vsub,
249                      /* Up and left borders were rounded down, inject lost bits
250                       * into width and height to avoid error accumulation */
251                      FF_CEIL_RSHIFT(s->w + (s->x & ((1<<hsub)-1)), hsub),
252                      FF_CEIL_RSHIFT(s->h + (s->y & ((1<<vsub)-1)), vsub),
253                      s->band>>FFMIN(hsub, vsub),
254                      s->show, direct);
255     }
256
257     if (!direct)
258         av_frame_free(&in);
259
260     return ff_filter_frame(outlink, out);
261 }
262
263 static const AVFilterPad avfilter_vf_delogo_inputs[] = {
264     {
265         .name             = "default",
266         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
267         .get_video_buffer = ff_null_get_video_buffer,
268         .filter_frame     = filter_frame,
269     },
270     { NULL }
271 };
272
273 static const AVFilterPad avfilter_vf_delogo_outputs[] = {
274     {
275         .name = "default",
276         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
277     },
278     { NULL }
279 };
280
281 AVFilter avfilter_vf_delogo = {
282     .name          = "delogo",
283     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Remove logo from input video."),
284     .priv_size     = sizeof(DelogoContext),
285     .priv_class    = &delogo_class,
286     .init          = init,
287     .query_formats = query_formats,
288
289     .inputs    = avfilter_vf_delogo_inputs,
290     .outputs   = avfilter_vf_delogo_outputs,
291     .flags     = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
292 };