lavfi: make formats API private on next bump.
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_gradfun.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2010 Nolan Lum <nol888@gmail.com>
3  * Copyright (c) 2009 Loren Merritt <lorenm@u.washignton.edu>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav 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 GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * gradfun debanding filter, ported from MPlayer
25  * libmpcodecs/vf_gradfun.c
26  *
27  * Apply a boxblur debanding algorithm (based on the gradfun2db
28  * Avisynth filter by prunedtree).
29  * Foreach pixel, if it's within threshold of the blurred value, make it closer.
30  * So now we have a smoothed and higher bitdepth version of all the shallow
31  * gradients, while leaving detailed areas untouched.
32  * Dither it back to 8bit.
33  */
34
35 #include "libavutil/imgutils.h"
36 #include "libavutil/cpu.h"
37 #include "libavutil/pixdesc.h"
38 #include "avfilter.h"
39 #include "formats.h"
40 #include "gradfun.h"
41
42 DECLARE_ALIGNED(16, static const uint16_t, dither)[8][8] = {
43     {0x00,0x60,0x18,0x78,0x06,0x66,0x1E,0x7E},
44     {0x40,0x20,0x58,0x38,0x46,0x26,0x5E,0x3E},
45     {0x10,0x70,0x08,0x68,0x16,0x76,0x0E,0x6E},
46     {0x50,0x30,0x48,0x28,0x56,0x36,0x4E,0x2E},
47     {0x04,0x64,0x1C,0x7C,0x02,0x62,0x1A,0x7A},
48     {0x44,0x24,0x5C,0x3C,0x42,0x22,0x5A,0x3A},
49     {0x14,0x74,0x0C,0x6C,0x12,0x72,0x0A,0x6A},
50     {0x54,0x34,0x4C,0x2C,0x52,0x32,0x4A,0x2A},
51 };
52
53 void ff_gradfun_filter_line_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, uint16_t *dc, int width, int thresh, const uint16_t *dithers)
54 {
55     int x;
56     for (x = 0; x < width; x++, dc += x & 1) {
57         int pix = src[x] << 7;
58         int delta = dc[0] - pix;
59         int m = abs(delta) * thresh >> 16;
60         m = FFMAX(0, 127 - m);
61         m = m * m * delta >> 14;
62         pix += m + dithers[x & 7];
63         dst[x] = av_clip_uint8(pix >> 7);
64     }
65 }
66
67 void ff_gradfun_blur_line_c(uint16_t *dc, uint16_t *buf, uint16_t *buf1, uint8_t *src, int src_linesize, int width)
68 {
69     int x, v, old;
70     for (x = 0; x < width; x++) {
71         v = buf1[x] + src[2 * x] + src[2 * x + 1] + src[2 * x + src_linesize] + src[2 * x + 1 + src_linesize];
72         old = buf[x];
73         buf[x] = v;
74         dc[x] = v - old;
75     }
76 }
77
78 static void filter(GradFunContext *ctx, uint8_t *dst, uint8_t *src, int width, int height, int dst_linesize, int src_linesize, int r)
79 {
80     int bstride = FFALIGN(width, 16) / 2;
81     int y;
82     uint32_t dc_factor = (1 << 21) / (r * r);
83     uint16_t *dc = ctx->buf + 16;
84     uint16_t *buf = ctx->buf + bstride + 32;
85     int thresh = ctx->thresh;
86
87     memset(dc, 0, (bstride + 16) * sizeof(*buf));
88     for (y = 0; y < r; y++)
89         ctx->blur_line(dc, buf + y * bstride, buf + (y - 1) * bstride, src + 2 * y * src_linesize, src_linesize, width / 2);
90     for (;;) {
91         if (y < height - r) {
92             int mod = ((y + r) / 2) % r;
93             uint16_t *buf0 = buf + mod * bstride;
94             uint16_t *buf1 = buf + (mod ? mod - 1 : r - 1) * bstride;
95             int x, v;
96             ctx->blur_line(dc, buf0, buf1, src + (y + r) * src_linesize, src_linesize, width / 2);
97             for (x = v = 0; x < r; x++)
98                 v += dc[x];
99             for (; x < width / 2; x++) {
100                 v += dc[x] - dc[x-r];
101                 dc[x-r] = v * dc_factor >> 16;
102             }
103             for (; x < (width + r + 1) / 2; x++)
104                 dc[x-r] = v * dc_factor >> 16;
105             for (x = -r / 2; x < 0; x++)
106                 dc[x] = dc[0];
107         }
108         if (y == r) {
109             for (y = 0; y < r; y++)
110                 ctx->filter_line(dst + y * dst_linesize, src + y * src_linesize, dc - r / 2, width, thresh, dither[y & 7]);
111         }
112         ctx->filter_line(dst + y * dst_linesize, src + y * src_linesize, dc - r / 2, width, thresh, dither[y & 7]);
113         if (++y >= height) break;
114         ctx->filter_line(dst + y * dst_linesize, src + y * src_linesize, dc - r / 2, width, thresh, dither[y & 7]);
115         if (++y >= height) break;
116     }
117 }
118
119 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
120 {
121     GradFunContext *gf = ctx->priv;
122     float thresh = 1.2;
123     int radius = 16;
124     int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
125
126     if (args)
127         sscanf(args, "%f:%d", &thresh, &radius);
128
129     thresh = av_clipf(thresh, 0.51, 255);
130     gf->thresh = (1 << 15) / thresh;
131     gf->radius = av_clip((radius + 1) & ~1, 4, 32);
132
133     gf->blur_line = ff_gradfun_blur_line_c;
134     gf->filter_line = ff_gradfun_filter_line_c;
135
136     if (HAVE_MMX && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_MMX2)
137         gf->filter_line = ff_gradfun_filter_line_mmx2;
138     if (HAVE_SSSE3 && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSSE3)
139         gf->filter_line = ff_gradfun_filter_line_ssse3;
140     if (HAVE_SSE && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2)
141         gf->blur_line = ff_gradfun_blur_line_sse2;
142
143     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "threshold:%.2f radius:%d\n", thresh, gf->radius);
144
145     return 0;
146 }
147
148 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
149 {
150     GradFunContext *gf = ctx->priv;
151     av_freep(&gf->buf);
152 }
153
154 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
155 {
156     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
157         PIX_FMT_YUV410P,            PIX_FMT_YUV420P,
158         PIX_FMT_GRAY8,              PIX_FMT_NV12,
159         PIX_FMT_NV21,               PIX_FMT_YUV444P,
160         PIX_FMT_YUV422P,            PIX_FMT_YUV411P,
161         PIX_FMT_NONE
162     };
163
164     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
165
166     return 0;
167 }
168
169 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
170 {
171     GradFunContext *gf = inlink->dst->priv;
172     int hsub = av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_w;
173     int vsub = av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_h;
174
175     gf->buf = av_mallocz((FFALIGN(inlink->w, 16) * (gf->radius + 1) / 2 + 32) * sizeof(uint16_t));
176     if (!gf->buf)
177         return AVERROR(ENOMEM);
178
179     gf->chroma_w = -((-inlink->w) >> hsub);
180     gf->chroma_h = -((-inlink->h) >> vsub);
181     gf->chroma_r = av_clip(((((gf->radius >> hsub) + (gf->radius >> vsub)) / 2 ) + 1) & ~1, 4, 32);
182
183     return 0;
184 }
185
186 static void start_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *inpicref)
187 {
188     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
189     AVFilterBufferRef *outpicref;
190
191     if (inpicref->perms & AV_PERM_PRESERVE) {
192         outpicref = avfilter_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, outlink->w, outlink->h);
193         avfilter_copy_buffer_ref_props(outpicref, inpicref);
194         outpicref->video->w = outlink->w;
195         outpicref->video->h = outlink->h;
196     } else
197         outpicref = inpicref;
198
199     outlink->out_buf = outpicref;
200     avfilter_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(outpicref, ~0));
201 }
202
203 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
204
205 static void end_frame(AVFilterLink *inlink)
206 {
207     GradFunContext *gf = inlink->dst->priv;
208     AVFilterBufferRef *inpic = inlink->cur_buf;
209     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
210     AVFilterBufferRef *outpic = outlink->out_buf;
211     int p;
212
213     for (p = 0; p < 4 && inpic->data[p]; p++) {
214         int w = inlink->w;
215         int h = inlink->h;
216         int r = gf->radius;
217         if (p) {
218             w = gf->chroma_w;
219             h = gf->chroma_h;
220             r = gf->chroma_r;
221         }
222
223         if (FFMIN(w, h) > 2 * r)
224             filter(gf, outpic->data[p], inpic->data[p], w, h, outpic->linesize[p], inpic->linesize[p], r);
225         else if (outpic->data[p] != inpic->data[p])
226             av_image_copy_plane(outpic->data[p], outpic->linesize[p], inpic->data[p], inpic->linesize[p], w, h);
227     }
228
229     avfilter_draw_slice(outlink, 0, inlink->h, 1);
230     avfilter_end_frame(outlink);
231     avfilter_unref_buffer(inpic);
232     if (outpic != inpic)
233         avfilter_unref_buffer(outpic);
234 }
235
236 AVFilter avfilter_vf_gradfun = {
237     .name          = "gradfun",
238     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Debands video quickly using gradients."),
239     .priv_size     = sizeof(GradFunContext),
240     .init          = init,
241     .uninit        = uninit,
242     .query_formats = query_formats,
243
244     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
245                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
246                                     .config_props     = config_input,
247                                     .start_frame      = start_frame,
248                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
249                                     .end_frame        = end_frame,
250                                     .min_perms        = AV_PERM_READ, },
251                                   { .name = NULL}},
252     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
253                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, },
254                                   { .name = NULL}},
255 };