avfilter/vf_pullup: fix gray8
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_idet.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
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 <float.h> /* FLT_MAX */
22
23 #include "libavutil/cpu.h"
24 #include "libavutil/common.h"
25 #include "libavutil/opt.h"
26 #include "libavutil/pixdesc.h"
27 #include "avfilter.h"
28 #include "internal.h"
29
30 #define HIST_SIZE 4
31
32 typedef enum {
33     TFF,
34     BFF,
35     PROGRSSIVE,
36     UNDETERMINED,
37 } Type;
38
39 typedef struct {
40     const AVClass *class;
41     float interlace_threshold;
42     float progressive_threshold;
43
44     Type last_type;
45     int prestat[4];
46     int poststat[4];
47
48     uint8_t history[HIST_SIZE];
49
50     AVFrame *cur;
51     AVFrame *next;
52     AVFrame *prev;
53     int (*filter_line)(const uint8_t *prev, const uint8_t *cur, const uint8_t *next, int w);
54
55     const AVPixFmtDescriptor *csp;
56 } IDETContext;
57
58 #define OFFSET(x) offsetof(IDETContext, x)
59 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
60
61 static const AVOption idet_options[] = {
62     { "intl_thres", "set interlacing threshold", OFFSET(interlace_threshold),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1.04}, -1, FLT_MAX, FLAGS },
63     { "prog_thres", "set progressive threshold", OFFSET(progressive_threshold), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1.5},  -1, FLT_MAX, FLAGS },
64     { NULL }
65 };
66
67 AVFILTER_DEFINE_CLASS(idet);
68
69 static const char *type2str(Type type)
70 {
71     switch(type) {
72         case TFF         : return "Top Field First   ";
73         case BFF         : return "Bottom Field First";
74         case PROGRSSIVE  : return "Progressive       ";
75         case UNDETERMINED: return "Undetermined      ";
76     }
77     return NULL;
78 }
79
80 static int filter_line_c(const uint8_t *a, const uint8_t *b, const uint8_t *c, int w)
81 {
82     int x;
83     int ret=0;
84
85     for(x=0; x<w; x++){
86         int v = (*a++ + *c++) - 2 * *b++;
87         ret += FFABS(v);
88     }
89
90     return ret;
91 }
92
93 static int filter_line_c_16bit(const uint16_t *a, const uint16_t *b, const uint16_t *c, int w)
94 {
95     int x;
96     int ret=0;
97
98     for(x=0; x<w; x++){
99         int v = (*a++ + *c++) - 2 * *b++;
100         ret += FFABS(v);
101     }
102
103     return ret;
104 }
105
106 static void filter(AVFilterContext *ctx)
107 {
108     IDETContext *idet = ctx->priv;
109     int y, i;
110     int64_t alpha[2]={0};
111     int64_t delta=0;
112     Type type, best_type;
113     int match = 0;
114
115     for (i = 0; i < idet->csp->nb_components; i++) {
116         int w = idet->cur->width;
117         int h = idet->cur->height;
118         int refs = idet->cur->linesize[i];
119
120         if (i && i<3) {
121             w = FF_CEIL_RSHIFT(w, idet->csp->log2_chroma_w);
122             h = FF_CEIL_RSHIFT(h, idet->csp->log2_chroma_h);
123         }
124
125         for (y = 2; y < h - 2; y++) {
126             uint8_t *prev = &idet->prev->data[i][y*refs];
127             uint8_t *cur  = &idet->cur ->data[i][y*refs];
128             uint8_t *next = &idet->next->data[i][y*refs];
129             alpha[ y   &1] += idet->filter_line(cur-refs, prev, cur+refs, w);
130             alpha[(y^1)&1] += idet->filter_line(cur-refs, next, cur+refs, w);
131             delta          += idet->filter_line(cur-refs,  cur, cur+refs, w);
132         }
133     }
134
135     if      (alpha[0] > idet->interlace_threshold * alpha[1]){
136         type = TFF;
137     }else if(alpha[1] > idet->interlace_threshold * alpha[0]){
138         type = BFF;
139     }else if(alpha[1] > idet->progressive_threshold * delta){
140         type = PROGRSSIVE;
141     }else{
142         type = UNDETERMINED;
143     }
144
145     memmove(idet->history+1, idet->history, HIST_SIZE-1);
146     idet->history[0] = type;
147     best_type = UNDETERMINED;
148     for(i=0; i<HIST_SIZE; i++){
149         if(idet->history[i] != UNDETERMINED){
150             if(best_type == UNDETERMINED)
151                 best_type = idet->history[i];
152
153             if(idet->history[i] == best_type) {
154                 match++;
155             }else{
156                 match=0;
157                 break;
158             }
159         }
160     }
161     if(idet->last_type == UNDETERMINED){
162         if(match  ) idet->last_type = best_type;
163     }else{
164         if(match>2) idet->last_type = best_type;
165     }
166
167     if      (idet->last_type == TFF){
168         idet->cur->top_field_first = 1;
169         idet->cur->interlaced_frame = 1;
170     }else if(idet->last_type == BFF){
171         idet->cur->top_field_first = 0;
172         idet->cur->interlaced_frame = 1;
173     }else if(idet->last_type == PROGRSSIVE){
174         idet->cur->interlaced_frame = 0;
175     }
176
177     idet->prestat [           type] ++;
178     idet->poststat[idet->last_type] ++;
179     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Single frame:%s, Multi frame:%s\n", type2str(type), type2str(idet->last_type));
180 }
181
182 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *picref)
183 {
184     AVFilterContext *ctx = link->dst;
185     IDETContext *idet = ctx->priv;
186
187     if (idet->prev)
188         av_frame_free(&idet->prev);
189     idet->prev = idet->cur;
190     idet->cur  = idet->next;
191     idet->next = picref;
192
193     if (!idet->cur)
194         return 0;
195
196     if (!idet->prev)
197         idet->prev = av_frame_clone(idet->cur);
198
199     if (!idet->csp)
200         idet->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
201     if (idet->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
202         idet->filter_line = (void*)filter_line_c_16bit;
203
204     filter(ctx);
205
206     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], av_frame_clone(idet->cur));
207 }
208
209 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
210 {
211     IDETContext *idet = ctx->priv;
212
213     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Single frame detection: TFF:%d BFF:%d Progressive:%d Undetermined:%d\n",
214            idet->prestat[TFF],
215            idet->prestat[BFF],
216            idet->prestat[PROGRSSIVE],
217            idet->prestat[UNDETERMINED]
218     );
219     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Multi frame detection: TFF:%d BFF:%d Progressive:%d Undetermined:%d\n",
220            idet->poststat[TFF],
221            idet->poststat[BFF],
222            idet->poststat[PROGRSSIVE],
223            idet->poststat[UNDETERMINED]
224     );
225
226     av_frame_free(&idet->prev);
227     av_frame_free(&idet->cur );
228     av_frame_free(&idet->next);
229 }
230
231 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
232 {
233     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
234         AV_PIX_FMT_YUV420P,
235         AV_PIX_FMT_YUV422P,
236         AV_PIX_FMT_YUV444P,
237         AV_PIX_FMT_YUV410P,
238         AV_PIX_FMT_YUV411P,
239         AV_PIX_FMT_GRAY8,
240         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
241         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
242         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
243         AV_PIX_FMT_GRAY16,
244         AV_PIX_FMT_YUV440P,
245         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
246         AV_PIX_FMT_YUV420P10,
247         AV_PIX_FMT_YUV422P10,
248         AV_PIX_FMT_YUV444P10,
249         AV_PIX_FMT_YUV420P16,
250         AV_PIX_FMT_YUV422P16,
251         AV_PIX_FMT_YUV444P16,
252         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
253         AV_PIX_FMT_NONE
254     };
255
256     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
257
258     return 0;
259 }
260
261 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
262 {
263     outlink->flags |= FF_LINK_FLAG_REQUEST_LOOP;
264     return 0;
265 }
266
267 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
268 {
269     IDETContext *idet = ctx->priv;
270
271     idet->last_type = UNDETERMINED;
272     memset(idet->history, UNDETERMINED, HIST_SIZE);
273
274     idet->filter_line = filter_line_c;
275
276     return 0;
277 }
278
279
280 static const AVFilterPad idet_inputs[] = {
281     {
282         .name         = "default",
283         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
284         .filter_frame = filter_frame,
285     },
286     { NULL }
287 };
288
289 static const AVFilterPad idet_outputs[] = {
290     {
291         .name         = "default",
292         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
293         .config_props = config_output,
294     },
295     { NULL }
296 };
297
298 AVFilter ff_vf_idet = {
299     .name          = "idet",
300     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Interlace detect Filter."),
301     .priv_size     = sizeof(IDETContext),
302     .init          = init,
303     .uninit        = uninit,
304     .query_formats = query_formats,
305     .inputs        = idet_inputs,
306     .outputs       = idet_outputs,
307     .priv_class    = &idet_class,
308 };