Merge commit 'e3fcb14347466095839c2a3c47ebecff02da891e'
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_mpdecimate.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003 Rich Felker
3  * Copyright (c) 2012 Stefano Sabatini
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  * (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg 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
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
18  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  */
21
22 /**
23  * @file mpdecimate filter, ported from libmpcodecs/vf_decimate.c by
24  * Rich Felker.
25  */
26
27 #include "libavutil/opt.h"
28 #include "libavutil/pixdesc.h"
29 #include "libavutil/timestamp.h"
30 #include "libavcodec/dsputil.h"
31 #include "avfilter.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "formats.h"
34 #include "video.h"
35
36 typedef struct {
37     const AVClass *class;
38     int lo, hi;                    ///< lower and higher threshold number of differences
39                                    ///< values for 8x8 blocks
40
41     float frac;                    ///< threshold of changed pixels over the total fraction
42
43     int max_drop_count;            ///< if positive: maximum number of sequential frames to drop
44                                    ///< if negative: minimum number of frames between two drops
45
46     int drop_count;                ///< if positive: number of frames sequentially dropped
47                                    ///< if negative: number of sequential frames which were not dropped
48
49     int hsub, vsub;                ///< chroma subsampling values
50     AVFrame *ref;                  ///< reference picture
51     DSPContext dspctx;             ///< context providing optimized diff routines
52     AVCodecContext *avctx;         ///< codec context required for the DSPContext
53 } DecimateContext;
54
55 #define OFFSET(x) offsetof(DecimateContext, x)
56 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
57
58 static const AVOption mpdecimate_options[] = {
59     { "max",  "set the maximum number of consecutive dropped frames (positive), or the minimum interval between dropped frames (negative)",
60       OFFSET(max_drop_count), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS },
61     { "hi",   "set high dropping threshold", OFFSET(hi), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=64*12}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS },
62     { "lo",   "set low dropping threshold", OFFSET(lo), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=64*5}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS },
63     { "frac", "set fraction dropping threshold",  OFFSET(frac), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.33}, 0, 1, FLAGS },
64     { NULL }
65 };
66
67 AVFILTER_DEFINE_CLASS(mpdecimate);
68
69 /**
70  * Return 1 if the two planes are different, 0 otherwise.
71  */
72 static int diff_planes(AVFilterContext *ctx,
73                        uint8_t *cur, uint8_t *ref, int linesize,
74                        int w, int h)
75 {
76     DecimateContext *decimate = ctx->priv;
77     DSPContext *dspctx = &decimate->dspctx;
78
79     int x, y;
80     int d, c = 0;
81     int t = (w/16)*(h/16)*decimate->frac;
82     int16_t block[8*8];
83
84     /* compute difference for blocks of 8x8 bytes */
85     for (y = 0; y < h-7; y += 4) {
86         for (x = 8; x < w-7; x += 4) {
87             dspctx->diff_pixels(block,
88                                 cur+x+y*linesize,
89                                 ref+x+y*linesize, linesize);
90             d = dspctx->sum_abs_dctelem(block);
91             if (d > decimate->hi)
92                 return 1;
93             if (d > decimate->lo) {
94                 c++;
95                 if (c > t)
96                     return 1;
97             }
98         }
99     }
100     return 0;
101 }
102
103 /**
104  * Tell if the frame should be decimated, for example if it is no much
105  * different with respect to the reference frame ref.
106  */
107 static int decimate_frame(AVFilterContext *ctx,
108                           AVFrame *cur, AVFrame *ref)
109 {
110     DecimateContext *decimate = ctx->priv;
111     int plane;
112
113     if (decimate->max_drop_count > 0 &&
114         decimate->drop_count >= decimate->max_drop_count)
115         return 0;
116     if (decimate->max_drop_count < 0 &&
117         (decimate->drop_count-1) > decimate->max_drop_count)
118         return 0;
119
120     for (plane = 0; ref->data[plane] && ref->linesize[plane]; plane++) {
121         int vsub = plane == 1 || plane == 2 ? decimate->vsub : 0;
122         int hsub = plane == 1 || plane == 2 ? decimate->hsub : 0;
123         if (diff_planes(ctx,
124                         cur->data[plane], ref->data[plane], ref->linesize[plane],
125                         FF_CEIL_RSHIFT(ref->width,  hsub),
126                         FF_CEIL_RSHIFT(ref->height, vsub)))
127             return 0;
128     }
129
130     return 1;
131 }
132
133 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
134 {
135     DecimateContext *decimate = ctx->priv;
136
137     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "max_drop_count:%d hi:%d lo:%d frac:%f\n",
138            decimate->max_drop_count, decimate->hi, decimate->lo, decimate->frac);
139
140     decimate->avctx = avcodec_alloc_context3(NULL);
141     if (!decimate->avctx)
142         return AVERROR(ENOMEM);
143     avpriv_dsputil_init(&decimate->dspctx, decimate->avctx);
144
145     return 0;
146 }
147
148 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
149 {
150     DecimateContext *decimate = ctx->priv;
151     av_frame_free(&decimate->ref);
152     if (decimate->avctx) {
153         avcodec_close(decimate->avctx);
154         av_freep(&decimate->avctx);
155     }
156 }
157
158 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
159 {
160     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
161         AV_PIX_FMT_YUV444P,      AV_PIX_FMT_YUV422P,
162         AV_PIX_FMT_YUV420P,      AV_PIX_FMT_YUV411P,
163         AV_PIX_FMT_YUV410P,      AV_PIX_FMT_YUV440P,
164         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
165         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,     AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
166         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
167         AV_PIX_FMT_NONE
168     };
169
170     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
171
172     return 0;
173 }
174
175 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
176 {
177     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
178     DecimateContext *decimate = ctx->priv;
179     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
180     decimate->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
181     decimate->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
182
183     return 0;
184 }
185
186 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *cur)
187 {
188     DecimateContext *decimate = inlink->dst->priv;
189     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
190     int ret;
191
192     if (decimate->ref && decimate_frame(inlink->dst, cur, decimate->ref)) {
193         decimate->drop_count = FFMAX(1, decimate->drop_count+1);
194     } else {
195         av_frame_free(&decimate->ref);
196         decimate->ref = cur;
197         decimate->drop_count = FFMIN(-1, decimate->drop_count-1);
198
199         if (ret = ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(cur)) < 0)
200             return ret;
201     }
202
203     av_log(inlink->dst, AV_LOG_DEBUG,
204            "%s pts:%s pts_time:%s drop_count:%d\n",
205            decimate->drop_count > 0 ? "drop" : "keep",
206            av_ts2str(cur->pts), av_ts2timestr(cur->pts, &inlink->time_base),
207            decimate->drop_count);
208
209     if (decimate->drop_count > 0)
210         av_frame_free(&cur);
211
212     return 0;
213 }
214
215 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
216 {
217     DecimateContext *decimate = outlink->src->priv;
218     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
219     int ret;
220
221     do {
222         ret = ff_request_frame(inlink);
223     } while (decimate->drop_count > 0 && ret >= 0);
224
225     return ret;
226 }
227
228 static const AVFilterPad mpdecimate_inputs[] = {
229     {
230         .name         = "default",
231         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
232         .config_props = config_input,
233         .filter_frame = filter_frame,
234     },
235     { NULL }
236 };
237
238 static const AVFilterPad mpdecimate_outputs[] = {
239     {
240         .name          = "default",
241         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
242         .request_frame = request_frame,
243     },
244     { NULL }
245 };
246
247 AVFilter ff_vf_mpdecimate = {
248     .name          = "mpdecimate",
249     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Remove near-duplicate frames."),
250     .init          = init,
251     .uninit        = uninit,
252     .priv_size     = sizeof(DecimateContext),
253     .priv_class    = &mpdecimate_class,
254     .query_formats = query_formats,
255     .inputs        = mpdecimate_inputs,
256     .outputs       = mpdecimate_outputs,
257 };