avfilter/af_afir: do not over allocate fft buffer
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_smartblur.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  * Copyright (c) 2012 Jeremy Tran
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
24  * Apply a smartblur filter to the input video
25  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_smartblur.c by Michael Niedermayer.
26  */
27
28 #include "libavutil/opt.h"
29 #include "libavutil/pixdesc.h"
30 #include "libswscale/swscale.h"
31
32 #include "avfilter.h"
33 #include "formats.h"
34 #include "internal.h"
35
36 #define RADIUS_MIN 0.1
37 #define RADIUS_MAX 5.0
38
39 #define STRENGTH_MIN -1.0
40 #define STRENGTH_MAX 1.0
41
42 #define THRESHOLD_MIN -30
43 #define THRESHOLD_MAX 30
44
45 typedef struct FilterParam {
46     float              radius;
47     float              strength;
48     int                threshold;
49     float              quality;
50     struct SwsContext *filter_context;
51 } FilterParam;
52
53 typedef struct SmartblurContext {
54     const AVClass *class;
55     FilterParam  luma;
56     FilterParam  chroma;
57     int          hsub;
58     int          vsub;
59     unsigned int sws_flags;
60 } SmartblurContext;
61
62 #define OFFSET(x) offsetof(SmartblurContext, x)
63 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
64
65 static const AVOption smartblur_options[] = {
66     { "luma_radius",    "set luma radius",    OFFSET(luma.radius),    AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, RADIUS_MIN, RADIUS_MAX, .flags=FLAGS },
67     { "lr"         ,    "set luma radius",    OFFSET(luma.radius),    AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, RADIUS_MIN, RADIUS_MAX, .flags=FLAGS },
68     { "luma_strength",  "set luma strength",  OFFSET(luma.strength),  AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, STRENGTH_MIN, STRENGTH_MAX, .flags=FLAGS },
69     { "ls",             "set luma strength",  OFFSET(luma.strength),  AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, STRENGTH_MIN, STRENGTH_MAX, .flags=FLAGS },
70     { "luma_threshold", "set luma threshold", OFFSET(luma.threshold), AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0}, THRESHOLD_MIN, THRESHOLD_MAX, .flags=FLAGS },
71     { "lt",             "set luma threshold", OFFSET(luma.threshold), AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0}, THRESHOLD_MIN, THRESHOLD_MAX, .flags=FLAGS },
72
73     { "chroma_radius",    "set chroma radius",    OFFSET(chroma.radius),    AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=RADIUS_MIN-1},   RADIUS_MIN-1, RADIUS_MAX, .flags=FLAGS },
74     { "cr",               "set chroma radius",    OFFSET(chroma.radius),    AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=RADIUS_MIN-1},   RADIUS_MIN-1, RADIUS_MAX, .flags=FLAGS },
75     { "chroma_strength",  "set chroma strength",  OFFSET(chroma.strength),  AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=STRENGTH_MIN-1}, STRENGTH_MIN-1, STRENGTH_MAX, .flags=FLAGS },
76     { "cs",               "set chroma strength",  OFFSET(chroma.strength),  AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=STRENGTH_MIN-1}, STRENGTH_MIN-1, STRENGTH_MAX, .flags=FLAGS },
77     { "chroma_threshold", "set chroma threshold", OFFSET(chroma.threshold), AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=THRESHOLD_MIN-1}, THRESHOLD_MIN-1, THRESHOLD_MAX, .flags=FLAGS },
78     { "ct",               "set chroma threshold", OFFSET(chroma.threshold), AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=THRESHOLD_MIN-1}, THRESHOLD_MIN-1, THRESHOLD_MAX, .flags=FLAGS },
79
80     { NULL }
81 };
82
83 AVFILTER_DEFINE_CLASS(smartblur);
84
85 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
86 {
87     SmartblurContext *s = ctx->priv;
88
89     /* make chroma default to luma values, if not explicitly set */
90     if (s->chroma.radius < RADIUS_MIN)
91         s->chroma.radius = s->luma.radius;
92     if (s->chroma.strength < STRENGTH_MIN)
93         s->chroma.strength  = s->luma.strength;
94     if (s->chroma.threshold < THRESHOLD_MIN)
95         s->chroma.threshold = s->luma.threshold;
96
97     s->luma.quality = s->chroma.quality = 3.0;
98     s->sws_flags = SWS_BICUBIC;
99
100     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
101            "luma_radius:%f luma_strength:%f luma_threshold:%d "
102            "chroma_radius:%f chroma_strength:%f chroma_threshold:%d\n",
103            s->luma.radius, s->luma.strength, s->luma.threshold,
104            s->chroma.radius, s->chroma.strength, s->chroma.threshold);
105
106     return 0;
107 }
108
109 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
110 {
111     SmartblurContext *s = ctx->priv;
112
113     sws_freeContext(s->luma.filter_context);
114     sws_freeContext(s->chroma.filter_context);
115 }
116
117 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
118 {
119     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
120         AV_PIX_FMT_YUV444P,      AV_PIX_FMT_YUV422P,
121         AV_PIX_FMT_YUV420P,      AV_PIX_FMT_YUV411P,
122         AV_PIX_FMT_YUV410P,      AV_PIX_FMT_YUV440P,
123         AV_PIX_FMT_GRAY8,
124         AV_PIX_FMT_NONE
125     };
126
127     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
128     if (!fmts_list)
129         return AVERROR(ENOMEM);
130     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
131 }
132
133 static int alloc_sws_context(FilterParam *f, int width, int height, unsigned int flags)
134 {
135     SwsVector *vec;
136     SwsFilter sws_filter;
137
138     vec = sws_getGaussianVec(f->radius, f->quality);
139
140     if (!vec)
141         return AVERROR(EINVAL);
142
143     sws_scaleVec(vec, f->strength);
144     vec->coeff[vec->length / 2] += 1.0 - f->strength;
145     sws_filter.lumH = sws_filter.lumV = vec;
146     sws_filter.chrH = sws_filter.chrV = NULL;
147     f->filter_context = sws_getCachedContext(NULL,
148                                              width, height, AV_PIX_FMT_GRAY8,
149                                              width, height, AV_PIX_FMT_GRAY8,
150                                              flags, &sws_filter, NULL, NULL);
151
152     sws_freeVec(vec);
153
154     if (!f->filter_context)
155         return AVERROR(EINVAL);
156
157     return 0;
158 }
159
160 static int config_props(AVFilterLink *inlink)
161 {
162     SmartblurContext *s = inlink->dst->priv;
163     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
164
165     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
166     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
167
168     alloc_sws_context(&s->luma, inlink->w, inlink->h, s->sws_flags);
169     alloc_sws_context(&s->chroma,
170                       AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, s->hsub),
171                       AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->vsub),
172                       s->sws_flags);
173
174     return 0;
175 }
176
177 static void blur(uint8_t       *dst, const int dst_linesize,
178                  const uint8_t *src, const int src_linesize,
179                  const int w, const int h, const int threshold,
180                  struct SwsContext *filter_context)
181 {
182     int x, y;
183     int orig, filtered;
184     int diff;
185     /* Declare arrays of 4 to get aligned data */
186     const uint8_t* const src_array[4] = {src};
187     uint8_t *dst_array[4]             = {dst};
188     int src_linesize_array[4] = {src_linesize};
189     int dst_linesize_array[4] = {dst_linesize};
190
191     sws_scale(filter_context, src_array, src_linesize_array,
192               0, h, dst_array, dst_linesize_array);
193
194     if (threshold > 0) {
195         for (y = 0; y < h; ++y) {
196             for (x = 0; x < w; ++x) {
197                 orig     = src[x + y * src_linesize];
198                 filtered = dst[x + y * dst_linesize];
199                 diff     = orig - filtered;
200
201                 if (diff > 0) {
202                     if (diff > 2 * threshold)
203                         dst[x + y * dst_linesize] = orig;
204                     else if (diff > threshold)
205                         /* add 'diff' and subtract 'threshold' from 'filtered' */
206                         dst[x + y * dst_linesize] = orig - threshold;
207                 } else {
208                     if (-diff > 2 * threshold)
209                         dst[x + y * dst_linesize] = orig;
210                     else if (-diff > threshold)
211                         /* add 'diff' and 'threshold' to 'filtered' */
212                         dst[x + y * dst_linesize] = orig + threshold;
213                 }
214             }
215         }
216     } else if (threshold < 0) {
217         for (y = 0; y < h; ++y) {
218             for (x = 0; x < w; ++x) {
219                 orig     = src[x + y * src_linesize];
220                 filtered = dst[x + y * dst_linesize];
221                 diff     = orig - filtered;
222
223                 if (diff > 0) {
224                     if (diff <= -threshold)
225                         dst[x + y * dst_linesize] = orig;
226                     else if (diff <= -2 * threshold)
227                         /* subtract 'diff' and 'threshold' from 'orig' */
228                         dst[x + y * dst_linesize] = filtered - threshold;
229                 } else {
230                     if (diff >= threshold)
231                         dst[x + y * dst_linesize] = orig;
232                     else if (diff >= 2 * threshold)
233                         /* add 'threshold' and subtract 'diff' from 'orig' */
234                         dst[x + y * dst_linesize] = filtered + threshold;
235                 }
236             }
237         }
238     }
239 }
240
241 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpic)
242 {
243     SmartblurContext  *s  = inlink->dst->priv;
244     AVFilterLink *outlink     = inlink->dst->outputs[0];
245     AVFrame *outpic;
246     int cw = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, s->hsub);
247     int ch = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->vsub);
248
249     outpic = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
250     if (!outpic) {
251         av_frame_free(&inpic);
252         return AVERROR(ENOMEM);
253     }
254     av_frame_copy_props(outpic, inpic);
255
256     blur(outpic->data[0], outpic->linesize[0],
257          inpic->data[0],  inpic->linesize[0],
258          inlink->w, inlink->h, s->luma.threshold,
259          s->luma.filter_context);
260
261     if (inpic->data[2]) {
262         blur(outpic->data[1], outpic->linesize[1],
263              inpic->data[1],  inpic->linesize[1],
264              cw, ch, s->chroma.threshold,
265              s->chroma.filter_context);
266         blur(outpic->data[2], outpic->linesize[2],
267              inpic->data[2],  inpic->linesize[2],
268              cw, ch, s->chroma.threshold,
269              s->chroma.filter_context);
270     }
271
272     av_frame_free(&inpic);
273     return ff_filter_frame(outlink, outpic);
274 }
275
276 static const AVFilterPad smartblur_inputs[] = {
277     {
278         .name         = "default",
279         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
280         .filter_frame = filter_frame,
281         .config_props = config_props,
282     },
283     { NULL }
284 };
285
286 static const AVFilterPad smartblur_outputs[] = {
287     {
288         .name = "default",
289         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
290     },
291     { NULL }
292 };
293
294 AVFilter ff_vf_smartblur = {
295     .name          = "smartblur",
296     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blur the input video without impacting the outlines."),
297     .priv_size     = sizeof(SmartblurContext),
298     .init          = init,
299     .uninit        = uninit,
300     .query_formats = query_formats,
301     .inputs        = smartblur_inputs,
302     .outputs       = smartblur_outputs,
303     .priv_class    = &smartblur_class,
304     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
305 };