lavfi: move tracing utilities definition from video.c to avfilter.c
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_super2xsai.c
1 /*
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3  * Copyright (c) 2002 A'rpi
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5  *
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7  *
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9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
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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  * Super 2xSaI video filter
26  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_2xsai.c.
27  */
28
29 #include "libavutil/pixdesc.h"
30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
31 #include "avfilter.h"
32
33 typedef struct {
34     /* masks used for two pixels interpolation */
35     uint32_t hi_pixel_mask;
36     uint32_t lo_pixel_mask;
37
38     /* masks used for four pixels interpolation */
39     uint32_t q_hi_pixel_mask;
40     uint32_t q_lo_pixel_mask;
41
42     int bpp; ///< bytes per pixel, pixel stride for each (packed) pixel
43 } Super2xSaIContext;
44
45 #define GET_RESULT(A, B, C, D) ((A != C || A != D) - (B != C || B != D))
46
47 #define INTERPOLATE(A, B) (((A & hi_pixel_mask) >> 1) + ((B & hi_pixel_mask) >> 1) + (A & B & lo_pixel_mask))
48
49 #define Q_INTERPOLATE(A, B, C, D) ((A & q_hi_pixel_mask) >> 2) + ((B & q_hi_pixel_mask) >> 2) + ((C & q_hi_pixel_mask) >> 2) + ((D & q_hi_pixel_mask) >> 2) \
50     + ((((A & q_lo_pixel_mask) + (B & q_lo_pixel_mask) + (C & q_lo_pixel_mask) + (D & q_lo_pixel_mask)) >> 2) & q_lo_pixel_mask)
51
52 static void super2xsai(AVFilterContext *ctx,
53                        uint8_t *src, int src_linesize,
54                        uint8_t *dst, int dst_linesize,
55                        int width, int height)
56 {
57     Super2xSaIContext *sai = ctx->priv;
58     unsigned int x, y;
59     uint32_t color[4][4];
60     unsigned char *src_line[4];
61     const int bpp = sai->bpp;
62     const uint32_t hi_pixel_mask = sai->hi_pixel_mask;
63     const uint32_t lo_pixel_mask = sai->lo_pixel_mask;
64     const uint32_t q_hi_pixel_mask = sai->q_hi_pixel_mask;
65     const uint32_t q_lo_pixel_mask = sai->q_lo_pixel_mask;
66
67     /* Point to the first 4 lines, first line is duplicated */
68     src_line[0] = src;
69     src_line[1] = src;
70     src_line[2] = src + src_linesize*FFMIN(1, height-1);
71     src_line[3] = src + src_linesize*FFMIN(2, height-1);
72
73 #define READ_COLOR4(dst, src_line, off) dst = *((const uint32_t *)src_line + off)
74 #define READ_COLOR3(dst, src_line, off) dst = AV_RL24 (src_line + 3*off)
75 #define READ_COLOR2(dst, src_line, off) dst = *((const uint16_t *)src_line + off)
76
77     /* Initialise the color matrix for this row. */
78     switch (bpp) {
79     case 4:
80         READ_COLOR4(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR4(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR4(color[0][3], src_line[0], 2);
81         READ_COLOR4(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR4(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR4(color[1][3], src_line[1], 2);
82         READ_COLOR4(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][0]; READ_COLOR4(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR4(color[2][3], src_line[2], 2);
83         READ_COLOR4(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR4(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR4(color[3][3], src_line[3], 2);
84         break;
85     case 3:
86         READ_COLOR3(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR3(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR3(color[0][3], src_line[0], 2);
87         READ_COLOR3(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR3(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR3(color[1][3], src_line[1], 2);
88         READ_COLOR3(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][0]; READ_COLOR3(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR3(color[2][3], src_line[2], 2);
89         READ_COLOR3(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR3(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR3(color[3][3], src_line[3], 2);
90         break;
91     default:
92         READ_COLOR2(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR2(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR2(color[0][3], src_line[0], 2);
93         READ_COLOR2(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR2(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR2(color[1][3], src_line[1], 2);
94         READ_COLOR2(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][0]; READ_COLOR2(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR2(color[2][3], src_line[2], 2);
95         READ_COLOR2(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR2(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR2(color[3][3], src_line[3], 2);
96     }
97
98     for (y = 0; y < height; y++) {
99         uint8_t *dst_line[2];
100
101         dst_line[0] = dst + dst_linesize*2*y;
102         dst_line[1] = dst + dst_linesize*(2*y+1);
103
104         for (x = 0; x < width; x++) {
105             uint32_t product1a, product1b, product2a, product2b;
106
107 //---------------------------------------  B0 B1 B2 B3    0  1  2  3
108 //                                         4  5* 6  S2 -> 4  5* 6  7
109 //                                         1  2  3  S1    8  9 10 11
110 //                                         A0 A1 A2 A3   12 13 14 15
111 //--------------------------------------
112             if (color[2][1] == color[1][2] && color[1][1] != color[2][2]) {
113                 product2b = color[2][1];
114                 product1b = product2b;
115             } else if (color[1][1] == color[2][2] && color[2][1] != color[1][2]) {
116                 product2b = color[1][1];
117                 product1b = product2b;
118             } else if (color[1][1] == color[2][2] && color[2][1] == color[1][2]) {
119                 int r = 0;
120
121                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[1][0], color[3][1]);
122                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[2][0], color[0][1]);
123                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[3][2], color[2][3]);
124                 r += GET_RESULT(color[1][2], color[1][1], color[0][2], color[1][3]);
125
126                 if (r > 0)
127                     product1b = color[1][2];
128                 else if (r < 0)
129                     product1b = color[1][1];
130                 else
131                     product1b = INTERPOLATE(color[1][1], color[1][2]);
132
133                 product2b = product1b;
134             } else {
135                 if (color[1][2] == color[2][2] && color[2][2] == color[3][1] && color[2][1] != color[3][2] && color[2][2] != color[3][0])
136                     product2b = Q_INTERPOLATE(color[2][2], color[2][2], color[2][2], color[2][1]);
137                 else if (color[1][1] == color[2][1] && color[2][1] == color[3][2] && color[3][1] != color[2][2] && color[2][1] != color[3][3])
138                     product2b = Q_INTERPOLATE(color[2][1], color[2][1], color[2][1], color[2][2]);
139                 else
140                     product2b = INTERPOLATE(color[2][1], color[2][2]);
141
142                 if (color[1][2] == color[2][2] && color[1][2] == color[0][1] && color[1][1] != color[0][2] && color[1][2] != color[0][0])
143                     product1b = Q_INTERPOLATE(color[1][2], color[1][2], color[1][2], color[1][1]);
144                 else if (color[1][1] == color[2][1] && color[1][1] == color[0][2] && color[0][1] != color[1][2] && color[1][1] != color[0][3])
145                     product1b = Q_INTERPOLATE(color[1][2], color[1][1], color[1][1], color[1][1]);
146                 else
147                     product1b = INTERPOLATE(color[1][1], color[1][2]);
148             }
149
150             if (color[1][1] == color[2][2] && color[2][1] != color[1][2] && color[1][0] == color[1][1] && color[1][1] != color[3][2])
151                 product2a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
152             else if (color[1][1] == color[2][0] && color[1][2] == color[1][1] && color[1][0] != color[2][1] && color[1][1] != color[3][0])
153                 product2a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
154             else
155                 product2a = color[2][1];
156
157             if (color[2][1] == color[1][2] && color[1][1] != color[2][2] && color[2][0] == color[2][1] && color[2][1] != color[0][2])
158                 product1a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
159             else if (color[1][0] == color[2][1] && color[2][2] == color[2][1] && color[2][0] != color[1][1] && color[2][1] != color[0][0])
160                 product1a = INTERPOLATE(color[2][1], color[1][1]);
161             else
162                 product1a = color[1][1];
163
164             /* Set the calculated pixels */
165             switch (bpp) {
166             case 4:
167                 AV_WN32A(dst_line[0] + x * 8,     product1a);
168                 AV_WN32A(dst_line[0] + x * 8 + 4, product1b);
169                 AV_WN32A(dst_line[1] + x * 8,     product2a);
170                 AV_WN32A(dst_line[1] + x * 8 + 4, product2b);
171                 break;
172             case 3:
173                 AV_WL24(dst_line[0] + x * 6,     product1a);
174                 AV_WL24(dst_line[0] + x * 6 + 3, product1b);
175                 AV_WL24(dst_line[1] + x * 6,     product2a);
176                 AV_WL24(dst_line[1] + x * 6 + 3, product2b);
177                 break;
178             default: // bpp = 2
179                 AV_WN32A(dst_line[0] + x * 4, product1a | (product1b << 16));
180                 AV_WN32A(dst_line[1] + x * 4, product2a | (product2b << 16));
181             }
182
183             /* Move color matrix forward */
184             color[0][0] = color[0][1]; color[0][1] = color[0][2]; color[0][2] = color[0][3];
185             color[1][0] = color[1][1]; color[1][1] = color[1][2]; color[1][2] = color[1][3];
186             color[2][0] = color[2][1]; color[2][1] = color[2][2]; color[2][2] = color[2][3];
187             color[3][0] = color[3][1]; color[3][1] = color[3][2]; color[3][2] = color[3][3];
188
189             if (x < width - 3) {
190                 x += 3;
191                 switch (bpp) {
192                 case 4:
193                     READ_COLOR4(color[0][3], src_line[0], x);
194                     READ_COLOR4(color[1][3], src_line[1], x);
195                     READ_COLOR4(color[2][3], src_line[2], x);
196                     READ_COLOR4(color[3][3], src_line[3], x);
197                     break;
198                 case 3:
199                     READ_COLOR3(color[0][3], src_line[0], x);
200                     READ_COLOR3(color[1][3], src_line[1], x);
201                     READ_COLOR3(color[2][3], src_line[2], x);
202                     READ_COLOR3(color[3][3], src_line[3], x);
203                     break;
204                 default:        /* case 2 */
205                     READ_COLOR2(color[0][3], src_line[0], x);
206                     READ_COLOR2(color[1][3], src_line[1], x);
207                     READ_COLOR2(color[2][3], src_line[2], x);
208                     READ_COLOR2(color[3][3], src_line[3], x);
209                 }
210                 x -= 3;
211             }
212         }
213
214         /* We're done with one line, so we shift the source lines up */
215         src_line[0] = src_line[1];
216         src_line[1] = src_line[2];
217         src_line[2] = src_line[3];
218
219         /* Read next line */
220         src_line[3] = src_line[2];
221         if (y < height - 3)
222             src_line[3] += src_linesize;
223
224         switch (bpp) {
225         case 4:
226             READ_COLOR4(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR4(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR4(color[0][3], src_line[0], 2);
227             READ_COLOR4(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR4(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR4(color[1][3], src_line[1], 2);
228             READ_COLOR4(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][1]; READ_COLOR4(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR4(color[2][3], src_line[2], 2);
229             READ_COLOR4(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR4(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR4(color[3][3], src_line[3], 2);
230             break;
231         case 3:
232             READ_COLOR3(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR3(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR3(color[0][3], src_line[0], 2);
233             READ_COLOR3(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR3(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR3(color[1][3], src_line[1], 2);
234             READ_COLOR3(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][1]; READ_COLOR3(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR3(color[2][3], src_line[2], 2);
235             READ_COLOR3(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR3(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR3(color[3][3], src_line[3], 2);
236             break;
237         default:
238             READ_COLOR2(color[0][0], src_line[0], 0); color[0][1] = color[0][0]; READ_COLOR2(color[0][2], src_line[0], 1); READ_COLOR2(color[0][3], src_line[0], 2);
239             READ_COLOR2(color[1][0], src_line[1], 0); color[1][1] = color[1][0]; READ_COLOR2(color[1][2], src_line[1], 1); READ_COLOR2(color[1][3], src_line[1], 2);
240             READ_COLOR2(color[2][0], src_line[2], 0); color[2][1] = color[2][1]; READ_COLOR2(color[2][2], src_line[2], 1); READ_COLOR2(color[2][3], src_line[2], 2);
241             READ_COLOR2(color[3][0], src_line[3], 0); color[3][1] = color[3][0]; READ_COLOR2(color[3][2], src_line[3], 1); READ_COLOR2(color[3][3], src_line[3], 2);
242         }
243     } // y loop
244 }
245
246 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
247 {
248     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
249         PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_BGRA, PIX_FMT_ARGB, PIX_FMT_ABGR,
250         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_BGR24,
251         PIX_FMT_RGB565, PIX_FMT_BGR565, PIX_FMT_RGB555, PIX_FMT_BGR555,
252         PIX_FMT_NONE
253     };
254
255     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
256     return 0;
257 }
258
259 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
260 {
261     Super2xSaIContext *sai = inlink->dst->priv;
262
263     sai->hi_pixel_mask   = 0xFEFEFEFE;
264     sai->lo_pixel_mask   = 0x01010101;
265     sai->q_hi_pixel_mask = 0xFCFCFCFC;
266     sai->q_lo_pixel_mask = 0x03030303;
267     sai->bpp  = 4;
268
269     switch (inlink->format) {
270     case PIX_FMT_RGB24:
271     case PIX_FMT_BGR24:
272         sai->bpp = 3;
273         break;
274
275     case PIX_FMT_RGB565:
276     case PIX_FMT_BGR565:
277         sai->hi_pixel_mask   = 0xF7DEF7DE;
278         sai->lo_pixel_mask   = 0x08210821;
279         sai->q_hi_pixel_mask = 0xE79CE79C;
280         sai->q_lo_pixel_mask = 0x18631863;
281         sai->bpp = 2;
282         break;
283
284     case PIX_FMT_BGR555:
285     case PIX_FMT_RGB555:
286         sai->hi_pixel_mask   = 0x7BDE7BDE;
287         sai->lo_pixel_mask   = 0x04210421;
288         sai->q_hi_pixel_mask = 0x739C739C;
289         sai->q_lo_pixel_mask = 0x0C630C63;
290         sai->bpp = 2;
291         break;
292     }
293
294     return 0;
295 }
296
297 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
298 {
299     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
300
301     outlink->w = inlink->w*2;
302     outlink->h = inlink->h*2;
303
304     av_log(inlink->dst, AV_LOG_INFO, "fmt:%s size:%dx%d -> size:%dx%d\n",
305            av_get_pix_fmt_name(inlink->format),
306            inlink->w, inlink->h, outlink->w, outlink->h);
307
308     return 0;
309 }
310
311 static void null_draw_slice(AVFilterLink *inlink, int y, int h, int slice_dir) { }
312
313 static void end_frame(AVFilterLink *inlink)
314 {
315     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
316     AVFilterBufferRef  *inpicref =  inlink->cur_buf;
317     AVFilterBufferRef *outpicref = outlink->out_buf;
318
319     super2xsai(inlink->dst, inpicref->data[0], inpicref->linesize[0],
320                outpicref->data[0], outpicref->linesize[0],
321                inlink->w, inlink->h);
322
323     avfilter_unref_buffer(inpicref);
324     avfilter_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1);
325     avfilter_end_frame(outlink);
326     avfilter_unref_buffer(outpicref);
327 }
328
329 AVFilter avfilter_vf_super2xsai = {
330     .name        = "super2xsai",
331     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input by 2x using the Super2xSaI pixel art algorithm."),
332     .priv_size   = sizeof(Super2xSaIContext),
333     .query_formats = query_formats,
334
335     .inputs = (const AVFilterPad[]) {
336         { .name             = "default",
337           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
338           .config_props     = config_input,
339           .draw_slice       = null_draw_slice,
340           .end_frame        = end_frame,
341           .min_perms        = AV_PERM_READ },
342         { .name = NULL }
343     },
344     .outputs = (const AVFilterPad[]) {
345         { .name             = "default",
346           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
347           .config_props     = config_output },
348         { .name = NULL }
349     },
350 };