yadif: Flush filter on eof.
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_yadif.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2006-2010 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  *               2010      James Darnley <james.darnley@gmail.com>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * 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
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 Libav; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  */
21
22 #include "libavutil/cpu.h"
23 #include "libavutil/common.h"
24 #include "libavutil/pixdesc.h"
25 #include "avfilter.h"
26 #include "yadif.h"
27
28 #undef NDEBUG
29 #include <assert.h>
30
31 typedef struct {
32     /**
33      * 0: send 1 frame for each frame
34      * 1: send 1 frame for each field
35      * 2: like 0 but skips spatial interlacing check
36      * 3: like 1 but skips spatial interlacing check
37      */
38     int mode;
39
40     /**
41      *  0: top field first
42      *  1: bottom field first
43      * -1: auto-detection
44      */
45     int parity;
46
47     int frame_pending;
48
49     /**
50      *  0: deinterlace all frames
51      *  1: only deinterlace frames marked as interlaced
52      */
53     int auto_enable;
54
55     AVFilterBufferRef *cur;
56     AVFilterBufferRef *next;
57     AVFilterBufferRef *prev;
58     AVFilterBufferRef *out;
59     void (*filter_line)(uint8_t *dst,
60                         uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
61                         int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode);
62
63     const AVPixFmtDescriptor *csp;
64     int eof;
65 } YADIFContext;
66
67 #define CHECK(j)\
68     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
69                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
70                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
71         if (score < spatial_score) {\
72             spatial_score= score;\
73             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
74
75 #define FILTER \
76     for (x = 0;  x < w; x++) { \
77         int c = cur[mrefs]; \
78         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
79         int e = cur[prefs]; \
80         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
81         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
82         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
83         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
84         int spatial_pred = (c+e)>>1; \
85         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e) \
86                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1; \
87  \
88         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
89         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
90  \
91         if (mode < 2) { \
92             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1; \
93             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1; \
94             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e)); \
95             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e)); \
96  \
97             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
98         } \
99  \
100         if (spatial_pred > d + diff) \
101            spatial_pred = d + diff; \
102         else if (spatial_pred < d - diff) \
103            spatial_pred = d - diff; \
104  \
105         dst[0] = spatial_pred; \
106  \
107         dst++; \
108         cur++; \
109         prev++; \
110         next++; \
111         prev2++; \
112         next2++; \
113     }
114
115 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
116                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
117                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
118 {
119     int x;
120     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
121     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
122
123     FILTER
124 }
125
126 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
127                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
128                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
129 {
130     int x;
131     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
132     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
133     mrefs /= 2;
134     prefs /= 2;
135
136     FILTER
137 }
138
139 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
140                    int parity, int tff)
141 {
142     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
143     int y, i;
144
145     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
146         int w = dstpic->video->w;
147         int h = dstpic->video->h;
148         int refs = yadif->cur->linesize[i];
149         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
150
151         if (i == 1 || i == 2) {
152         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
153             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
154             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
155         }
156
157         for (y = 0; y < h; y++) {
158             if ((y ^ parity) & 1) {
159                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
160                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
161                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
162                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
163                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
164                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, y+1<h ? refs : -refs, y ? -refs : refs, parity ^ tff, mode);
165             } else {
166                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
167                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
168             }
169         }
170     }
171 #if HAVE_MMX
172     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
173 #endif
174 }
175
176 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
177 {
178     AVFilterBufferRef *picref;
179     int width = FFALIGN(w, 32);
180     int height= FFALIGN(h+2, 32);
181     int i;
182
183     picref = avfilter_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
184
185     picref->video->w = w;
186     picref->video->h = h;
187
188     for (i = 0; i < 3; i++)
189         picref->data[i] += picref->linesize[i];
190
191     return picref;
192 }
193
194 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
195 {
196     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
197     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
198     int tff;
199
200     if (yadif->parity == -1) {
201         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
202             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
203     } else {
204         tff = yadif->parity^1;
205     }
206
207     if (is_second) {
208         yadif->out = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
209                                                AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
210         avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
211         yadif->out->video->interlaced = 0;
212     }
213
214     if (!yadif->csp)
215         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
216     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
217         yadif->filter_line = filter_line_c_16bit;
218
219     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
220
221     if (is_second) {
222         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
223         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
224
225         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
226             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
227         } else {
228             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
229         }
230         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
231     }
232     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
233     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
234
235     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
236 }
237
238 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
239 {
240     AVFilterContext *ctx = link->dst;
241     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
242
243     if (yadif->frame_pending)
244         return_frame(ctx, 1);
245
246     if (yadif->prev)
247         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
248     yadif->prev = yadif->cur;
249     yadif->cur  = yadif->next;
250     yadif->next = picref;
251
252     if (!yadif->cur)
253         return;
254
255     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
256         yadif->out  = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
257         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
258         yadif->prev = NULL;
259         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
260             yadif->out->pts *= 2;
261         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
262         return;
263     }
264
265     if (!yadif->prev)
266         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
267
268     yadif->out = avfilter_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
269                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
270
271     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
272     yadif->out->video->interlaced = 0;
273     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
274         yadif->out->pts *= 2;
275     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
276 }
277
278 static void end_frame(AVFilterLink *link)
279 {
280     AVFilterContext *ctx = link->dst;
281     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
282
283     if (!yadif->out)
284         return;
285
286     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
287         avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
288         avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
289         return;
290     }
291
292     return_frame(ctx, 0);
293 }
294
295 static int request_frame(AVFilterLink *link)
296 {
297     AVFilterContext *ctx = link->src;
298     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
299
300     if (yadif->frame_pending) {
301         return_frame(ctx, 1);
302         return 0;
303     }
304
305     do {
306         int ret;
307
308         if (yadif->eof)
309             return AVERROR_EOF;
310
311         ret  = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0]);
312
313         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
314             AVFilterBufferRef *next = avfilter_ref_buffer(yadif->next, AV_PERM_READ);
315             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
316
317             start_frame(link->src->inputs[0], next);
318             end_frame(link->src->inputs[0]);
319             yadif->eof = 1;
320         } else if (ret < 0) {
321             return ret;
322         }
323     } while (!yadif->cur);
324
325     return 0;
326 }
327
328 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
329 {
330     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
331     int ret, val;
332
333     if (yadif->frame_pending)
334         return 1;
335
336     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
337     if (val <= 0)
338         return val;
339
340     if (val==1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
341         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
342             return ret;
343         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
344         if (val <= 0)
345             return val;
346     }
347     assert(yadif->next || !val);
348
349     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->video->interlaced)
350         return val;
351
352     return val * ((yadif->mode&1)+1);
353 }
354
355 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
356 {
357     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
358
359     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
360     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
361     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
362 }
363
364 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
365 {
366     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
367         PIX_FMT_YUV420P,
368         PIX_FMT_YUV422P,
369         PIX_FMT_YUV444P,
370         PIX_FMT_YUV410P,
371         PIX_FMT_YUV411P,
372         PIX_FMT_GRAY8,
373         PIX_FMT_YUVJ420P,
374         PIX_FMT_YUVJ422P,
375         PIX_FMT_YUVJ444P,
376         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
377         PIX_FMT_YUV440P,
378         PIX_FMT_YUVJ440P,
379         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
380         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
381         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
382         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
383         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
384         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
385         PIX_FMT_YUVA420P,
386         PIX_FMT_NONE
387     };
388
389     avfilter_set_common_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
390
391     return 0;
392 }
393
394 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
395 {
396     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
397     int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
398
399     yadif->mode = 0;
400     yadif->parity = -1;
401     yadif->auto_enable = 0;
402     yadif->csp = NULL;
403
404     if (args) sscanf(args, "%d:%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity, &yadif->auto_enable);
405
406     yadif->filter_line = filter_line_c;
407     if (HAVE_SSSE3 && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSSE3)
408         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_ssse3;
409     else if (HAVE_SSE && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2)
410         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_sse2;
411     else if (HAVE_MMX && cpu_flags & AV_CPU_FLAG_MMX)
412         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_mmx;
413
414     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "mode:%d parity:%d auto_enable:%d\n", yadif->mode, yadif->parity, yadif->auto_enable);
415
416     return 0;
417 }
418
419 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
420
421 static int config_props(AVFilterLink *link)
422 {
423     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
424     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
425     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
426     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
427
428     return 0;
429 }
430
431 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
432     .name          = "yadif",
433     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
434
435     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
436     .init          = init,
437     .uninit        = uninit,
438     .query_formats = query_formats,
439
440     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
441                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
442                                     .start_frame      = start_frame,
443                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
444                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
445                                     .end_frame        = end_frame, },
446                                   { .name = NULL}},
447
448     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
449                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
450                                     .poll_frame       = poll_frame,
451                                     .request_frame    = request_frame,
452                                     .config_props     = config_props, },
453                                   { .name = NULL}},
454 };