lavfi/formats: avoid using AV_{PIX,SAMPLE}_FMT_NB
[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
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (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 GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 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/opt.h"
25 #include "libavutil/pixdesc.h"
26 #include "avfilter.h"
27 #include "formats.h"
28 #include "internal.h"
29 #include "video.h"
30 #include "yadif.h"
31
32 #undef NDEBUG
33 #include <assert.h>
34
35 typedef struct ThreadData {
36     AVFrame *frame;
37     int plane;
38     int w, h;
39     int parity;
40     int tff;
41 } ThreadData;
42
43 #define CHECK(j)\
44     {   int score = FFABS(cur[mrefs - 1 + (j)] - cur[prefs - 1 - (j)])\
45                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
46                   + FFABS(cur[mrefs + 1 + (j)] - cur[prefs + 1 - (j)]);\
47         if (score < spatial_score) {\
48             spatial_score= score;\
49             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
50
51 /* The is_not_edge argument here controls when the code will enter a branch
52  * which reads up to and including x-3 and x+3. */
53
54 #define FILTER(start, end, is_not_edge) \
55     for (x = start;  x < end; x++) { \
56         int c = cur[mrefs]; \
57         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
58         int e = cur[prefs]; \
59         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
60         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
61         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
62         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
63         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
64  \
65         if (is_not_edge) {\
66             int spatial_score = FFABS(cur[mrefs - 1] - cur[prefs - 1]) + FFABS(c-e) \
67                               + FFABS(cur[mrefs + 1] - cur[prefs + 1]) - 1; \
68             CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
69             CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
70         }\
71  \
72         if (mode < 2) { \
73             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
74             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
75             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
76             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
77  \
78             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
79         } \
80  \
81         if (spatial_pred > d + diff) \
82            spatial_pred = d + diff; \
83         else if (spatial_pred < d - diff) \
84            spatial_pred = d - diff; \
85  \
86         dst[0] = spatial_pred; \
87  \
88         dst++; \
89         cur++; \
90         prev++; \
91         next++; \
92         prev2++; \
93         next2++; \
94     }
95
96 static void filter_line_c(void *dst1,
97                           void *prev1, void *cur1, void *next1,
98                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
99 {
100     uint8_t *dst  = dst1;
101     uint8_t *prev = prev1;
102     uint8_t *cur  = cur1;
103     uint8_t *next = next1;
104     int x;
105     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
106     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
107
108     /* The function is called with the pointers already pointing to data[3] and
109      * with 6 subtracted from the width.  This allows the FILTER macro to be
110      * called so that it processes all the pixels normally.  A constant value of
111      * true for is_not_edge lets the compiler ignore the if statement. */
112     FILTER(0, w, 1)
113 }
114
115 static void filter_edges(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
116                          int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
117 {
118     uint8_t *dst  = dst1;
119     uint8_t *prev = prev1;
120     uint8_t *cur  = cur1;
121     uint8_t *next = next1;
122     int x;
123     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
124     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
125
126     /* Only edge pixels need to be processed here.  A constant value of false
127      * for is_not_edge should let the compiler ignore the whole branch. */
128     FILTER(0, 3, 0)
129
130     dst  = (uint8_t*)dst1  + w - 3;
131     prev = (uint8_t*)prev1 + w - 3;
132     cur  = (uint8_t*)cur1  + w - 3;
133     next = (uint8_t*)next1 + w - 3;
134     prev2 = (uint8_t*)(parity ? prev : cur);
135     next2 = (uint8_t*)(parity ? cur  : next);
136
137     FILTER(w - 3, w, 0)
138 }
139
140
141 static void filter_line_c_16bit(void *dst1,
142                                 void *prev1, void *cur1, void *next1,
143                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
144                                 int mode)
145 {
146     uint16_t *dst  = dst1;
147     uint16_t *prev = prev1;
148     uint16_t *cur  = cur1;
149     uint16_t *next = next1;
150     int x;
151     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
152     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
153     mrefs /= 2;
154     prefs /= 2;
155
156     FILTER(0, w, 1)
157 }
158
159 static void filter_edges_16bit(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
160                                int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
161 {
162     uint16_t *dst  = dst1;
163     uint16_t *prev = prev1;
164     uint16_t *cur  = cur1;
165     uint16_t *next = next1;
166     int x;
167     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
168     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
169     mrefs /= 2;
170     prefs /= 2;
171
172     FILTER(0, 3, 0)
173
174     dst   = (uint16_t*)dst1  + w - 3;
175     prev  = (uint16_t*)prev1 + w - 3;
176     cur   = (uint16_t*)cur1  + w - 3;
177     next  = (uint16_t*)next1 + w - 3;
178     prev2 = (uint16_t*)(parity ? prev : cur);
179     next2 = (uint16_t*)(parity ? cur  : next);
180
181     FILTER(w - 3, w, 0)
182 }
183
184 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
185 {
186     YADIFContext *s = ctx->priv;
187     ThreadData *td  = arg;
188     int refs = s->cur->linesize[td->plane];
189     int df = (s->csp->comp[td->plane].depth_minus1 + 8) / 8;
190     int pix_3 = 3 * df;
191     int slice_h = td->h / nb_jobs;
192     int slice_start = jobnr * slice_h;
193     int slice_end   = (jobnr == nb_jobs - 1) ? td->h : (jobnr + 1) * slice_h;
194     int y;
195
196     /* filtering reads 3 pixels to the left/right; to avoid invalid reads,
197      * we need to call the c variant which avoids this for border pixels
198      */
199     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
200         if ((y ^ td->parity) & 1) {
201             uint8_t *prev = &s->prev->data[td->plane][y * refs];
202             uint8_t *cur  = &s->cur ->data[td->plane][y * refs];
203             uint8_t *next = &s->next->data[td->plane][y * refs];
204             uint8_t *dst  = &td->frame->data[td->plane][y * td->frame->linesize[td->plane]];
205             int     mode  = y == 1 || y + 2 == td->h ? 2 : s->mode;
206             s->filter_line(dst + pix_3, prev + pix_3, cur + pix_3,
207                            next + pix_3, td->w - 6,
208                            y + 1 < td->h ? refs : -refs,
209                            y ? -refs : refs,
210                            td->parity ^ td->tff, mode);
211             s->filter_edges(dst, prev, cur, next, td->w,
212                             y + 1 < td->h ? refs : -refs,
213                             y ? -refs : refs,
214                             td->parity ^ td->tff, mode);
215         } else {
216             memcpy(&td->frame->data[td->plane][y * td->frame->linesize[td->plane]],
217                    &s->cur->data[td->plane][y * refs], td->w * df);
218         }
219     }
220     return 0;
221 }
222
223 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dstpic,
224                    int parity, int tff)
225 {
226     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
227     ThreadData td = { .frame = dstpic, .parity = parity, .tff = tff };
228     int i;
229
230     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
231         int w = dstpic->width;
232         int h = dstpic->height;
233
234         if (i == 1 || i == 2) {
235             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
236             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
237         }
238
239
240         td.w       = w;
241         td.h       = h;
242         td.plane   = i;
243
244         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN(h, ctx->graph->nb_threads));
245     }
246
247     emms_c();
248 }
249
250 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int w, int h)
251 {
252     AVFrame *frame;
253     int width  = FFALIGN(w, 32);
254     int height = FFALIGN(h + 2, 32);
255     int i;
256
257     frame = ff_default_get_video_buffer(link, width, height);
258
259     frame->width  = w;
260     frame->height = h;
261
262     for (i = 0; i < 3; i++)
263         frame->data[i] += frame->linesize[i];
264
265     return frame;
266 }
267
268 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
269 {
270     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
271     AVFilterLink *link  = ctx->outputs[0];
272     int tff, ret;
273
274     if (yadif->parity == -1) {
275         tff = yadif->cur->interlaced_frame ?
276               yadif->cur->top_field_first : 1;
277     } else {
278         tff = yadif->parity ^ 1;
279     }
280
281     if (is_second) {
282         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, link->w, link->h);
283         if (!yadif->out)
284             return AVERROR(ENOMEM);
285
286         av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
287         yadif->out->interlaced_frame = 0;
288     }
289
290     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
291
292     if (is_second) {
293         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
294         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
295
296         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
297             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
298         } else {
299             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
300         }
301     }
302     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
303
304     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
305     return ret;
306 }
307
308 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
309 {
310     AVFilterContext *ctx = link->dst;
311     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
312
313     if (yadif->frame_pending)
314         return_frame(ctx, 1);
315
316     if (yadif->prev)
317         av_frame_free(&yadif->prev);
318     yadif->prev = yadif->cur;
319     yadif->cur  = yadif->next;
320     yadif->next = frame;
321
322     if (!yadif->cur)
323         return 0;
324
325     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->interlaced_frame) {
326         yadif->out  = av_frame_clone(yadif->cur);
327         if (!yadif->out)
328             return AVERROR(ENOMEM);
329
330         av_frame_free(&yadif->prev);
331         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
332             yadif->out->pts *= 2;
333         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
334     }
335
336     if (!yadif->prev &&
337         !(yadif->prev = av_frame_clone(yadif->cur)))
338         return AVERROR(ENOMEM);
339
340     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], link->w, link->h);
341     if (!yadif->out)
342         return AVERROR(ENOMEM);
343
344     av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
345     yadif->out->interlaced_frame = 0;
346
347     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
348         yadif->out->pts *= 2;
349
350     return return_frame(ctx, 0);
351 }
352
353 static int request_frame(AVFilterLink *link)
354 {
355     AVFilterContext *ctx = link->src;
356     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
357
358     if (yadif->frame_pending) {
359         return_frame(ctx, 1);
360         return 0;
361     }
362
363     do {
364         int ret;
365
366         if (yadif->eof)
367             return AVERROR_EOF;
368
369         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
370
371         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->next) {
372             AVFrame *next = av_frame_clone(yadif->next);
373
374             if (!next)
375                 return AVERROR(ENOMEM);
376
377             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
378
379             filter_frame(link->src->inputs[0], next);
380             yadif->eof = 1;
381         } else if (ret < 0) {
382             return ret;
383         }
384     } while (!yadif->cur);
385
386     return 0;
387 }
388
389 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
390 {
391     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
392     int ret, val;
393
394     if (yadif->frame_pending)
395         return 1;
396
397     val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
398     if (val <= 0)
399         return val;
400
401     //FIXME change API to not requre this red tape
402     if (val == 1 && !yadif->next) {
403         if ((ret = ff_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
404             return ret;
405         val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
406         if (val <= 0)
407             return val;
408     }
409     assert(yadif->next || !val);
410
411     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->interlaced_frame)
412         return val;
413
414     return val * ((yadif->mode&1)+1);
415 }
416
417 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
418 {
419     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
420
421     if (yadif->prev) av_frame_free(&yadif->prev);
422     if (yadif->cur ) av_frame_free(&yadif->cur );
423     if (yadif->next) av_frame_free(&yadif->next);
424 }
425
426 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
427 {
428     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
429         AV_PIX_FMT_YUV420P,
430         AV_PIX_FMT_YUV422P,
431         AV_PIX_FMT_YUV444P,
432         AV_PIX_FMT_YUV410P,
433         AV_PIX_FMT_YUV411P,
434         AV_PIX_FMT_GRAY8,
435         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
436         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
437         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
438         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
439         AV_PIX_FMT_YUV440P,
440         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
441         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
442         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
443         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
444         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
445         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
446         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
447         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
448         AV_PIX_FMT_NONE
449     };
450
451     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
452
453     return 0;
454 }
455
456 static int config_props(AVFilterLink *link)
457 {
458     YADIFContext *s = link->src->priv;
459
460     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
461     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
462     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
463     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
464
465     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
466     if (s->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1) {
467         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
468         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
469     } else {
470         s->filter_line  = filter_line_c;
471         s->filter_edges = filter_edges;
472
473         if (ARCH_X86)
474             ff_yadif_init_x86(s);
475     }
476
477     return 0;
478 }
479
480 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
481 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
482 static const AVOption options[] = {
483     { "mode",   NULL, OFFSET(mode),        AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0  },  0, 3, FLAGS },
484     { "parity", NULL, OFFSET(parity),      AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, FLAGS, "parity" },
485         { "auto", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1 }, .unit = "parity" },
486         { "tff",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 0  }, .unit = "parity" },
487         { "bff",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1  }, .unit = "parity" },
488     { "auto",   NULL, OFFSET(auto_enable), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0  },  0, 1, FLAGS },
489     { NULL },
490 };
491
492 static const AVClass yadif_class = {
493     .class_name = "yadif",
494     .item_name  = av_default_item_name,
495     .option     = options,
496     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
497 };
498
499 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
500     {
501         .name             = "default",
502         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
503         .get_video_buffer = get_video_buffer,
504         .filter_frame     = filter_frame,
505     },
506     { NULL }
507 };
508
509 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
510     {
511         .name          = "default",
512         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
513         .poll_frame    = poll_frame,
514         .request_frame = request_frame,
515         .config_props  = config_props,
516     },
517     { NULL }
518 };
519
520 AVFilter ff_vf_yadif = {
521     .name          = "yadif",
522     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
523
524     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
525     .priv_class    = &yadif_class,
526     .uninit        = uninit,
527     .query_formats = query_formats,
528
529     .inputs    = avfilter_vf_yadif_inputs,
530
531     .outputs   = avfilter_vf_yadif_outputs,
532
533     .flags     = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
534 };