avformat/img2dec: timestamps are 64bit
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_yadif.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2006-2011 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  *               2010      James Darnley <james.darnley@gmail.com>
4  *
5  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8  * (at your option) any later version.
9  *
10  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
16  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
17  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
18  */
19
20 #include "libavutil/avassert.h"
21 #include "libavutil/cpu.h"
22 #include "libavutil/common.h"
23 #include "libavutil/opt.h"
24 #include "libavutil/pixdesc.h"
25 #include "avfilter.h"
26 #include "formats.h"
27 #include "internal.h"
28 #include "video.h"
29 #include "yadif.h"
30
31 #undef NDEBUG
32 #include <assert.h>
33
34 typedef struct ThreadData {
35     AVFrame *frame;
36     int plane;
37     int w, h;
38     int parity;
39     int tff;
40 } ThreadData;
41
42 #define CHECK(j)\
43     {   int score = FFABS(cur[mrefs - 1 + (j)] - cur[prefs - 1 - (j)])\
44                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
45                   + FFABS(cur[mrefs + 1 + (j)] - cur[prefs + 1 - (j)]);\
46         if (score < spatial_score) {\
47             spatial_score= score;\
48             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
49
50 /* The is_not_edge argument here controls when the code will enter a branch
51  * which reads up to and including x-3 and x+3. */
52
53 #define FILTER(start, end, is_not_edge) \
54     for (x = start;  x < end; x++) { \
55         int c = cur[mrefs]; \
56         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
57         int e = cur[prefs]; \
58         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
59         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
60         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
61         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
62         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
63  \
64         if (is_not_edge) {\
65             int spatial_score = FFABS(cur[mrefs - 1] - cur[prefs - 1]) + FFABS(c-e) \
66                               + FFABS(cur[mrefs + 1] - cur[prefs + 1]) - 1; \
67             CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
68             CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
69         }\
70  \
71         if (mode < 2) { \
72             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
73             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
74             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
75             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
76  \
77             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
78         } \
79  \
80         if (spatial_pred > d + diff) \
81            spatial_pred = d + diff; \
82         else if (spatial_pred < d - diff) \
83            spatial_pred = d - diff; \
84  \
85         dst[0] = spatial_pred; \
86  \
87         dst++; \
88         cur++; \
89         prev++; \
90         next++; \
91         prev2++; \
92         next2++; \
93     }
94
95 static void filter_line_c(void *dst1,
96                           void *prev1, void *cur1, void *next1,
97                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
98 {
99     uint8_t *dst  = dst1;
100     uint8_t *prev = prev1;
101     uint8_t *cur  = cur1;
102     uint8_t *next = next1;
103     int x;
104     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
105     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
106
107     /* The function is called with the pointers already pointing to data[3] and
108      * with 6 subtracted from the width.  This allows the FILTER macro to be
109      * called so that it processes all the pixels normally.  A constant value of
110      * true for is_not_edge lets the compiler ignore the if statement. */
111     FILTER(0, w, 1)
112 }
113
114 #define MAX_ALIGN 8
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 - (MAX_ALIGN-1);
131     prev = (uint8_t*)prev1 + w - (MAX_ALIGN-1);
132     cur  = (uint8_t*)cur1  + w - (MAX_ALIGN-1);
133     next = (uint8_t*)next1 + w - (MAX_ALIGN-1);
134     prev2 = (uint8_t*)(parity ? prev : cur);
135     next2 = (uint8_t*)(parity ? cur  : next);
136
137     FILTER(w - (MAX_ALIGN-1), w - 3, 1)
138     FILTER(w - 3, w, 0)
139 }
140
141
142 static void filter_line_c_16bit(void *dst1,
143                                 void *prev1, void *cur1, void *next1,
144                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
145                                 int mode)
146 {
147     uint16_t *dst  = dst1;
148     uint16_t *prev = prev1;
149     uint16_t *cur  = cur1;
150     uint16_t *next = next1;
151     int x;
152     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
153     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
154     mrefs /= 2;
155     prefs /= 2;
156
157     FILTER(0, w, 1)
158 }
159
160 static void filter_edges_16bit(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
161                                int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
162 {
163     uint16_t *dst  = dst1;
164     uint16_t *prev = prev1;
165     uint16_t *cur  = cur1;
166     uint16_t *next = next1;
167     int x;
168     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
169     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
170     mrefs /= 2;
171     prefs /= 2;
172
173     FILTER(0, 3, 0)
174
175     dst   = (uint16_t*)dst1  + w - (MAX_ALIGN/2-1);
176     prev  = (uint16_t*)prev1 + w - (MAX_ALIGN/2-1);
177     cur   = (uint16_t*)cur1  + w - (MAX_ALIGN/2-1);
178     next  = (uint16_t*)next1 + w - (MAX_ALIGN/2-1);
179     prev2 = (uint16_t*)(parity ? prev : cur);
180     next2 = (uint16_t*)(parity ? cur  : next);
181
182     FILTER(w - (MAX_ALIGN/2-1), w - 3, 1)
183     FILTER(w - 3, w, 0)
184 }
185
186 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
187 {
188     YADIFContext *s = ctx->priv;
189     ThreadData *td  = arg;
190     int refs = s->cur->linesize[td->plane];
191     int df = (s->csp->comp[td->plane].depth_minus1 + 8) / 8;
192     int pix_3 = 3 * df;
193     int slice_start = (td->h *  jobnr   ) / nb_jobs;
194     int slice_end   = (td->h * (jobnr+1)) / nb_jobs;
195     int y;
196
197     /* filtering reads 3 pixels to the left/right; to avoid invalid reads,
198      * we need to call the c variant which avoids this for border pixels
199      */
200     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
201         if ((y ^ td->parity) & 1) {
202             uint8_t *prev = &s->prev->data[td->plane][y * refs];
203             uint8_t *cur  = &s->cur ->data[td->plane][y * refs];
204             uint8_t *next = &s->next->data[td->plane][y * refs];
205             uint8_t *dst  = &td->frame->data[td->plane][y * td->frame->linesize[td->plane]];
206             int     mode  = y == 1 || y + 2 == td->h ? 2 : s->mode;
207             s->filter_line(dst + pix_3, prev + pix_3, cur + pix_3,
208                            next + pix_3, td->w - (3 + MAX_ALIGN/df-1),
209                            y + 1 < td->h ? refs : -refs,
210                            y ? -refs : refs,
211                            td->parity ^ td->tff, mode);
212             s->filter_edges(dst, prev, cur, next, td->w,
213                             y + 1 < td->h ? refs : -refs,
214                             y ? -refs : refs,
215                             td->parity ^ td->tff, mode);
216         } else {
217             memcpy(&td->frame->data[td->plane][y * td->frame->linesize[td->plane]],
218                    &s->cur->data[td->plane][y * refs], td->w * df);
219         }
220     }
221     return 0;
222 }
223
224 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dstpic,
225                    int parity, int tff)
226 {
227     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
228     ThreadData td = { .frame = dstpic, .parity = parity, .tff = tff };
229     int i;
230
231     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
232         int w = dstpic->width;
233         int h = dstpic->height;
234
235         if (i == 1 || i == 2) {
236             w = FF_CEIL_RSHIFT(w, yadif->csp->log2_chroma_w);
237             h = FF_CEIL_RSHIFT(h, yadif->csp->log2_chroma_h);
238         }
239
240
241         td.w       = w;
242         td.h       = h;
243         td.plane   = i;
244
245         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN(h, ctx->graph->nb_threads));
246     }
247
248     emms_c();
249 }
250
251 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
252 {
253     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
254     AVFilterLink *link  = ctx->outputs[0];
255     int tff, ret;
256
257     if (yadif->parity == -1) {
258         tff = yadif->cur->interlaced_frame ?
259               yadif->cur->top_field_first : 1;
260     } else {
261         tff = yadif->parity ^ 1;
262     }
263
264     if (is_second) {
265         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, link->w, link->h);
266         if (!yadif->out)
267             return AVERROR(ENOMEM);
268
269         av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
270         yadif->out->interlaced_frame = 0;
271     }
272
273     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
274
275     if (is_second) {
276         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
277         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
278
279         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
280             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
281         } else {
282             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
283         }
284     }
285     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
286
287     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
288     return ret;
289 }
290
291 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
292 {
293     AVFilterContext *ctx = link->dst;
294     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
295
296     av_assert0(frame);
297
298     if (yadif->frame_pending)
299         return_frame(ctx, 1);
300
301     if (yadif->prev)
302         av_frame_free(&yadif->prev);
303     yadif->prev = yadif->cur;
304     yadif->cur  = yadif->next;
305     yadif->next = frame;
306
307     if (!yadif->cur)
308         return 0;
309
310     if ((yadif->deint && !yadif->cur->interlaced_frame) || ctx->is_disabled) {
311         yadif->out  = av_frame_clone(yadif->cur);
312         if (!yadif->out)
313             return AVERROR(ENOMEM);
314
315         av_frame_free(&yadif->prev);
316         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
317             yadif->out->pts *= 2;
318         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
319     }
320
321     if (!yadif->prev &&
322         !(yadif->prev = av_frame_clone(yadif->cur)))
323         return AVERROR(ENOMEM);
324
325     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], link->w, link->h);
326     if (!yadif->out)
327         return AVERROR(ENOMEM);
328
329     av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
330     yadif->out->interlaced_frame = 0;
331
332     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
333         yadif->out->pts *= 2;
334
335     return return_frame(ctx, 0);
336 }
337
338 static int request_frame(AVFilterLink *link)
339 {
340     AVFilterContext *ctx = link->src;
341     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
342
343     if (yadif->frame_pending) {
344         return_frame(ctx, 1);
345         return 0;
346     }
347
348     do {
349         int ret;
350
351         if (yadif->eof)
352             return AVERROR_EOF;
353
354         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
355
356         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->cur) {
357             AVFrame *next = av_frame_clone(yadif->next);
358
359             if (!next)
360                 return AVERROR(ENOMEM);
361
362             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
363
364             filter_frame(link->src->inputs[0], next);
365             yadif->eof = 1;
366         } else if (ret < 0) {
367             return ret;
368         }
369     } while (!yadif->cur);
370
371     return 0;
372 }
373
374 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
375 {
376     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
377
378     av_frame_free(&yadif->prev);
379     av_frame_free(&yadif->cur );
380     av_frame_free(&yadif->next);
381 }
382
383 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
384 {
385     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
386         AV_PIX_FMT_YUV420P,
387         AV_PIX_FMT_YUV422P,
388         AV_PIX_FMT_YUV444P,
389         AV_PIX_FMT_YUV410P,
390         AV_PIX_FMT_YUV411P,
391         AV_PIX_FMT_GRAY8,
392         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
393         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
394         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
395         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
396         AV_PIX_FMT_YUV440P,
397         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
398         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV420P9LE ),
399         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV422P9LE ),
400         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV444P9LE ),
401         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
402         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
403         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
404         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P12BE, AV_PIX_FMT_YUV420P12LE ),
405         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P12BE, AV_PIX_FMT_YUV422P12LE ),
406         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P12BE, AV_PIX_FMT_YUV444P12LE ),
407         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P14BE, AV_PIX_FMT_YUV420P14LE ),
408         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P14BE, AV_PIX_FMT_YUV422P14LE ),
409         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P14BE, AV_PIX_FMT_YUV444P14LE ),
410         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
411         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
412         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
413         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
414         AV_PIX_FMT_YUVA422P,
415         AV_PIX_FMT_YUVA444P,
416         AV_PIX_FMT_NONE
417     };
418
419     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
420
421     return 0;
422 }
423
424 static int config_props(AVFilterLink *link)
425 {
426     AVFilterContext *ctx = link->src;
427     YADIFContext *s = link->src->priv;
428
429     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
430     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
431     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
432     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
433
434     if(s->mode&1)
435         link->frame_rate = av_mul_q(link->src->inputs[0]->frame_rate, (AVRational){2,1});
436
437     if (link->w < 3 || link->h < 3) {
438         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video of less than 3 columns or lines is not supported\n");
439         return AVERROR(EINVAL);
440     }
441
442     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
443     if (s->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1) {
444         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
445         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
446     } else {
447         s->filter_line  = filter_line_c;
448         s->filter_edges = filter_edges;
449     }
450
451     if (ARCH_X86)
452         ff_yadif_init_x86(s);
453
454     return 0;
455 }
456
457
458 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
459 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
460
461 #define CONST(name, help, val, unit) { name, help, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=val}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, unit }
462
463 static const AVOption yadif_options[] = {
464     { "mode",   "specify the interlacing mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_MODE_SEND_FRAME}, 0, 3, FLAGS, "mode"},
465     CONST("send_frame",           "send one frame for each frame",                                     YADIF_MODE_SEND_FRAME,           "mode"),
466     CONST("send_field",           "send one frame for each field",                                     YADIF_MODE_SEND_FIELD,           "mode"),
467     CONST("send_frame_nospatial", "send one frame for each frame, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FRAME_NOSPATIAL, "mode"),
468     CONST("send_field_nospatial", "send one frame for each field, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FIELD_NOSPATIAL, "mode"),
469
470     { "parity", "specify the assumed picture field parity", OFFSET(parity), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_PARITY_AUTO}, -1, 1, FLAGS, "parity" },
471     CONST("tff",  "assume top field first",    YADIF_PARITY_TFF,  "parity"),
472     CONST("bff",  "assume bottom field first", YADIF_PARITY_BFF,  "parity"),
473     CONST("auto", "auto detect parity",        YADIF_PARITY_AUTO, "parity"),
474
475     { "deint", "specify which frames to deinterlace", OFFSET(deint), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_DEINT_ALL}, 0, 1, FLAGS, "deint" },
476     CONST("all",        "deinterlace all frames",                       YADIF_DEINT_ALL,         "deint"),
477     CONST("interlaced", "only deinterlace frames marked as interlaced", YADIF_DEINT_INTERLACED,  "deint"),
478
479     {NULL},
480 };
481
482 AVFILTER_DEFINE_CLASS(yadif);
483
484 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
485     {
486         .name             = "default",
487         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
488         .filter_frame     = filter_frame,
489     },
490     { NULL }
491 };
492
493 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
494     {
495         .name          = "default",
496         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
497         .request_frame = request_frame,
498         .config_props  = config_props,
499     },
500     { NULL }
501 };
502
503 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
504     .name          = "yadif",
505     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image."),
506
507     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
508     .priv_class    = &yadif_class,
509     .uninit        = uninit,
510     .query_formats = query_formats,
511
512     .inputs    = avfilter_vf_yadif_inputs,
513     .outputs   = avfilter_vf_yadif_outputs,
514     .flags     = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
515 };