avfilter/f_bench: Fix comparission condition
[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  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * 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 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 FFmpeg; 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/avassert.h"
23 #include "libavutil/cpu.h"
24 #include "libavutil/common.h"
25 #include "libavutil/opt.h"
26 #include "libavutil/pixdesc.h"
27 #include "libavutil/imgutils.h"
28 #include "avfilter.h"
29 #include "formats.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "video.h"
32 #include "yadif.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 + 7) / 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 = AV_CEIL_RSHIFT(w, yadif->csp->log2_chroma_w);
237             h = AV_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 checkstride(YADIFContext *yadif, const AVFrame *a, const AVFrame *b)
292 {
293     int i;
294     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++)
295         if (a->linesize[i] != b->linesize[i])
296             return 1;
297     return 0;
298 }
299
300 static void fixstride(AVFilterLink *link, AVFrame *f)
301 {
302     AVFrame *dst = ff_default_get_video_buffer(link, f->width, f->height);
303     if(!dst)
304         return;
305     av_frame_copy_props(dst, f);
306     av_image_copy(dst->data, dst->linesize,
307                   (const uint8_t **)f->data, f->linesize,
308                   dst->format, dst->width, dst->height);
309     av_frame_unref(f);
310     av_frame_move_ref(f, dst);
311     av_frame_free(&dst);
312 }
313
314 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
315 {
316     AVFilterContext *ctx = link->dst;
317     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
318
319     av_assert0(frame);
320
321     if (yadif->frame_pending)
322         return_frame(ctx, 1);
323
324     if (yadif->prev)
325         av_frame_free(&yadif->prev);
326     yadif->prev = yadif->cur;
327     yadif->cur  = yadif->next;
328     yadif->next = frame;
329
330     if (!yadif->cur &&
331         !(yadif->cur = av_frame_clone(yadif->next)))
332         return AVERROR(ENOMEM);
333
334     if (checkstride(yadif, yadif->next, yadif->cur)) {
335         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Reallocating frame due to differing stride\n");
336         fixstride(link, yadif->next);
337     }
338     if (checkstride(yadif, yadif->next, yadif->cur))
339         fixstride(link, yadif->cur);
340     if (yadif->prev && checkstride(yadif, yadif->next, yadif->prev))
341         fixstride(link, yadif->prev);
342     if (checkstride(yadif, yadif->next, yadif->cur) || (yadif->prev && checkstride(yadif, yadif->next, yadif->prev))) {
343         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to reallocate frame\n");
344         return -1;
345     }
346
347     if (!yadif->prev)
348         return 0;
349
350     if ((yadif->deint && !yadif->cur->interlaced_frame) ||
351         ctx->is_disabled ||
352         (yadif->deint && !yadif->prev->interlaced_frame && yadif->prev->repeat_pict) ||
353         (yadif->deint && !yadif->next->interlaced_frame && yadif->next->repeat_pict)
354     ) {
355         yadif->out  = av_frame_clone(yadif->cur);
356         if (!yadif->out)
357             return AVERROR(ENOMEM);
358
359         av_frame_free(&yadif->prev);
360         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
361             yadif->out->pts *= 2;
362         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
363     }
364
365     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], link->w, link->h);
366     if (!yadif->out)
367         return AVERROR(ENOMEM);
368
369     av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
370     yadif->out->interlaced_frame = 0;
371
372     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
373         yadif->out->pts *= 2;
374
375     return return_frame(ctx, 0);
376 }
377
378 static int request_frame(AVFilterLink *link)
379 {
380     AVFilterContext *ctx = link->src;
381     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
382     int ret;
383
384     if (yadif->frame_pending) {
385         return_frame(ctx, 1);
386         return 0;
387     }
388
389     if (yadif->eof)
390         return AVERROR_EOF;
391
392     ret  = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
393
394     if (ret == AVERROR_EOF && yadif->cur) {
395         AVFrame *next = av_frame_clone(yadif->next);
396
397         if (!next)
398             return AVERROR(ENOMEM);
399
400         next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
401
402         filter_frame(ctx->inputs[0], next);
403         yadif->eof = 1;
404     } else if (ret < 0) {
405         return ret;
406     }
407
408     return 0;
409 }
410
411 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
412 {
413     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
414
415     av_frame_free(&yadif->prev);
416     av_frame_free(&yadif->cur );
417     av_frame_free(&yadif->next);
418 }
419
420 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
421 {
422     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
423         AV_PIX_FMT_YUV420P,
424         AV_PIX_FMT_YUV422P,
425         AV_PIX_FMT_YUV444P,
426         AV_PIX_FMT_YUV410P,
427         AV_PIX_FMT_YUV411P,
428         AV_PIX_FMT_GRAY8,
429         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
430         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
431         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
432         AV_PIX_FMT_GRAY16,
433         AV_PIX_FMT_YUV440P,
434         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
435         AV_PIX_FMT_YUV420P9,
436         AV_PIX_FMT_YUV422P9,
437         AV_PIX_FMT_YUV444P9,
438         AV_PIX_FMT_YUV420P10,
439         AV_PIX_FMT_YUV422P10,
440         AV_PIX_FMT_YUV444P10,
441         AV_PIX_FMT_YUV420P12,
442         AV_PIX_FMT_YUV422P12,
443         AV_PIX_FMT_YUV444P12,
444         AV_PIX_FMT_YUV420P14,
445         AV_PIX_FMT_YUV422P14,
446         AV_PIX_FMT_YUV444P14,
447         AV_PIX_FMT_YUV420P16,
448         AV_PIX_FMT_YUV422P16,
449         AV_PIX_FMT_YUV444P16,
450         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
451         AV_PIX_FMT_YUVA422P,
452         AV_PIX_FMT_YUVA444P,
453         AV_PIX_FMT_GBRP,
454         AV_PIX_FMT_GBRP9,
455         AV_PIX_FMT_GBRP10,
456         AV_PIX_FMT_GBRP12,
457         AV_PIX_FMT_GBRP14,
458         AV_PIX_FMT_GBRP16,
459         AV_PIX_FMT_GBRAP,
460         AV_PIX_FMT_NONE
461     };
462
463     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
464     if (!fmts_list)
465         return AVERROR(ENOMEM);
466     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
467 }
468
469 static int config_props(AVFilterLink *link)
470 {
471     AVFilterContext *ctx = link->src;
472     YADIFContext *s = ctx->priv;
473
474     link->time_base.num = ctx->inputs[0]->time_base.num;
475     link->time_base.den = ctx->inputs[0]->time_base.den * 2;
476     link->w             = ctx->inputs[0]->w;
477     link->h             = ctx->inputs[0]->h;
478
479     if(s->mode & 1)
480         link->frame_rate = av_mul_q(ctx->inputs[0]->frame_rate,
481                                     (AVRational){2, 1});
482
483     if (link->w < 3 || link->h < 3) {
484         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video of less than 3 columns or lines is not supported\n");
485         return AVERROR(EINVAL);
486     }
487
488     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
489     if (s->csp->comp[0].depth > 8) {
490         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
491         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
492     } else {
493         s->filter_line  = filter_line_c;
494         s->filter_edges = filter_edges;
495     }
496
497     if (ARCH_X86)
498         ff_yadif_init_x86(s);
499
500     return 0;
501 }
502
503
504 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
505 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
506
507 #define CONST(name, help, val, unit) { name, help, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=val}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, unit }
508
509 static const AVOption yadif_options[] = {
510     { "mode",   "specify the interlacing mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_MODE_SEND_FRAME}, 0, 3, FLAGS, "mode"},
511     CONST("send_frame",           "send one frame for each frame",                                     YADIF_MODE_SEND_FRAME,           "mode"),
512     CONST("send_field",           "send one frame for each field",                                     YADIF_MODE_SEND_FIELD,           "mode"),
513     CONST("send_frame_nospatial", "send one frame for each frame, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FRAME_NOSPATIAL, "mode"),
514     CONST("send_field_nospatial", "send one frame for each field, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FIELD_NOSPATIAL, "mode"),
515
516     { "parity", "specify the assumed picture field parity", OFFSET(parity), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_PARITY_AUTO}, -1, 1, FLAGS, "parity" },
517     CONST("tff",  "assume top field first",    YADIF_PARITY_TFF,  "parity"),
518     CONST("bff",  "assume bottom field first", YADIF_PARITY_BFF,  "parity"),
519     CONST("auto", "auto detect parity",        YADIF_PARITY_AUTO, "parity"),
520
521     { "deint", "specify which frames to deinterlace", OFFSET(deint), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_DEINT_ALL}, 0, 1, FLAGS, "deint" },
522     CONST("all",        "deinterlace all frames",                       YADIF_DEINT_ALL,         "deint"),
523     CONST("interlaced", "only deinterlace frames marked as interlaced", YADIF_DEINT_INTERLACED,  "deint"),
524
525     { NULL }
526 };
527
528 AVFILTER_DEFINE_CLASS(yadif);
529
530 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
531     {
532         .name          = "default",
533         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
534         .filter_frame  = filter_frame,
535     },
536     { NULL }
537 };
538
539 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
540     {
541         .name          = "default",
542         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
543         .request_frame = request_frame,
544         .config_props  = config_props,
545     },
546     { NULL }
547 };
548
549 AVFilter ff_vf_yadif = {
550     .name          = "yadif",
551     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image."),
552     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
553     .priv_class    = &yadif_class,
554     .uninit        = uninit,
555     .query_formats = query_formats,
556     .inputs        = avfilter_vf_yadif_inputs,
557     .outputs       = avfilter_vf_yadif_outputs,
558     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
559 };