a79df7f00ad0c9271aa8da594b029d3a4a1c2f49
[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/pixdesc.h"
24 #include "avfilter.h"
25 #include "formats.h"
26 #include "internal.h"
27 #include "video.h"
28 #include "yadif.h"
29
30 #undef NDEBUG
31 #include <assert.h>
32
33 #define CHECK(j)\
34     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
35                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
36                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
37         if (score < spatial_score) {\
38             spatial_score= score;\
39             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
40
41 #define FILTER \
42     for (x = 0;  x < w; x++) { \
43         int c = cur[mrefs]; \
44         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
45         int e = cur[prefs]; \
46         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
47         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
48         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
49         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
50         int spatial_pred = (c+e)>>1; \
51         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e) \
52                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1; \
53  \
54         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
55         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
56  \
57         if (mode < 2) { \
58             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1; \
59             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1; \
60             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e)); \
61             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e)); \
62  \
63             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
64         } \
65  \
66         if (spatial_pred > d + diff) \
67            spatial_pred = d + diff; \
68         else if (spatial_pred < d - diff) \
69            spatial_pred = d - diff; \
70  \
71         dst[0] = spatial_pred; \
72  \
73         dst++; \
74         cur++; \
75         prev++; \
76         next++; \
77         prev2++; \
78         next2++; \
79     }
80
81 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
82                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
83                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
84 {
85     int x;
86     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
87     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
88
89     FILTER
90 }
91
92 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
93                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
94                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
95 {
96     int x;
97     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
98     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
99     mrefs /= 2;
100     prefs /= 2;
101
102     FILTER
103 }
104
105 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
106                    int parity, int tff)
107 {
108     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
109     int y, i;
110
111     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
112         int w = dstpic->video->w;
113         int h = dstpic->video->h;
114         int refs = yadif->cur->linesize[i];
115         int absrefs = FFABS(refs);
116         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
117
118         if (i == 1 || i == 2) {
119         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
120             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
121             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
122         }
123
124         if(yadif->temp_line_size < absrefs) {
125             av_free(yadif->temp_line);
126             yadif->temp_line = av_mallocz(2*64 + 5*absrefs);
127             yadif->temp_line_size = absrefs;
128         }
129
130         for (y = 0; y < h; y++) {
131             if ((y ^ parity) & 1) {
132                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
133                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
134                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
135                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
136                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
137                 int     prefs = y+1<h ? refs : -refs;
138                 int     mrefs =     y ?-refs :  refs;
139
140                 if(y<=1 || y+2>=h) {
141                     int j;
142                     uint8_t *tmp = yadif->temp_line + 64 + 2*absrefs;
143                     if(mode<2)
144                         memcpy(tmp+2*mrefs, cur+2*mrefs, w*df);
145                     memcpy(tmp+mrefs, cur+mrefs, w*df);
146                     memcpy(tmp      , cur      , w*df);
147                     if(prefs != mrefs) {
148                         memcpy(tmp+prefs, cur+prefs, w*df);
149                         if(mode<2)
150                             memcpy(tmp+2*prefs, cur+2*prefs, w*df);
151                     }
152                     cur = tmp;
153                 }
154
155                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, prefs, mrefs, parity ^ tff, mode);
156             } else {
157                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
158                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
159             }
160         }
161     }
162
163     emms_c();
164 }
165
166 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
167 {
168     AVFilterBufferRef *picref;
169     int width = FFALIGN(w, 32);
170     int height= FFALIGN(h+2, 32);
171     int i;
172
173     picref = ff_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
174
175     picref->video->w = w;
176     picref->video->h = h;
177
178     for (i = 0; i < 3; i++)
179         picref->data[i] += picref->linesize[i];
180
181     return picref;
182 }
183
184 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
185 {
186     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
187     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
188     int tff, ret;
189
190     if (yadif->parity == -1) {
191         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
192             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
193     } else {
194         tff = yadif->parity^1;
195     }
196
197     if (is_second) {
198         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
199                                          AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
200         if (!yadif->out)
201             return AVERROR(ENOMEM);
202
203         avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
204         yadif->out->video->interlaced = 0;
205     }
206
207     if (!yadif->csp)
208         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
209     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1)
210         yadif->filter_line = (void*)filter_line_c_16bit;
211
212     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
213
214     if (is_second) {
215         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
216         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
217
218         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
219             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
220         } else {
221             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
222         }
223         ret = ff_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
224         if (ret < 0)
225             return ret;
226     }
227     if ((ret = ff_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1)) < 0 ||
228         (ret = ff_end_frame(ctx->outputs[0])) < 0)
229         return ret;
230
231     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
232     return 0;
233 }
234
235 static int start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
236 {
237     AVFilterContext *ctx = link->dst;
238     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
239
240     av_assert0(picref);
241
242     if (yadif->frame_pending)
243         return_frame(ctx, 1);
244
245     if (yadif->prev)
246         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
247     yadif->prev = yadif->cur;
248     yadif->cur  = yadif->next;
249     yadif->next = picref;
250     link->cur_buf = NULL;
251
252     if (!yadif->cur)
253         return 0;
254
255     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
256         yadif->out  = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
257         if (!yadif->out)
258             return AVERROR(ENOMEM);
259
260         avfilter_unref_bufferp(&yadif->prev);
261         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
262             yadif->out->pts *= 2;
263         return ff_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
264     }
265
266     if (!yadif->prev &&
267         !(yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ)))
268         return AVERROR(ENOMEM);
269
270     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
271                                      AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
272     if (!yadif->out)
273         return AVERROR(ENOMEM);
274
275     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
276     yadif->out->video->interlaced = 0;
277     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
278         yadif->out->pts *= 2;
279     return ff_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
280 }
281
282 static int end_frame(AVFilterLink *link)
283 {
284     AVFilterContext *ctx = link->dst;
285     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
286
287     if (!yadif->out)
288         return 0;
289
290     if (yadif->auto_enable && !yadif->cur->video->interlaced) {
291         int ret = ff_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
292         if (ret >= 0)
293             ret = ff_end_frame(ctx->outputs[0]);
294         return ret;
295     }
296
297     return_frame(ctx, 0);
298     return 0;
299 }
300
301 static int request_frame(AVFilterLink *link)
302 {
303     AVFilterContext *ctx = link->src;
304     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
305
306     if (yadif->frame_pending) {
307         return_frame(ctx, 1);
308         return 0;
309     }
310
311     do {
312         int ret;
313
314         if (yadif->eof)
315             return AVERROR_EOF;
316
317         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
318
319         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->cur) {
320             AVFilterBufferRef *next = avfilter_ref_buffer(yadif->next, AV_PERM_READ);
321             if (!next)
322                 return AVERROR(ENOMEM);
323
324             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
325
326             start_frame(link->src->inputs[0], next);
327             end_frame(link->src->inputs[0]);
328             yadif->eof = 1;
329         } else if (ret < 0) {
330             return ret;
331         }
332     } while (!yadif->cur);
333
334     return 0;
335 }
336
337 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
338 {
339     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
340     int ret, val;
341
342     if (yadif->frame_pending)
343         return 1;
344
345     val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
346     if (val <= 0)
347         return val;
348
349     if (val >= 1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
350         if ((ret = ff_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
351             return ret;
352         val = ff_poll_frame(link->src->inputs[0]);
353         if (val <= 0)
354             return val;
355     }
356     assert(yadif->next || !val);
357
358     if (yadif->auto_enable && yadif->next && !yadif->next->video->interlaced)
359         return val;
360
361     return val * ((yadif->mode&1)+1);
362 }
363
364 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
365 {
366     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
367
368     if (yadif->prev) avfilter_unref_bufferp(&yadif->prev);
369     if (yadif->cur ) avfilter_unref_bufferp(&yadif->cur );
370     if (yadif->next) avfilter_unref_bufferp(&yadif->next);
371     av_freep(&yadif->temp_line); yadif->temp_line_size = 0;
372 }
373
374 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
375 {
376     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
377         PIX_FMT_YUV420P,
378         PIX_FMT_YUV422P,
379         PIX_FMT_YUV444P,
380         PIX_FMT_YUV410P,
381         PIX_FMT_YUV411P,
382         PIX_FMT_GRAY8,
383         PIX_FMT_YUVJ420P,
384         PIX_FMT_YUVJ422P,
385         PIX_FMT_YUVJ444P,
386         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
387         PIX_FMT_YUV440P,
388         PIX_FMT_YUVJ440P,
389         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P10BE, PIX_FMT_YUV420P10LE ),
390         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P10BE, PIX_FMT_YUV422P10LE ),
391         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P10BE, PIX_FMT_YUV444P10LE ),
392         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
393         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
394         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
395         PIX_FMT_YUVA420P,
396         PIX_FMT_YUVA422P,
397         PIX_FMT_YUVA444P,
398         PIX_FMT_NONE
399     };
400
401     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
402
403     return 0;
404 }
405
406 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
407 {
408     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
409
410     yadif->mode = 0;
411     yadif->parity = -1;
412     yadif->auto_enable = 0;
413     yadif->csp = NULL;
414
415     if (args) sscanf(args, "%d:%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity, &yadif->auto_enable);
416
417     yadif->filter_line = filter_line_c;
418
419     if (HAVE_MMX)
420         ff_yadif_init_x86(yadif);
421
422     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "mode:%d parity:%d auto_enable:%d\n", yadif->mode, yadif->parity, yadif->auto_enable);
423
424     return 0;
425 }
426
427 static int null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
428 {
429     return 0;
430 }
431
432 static int config_props(AVFilterLink *link)
433 {
434     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
435
436     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
437     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
438     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
439     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
440
441     if(yadif->mode&1)
442         link->frame_rate = av_mul_q(link->src->inputs[0]->frame_rate, (AVRational){2,1});
443
444     return 0;
445 }
446
447 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
448     .name          = "yadif",
449     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image."),
450
451     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
452     .init          = init,
453     .uninit        = uninit,
454     .query_formats = query_formats,
455
456     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
457                                           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
458                                           .start_frame      = start_frame,
459                                           .get_video_buffer = get_video_buffer,
460                                           .draw_slice       = null_draw_slice,
461                                           .end_frame        = end_frame,
462                                           .rej_perms        = AV_PERM_REUSE2, },
463                                         { .name = NULL}},
464
465     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
466                                           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
467                                           .poll_frame       = poll_frame,
468                                           .request_frame    = request_frame,
469                                           .config_props     = config_props, },
470                                         { .name = NULL}},
471 };