Yadif fixes that where missing from the patch
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_yadif.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2006-2010 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
17  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
18  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
19  */
20
21 #include "libavutil/cpu.h"
22 #include "libavutil/common.h"
23 #include "libavutil/pixdesc.h"
24 #include "avfilter.h"
25 #include "yadif.h"
26
27 #undef NDEBUG
28 #include <assert.h>
29
30 typedef struct {
31     /**
32      * 0: send 1 frame for each frame
33      * 1: send 1 frame for each field
34      * 2: like 0 but skips spatial interlacing check
35      * 3: like 1 but skips spatial interlacing check
36      */
37     int mode;
38
39     /**
40      *  0: bottom field first
41      *  1: top field first
42      * -1: auto-detection
43      */
44     int parity;
45
46     int frame_pending;
47
48     AVFilterBufferRef *cur;
49     AVFilterBufferRef *next;
50     AVFilterBufferRef *prev;
51     AVFilterBufferRef *out;
52     void (*filter_line)(uint8_t *dst,
53                         uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
54                         int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode);
55
56     const AVPixFmtDescriptor *csp;
57 } YADIFContext;
58
59 static void filter_line_c(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     int x;
64     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
65     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
66     for (x = 0;  x < w; x++) {
67         int c = cur[mrefs];
68         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1;
69         int e = cur[prefs];
70         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]);
71         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1;
72         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1;
73         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2);
74         int spatial_pred = (c+e)>>1;
75         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e)
76                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1;
77
78 #define CHECK(j)\
79     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+(j)] - cur[prefs-1-(j)])\
80                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
81                   + FFABS(cur[mrefs+1+(j)] - cur[prefs+1-(j)]);\
82         if (score < spatial_score) {\
83             spatial_score= score;\
84             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
85
86         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }}
87         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }}
88
89         if (mode < 2) {
90             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1;
91             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1;
92 #if 0
93             int a = cur[-3*refs];
94             int g = cur[+3*refs];
95             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN3(FFMAX(b-c,f-e),FFMAX(b-c,b-a),FFMAX(f-g,f-e)) );
96             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX3(FFMIN(b-c,f-e),FFMIN(b-c,b-a),FFMIN(f-g,f-e)) );
97 #else
98             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e));
99             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e));
100 #endif
101
102             diff = FFMAX3(diff, min, -max);
103         }
104
105         if (spatial_pred > d + diff)
106            spatial_pred = d + diff;
107         else if (spatial_pred < d - diff)
108            spatial_pred = d - diff;
109
110         dst[0] = spatial_pred;
111
112         dst++;
113         cur++;
114         prev++;
115         next++;
116         prev2++;
117         next2++;
118     }
119 }
120
121 static void filter_line_c_16bit(uint16_t *dst,
122                                 uint16_t *prev, uint16_t *cur, uint16_t *next,
123                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
124 {
125     int x;
126     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
127     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
128     mrefs /= 2;
129     prefs /= 2;
130     for (x = 0;  x < w; x++) {
131         int c = cur[mrefs];
132         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1;
133         int e = cur[prefs];
134         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]);
135         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1;
136         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1;
137         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2);
138         int spatial_pred = (c+e)>>1;
139         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs-1] - cur[prefs-1]) + FFABS(c-e)
140                           + FFABS(cur[mrefs+1] - cur[prefs+1]) - 1;
141
142 #define CHECK(j)\
143     {   int score = FFABS(cur[mrefs-1+j] - cur[prefs-1-j])\
144                   + FFABS(cur[mrefs  +j] - cur[prefs  -j])\
145                   + FFABS(cur[mrefs+1+j] - cur[prefs+1-j]);\
146         if (score < spatial_score) {\
147             spatial_score= score;\
148             spatial_pred= (cur[mrefs  +j] + cur[prefs  -j])>>1;\
149
150         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }}
151         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }}
152
153         if (mode < 2) {
154             int b = (prev2[2*mrefs] + next2[2*mrefs])>>1;
155             int f = (prev2[2*prefs] + next2[2*prefs])>>1;
156 #if 0
157             int a = cur[-3*refs];
158             int g = cur[+3*refs];
159             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN3(FFMAX(b-c,f-e),FFMAX(b-c,b-a),FFMAX(f-g,f-e)) );
160             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX3(FFMIN(b-c,f-e),FFMIN(b-c,b-a),FFMIN(f-g,f-e)) );
161 #else
162             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e));
163             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e));
164 #endif
165
166             diff = FFMAX3(diff, min, -max);
167         }
168
169         if (spatial_pred > d + diff)
170            spatial_pred = d + diff;
171         else if (spatial_pred < d - diff)
172            spatial_pred = d - diff;
173
174         dst[0] = spatial_pred;
175
176         dst++;
177         cur++;
178         prev++;
179         next++;
180         prev2++;
181         next2++;
182     }
183 }
184
185 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
186                    int parity, int tff)
187 {
188     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
189     int y, i;
190
191     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
192         int w = dstpic->video->w;
193         int h = dstpic->video->h;
194         int refs = yadif->cur->linesize[i];
195         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1+1) / 8;
196
197         if (i) {
198         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
199             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
200             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
201         }
202
203         for (y = 0; y < h; y++) {
204             if ((y ^ parity) & 1) {
205                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
206                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
207                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
208                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
209                 int     mode  = y==1 || y+2==h ? 2 : yadif->mode;
210                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, y+1<h ? refs : -refs, y ? -refs : refs, parity ^ tff, mode);
211             } else {
212                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
213                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w*df);
214             }
215         }
216     }
217 #if HAVE_MMX
218     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
219 #endif
220 }
221
222 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
223 {
224     AVFilterBufferRef *picref;
225     int width = FFALIGN(w, 32);
226     int height= FFALIGN(h+2, 32);
227     int i;
228
229     picref = avfilter_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
230
231     picref->video->w = w;
232     picref->video->h = h;
233
234     for (i = 0; i < 3; i++)
235         picref->data[i] += picref->linesize[i];
236
237     return picref;
238 }
239
240 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
241 {
242     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
243     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
244     int tff;
245
246     if (yadif->parity == -1) {
247         tff = yadif->cur->video->interlaced ?
248             yadif->cur->video->top_field_first : 1;
249     } else {
250         tff = yadif->parity^1;
251     }
252
253     if (is_second)
254         yadif->out = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
255                                                AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
256
257     if (!yadif->csp)
258         yadif->csp = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
259     if (yadif->csp->comp[0].depth_minus1 == 15)
260         yadif->filter_line = filter_line_c_16bit;
261
262     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
263
264     if (is_second) {
265         if (yadif->next->pts != AV_NOPTS_VALUE &&
266             yadif->cur->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
267             yadif->out->pts =
268                 (yadif->next->pts&yadif->cur->pts) +
269                 ((yadif->next->pts^yadif->cur->pts)>>1);
270         } else {
271             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
272         }
273         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
274     }
275     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
276     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
277
278     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
279 }
280
281 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
282 {
283     AVFilterContext *ctx = link->dst;
284     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
285
286     if (yadif->frame_pending)
287         return_frame(ctx, 1);
288
289     if (yadif->prev)
290         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
291     yadif->prev = yadif->cur;
292     yadif->cur  = yadif->next;
293     yadif->next = picref;
294
295     if (!yadif->cur)
296         return;
297
298     if (!yadif->prev)
299         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
300
301     yadif->out = avfilter_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
302                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
303
304     avfilter_copy_buffer_ref_props(yadif->out, yadif->cur);
305     yadif->out->video->interlaced = 0;
306     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
307 }
308
309 static void end_frame(AVFilterLink *link)
310 {
311     AVFilterContext *ctx = link->dst;
312     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
313
314     if (!yadif->out)
315         return;
316
317     return_frame(ctx, 0);
318 }
319
320 static int request_frame(AVFilterLink *link)
321 {
322     AVFilterContext *ctx = link->src;
323     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
324
325     if (yadif->frame_pending) {
326         return_frame(ctx, 1);
327         return 0;
328     }
329
330     do {
331         int ret;
332
333         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])))
334             return ret;
335     } while (!yadif->cur);
336
337     return 0;
338 }
339
340 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
341 {
342     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
343     int ret, val;
344
345     if (yadif->frame_pending)
346         return 1;
347
348     val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
349
350     if (val==1 && !yadif->next) { //FIXME change API to not requre this red tape
351         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
352             return ret;
353         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
354     }
355     assert(yadif->next || !val);
356
357     return val * ((yadif->mode&1)+1);
358 }
359
360 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
361 {
362     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
363
364     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
365     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
366     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
367 }
368
369 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
370 {
371     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
372         PIX_FMT_YUV420P,
373         PIX_FMT_YUV422P,
374         PIX_FMT_YUV444P,
375         PIX_FMT_YUV410P,
376         PIX_FMT_YUV411P,
377         PIX_FMT_GRAY8,
378         PIX_FMT_YUVJ420P,
379         PIX_FMT_YUVJ422P,
380         PIX_FMT_YUVJ444P,
381         AV_NE( PIX_FMT_GRAY16BE, PIX_FMT_GRAY16LE ),
382         PIX_FMT_YUV440P,
383         PIX_FMT_YUVJ440P,
384         AV_NE( PIX_FMT_YUV420P16BE, PIX_FMT_YUV420P16LE ),
385         AV_NE( PIX_FMT_YUV422P16BE, PIX_FMT_YUV422P16LE ),
386         AV_NE( PIX_FMT_YUV444P16BE, PIX_FMT_YUV444P16LE ),
387         PIX_FMT_NONE
388     };
389
390     avfilter_set_common_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
391
392     return 0;
393 }
394
395 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
396 {
397     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
398     av_unused int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
399
400     yadif->mode = 0;
401     yadif->parity = -1;
402     yadif->csp = NULL;
403
404     if (args) sscanf(args, "%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity);
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\n", yadif->mode, yadif->parity);
415
416     return 0;
417 }
418
419 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
420
421 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
422     .name          = "yadif",
423     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
424
425     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
426     .init          = init,
427     .uninit        = uninit,
428     .query_formats = query_formats,
429
430     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
431                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
432                                     .start_frame      = start_frame,
433                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
434                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
435                                     .end_frame        = end_frame, },
436                                   { .name = NULL}},
437
438     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
439                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
440                                     .poll_frame       = poll_frame,
441                                     .request_frame    = request_frame, },
442                                   { .name = NULL}},
443 };