lavfi: remove remaining forgotten min/rej perms.
[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 #define CHECK(j)\
35     {   int score = FFABS(cur[mrefs + off_left + (j)] - cur[prefs + off_left - (j)])\
36                   + FFABS(cur[mrefs  +(j)] - cur[prefs  -(j)])\
37                   + FFABS(cur[mrefs + off_right + (j)] - cur[prefs + off_right - (j)]);\
38         if (score < spatial_score) {\
39             spatial_score= score;\
40             spatial_pred= (cur[mrefs  +(j)] + cur[prefs  -(j)])>>1;\
41
42 #define FILTER(start, end) \
43     for (x = start;  x < end; x++) { \
44         int c = cur[mrefs]; \
45         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1; \
46         int e = cur[prefs]; \
47         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]); \
48         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[mrefs] - c) + FFABS(prev[prefs] - e) )>>1; \
49         int temporal_diff2 =(FFABS(next[mrefs] - c) + FFABS(next[prefs] - e) )>>1; \
50         int diff = FFMAX3(temporal_diff0 >> 1, temporal_diff1, temporal_diff2); \
51         int spatial_pred = (c+e) >> 1; \
52         int off_right = (x < w - 1) ? 1 : -1;\
53         int off_left  = x ? -1 : 1;\
54         int spatial_score = FFABS(cur[mrefs + off_left]  - cur[prefs + off_left]) + FFABS(c-e) \
55                           + FFABS(cur[mrefs + off_right] - cur[prefs + off_right]) - 1; \
56  \
57         if (x > 2 && x < w - 3) {\
58             CHECK(-1) CHECK(-2) }} }} \
59             CHECK( 1) CHECK( 2) }} }} \
60         }\
61  \
62         if (mode < 2) { \
63             int b = (prev2[2 * mrefs] + next2[2 * mrefs])>>1; \
64             int f = (prev2[2 * prefs] + next2[2 * prefs])>>1; \
65             int max = FFMAX3(d - e, d - c, FFMIN(b - c, f - e)); \
66             int min = FFMIN3(d - e, d - c, FFMAX(b - c, f - e)); \
67  \
68             diff = FFMAX3(diff, min, -max); \
69         } \
70  \
71         if (spatial_pred > d + diff) \
72            spatial_pred = d + diff; \
73         else if (spatial_pred < d - diff) \
74            spatial_pred = d - diff; \
75  \
76         dst[0] = spatial_pred; \
77  \
78         dst++; \
79         cur++; \
80         prev++; \
81         next++; \
82         prev2++; \
83         next2++; \
84     }
85
86 static void filter_line_c(void *dst1,
87                           void *prev1, void *cur1, void *next1,
88                           int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode)
89 {
90     uint8_t *dst  = dst1;
91     uint8_t *prev = prev1;
92     uint8_t *cur  = cur1;
93     uint8_t *next = next1;
94     int x;
95     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
96     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
97
98     FILTER(0, w)
99 }
100
101 static void filter_edges(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
102                          int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode,
103                          int l_edge)
104 {
105     uint8_t *dst  = dst1;
106     uint8_t *prev = prev1;
107     uint8_t *cur  = cur1;
108     uint8_t *next = next1;
109     int x;
110     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
111     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
112
113     FILTER(0, l_edge)
114
115     dst  = (uint8_t*)dst1  + w - 3;
116     prev = (uint8_t*)prev1 + w - 3;
117     cur  = (uint8_t*)cur1  + w - 3;
118     next = (uint8_t*)next1 + w - 3;
119     prev2 = (uint8_t*)(parity ? prev : cur);
120     next2 = (uint8_t*)(parity ? cur  : next);
121
122     FILTER(w - 3, w)
123 }
124
125
126 static void filter_line_c_16bit(void *dst1,
127                                 void *prev1, void *cur1, void *next1,
128                                 int w, int prefs, int mrefs, int parity,
129                                 int mode)
130 {
131     uint16_t *dst  = dst1;
132     uint16_t *prev = prev1;
133     uint16_t *cur  = cur1;
134     uint16_t *next = next1;
135     int x;
136     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
137     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
138     mrefs /= 2;
139     prefs /= 2;
140
141     FILTER(0, w)
142 }
143
144 static void filter_edges_16bit(void *dst1, void *prev1, void *cur1, void *next1,
145                                int w, int prefs, int mrefs, int parity, int mode,
146                                int l_edge)
147 {
148     uint16_t *dst  = dst1;
149     uint16_t *prev = prev1;
150     uint16_t *cur  = cur1;
151     uint16_t *next = next1;
152     int x;
153     uint16_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
154     uint16_t *next2 = parity ? cur  : next;
155
156     FILTER(0, l_edge)
157
158     dst   = (uint16_t*)dst1  + w - 3;
159     prev  = (uint16_t*)prev1 + w - 3;
160     cur   = (uint16_t*)cur1  + w - 3;
161     next  = (uint16_t*)next1 + w - 3;
162     prev2 = (uint16_t*)(parity ? prev : cur);
163     next2 = (uint16_t*)(parity ? cur  : next);
164
165     FILTER(w - 3, w)
166 }
167
168 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dstpic,
169                    int parity, int tff)
170 {
171     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
172     int y, i;
173
174     for (i = 0; i < yadif->csp->nb_components; i++) {
175         int w = dstpic->width;
176         int h = dstpic->height;
177         int refs = yadif->cur->linesize[i];
178         int df = (yadif->csp->comp[i].depth_minus1 + 8) / 8;
179         int l_edge, l_edge_pix;
180
181         if (i == 1 || i == 2) {
182         /* Why is this not part of the per-plane description thing? */
183             w >>= yadif->csp->log2_chroma_w;
184             h >>= yadif->csp->log2_chroma_h;
185         }
186
187         /* filtering reads 3 pixels to the left/right; to avoid invalid reads,
188          * we need to call the c variant which avoids this for border pixels
189          */
190         l_edge     = yadif->req_align;
191         l_edge_pix = l_edge / df;
192
193         for (y = 0; y < h; y++) {
194             if ((y ^ parity) & 1) {
195                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y * refs];
196                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y * refs];
197                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y * refs];
198                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]];
199                 int     mode  = y == 1 || y + 2 == h ? 2 : yadif->mode;
200                 if (yadif->req_align) {
201                     yadif->filter_line(dst + l_edge, prev + l_edge, cur + l_edge,
202                                        next + l_edge, w - l_edge_pix - 3,
203                                        y + 1 < h ? refs : -refs,
204                                        y ? -refs : refs,
205                                        parity ^ tff, mode);
206                     yadif->filter_edges(dst, prev, cur, next, w,
207                                          y + 1 < h ? refs : -refs,
208                                          y ? -refs : refs,
209                                          parity ^ tff, mode, l_edge_pix);
210                 } else {
211                     yadif->filter_line(dst, prev, cur, next + l_edge, w,
212                                        y + 1 < h ? refs : -refs,
213                                        y ? -refs : refs,
214                                        parity ^ tff, mode);
215                 }
216             } else {
217                 memcpy(&dstpic->data[i][y * dstpic->linesize[i]],
218                        &yadif->cur->data[i][y * refs], w * df);
219             }
220         }
221     }
222
223     emms_c();
224 }
225
226 static int return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second)
227 {
228     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
229     AVFilterLink *link  = ctx->outputs[0];
230     int tff, ret;
231
232     if (yadif->parity == -1) {
233         tff = yadif->cur->interlaced_frame ?
234               yadif->cur->top_field_first : 1;
235     } else {
236         tff = yadif->parity ^ 1;
237     }
238
239     if (is_second) {
240         yadif->out = ff_get_video_buffer(link, link->w, link->h);
241         if (!yadif->out)
242             return AVERROR(ENOMEM);
243
244         av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
245         yadif->out->interlaced_frame = 0;
246     }
247
248     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
249
250     if (is_second) {
251         int64_t cur_pts  = yadif->cur->pts;
252         int64_t next_pts = yadif->next->pts;
253
254         if (next_pts != AV_NOPTS_VALUE && cur_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
255             yadif->out->pts = cur_pts + next_pts;
256         } else {
257             yadif->out->pts = AV_NOPTS_VALUE;
258         }
259     }
260     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
261
262     yadif->frame_pending = (yadif->mode&1) && !is_second;
263     return ret;
264 }
265
266 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
267 {
268     AVFilterContext *ctx = link->dst;
269     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
270
271     av_assert0(frame);
272
273     if (yadif->frame_pending)
274         return_frame(ctx, 1);
275
276     if (yadif->prev)
277         av_frame_free(&yadif->prev);
278     yadif->prev = yadif->cur;
279     yadif->cur  = yadif->next;
280     yadif->next = frame;
281
282     if (!yadif->cur)
283         return 0;
284
285     if (yadif->deint && !yadif->cur->interlaced_frame) {
286         yadif->out  = av_frame_clone(yadif->cur);
287         if (!yadif->out)
288             return AVERROR(ENOMEM);
289
290         av_frame_free(&yadif->prev);
291         if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
292             yadif->out->pts *= 2;
293         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
294     }
295
296     if (!yadif->prev &&
297         !(yadif->prev = av_frame_clone(yadif->cur)))
298         return AVERROR(ENOMEM);
299
300     yadif->out = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[0], link->w, link->h);
301     if (!yadif->out)
302         return AVERROR(ENOMEM);
303
304     av_frame_copy_props(yadif->out, yadif->cur);
305     yadif->out->interlaced_frame = 0;
306
307     if (yadif->out->pts != AV_NOPTS_VALUE)
308         yadif->out->pts *= 2;
309
310     return return_frame(ctx, 0);
311 }
312
313 static int request_frame(AVFilterLink *link)
314 {
315     AVFilterContext *ctx = link->src;
316     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
317
318     if (yadif->frame_pending) {
319         return_frame(ctx, 1);
320         return 0;
321     }
322
323     do {
324         int ret;
325
326         if (yadif->eof)
327             return AVERROR_EOF;
328
329         ret  = ff_request_frame(link->src->inputs[0]);
330
331         if (ret == AVERROR_EOF && yadif->cur) {
332             AVFrame *next = av_frame_clone(yadif->next);
333
334             if (!next)
335                 return AVERROR(ENOMEM);
336
337             next->pts = yadif->next->pts * 2 - yadif->cur->pts;
338
339             filter_frame(link->src->inputs[0], next);
340             yadif->eof = 1;
341         } else if (ret < 0) {
342             return ret;
343         }
344     } while (!yadif->cur);
345
346     return 0;
347 }
348
349 #define OFFSET(x) offsetof(YADIFContext, x)
350 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
351
352 #define CONST(name, help, val, unit) { name, help, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=val}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, unit }
353
354 static const AVOption yadif_options[] = {
355     { "mode",   "specify the interlacing mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_MODE_SEND_FRAME}, 0, 3, FLAGS, "mode"},
356     CONST("send_frame",           "send one frame for each frame",                                     YADIF_MODE_SEND_FRAME,           "mode"),
357     CONST("send_field",           "send one frame for each field",                                     YADIF_MODE_SEND_FIELD,           "mode"),
358     CONST("send_frame_nospatial", "send one frame for each frame, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FRAME_NOSPATIAL, "mode"),
359     CONST("send_field_nospatial", "send one frame for each field, but skip spatial interlacing check", YADIF_MODE_SEND_FIELD_NOSPATIAL, "mode"),
360
361     { "parity", "specify the assumed picture field parity", OFFSET(parity), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_PARITY_AUTO}, -1, 1, FLAGS, "parity" },
362     CONST("tff",  "assume top field first",    YADIF_PARITY_TFF,  "parity"),
363     CONST("bff",  "assume bottom field first", YADIF_PARITY_BFF,  "parity"),
364     CONST("auto", "auto detect parity",        YADIF_PARITY_AUTO, "parity"),
365
366     { "deint", "specify which frames to deinterlace", OFFSET(deint), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=YADIF_DEINT_ALL}, 0, 1, FLAGS, "deint" },
367     CONST("all",        "deinterlace all frames",                       YADIF_DEINT_ALL,         "deint"),
368     CONST("interlaced", "only deinterlace frames marked as interlaced", YADIF_DEINT_INTERLACED,  "deint"),
369
370     {NULL},
371 };
372
373 AVFILTER_DEFINE_CLASS(yadif);
374
375 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
376 {
377     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
378
379     av_frame_free(&yadif->prev);
380     av_frame_free(&yadif->cur );
381     av_frame_free(&yadif->next);
382     av_opt_free(yadif);
383 }
384
385 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
386 {
387     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
388         AV_PIX_FMT_YUV420P,
389         AV_PIX_FMT_YUV422P,
390         AV_PIX_FMT_YUV444P,
391         AV_PIX_FMT_YUV410P,
392         AV_PIX_FMT_YUV411P,
393         AV_PIX_FMT_GRAY8,
394         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
395         AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
396         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
397         AV_NE( AV_PIX_FMT_GRAY16BE, AV_PIX_FMT_GRAY16LE ),
398         AV_PIX_FMT_YUV440P,
399         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
400         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV420P9LE ),
401         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV422P9LE ),
402         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P9BE,  AV_PIX_FMT_YUV444P9LE ),
403         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUV420P10LE ),
404         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUV422P10LE ),
405         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUV444P10LE ),
406         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P12BE, AV_PIX_FMT_YUV420P12LE ),
407         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P12BE, AV_PIX_FMT_YUV422P12LE ),
408         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P12BE, AV_PIX_FMT_YUV444P12LE ),
409         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P14BE, AV_PIX_FMT_YUV420P14LE ),
410         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P14BE, AV_PIX_FMT_YUV422P14LE ),
411         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P14BE, AV_PIX_FMT_YUV444P14LE ),
412         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUV420P16LE ),
413         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUV422P16LE ),
414         AV_NE( AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUV444P16LE ),
415         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
416         AV_PIX_FMT_YUVA422P,
417         AV_PIX_FMT_YUVA444P,
418         AV_PIX_FMT_NONE
419     };
420
421     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
422
423     return 0;
424 }
425
426 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
427 {
428     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
429     static const char *shorthand[] = { "mode", "parity", "deint", NULL };
430     int ret;
431
432     yadif->class = &yadif_class;
433     av_opt_set_defaults(yadif);
434
435     if ((ret = av_opt_set_from_string(yadif, args, shorthand, "=", ":")) < 0)
436         return ret;
437
438     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "mode:%d parity:%d deint:%d\n",
439            yadif->mode, yadif->parity, yadif->deint);
440
441     return 0;
442 }
443
444 static int config_props(AVFilterLink *link)
445 {
446     AVFilterContext *ctx = link->src;
447     YADIFContext *s = link->src->priv;
448
449     link->time_base.num = link->src->inputs[0]->time_base.num;
450     link->time_base.den = link->src->inputs[0]->time_base.den * 2;
451     link->w             = link->src->inputs[0]->w;
452     link->h             = link->src->inputs[0]->h;
453
454     if(s->mode&1)
455         link->frame_rate = av_mul_q(link->src->inputs[0]->frame_rate, (AVRational){2,1});
456
457     if (link->w < 3 || link->h < 3) {
458         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video of less than 3 columns or lines is not supported\n");
459         return AVERROR(EINVAL);
460     }
461
462     s->csp = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
463     if (s->csp->comp[0].depth_minus1 / 8 == 1) {
464         s->filter_line  = filter_line_c_16bit;
465         s->filter_edges = filter_edges_16bit;
466     } else {
467         s->filter_line  = filter_line_c;
468         s->filter_edges = filter_edges;
469
470         if (ARCH_X86)
471             ff_yadif_init_x86(s);
472     }
473
474     return 0;
475 }
476
477 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_inputs[] = {
478     {
479         .name             = "default",
480         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
481         .filter_frame     = filter_frame,
482     },
483     { NULL }
484 };
485
486 static const AVFilterPad avfilter_vf_yadif_outputs[] = {
487     {
488         .name          = "default",
489         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
490         .request_frame = request_frame,
491         .config_props  = config_props,
492     },
493     { NULL }
494 };
495
496 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
497     .name          = "yadif",
498     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image."),
499
500     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
501     .init          = init,
502     .uninit        = uninit,
503     .query_formats = query_formats,
504
505     .inputs    = avfilter_vf_yadif_inputs,
506     .outputs   = avfilter_vf_yadif_outputs,
507
508     .priv_class = &yadif_class,
509 };