8cb609946a5cb0a543bc7f2c09aa40d89303e4a7
[ffmpeg.git] / libavcodec / imgconvert.c
1 /*
2  * Misc image conversion routines
3  * Copyright (c) 2001, 2002, 2003 Fabrice Bellard
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 /**
23  * @file
24  * misc image conversion routines
25  */
26
27 /* TODO:
28  * - write 'ffimg' program to test all the image related stuff
29  * - move all api to slice based system
30  * - integrate deinterlacing, postprocessing and scaling in the conversion process
31  */
32
33 #include "avcodec.h"
34 #include "imgconvert.h"
35 #include "internal.h"
36 #include "mathops.h"
37 #include "libavutil/avassert.h"
38 #include "libavutil/colorspace.h"
39 #include "libavutil/common.h"
40 #include "libavutil/pixdesc.h"
41 #include "libavutil/imgutils.h"
42
43 void avcodec_get_chroma_sub_sample(enum AVPixelFormat pix_fmt, int *h_shift, int *v_shift)
44 {
45     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
46     av_assert0(desc);
47     *h_shift = desc->log2_chroma_w;
48     *v_shift = desc->log2_chroma_h;
49 }
50
51 int avcodec_get_pix_fmt_loss(enum AVPixelFormat dst_pix_fmt,
52                              enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
53                              int has_alpha)
54 {
55     return av_get_pix_fmt_loss(dst_pix_fmt, src_pix_fmt, has_alpha);
56 }
57
58 enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt_of_2(enum AVPixelFormat dst_pix_fmt1, enum AVPixelFormat dst_pix_fmt2,
59                                             enum AVPixelFormat src_pix_fmt, int has_alpha, int *loss_ptr)
60 {
61     return av_find_best_pix_fmt_of_2(dst_pix_fmt1, dst_pix_fmt2, src_pix_fmt, has_alpha, loss_ptr);
62 }
63
64 #if AV_HAVE_INCOMPATIBLE_LIBAV_ABI
65 enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt2(const enum AVPixelFormat *pix_fmt_list,
66                                             enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
67                                             int has_alpha, int *loss_ptr){
68     return avcodec_find_best_pix_fmt_of_list(pix_fmt_list, src_pix_fmt, has_alpha, loss_ptr);
69 }
70 #else
71 enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt2(enum AVPixelFormat dst_pix_fmt1, enum AVPixelFormat dst_pix_fmt2,
72                                             enum AVPixelFormat src_pix_fmt, int has_alpha, int *loss_ptr)
73 {
74     return avcodec_find_best_pix_fmt_of_2(dst_pix_fmt1, dst_pix_fmt2, src_pix_fmt, has_alpha, loss_ptr);
75 }
76 #endif
77
78 enum AVPixelFormat avcodec_find_best_pix_fmt_of_list(const enum AVPixelFormat *pix_fmt_list,
79                                             enum AVPixelFormat src_pix_fmt,
80                                             int has_alpha, int *loss_ptr){
81     int i;
82
83     enum AVPixelFormat best = AV_PIX_FMT_NONE;
84
85     for(i=0; pix_fmt_list[i] != AV_PIX_FMT_NONE; i++)
86         best = avcodec_find_best_pix_fmt_of_2(best, pix_fmt_list[i], src_pix_fmt, has_alpha, loss_ptr);
87
88     return best;
89 }
90
91 /* 2x2 -> 1x1 */
92 void ff_shrink22(uint8_t *dst, int dst_wrap,
93                      const uint8_t *src, int src_wrap,
94                      int width, int height)
95 {
96     int w;
97     const uint8_t *s1, *s2;
98     uint8_t *d;
99
100     for(;height > 0; height--) {
101         s1 = src;
102         s2 = s1 + src_wrap;
103         d = dst;
104         for(w = width;w >= 4; w-=4) {
105             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s2[0] + s2[1] + 2) >> 2;
106             d[1] = (s1[2] + s1[3] + s2[2] + s2[3] + 2) >> 2;
107             d[2] = (s1[4] + s1[5] + s2[4] + s2[5] + 2) >> 2;
108             d[3] = (s1[6] + s1[7] + s2[6] + s2[7] + 2) >> 2;
109             s1 += 8;
110             s2 += 8;
111             d += 4;
112         }
113         for(;w > 0; w--) {
114             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s2[0] + s2[1] + 2) >> 2;
115             s1 += 2;
116             s2 += 2;
117             d++;
118         }
119         src += 2 * src_wrap;
120         dst += dst_wrap;
121     }
122 }
123
124 /* 4x4 -> 1x1 */
125 void ff_shrink44(uint8_t *dst, int dst_wrap,
126                      const uint8_t *src, int src_wrap,
127                      int width, int height)
128 {
129     int w;
130     const uint8_t *s1, *s2, *s3, *s4;
131     uint8_t *d;
132
133     for(;height > 0; height--) {
134         s1 = src;
135         s2 = s1 + src_wrap;
136         s3 = s2 + src_wrap;
137         s4 = s3 + src_wrap;
138         d = dst;
139         for(w = width;w > 0; w--) {
140             d[0] = (s1[0] + s1[1] + s1[2] + s1[3] +
141                     s2[0] + s2[1] + s2[2] + s2[3] +
142                     s3[0] + s3[1] + s3[2] + s3[3] +
143                     s4[0] + s4[1] + s4[2] + s4[3] + 8) >> 4;
144             s1 += 4;
145             s2 += 4;
146             s3 += 4;
147             s4 += 4;
148             d++;
149         }
150         src += 4 * src_wrap;
151         dst += dst_wrap;
152     }
153 }
154
155 /* 8x8 -> 1x1 */
156 void ff_shrink88(uint8_t *dst, int dst_wrap,
157                      const uint8_t *src, int src_wrap,
158                      int width, int height)
159 {
160     int w, i;
161
162     for(;height > 0; height--) {
163         for(w = width;w > 0; w--) {
164             int tmp=0;
165             for(i=0; i<8; i++){
166                 tmp += src[0] + src[1] + src[2] + src[3] + src[4] + src[5] + src[6] + src[7];
167                 src += src_wrap;
168             }
169             *(dst++) = (tmp + 32)>>6;
170             src += 8 - 8*src_wrap;
171         }
172         src += 8*src_wrap - 8*width;
173         dst += dst_wrap - width;
174     }
175 }
176
177 /* return true if yuv planar */
178 static inline int is_yuv_planar(const AVPixFmtDescriptor *desc)
179 {
180     int i;
181     int planes[4] = { 0 };
182
183     if (     desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB
184         || !(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR))
185         return 0;
186
187     /* set the used planes */
188     for (i = 0; i < desc->nb_components; i++)
189         planes[desc->comp[i].plane] = 1;
190
191     /* if there is an unused plane, the format is not planar */
192     for (i = 0; i < desc->nb_components; i++)
193         if (!planes[i])
194             return 0;
195     return 1;
196 }
197
198 int av_picture_crop(AVPicture *dst, const AVPicture *src,
199                     enum AVPixelFormat pix_fmt, int top_band, int left_band)
200 {
201     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
202     int y_shift;
203     int x_shift;
204
205     if (pix_fmt < 0 || pix_fmt >= AV_PIX_FMT_NB)
206         return -1;
207
208     y_shift = desc->log2_chroma_h;
209     x_shift = desc->log2_chroma_w;
210
211     if (is_yuv_planar(desc)) {
212     dst->data[0] = src->data[0] + (top_band * src->linesize[0]) + left_band;
213     dst->data[1] = src->data[1] + ((top_band >> y_shift) * src->linesize[1]) + (left_band >> x_shift);
214     dst->data[2] = src->data[2] + ((top_band >> y_shift) * src->linesize[2]) + (left_band >> x_shift);
215     } else{
216         if(top_band % (1<<y_shift) || left_band % (1<<x_shift))
217             return -1;
218         if(left_band) //FIXME add support for this too
219             return -1;
220         dst->data[0] = src->data[0] + (top_band * src->linesize[0]) + left_band;
221     }
222
223     dst->linesize[0] = src->linesize[0];
224     dst->linesize[1] = src->linesize[1];
225     dst->linesize[2] = src->linesize[2];
226     return 0;
227 }
228
229 int av_picture_pad(AVPicture *dst, const AVPicture *src, int height, int width,
230                    enum AVPixelFormat pix_fmt, int padtop, int padbottom, int padleft, int padright,
231             int *color)
232 {
233     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
234     uint8_t *optr;
235     int y_shift;
236     int x_shift;
237     int yheight;
238     int i, y;
239
240     if (pix_fmt < 0 || pix_fmt >= AV_PIX_FMT_NB ||
241         !is_yuv_planar(desc)) return -1;
242
243     for (i = 0; i < 3; i++) {
244         x_shift = i ? desc->log2_chroma_w : 0;
245         y_shift = i ? desc->log2_chroma_h : 0;
246
247         if (padtop || padleft) {
248             memset(dst->data[i], color[i],
249                 dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) + (padleft >> x_shift));
250         }
251
252         if (padleft || padright) {
253             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
254                 (dst->linesize[i] - (padright >> x_shift));
255             yheight = (height - 1 - (padtop + padbottom)) >> y_shift;
256             for (y = 0; y < yheight; y++) {
257                 memset(optr, color[i], (padleft + padright) >> x_shift);
258                 optr += dst->linesize[i];
259             }
260         }
261
262         if (src) { /* first line */
263             uint8_t *iptr = src->data[i];
264             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
265                     (padleft >> x_shift);
266             memcpy(optr, iptr, (width - padleft - padright) >> x_shift);
267             iptr += src->linesize[i];
268             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] * (padtop >> y_shift) +
269                 (dst->linesize[i] - (padright >> x_shift));
270             yheight = (height - 1 - (padtop + padbottom)) >> y_shift;
271             for (y = 0; y < yheight; y++) {
272                 memset(optr, color[i], (padleft + padright) >> x_shift);
273                 memcpy(optr + ((padleft + padright) >> x_shift), iptr,
274                        (width - padleft - padright) >> x_shift);
275                 iptr += src->linesize[i];
276                 optr += dst->linesize[i];
277             }
278         }
279
280         if (padbottom || padright) {
281             optr = dst->data[i] + dst->linesize[i] *
282                 ((height - padbottom) >> y_shift) - (padright >> x_shift);
283             memset(optr, color[i],dst->linesize[i] *
284                 (padbottom >> y_shift) + (padright >> x_shift));
285         }
286     }
287     return 0;
288 }
289
290 #if FF_API_DEINTERLACE
291
292 #if HAVE_MMX_EXTERNAL
293 #define deinterlace_line_inplace ff_deinterlace_line_inplace_mmx
294 #define deinterlace_line         ff_deinterlace_line_mmx
295 #else
296 #define deinterlace_line_inplace deinterlace_line_inplace_c
297 #define deinterlace_line         deinterlace_line_c
298
299 /* filter parameters: [-1 4 2 4 -1] // 8 */
300 static void deinterlace_line_c(uint8_t *dst,
301                              const uint8_t *lum_m4, const uint8_t *lum_m3,
302                              const uint8_t *lum_m2, const uint8_t *lum_m1,
303                              const uint8_t *lum,
304                              int size)
305 {
306     const uint8_t *cm = ff_crop_tab + MAX_NEG_CROP;
307     int sum;
308
309     for(;size > 0;size--) {
310         sum = -lum_m4[0];
311         sum += lum_m3[0] << 2;
312         sum += lum_m2[0] << 1;
313         sum += lum_m1[0] << 2;
314         sum += -lum[0];
315         dst[0] = cm[(sum + 4) >> 3];
316         lum_m4++;
317         lum_m3++;
318         lum_m2++;
319         lum_m1++;
320         lum++;
321         dst++;
322     }
323 }
324
325 static void deinterlace_line_inplace_c(uint8_t *lum_m4, uint8_t *lum_m3,
326                                        uint8_t *lum_m2, uint8_t *lum_m1,
327                                        uint8_t *lum, int size)
328 {
329     const uint8_t *cm = ff_crop_tab + MAX_NEG_CROP;
330     int sum;
331
332     for(;size > 0;size--) {
333         sum = -lum_m4[0];
334         sum += lum_m3[0] << 2;
335         sum += lum_m2[0] << 1;
336         lum_m4[0]=lum_m2[0];
337         sum += lum_m1[0] << 2;
338         sum += -lum[0];
339         lum_m2[0] = cm[(sum + 4) >> 3];
340         lum_m4++;
341         lum_m3++;
342         lum_m2++;
343         lum_m1++;
344         lum++;
345     }
346 }
347 #endif /* !HAVE_MMX_EXTERNAL */
348
349 /* deinterlacing : 2 temporal taps, 3 spatial taps linear filter. The
350    top field is copied as is, but the bottom field is deinterlaced
351    against the top field. */
352 static void deinterlace_bottom_field(uint8_t *dst, int dst_wrap,
353                                     const uint8_t *src1, int src_wrap,
354                                     int width, int height)
355 {
356     const uint8_t *src_m2, *src_m1, *src_0, *src_p1, *src_p2;
357     int y;
358
359     src_m2 = src1;
360     src_m1 = src1;
361     src_0=&src_m1[src_wrap];
362     src_p1=&src_0[src_wrap];
363     src_p2=&src_p1[src_wrap];
364     for(y=0;y<(height-2);y+=2) {
365         memcpy(dst,src_m1,width);
366         dst += dst_wrap;
367         deinterlace_line(dst,src_m2,src_m1,src_0,src_p1,src_p2,width);
368         src_m2 = src_0;
369         src_m1 = src_p1;
370         src_0 = src_p2;
371         src_p1 += 2*src_wrap;
372         src_p2 += 2*src_wrap;
373         dst += dst_wrap;
374     }
375     memcpy(dst,src_m1,width);
376     dst += dst_wrap;
377     /* do last line */
378     deinterlace_line(dst,src_m2,src_m1,src_0,src_0,src_0,width);
379 }
380
381 static int deinterlace_bottom_field_inplace(uint8_t *src1, int src_wrap,
382                                             int width, int height)
383 {
384     uint8_t *src_m1, *src_0, *src_p1, *src_p2;
385     int y;
386     uint8_t *buf;
387     buf = av_malloc(width);
388     if (!buf)
389         return AVERROR(ENOMEM);
390
391     src_m1 = src1;
392     memcpy(buf,src_m1,width);
393     src_0=&src_m1[src_wrap];
394     src_p1=&src_0[src_wrap];
395     src_p2=&src_p1[src_wrap];
396     for(y=0;y<(height-2);y+=2) {
397         deinterlace_line_inplace(buf,src_m1,src_0,src_p1,src_p2,width);
398         src_m1 = src_p1;
399         src_0 = src_p2;
400         src_p1 += 2*src_wrap;
401         src_p2 += 2*src_wrap;
402     }
403     /* do last line */
404     deinterlace_line_inplace(buf,src_m1,src_0,src_0,src_0,width);
405     av_free(buf);
406     return 0;
407 }
408
409 int avpicture_deinterlace(AVPicture *dst, const AVPicture *src,
410                           enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height)
411 {
412     int i, ret;
413
414     if (pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P &&
415         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUVJ420P &&
416         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV422P &&
417         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUVJ422P &&
418         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV444P &&
419         pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV411P &&
420         pix_fmt != AV_PIX_FMT_GRAY8)
421         return -1;
422     if ((width & 3) != 0 || (height & 3) != 0)
423         return -1;
424
425     for(i=0;i<3;i++) {
426         if (i == 1) {
427             switch(pix_fmt) {
428             case AV_PIX_FMT_YUVJ420P:
429             case AV_PIX_FMT_YUV420P:
430                 width >>= 1;
431                 height >>= 1;
432                 break;
433             case AV_PIX_FMT_YUV422P:
434             case AV_PIX_FMT_YUVJ422P:
435                 width >>= 1;
436                 break;
437             case AV_PIX_FMT_YUV411P:
438                 width >>= 2;
439                 break;
440             default:
441                 break;
442             }
443             if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY8) {
444                 break;
445             }
446         }
447         if (src == dst) {
448             ret = deinterlace_bottom_field_inplace(dst->data[i],
449                                                    dst->linesize[i],
450                                                    width, height);
451             if (ret < 0)
452                 return ret;
453         } else {
454             deinterlace_bottom_field(dst->data[i],dst->linesize[i],
455                                         src->data[i], src->linesize[i],
456                                         width, height);
457         }
458     }
459     emms_c();
460     return 0;
461 }
462
463 #endif /* FF_API_DEINTERLACE */
464
465 #ifdef TEST
466
467 int main(void){
468     int i;
469     int err=0;
470     int skip = 0;
471
472     for (i=0; i<AV_PIX_FMT_NB*2; i++) {
473         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(i);
474         if(!desc || !desc->name) {
475             skip ++;
476             continue;
477         }
478         if (skip) {
479             av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "%3d unused pixel format values\n", skip);
480             skip = 0;
481         }
482         av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "pix fmt %s yuv_plan:%d avg_bpp:%d\n", desc->name, is_yuv_planar(desc), av_get_padded_bits_per_pixel(desc));
483         if ((!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_ALPHA)) != (desc->nb_components != 2 && desc->nb_components != 4)) {
484             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Alpha flag mismatch\n");
485             err = 1;
486         }
487     }
488     return err;
489 }
490
491 #endif