fe4cb9601ae0b7156c74ad6db1bf27eec95732f9
[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/x86_cpu.h"
23 #include "libavutil/common.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 refs, int parity, int mode);
55 } YADIFContext;
56
57 static void filter_line_c(uint8_t *dst,
58                           uint8_t *prev, uint8_t *cur, uint8_t *next,
59                           int w, int refs, int parity, int mode)
60 {
61     int x;
62     uint8_t *prev2 = parity ? prev : cur ;
63     uint8_t *next2 = parity ? cur  : next;
64     for (x = 0;  x < w; x++) {
65         int c = cur[-refs];
66         int d = (prev2[0] + next2[0])>>1;
67         int e = cur[+refs];
68         int temporal_diff0 = FFABS(prev2[0] - next2[0]);
69         int temporal_diff1 =(FFABS(prev[-refs] - c) + FFABS(prev[+refs] - e) )>>1;
70         int temporal_diff2 =(FFABS(next[-refs] - c) + FFABS(next[+refs] - e) )>>1;
71         int diff = FFMAX3(temporal_diff0>>1, temporal_diff1, temporal_diff2);
72         int spatial_pred = (c+e)>>1;
73         int spatial_score = FFABS(cur[-refs-1] - cur[+refs-1]) + FFABS(c-e)
74                           + FFABS(cur[-refs+1] - cur[+refs+1]) - 1;
75
76 #define CHECK(j)\
77     {   int score = FFABS(cur[-refs-1+j] - cur[+refs-1-j])\
78                   + FFABS(cur[-refs  +j] - cur[+refs  -j])\
79                   + FFABS(cur[-refs+1+j] - cur[+refs+1-j]);\
80         if (score < spatial_score) {\
81             spatial_score= score;\
82             spatial_pred= (cur[-refs  +j] + cur[+refs  -j])>>1;\
83
84         CHECK(-1) CHECK(-2) }} }}
85         CHECK( 1) CHECK( 2) }} }}
86
87         if (mode < 2) {
88             int b = (prev2[-2*refs] + next2[-2*refs])>>1;
89             int f = (prev2[+2*refs] + next2[+2*refs])>>1;
90 #if 0
91             int a = cur[-3*refs];
92             int g = cur[+3*refs];
93             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN3(FFMAX(b-c,f-e),FFMAX(b-c,b-a),FFMAX(f-g,f-e)) );
94             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX3(FFMIN(b-c,f-e),FFMIN(b-c,b-a),FFMIN(f-g,f-e)) );
95 #else
96             int max = FFMAX3(d-e, d-c, FFMIN(b-c, f-e));
97             int min = FFMIN3(d-e, d-c, FFMAX(b-c, f-e));
98 #endif
99
100             diff = FFMAX3(diff, min, -max);
101         }
102
103         if (spatial_pred > d + diff)
104            spatial_pred = d + diff;
105         else if (spatial_pred < d - diff)
106            spatial_pred = d - diff;
107
108         dst[0] = spatial_pred;
109
110         dst++;
111         cur++;
112         prev++;
113         next++;
114         prev2++;
115         next2++;
116     }
117 }
118
119 static void filter(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *dstpic,
120                    int parity, int tff)
121 {
122     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
123     int y, i;
124
125     for (i = 0; i < 3; i++) {
126         int is_chroma = !!i;
127         int w = dstpic->video->w >> is_chroma;
128         int h = dstpic->video->h >> is_chroma;
129         int refs = yadif->cur->linesize[i];
130
131         for (y = 0; y < h; y++) {
132             if ((y ^ parity) & 1) {
133                 uint8_t *prev = &yadif->prev->data[i][y*refs];
134                 uint8_t *cur  = &yadif->cur ->data[i][y*refs];
135                 uint8_t *next = &yadif->next->data[i][y*refs];
136                 uint8_t *dst  = &dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]];
137                 yadif->filter_line(dst, prev, cur, next, w, refs, parity ^ tff, yadif->mode);
138             } else {
139                 memcpy(&dstpic->data[i][y*dstpic->linesize[i]],
140                        &yadif->cur->data[i][y*refs], w);
141             }
142         }
143     }
144 #if HAVE_MMX
145     __asm__ volatile("emms \n\t" : : : "memory");
146 #endif
147 }
148
149 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h)
150 {
151     AVFilterBufferRef *picref;
152     int width = FFALIGN(w, 32);
153     int height= FFALIGN(h+6, 32);
154     int i;
155
156     picref = avfilter_default_get_video_buffer(link, perms, width, height);
157
158     picref->video->w = w;
159     picref->video->h = h;
160
161     for (i = 0; i < 3; i++)
162         picref->data[i] += 3 * picref->linesize[i];
163
164     return picref;
165 }
166
167 static void return_frame(AVFilterContext *ctx, int is_second){
168     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
169     AVFilterLink *link= ctx->outputs[0];
170     int tff = yadif->parity == -1 ? yadif->cur->video->top_field_first : (yadif->parity^1);
171
172     if(is_second)
173         yadif->out = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
174                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
175
176     filter(ctx, yadif->out, tff ^ !is_second, tff);
177
178     if(is_second)
179         avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
180     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], 0, link->h, 1);
181     avfilter_end_frame(ctx->outputs[0]);
182
183     yadif->frame_pending= (yadif->mode&1) && !is_second;
184 }
185
186 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
187 {
188     AVFilterContext *ctx = link->dst;
189     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
190
191     if(yadif->frame_pending)
192         return_frame(ctx, 1);
193
194     if (yadif->prev)
195         avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
196     yadif->prev = yadif->cur;
197     yadif->cur  = yadif->next;
198     yadif->next = picref;
199
200     if(!yadif->cur)
201         return;
202
203     if (!yadif->prev)
204         yadif->prev = avfilter_ref_buffer(yadif->cur, AV_PERM_READ);
205
206     yadif->out = avfilter_get_video_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE |
207                                        AV_PERM_REUSE, link->w, link->h);
208
209     yadif->out->pts = yadif->cur->pts;
210     avfilter_start_frame(ctx->outputs[0], yadif->out);
211 }
212
213 static void end_frame(AVFilterLink *link)
214 {
215     AVFilterContext *ctx = link->dst;
216     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
217
218     if(!yadif->out)
219         return;
220
221     return_frame(ctx, 0);
222 }
223
224 static int request_frame(AVFilterLink *link)
225 {
226     AVFilterContext *ctx = link->src;
227     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
228
229     if(yadif->frame_pending){
230         return_frame(ctx, 1);
231         return 0;
232     }
233
234     do{
235         int ret;
236
237         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])))
238             return ret;
239     }while(!yadif->cur);
240
241     return 0;
242 }
243
244 static int poll_frame(AVFilterLink *link)
245 {
246     YADIFContext *yadif = link->src->priv;
247     int ret, val;
248
249     if(yadif->frame_pending)
250         return 1;
251
252     val= avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
253
254     if(val==1 && !yadif->next){ //FIXME change API to not requre this red tape
255         if ((ret = avfilter_request_frame(link->src->inputs[0])) < 0)
256             return ret;
257         val = avfilter_poll_frame(link->src->inputs[0]);
258     }
259     assert(yadif->next);
260
261     return val * ((yadif->mode&1)+1);
262 }
263
264 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
265 {
266     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
267
268     if (yadif->prev) avfilter_unref_buffer(yadif->prev);
269     if (yadif->cur ) avfilter_unref_buffer(yadif->cur );
270     if (yadif->next) avfilter_unref_buffer(yadif->next);
271 }
272
273 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
274 {
275     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
276         PIX_FMT_YUV420P,
277         PIX_FMT_GRAY8,
278         PIX_FMT_NONE
279     };
280
281     avfilter_set_common_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
282
283     return 0;
284 }
285
286 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
287 {
288     YADIFContext *yadif = ctx->priv;
289     av_unused int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
290
291     yadif->mode = 0;
292     yadif->parity = -1;
293
294     if (args) sscanf(args, "%d:%d", &yadif->mode, &yadif->parity);
295
296     yadif->filter_line = filter_line_c;
297 #if HAVE_MMX
298     if (cpu_flags & AV_CPU_FLAG_MMX)
299         yadif->filter_line = ff_yadif_filter_line_mmx;
300 #endif
301
302     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "mode:%d parity:%d\n", yadif->mode, yadif->parity);
303
304     return 0;
305 }
306
307 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
308
309 AVFilter avfilter_vf_yadif = {
310     .name          = "yadif",
311     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Deinterlace the input image"),
312
313     .priv_size     = sizeof(YADIFContext),
314     .init          = init,
315     .uninit        = uninit,
316     .query_formats = query_formats,
317
318     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
319                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
320                                     .start_frame      = start_frame,
321                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
322                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
323                                     .end_frame        = end_frame, },
324                                   { .name = NULL}},
325
326     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
327                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
328                                     .poll_frame       = poll_frame,
329                                     .request_frame    = request_frame, },
330                                   { .name = NULL}},
331 };