src/third_party/ffmpeg/libavfilter/vf_kerndeint.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Jeremy Tran
   3  * Copyright (c) 2004 Tobias Diedrich
   4  * Copyright (c) 2003 Donald A. Graft
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  19  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  20  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * Kernel Deinterlacer
  26  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_kerndeint.c.
  27  */
  28
  29 #include "libavutil/imgutils.h"
  30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "libavutil/pixdesc.h"
  33
  34 #include "avfilter.h"
  35 #include "formats.h"
  36 #include "internal.h"
  37
  38 typedef struct {
  39     const AVClass *class;
  40     int           frame; ///< frame count, starting from 0
  41     int           thresh, map, order, sharp, twoway;
  42     int           vsub;
  43     int           is_packed_rgb;
  44     uint8_t       *tmp_data    [4];  ///< temporary plane data buffer
  45     int            tmp_linesize[4];  ///< temporary plane byte linesize
  46     int            tmp_bwidth  [4];  ///< temporary plane byte width
  47 } KerndeintContext;
  48
  49 #define OFFSET(x) offsetof(KerndeintContext, x)
  50 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  51 static const AVOption kerndeint_options[] = {
  52     { "thresh", "set the threshold", OFFSET(thresh), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=10}, 0, 255, FLAGS },
  53     { "map",    "set the map", OFFSET(map), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  54     { "order",  "set the order", OFFSET(order), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  55     { "sharp",  "enable sharpening", OFFSET(sharp), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  56     { "twoway", "enable twoway", OFFSET(twoway), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
  57     { NULL }
  58 };
  59
  60 AVFILTER_DEFINE_CLASS(kerndeint);
  61
  62 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  63 {
  64     KerndeintContext *kerndeint = ctx->priv;
  65
  66     av_free(kerndeint->tmp_data[0]);
  67 }
  68
  69 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  70 {
  71     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
  72         AV_PIX_FMT_YUV420P,
  73         AV_PIX_FMT_YUYV422,
  74         AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_0RGB,
  75         AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_0BGR,
  76         AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_RGB0,
  77         AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_BGR0,
  78         AV_PIX_FMT_NONE
  79     };
  80
  81     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  82
  83     return 0;
  84 }
  85
  86 static int config_props(AVFilterLink *inlink)
  87 {
  88     KerndeintContext *kerndeint = inlink->dst->priv;
  89     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
  90     int ret;
  91
  92     kerndeint->is_packed_rgb = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format)->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB;
  93     kerndeint->vsub = desc->log2_chroma_h;
  94
  95     ret = av_image_alloc(kerndeint->tmp_data, kerndeint->tmp_linesize,
  96                          inlink->w, inlink->h, inlink->format, 16);
  97     if (ret < 0)
  98         return ret;
  99     memset(kerndeint->tmp_data[0], 0, ret);
 100
 101     if ((ret = av_image_fill_linesizes(kerndeint->tmp_bwidth, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 102         return ret;
 103
 104     return 0;
 105 }
 106
 107 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpic)
 108 {
 109     KerndeintContext *kerndeint = inlink->dst->priv;
 110     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 111     AVFrame *outpic;
 112     const uint8_t *prvp;   ///< Previous field's pixel line number n
 113     const uint8_t *prvpp;  ///< Previous field's pixel line number (n - 1)
 114     const uint8_t *prvpn;  ///< Previous field's pixel line number (n + 1)
 115     const uint8_t *prvppp; ///< Previous field's pixel line number (n - 2)
 116     const uint8_t *prvpnn; ///< Previous field's pixel line number (n + 2)
 117     const uint8_t *prvp4p; ///< Previous field's pixel line number (n - 4)
 118     const uint8_t *prvp4n; ///< Previous field's pixel line number (n + 4)
 119
 120     const uint8_t *srcp;   ///< Current field's pixel line number n
 121     const uint8_t *srcpp;  ///< Current field's pixel line number (n - 1)
 122     const uint8_t *srcpn;  ///< Current field's pixel line number (n + 1)
 123     const uint8_t *srcppp; ///< Current field's pixel line number (n - 2)
 124     const uint8_t *srcpnn; ///< Current field's pixel line number (n + 2)
 125     const uint8_t *srcp3p; ///< Current field's pixel line number (n - 3)
 126     const uint8_t *srcp3n; ///< Current field's pixel line number (n + 3)
 127     const uint8_t *srcp4p; ///< Current field's pixel line number (n - 4)
 128     const uint8_t *srcp4n; ///< Current field's pixel line number (n + 4)
 129
 130     uint8_t *dstp, *dstp_saved;
 131     const uint8_t *srcp_saved;
 132
 133     int src_linesize, psrc_linesize, dst_linesize, bwidth;
 134     int x, y, plane, val, hi, lo, g, h, n = kerndeint->frame++;
 135     double valf;
 136
 137     const int thresh = kerndeint->thresh;
 138     const int order  = kerndeint->order;
 139     const int map    = kerndeint->map;
 140     const int sharp  = kerndeint->sharp;
 141     const int twoway = kerndeint->twoway;
 142
 143     const int is_packed_rgb = kerndeint->is_packed_rgb;
 144
 145     outpic = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 146     if (!outpic) {
 147         av_frame_free(&inpic);
 148         return AVERROR(ENOMEM);
 149     }
 150     av_frame_copy_props(outpic, inpic);
 151     outpic->interlaced_frame = 0;
 152
 153     for (plane = 0; plane < 4 && inpic->data[plane] && inpic->linesize[plane]; plane++) {
 154         h = plane == 0 ? inlink->h : FF_CEIL_RSHIFT(inlink->h, kerndeint->vsub);
 155         bwidth = kerndeint->tmp_bwidth[plane];
 156
 157         srcp_saved        = inpic->data[plane];
 158         src_linesize      = inpic->linesize[plane];
 159         psrc_linesize     = kerndeint->tmp_linesize[plane];
 160         dstp_saved        = outpic->data[plane];
 161         dst_linesize      = outpic->linesize[plane];
 162         srcp              = srcp_saved + (1 - order) * src_linesize;
 163         dstp              = dstp_saved + (1 - order) * dst_linesize;
 164
 165         for (y = 0; y < h; y += 2) {
 166             memcpy(dstp, srcp, bwidth);
 167             srcp += 2 * src_linesize;
 168             dstp += 2 * dst_linesize;
 169         }
 170
 171         // Copy through the lines that will be missed below.
 172         memcpy(dstp_saved + order            * dst_linesize, srcp_saved + (1 -     order) * src_linesize, bwidth);
 173         memcpy(dstp_saved + (2 + order    )  * dst_linesize, srcp_saved + (3 -     order) * src_linesize, bwidth);
 174         memcpy(dstp_saved + (h - 2 + order)  * dst_linesize, srcp_saved + (h - 1 - order) * src_linesize, bwidth);
 175         memcpy(dstp_saved + (h - 4 + order)  * dst_linesize, srcp_saved + (h - 3 - order) * src_linesize, bwidth);
 176
 177         /* For the other field choose adaptively between using the previous field
 178            or the interpolant from the current field. */
 179         prvp   = kerndeint->tmp_data[plane] + 5 * psrc_linesize - (1 - order) * psrc_linesize;
 180         prvpp  = prvp - psrc_linesize;
 181         prvppp = prvp - 2 * psrc_linesize;
 182         prvp4p = prvp - 4 * psrc_linesize;
 183         prvpn  = prvp + psrc_linesize;
 184         prvpnn = prvp + 2 * psrc_linesize;
 185         prvp4n = prvp + 4 * psrc_linesize;
 186
 187         srcp   = srcp_saved + 5 * src_linesize - (1 - order) * src_linesize;
 188         srcpp  = srcp - src_linesize;
 189         srcppp = srcp - 2 * src_linesize;
 190         srcp3p = srcp - 3 * src_linesize;
 191         srcp4p = srcp - 4 * src_linesize;
 192
 193         srcpn  = srcp + src_linesize;
 194         srcpnn = srcp + 2 * src_linesize;
 195         srcp3n = srcp + 3 * src_linesize;
 196         srcp4n = srcp + 4 * src_linesize;
 197
 198         dstp   = dstp_saved + 5 * dst_linesize - (1 - order) * dst_linesize;
 199
 200         for (y = 5 - (1 - order); y <= h - 5 - (1 - order); y += 2) {
 201             for (x = 0; x < bwidth; x++) {
 202                 if (thresh == 0 || n == 0 ||
 203                     (abs((int)prvp[x]  - (int)srcp[x])  > thresh) ||
 204                     (abs((int)prvpp[x] - (int)srcpp[x]) > thresh) ||
 205                     (abs((int)prvpn[x] - (int)srcpn[x]) > thresh)) {
 206                     if (map) {
 207                         g = x & ~3;
 208
 209                         if (is_packed_rgb) {
 210                             AV_WB32(dstp + g, 0xffffffff);
 211                             x = g + 3;
 212                         } else if (inlink->format == AV_PIX_FMT_YUYV422) {
 213                             // y <- 235, u <- 128, y <- 235, v <- 128
 214                             AV_WB32(dstp + g, 0xeb80eb80);
 215                             x = g + 3;
 216                         } else {
 217                             dstp[x] = plane == 0 ? 235 : 128;
 218                         }
 219                     } else {
 220                         if (is_packed_rgb) {
 221                             hi = 255;
 222                             lo = 0;
 223                         } else if (inlink->format == AV_PIX_FMT_YUYV422) {
 224                             hi = x & 1 ? 240 : 235;
 225                             lo = 16;
 226                         } else {
 227                             hi = plane == 0 ? 235 : 240;
 228                             lo = 16;
 229                         }
 230
 231                         if (sharp) {
 232                             if (twoway) {
 233                                 valf = + 0.526 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x])
 234                                     + 0.170 * ((int)srcp[x] + (int)prvp[x])
 235                                     - 0.116 * ((int)srcppp[x] + (int)srcpnn[x] + (int)prvppp[x] + (int)prvpnn[x])
 236                                     - 0.026 * ((int)srcp3p[x] + (int)srcp3n[x])
 237                                     + 0.031 * ((int)srcp4p[x] + (int)srcp4n[x] + (int)prvp4p[x] + (int)prvp4n[x]);
 238                             } else {
 239                                 valf = + 0.526 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x])
 240                                     + 0.170 * ((int)prvp[x])
 241                                     - 0.116 * ((int)prvppp[x] + (int)prvpnn[x])
 242                                     - 0.026 * ((int)srcp3p[x] + (int)srcp3n[x])
 243                                     + 0.031 * ((int)prvp4p[x] + (int)prvp4p[x]);
 244                             }
 245                             dstp[x] = av_clip(valf, lo, hi);
 246                         } else {
 247                             if (twoway) {
 248                                 val = (8 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x]) + 2 * ((int)srcp[x] + (int)prvp[x])
 249                                        - (int)(srcppp[x]) - (int)(srcpnn[x])
 250                                        - (int)(prvppp[x]) - (int)(prvpnn[x])) >> 4;
 251                             } else {
 252                                 val = (8 * ((int)srcpp[x] + (int)srcpn[x]) + 2 * ((int)prvp[x])
 253                                        - (int)(prvppp[x]) - (int)(prvpnn[x])) >> 4;
 254                             }
 255                             dstp[x] = av_clip(val, lo, hi);
 256                         }
 257                     }
 258                 } else {
 259                     dstp[x] = srcp[x];
 260                 }
 261             }
 262             prvp   += 2 * psrc_linesize;
 263             prvpp  += 2 * psrc_linesize;
 264             prvppp += 2 * psrc_linesize;
 265             prvpn  += 2 * psrc_linesize;
 266             prvpnn += 2 * psrc_linesize;
 267             prvp4p += 2 * psrc_linesize;
 268             prvp4n += 2 * psrc_linesize;
 269             srcp   += 2 * src_linesize;
 270             srcpp  += 2 * src_linesize;
 271             srcppp += 2 * src_linesize;
 272             srcp3p += 2 * src_linesize;
 273             srcp4p += 2 * src_linesize;
 274             srcpn  += 2 * src_linesize;
 275             srcpnn += 2 * src_linesize;
 276             srcp3n += 2 * src_linesize;
 277             srcp4n += 2 * src_linesize;
 278             dstp   += 2 * dst_linesize;
 279         }
 280
 281         srcp = inpic->data[plane];
 282         dstp = kerndeint->tmp_data[plane];
 283         av_image_copy_plane(dstp, psrc_linesize, srcp, src_linesize, bwidth, h);
 284     }
 285
 286     av_frame_free(&inpic);
 287     return ff_filter_frame(outlink, outpic);
 288 }
 289
 290 static const AVFilterPad kerndeint_inputs[] = {
 291     {
 292         .name         = "default",
 293         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 294         .filter_frame = filter_frame,
 295         .config_props = config_props,
 296     },
 297     { NULL }
 298 };
 299
 300 static const AVFilterPad kerndeint_outputs[] = {
 301     {
 302         .name = "default",
 303         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 304     },
 305     { NULL }
 306 };
 307
 308
 309 AVFilter ff_vf_kerndeint = {
 310     .name          = "kerndeint",
 311     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply kernel deinterlacing to the input."),
 312     .priv_size     = sizeof(KerndeintContext),
 313     .priv_class    = &kerndeint_class,
 314     .uninit        = uninit,
 315     .query_formats = query_formats,
 316     .inputs        = kerndeint_inputs,
 317     .outputs       = kerndeint_outputs,
 318 };