libavfilter/vf_interlace.c

   1 /*
   2  * This file is part of Libav.
   3  *
   4  * Libav is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  15  * with Libav; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  16  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  17  */
  18
  19 /**
  20  * @file
  21  * progressive to interlaced content filter, inspired by heavy debugging of tinterlace filter
  22  */
  23
  24 #include "libavutil/common.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "libavutil/imgutils.h"
  27 #include "libavutil/avassert.h"
  28
  29 #include "formats.h"
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "interlace.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "video.h"
  34
  35 #define OFFSET(x) offsetof(InterlaceContext, x)
  36 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  37 static const AVOption options[] = {
  38     { "scan", "scanning mode", OFFSET(scan),
  39         AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64 = MODE_TFF }, 0, 1, .flags = V, .unit = "scan" },
  40     { "tff", "top field first", 0,
  41         AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MODE_TFF }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "scan" },
  42     { "bff", "bottom field first", 0,
  43         AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MODE_BFF }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "scan" },
  44     { "lowpass", "enable vertical low-pass filter", OFFSET(lowpass),
  45         AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64 = 1 },        0, 1, .flags = V },
  46     { NULL }
  47 };
  48
  49 static const AVClass class = {
  50     .class_name = "interlace filter",
  51     .item_name  = av_default_item_name,
  52     .option     = options,
  53     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  54 };
  55
  56 static void lowpass_line_c(uint8_t *dstp, ptrdiff_t linesize,
  57                            const uint8_t *srcp,
  58                            const uint8_t *srcp_above,
  59                            const uint8_t *srcp_below)
  60 {
  61     int i;
  62     for (i = 0; i < linesize; i++) {
  63         // this calculation is an integer representation of
  64         // '0.5 * current + 0.25 * above + 0.25 * below'
  65         // '1 +' is for rounding.
  66         dstp[i] = (1 + srcp[i] + srcp[i] + srcp_above[i] + srcp_below[i]) >> 2;
  67     }
  68 }
  69
  70 static const enum AVPixelFormat formats_supported[] = {
  71     AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
  72     AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUVA420P,
  73     AV_PIX_FMT_GRAY8,    AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
  74     AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_NONE
  75 };
  76
  77 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  78 {
  79     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(formats_supported));
  80     return 0;
  81 }
  82
  83 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  84 {
  85     InterlaceContext *s = ctx->priv;
  86
  87     av_frame_free(&s->cur);
  88     av_frame_free(&s->next);
  89
  90     av_opt_free(s);
  91 }
  92
  93 static int config_out_props(AVFilterLink *outlink)
  94 {
  95     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
  96     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
  97     InterlaceContext *s = ctx->priv;
  98
  99     if (inlink->h < 2) {
 100         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "input video height is too small\n");
 101         return AVERROR_INVALIDDATA;
 102     }
 103
 104     if (!s->lowpass)
 105         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Lowpass filter is disabled, "
 106                "the resulting video will be aliased rather than interlaced.\n");
 107
 108     // same input size
 109     outlink->w = inlink->w;
 110     outlink->h = inlink->h;
 111     outlink->time_base = inlink->time_base;
 112     // half framerate
 113     outlink->time_base.num *= 2;
 114
 115
 116     if (s->lowpass) {
 117         s->lowpass_line = lowpass_line_c;
 118         if (ARCH_X86)
 119             ff_interlace_init_x86(s);
 120     }
 121
 122     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s interlacing %s lowpass filter\n",
 123            s->scan == MODE_TFF ? "tff" : "bff", (s->lowpass) ? "with" : "without");
 124
 125     return 0;
 126 }
 127
 128 static void copy_picture_field(InterlaceContext *s,
 129                                AVFrame *src_frame, AVFrame *dst_frame,
 130                                AVFilterLink *inlink, enum FieldType field_type,
 131                                int lowpass)
 132 {
 133     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 134     int hsub = desc->log2_chroma_w;
 135     int vsub = desc->log2_chroma_h;
 136     int plane, j;
 137
 138     for (plane = 0; plane < desc->nb_components; plane++) {
 139         int cols  = (plane == 1 || plane == 2) ? -(-inlink->w) >> hsub : inlink->w;
 140         int lines = (plane == 1 || plane == 2) ? -(-inlink->h) >> vsub : inlink->h;
 141         uint8_t *dstp = dst_frame->data[plane];
 142         const uint8_t *srcp = src_frame->data[plane];
 143
 144         av_assert0(cols >= 0 || lines >= 0);
 145
 146         lines = (lines + (field_type == FIELD_UPPER)) / 2;
 147         if (field_type == FIELD_LOWER) {
 148             srcp += src_frame->linesize[plane];
 149             dstp += dst_frame->linesize[plane];
 150         }
 151         if (lowpass) {
 152             int srcp_linesize = src_frame->linesize[plane] * 2;
 153             int dstp_linesize = dst_frame->linesize[plane] * 2;
 154             for (j = lines; j > 0; j--) {
 155                 const uint8_t *srcp_above = srcp - src_frame->linesize[plane];
 156                 const uint8_t *srcp_below = srcp + src_frame->linesize[plane];
 157                 if (j == lines)
 158                     srcp_above = srcp; // there is no line above
 159                 if (j == 1)
 160                     srcp_below = srcp; // there is no line below
 161                 s->lowpass_line(dstp, cols, srcp, srcp_above, srcp_below);
 162                 dstp += dstp_linesize;
 163                 srcp += srcp_linesize;
 164             }
 165         } else {
 166             av_image_copy_plane(dstp, dst_frame->linesize[plane] * 2,
 167                                 srcp, src_frame->linesize[plane] * 2,
 168                                 cols, lines);
 169         }
 170     }
 171 }
 172
 173 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 174 {
 175     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 176     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 177     InterlaceContext *s = ctx->priv;
 178     AVFrame *out;
 179     int tff, ret;
 180
 181     av_frame_free(&s->cur);
 182     s->cur  = s->next;
 183     s->next = buf;
 184
 185     /* we need at least two frames */
 186     if (!s->cur || !s->next)
 187         return 0;
 188
 189     if (s->cur->interlaced_frame) {
 190         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 191                "video is already interlaced, adjusting framerate only\n");
 192         out = av_frame_clone(s->cur);
 193         if (!out)
 194             return AVERROR(ENOMEM);
 195         out->pts /= 2;  // adjust pts to new framerate
 196         ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 197         s->got_output = 1;
 198         return ret;
 199     }
 200
 201     tff = (s->scan == MODE_TFF);
 202     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 203     if (!out)
 204         return AVERROR(ENOMEM);
 205
 206     av_frame_copy_props(out, s->cur);
 207     out->interlaced_frame = 1;
 208     out->top_field_first  = tff;
 209     out->pts             /= 2;  // adjust pts to new framerate
 210
 211     /* copy upper/lower field from cur */
 212     copy_picture_field(s, s->cur, out, inlink, tff ? FIELD_UPPER : FIELD_LOWER, s->lowpass);
 213     av_frame_free(&s->cur);
 214
 215     /* copy lower/upper field from next */
 216     copy_picture_field(s, s->next, out, inlink, tff ? FIELD_LOWER : FIELD_UPPER, s->lowpass);
 217     av_frame_free(&s->next);
 218
 219     ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 220     s->got_output = 1;
 221
 222     return ret;
 223 }
 224
 225 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 226 {
 227     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 228     InterlaceContext *s  = ctx->priv;
 229     int ret = 0;
 230
 231     s->got_output = 0;
 232     while (ret >= 0 && !s->got_output)
 233         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 234
 235     return ret;
 236 }
 237
 238 static const AVFilterPad inputs[] = {
 239     {
 240         .name         = "default",
 241         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 242         .filter_frame = filter_frame,
 243     },
 244     { NULL }
 245 };
 246
 247 static const AVFilterPad outputs[] = {
 248     {
 249         .name          = "default",
 250         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 251         .config_props  = config_out_props,
 252         .request_frame = request_frame,
 253     },
 254     { NULL }
 255 };
 256
 257 AVFilter ff_vf_interlace = {
 258     .name          = "interlace",
 259     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert progressive video into interlaced."),
 260     .uninit        = uninit,
 261
 262     .priv_class    = &class,
 263     .priv_size     = sizeof(InterlaceContext),
 264     .query_formats = query_formats,
 265
 266     .inputs        = inputs,
 267     .outputs       = outputs,
 268 };
 269