Update to MPlayer SVN rev 29473 and FFmpeg SVN rev 19572.
[vaapi:athaifas-mplayer.git] / libmpcodecs / .svn / text-base / vf_hqdn3d.c.svn-base
1 /*
2  * Copyright (C) 2003 Daniel Moreno <comac@comac.darktech.org>
3  *
4  * This file is part of MPlayer.
5  *
6  * MPlayer 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  * MPlayer 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 MPlayer; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
18  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
19  */
20
21 #include <stdio.h>
22 #include <stdlib.h>
23 #include <string.h>
24 #include <inttypes.h>
25 #include <math.h>
26
27 #include "mp_msg.h"
28 #include "img_format.h"
29 #include "mp_image.h"
30 #include "vf.h"
31
32 #define PARAM1_DEFAULT 4.0
33 #define PARAM2_DEFAULT 3.0
34 #define PARAM3_DEFAULT 6.0
35
36 //===========================================================================//
37
38 struct vf_priv_s {
39         int Coefs[4][512*16];
40         unsigned int *Line;
41         unsigned short *Frame[3];
42 };
43
44
45 /***************************************************************************/
46
47 static void uninit(struct vf_instance_s* vf){
48         if(vf->priv->Line){free(vf->priv->Line);vf->priv->Line=NULL;}
49         if(vf->priv->Frame[0]){free(vf->priv->Frame[0]);vf->priv->Frame[0]=NULL;}
50         if(vf->priv->Frame[1]){free(vf->priv->Frame[1]);vf->priv->Frame[1]=NULL;}
51         if(vf->priv->Frame[2]){free(vf->priv->Frame[2]);vf->priv->Frame[2]=NULL;}
52 }
53
54 static int config(struct vf_instance_s* vf,
55         int width, int height, int d_width, int d_height,
56         unsigned int flags, unsigned int outfmt){
57
58         uninit(vf);
59         vf->priv->Line = malloc(width*sizeof(int));
60
61         return vf_next_config(vf,width,height,d_width,d_height,flags,outfmt);
62 }
63
64 static inline unsigned int LowPassMul(unsigned int PrevMul, unsigned int CurrMul, int* Coef){
65 //    int dMul= (PrevMul&0xFFFFFF)-(CurrMul&0xFFFFFF);
66     int dMul= PrevMul-CurrMul;
67     unsigned int d=((dMul+0x10007FF)>>12);
68     return CurrMul + Coef[d];
69 }
70
71 static void deNoiseTemporal(
72                     unsigned char *Frame,        // mpi->planes[x]
73                     unsigned char *FrameDest,    // dmpi->planes[x]
74                     unsigned short *FrameAnt,
75                     int W, int H, int sStride, int dStride,
76                     int *Temporal)
77 {
78     long X, Y;
79     unsigned int PixelDst;
80
81     for (Y = 0; Y < H; Y++){
82         for (X = 0; X < W; X++){
83             PixelDst = LowPassMul(FrameAnt[X]<<8, Frame[X]<<16, Temporal);
84             FrameAnt[X] = ((PixelDst+0x1000007F)>>8);
85             FrameDest[X]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
86         }
87         Frame += sStride;
88         FrameDest += dStride;
89         FrameAnt += W;
90     }
91 }
92
93 static void deNoiseSpacial(
94                     unsigned char *Frame,        // mpi->planes[x]
95                     unsigned char *FrameDest,    // dmpi->planes[x]
96                     unsigned int *LineAnt,       // vf->priv->Line (width bytes)
97                     int W, int H, int sStride, int dStride,
98                     int *Horizontal, int *Vertical)
99 {
100     long X, Y;
101     long sLineOffs = 0, dLineOffs = 0;
102     unsigned int PixelAnt;
103     unsigned int PixelDst;
104
105     /* First pixel has no left nor top neighbor. */
106     PixelDst = LineAnt[0] = PixelAnt = Frame[0]<<16;
107     FrameDest[0]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
108
109     /* First line has no top neighbor, only left. */
110     for (X = 1; X < W; X++){
111         PixelDst = LineAnt[X] = LowPassMul(PixelAnt, Frame[X]<<16, Horizontal);
112         FrameDest[X]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
113     }
114
115     for (Y = 1; Y < H; Y++){
116         unsigned int PixelAnt;
117         sLineOffs += sStride, dLineOffs += dStride;
118         /* First pixel on each line doesn't have previous pixel */
119         PixelAnt = Frame[sLineOffs]<<16;
120         PixelDst = LineAnt[0] = LowPassMul(LineAnt[0], PixelAnt, Vertical);
121         FrameDest[dLineOffs]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
122
123         for (X = 1; X < W; X++){
124             unsigned int PixelDst;
125             /* The rest are normal */
126             PixelAnt = LowPassMul(PixelAnt, Frame[sLineOffs+X]<<16, Horizontal);
127             PixelDst = LineAnt[X] = LowPassMul(LineAnt[X], PixelAnt, Vertical);
128             FrameDest[dLineOffs+X]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
129         }
130     }
131 }
132
133 static void deNoise(unsigned char *Frame,        // mpi->planes[x]
134                     unsigned char *FrameDest,    // dmpi->planes[x]
135                     unsigned int *LineAnt,      // vf->priv->Line (width bytes)
136                     unsigned short **FrameAntPtr,
137                     int W, int H, int sStride, int dStride,
138                     int *Horizontal, int *Vertical, int *Temporal)
139 {
140     long X, Y;
141     long sLineOffs = 0, dLineOffs = 0;
142     unsigned int PixelAnt;
143     unsigned int PixelDst;
144     unsigned short* FrameAnt=(*FrameAntPtr);
145
146     if(!FrameAnt){
147         (*FrameAntPtr)=FrameAnt=malloc(W*H*sizeof(unsigned short));
148         for (Y = 0; Y < H; Y++){
149             unsigned short* dst=&FrameAnt[Y*W];
150             unsigned char* src=Frame+Y*sStride;
151             for (X = 0; X < W; X++) dst[X]=src[X]<<8;
152         }
153     }
154
155     if(!Horizontal[0] && !Vertical[0]){
156         deNoiseTemporal(Frame, FrameDest, FrameAnt,
157                         W, H, sStride, dStride, Temporal);
158         return;
159     }
160     if(!Temporal[0]){
161         deNoiseSpacial(Frame, FrameDest, LineAnt,
162                        W, H, sStride, dStride, Horizontal, Vertical);
163         return;
164     }
165
166     /* First pixel has no left nor top neighbor. Only previous frame */
167     LineAnt[0] = PixelAnt = Frame[0]<<16;
168     PixelDst = LowPassMul(FrameAnt[0]<<8, PixelAnt, Temporal);
169     FrameAnt[0] = ((PixelDst+0x1000007F)>>8);
170     FrameDest[0]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
171
172     /* First line has no top neighbor. Only left one for each pixel and
173      * last frame */
174     for (X = 1; X < W; X++){
175         LineAnt[X] = PixelAnt = LowPassMul(PixelAnt, Frame[X]<<16, Horizontal);
176         PixelDst = LowPassMul(FrameAnt[X]<<8, PixelAnt, Temporal);
177         FrameAnt[X] = ((PixelDst+0x1000007F)>>8);
178         FrameDest[X]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
179     }
180
181     for (Y = 1; Y < H; Y++){
182         unsigned int PixelAnt;
183         unsigned short* LinePrev=&FrameAnt[Y*W];
184         sLineOffs += sStride, dLineOffs += dStride;
185         /* First pixel on each line doesn't have previous pixel */
186         PixelAnt = Frame[sLineOffs]<<16;
187         LineAnt[0] = LowPassMul(LineAnt[0], PixelAnt, Vertical);
188         PixelDst = LowPassMul(LinePrev[0]<<8, LineAnt[0], Temporal);
189         LinePrev[0] = ((PixelDst+0x1000007F)>>8);
190         FrameDest[dLineOffs]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
191
192         for (X = 1; X < W; X++){
193             unsigned int PixelDst;
194             /* The rest are normal */
195             PixelAnt = LowPassMul(PixelAnt, Frame[sLineOffs+X]<<16, Horizontal);
196             LineAnt[X] = LowPassMul(LineAnt[X], PixelAnt, Vertical);
197             PixelDst = LowPassMul(LinePrev[X]<<8, LineAnt[X], Temporal);
198             LinePrev[X] = ((PixelDst+0x1000007F)>>8);
199             FrameDest[dLineOffs+X]= ((PixelDst+0x10007FFF)>>16);
200         }
201     }
202 }
203
204
205 static int put_image(struct vf_instance_s* vf, mp_image_t *mpi, double pts){
206         int cw= mpi->w >> mpi->chroma_x_shift;
207         int ch= mpi->h >> mpi->chroma_y_shift;
208         int W = mpi->w, H = mpi->h;
209
210         mp_image_t *dmpi=vf_get_image(vf->next,mpi->imgfmt,
211                 MP_IMGTYPE_TEMP, MP_IMGFLAG_ACCEPT_STRIDE,
212                 mpi->w,mpi->h);
213
214         if(!dmpi) return 0;
215
216         deNoise(mpi->planes[0], dmpi->planes[0],
217                 vf->priv->Line, &vf->priv->Frame[0], W, H,
218                 mpi->stride[0], dmpi->stride[0],
219                 vf->priv->Coefs[0],
220                 vf->priv->Coefs[0],
221                 vf->priv->Coefs[1]);
222         deNoise(mpi->planes[1], dmpi->planes[1],
223                 vf->priv->Line, &vf->priv->Frame[1], cw, ch,
224                 mpi->stride[1], dmpi->stride[1],
225                 vf->priv->Coefs[2],
226                 vf->priv->Coefs[2],
227                 vf->priv->Coefs[3]);
228         deNoise(mpi->planes[2], dmpi->planes[2],
229                 vf->priv->Line, &vf->priv->Frame[2], cw, ch,
230                 mpi->stride[2], dmpi->stride[2],
231                 vf->priv->Coefs[2],
232                 vf->priv->Coefs[2],
233                 vf->priv->Coefs[3]);
234
235         return vf_next_put_image(vf,dmpi, pts);
236 }
237
238 //===========================================================================//
239
240 static int query_format(struct vf_instance_s* vf, unsigned int fmt){
241         switch(fmt)
242         {
243         case IMGFMT_YV12:
244         case IMGFMT_I420:
245         case IMGFMT_IYUV:
246         case IMGFMT_YVU9:
247         case IMGFMT_444P:
248         case IMGFMT_422P:
249         case IMGFMT_411P:
250                 return vf_next_query_format(vf, fmt);
251         }
252         return 0;
253 }
254
255
256 #define ABS(A) ( (A) > 0 ? (A) : -(A) )
257
258 static void PrecalcCoefs(int *Ct, double Dist25)
259 {
260     int i;
261     double Gamma, Simil, C;
262
263     Gamma = log(0.25) / log(1.0 - Dist25/255.0 - 0.00001);
264
265     for (i = -255*16; i <= 255*16; i++)
266     {
267         Simil = 1.0 - ABS(i) / (16*255.0);
268         C = pow(Simil, Gamma) * 65536.0 * (double)i / 16.0;
269         Ct[16*256+i] = (C<0) ? (C-0.5) : (C+0.5);
270     }
271
272     Ct[0] = (Dist25 != 0);
273 }
274
275
276 static int open(vf_instance_t *vf, char* args){
277         double LumSpac, LumTmp, ChromSpac, ChromTmp;
278         double Param1, Param2, Param3, Param4;
279
280         vf->config=config;
281         vf->put_image=put_image;
282         vf->query_format=query_format;
283         vf->uninit=uninit;
284         vf->priv=malloc(sizeof(struct vf_priv_s));
285         memset(vf->priv, 0, sizeof(struct vf_priv_s));
286
287         if (args)
288         {
289             switch(sscanf(args, "%lf:%lf:%lf:%lf",
290                           &Param1, &Param2, &Param3, &Param4
291                          ))
292             {
293             case 0:
294                 LumSpac = PARAM1_DEFAULT;
295                 LumTmp = PARAM3_DEFAULT;
296
297                 ChromSpac = PARAM2_DEFAULT;
298                 ChromTmp = LumTmp * ChromSpac / LumSpac;
299                 break;
300
301             case 1:
302                 LumSpac = Param1;
303                 LumTmp = PARAM3_DEFAULT * Param1 / PARAM1_DEFAULT;
304
305                 ChromSpac = PARAM2_DEFAULT * Param1 / PARAM1_DEFAULT;
306                 ChromTmp = LumTmp * ChromSpac / LumSpac;
307                 break;
308
309             case 2:
310                 LumSpac = Param1;
311                 LumTmp = PARAM3_DEFAULT * Param1 / PARAM1_DEFAULT;
312
313                 ChromSpac = Param2;
314                 ChromTmp = LumTmp * ChromSpac / LumSpac;
315                 break;
316
317             case 3:
318                 LumSpac = Param1;
319                 LumTmp = Param3;
320
321                 ChromSpac = Param2;
322                 ChromTmp = LumTmp * ChromSpac / LumSpac;
323                 break;
324
325             case 4:
326                 LumSpac = Param1;
327                 LumTmp = Param3;
328
329                 ChromSpac = Param2;
330                 ChromTmp = Param4;
331                 break;
332
333             default:
334                 LumSpac = PARAM1_DEFAULT;
335                 LumTmp = PARAM3_DEFAULT;
336
337                 ChromSpac = PARAM2_DEFAULT;
338                 ChromTmp = LumTmp * ChromSpac / LumSpac;
339             }
340         }
341         else
342         {
343             LumSpac = PARAM1_DEFAULT;
344             LumTmp = PARAM3_DEFAULT;
345
346             ChromSpac = PARAM2_DEFAULT;
347             ChromTmp = LumTmp * ChromSpac / LumSpac;
348         }
349
350         PrecalcCoefs(vf->priv->Coefs[0], LumSpac);
351         PrecalcCoefs(vf->priv->Coefs[1], LumTmp);
352         PrecalcCoefs(vf->priv->Coefs[2], ChromSpac);
353         PrecalcCoefs(vf->priv->Coefs[3], ChromTmp);
354
355         return 1;
356 }
357
358 const vf_info_t vf_info_hqdn3d = {
359     "High Quality 3D Denoiser",
360     "hqdn3d",
361     "Daniel Moreno & A'rpi",
362     "",
363     open,
364     NULL
365 };
366
367 //===========================================================================//