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3d813e7ec3
commit
65fc80f012
6 changed files with 437 additions and 1 deletions
@ -0,0 +1,363 @@ |
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/*
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* Copyright (c) 2013 Clément Bœsch |
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* This file is part of FFmpeg. |
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* FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or |
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* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public |
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* License as published by the Free Software Foundation; either |
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* version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. |
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* |
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* FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful, |
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|
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of |
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* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU |
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* Lesser General Public License for more details. |
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* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public |
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* License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software |
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* Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA |
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*/ |
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#include "libavutil/opt.h" |
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#include "libavutil/eval.h" |
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#include "libavutil/avassert.h" |
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#include "avfilter.h" |
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#include "formats.h" |
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#include "internal.h" |
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#include "video.h" |
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struct keypoint { |
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double x, y; |
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struct keypoint *next; |
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}; |
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#define NB_COMP 3 |
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typedef struct { |
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const AVClass *class; |
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char *comp_points_str[NB_COMP]; |
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uint8_t graph[NB_COMP][256]; |
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} CurvesContext; |
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#define OFFSET(x) offsetof(CurvesContext, x) |
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#define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM |
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static const AVOption curves_options[] = { |
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{ "red", "set red points coordinates", OFFSET(comp_points_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS }, |
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|
{ "r", "set red points coordinates", OFFSET(comp_points_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS }, |
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|
{ "green", "set green points coordinates", OFFSET(comp_points_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS }, |
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|
{ "g", "set green points coordinates", OFFSET(comp_points_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS }, |
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|
{ "blue", "set blue points coordinates", OFFSET(comp_points_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS }, |
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|
{ "b", "set blue points coordinates", OFFSET(comp_points_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS }, |
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{ NULL } |
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}; |
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AVFILTER_DEFINE_CLASS(curves); |
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static struct keypoint *make_point(double x, double y, struct keypoint *next) |
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{ |
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struct keypoint *point = av_mallocz(sizeof(*point)); |
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if (!point) |
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return NULL; |
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point->x = x; |
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point->y = y; |
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point->next = next; |
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return point; |
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} |
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static int parse_points_str(AVFilterContext *ctx, struct keypoint **points, const char *s) |
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{ |
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char *p = (char *)s; // strtod won't alter the string
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struct keypoint *last = NULL; |
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/* construct a linked list based on the key points string */ |
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while (p && *p) { |
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struct keypoint *point = make_point(0, 0, NULL); |
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if (!point) |
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return AVERROR(ENOMEM); |
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point->x = av_strtod(p, &p); if (p && *p) p++; |
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|
point->y = av_strtod(p, &p); if (p && *p) p++; |
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|
if (point->x < 0 || point->x > 1 || point->y < 0 || point->y > 1) { |
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|
av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid key point coordinates (%f;%f), " |
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|
"x and y must be in the [0;1] range.\n", point->x, point->y); |
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|
return AVERROR(EINVAL); |
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} |
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if (!*points) |
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*points = point; |
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if (last) { |
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if ((int)(last->x * 255) >= (int)(point->x * 255)) { |
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av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Key point coordinates (%f;%f) " |
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|
"and (%f;%f) are too close from each other or not " |
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|
"strictly increasing on the x-axis\n", |
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last->x, last->y, point->x, point->y); |
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|
return AVERROR(EINVAL); |
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} |
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last->next = point; |
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} |
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last = point; |
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} |
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/* auto insert first key point if missing at x=0 */ |
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if (!*points) { |
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last = make_point(0, 0, NULL); |
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|
if (!last) |
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return AVERROR(ENOMEM); |
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last->x = last->y = 0; |
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*points = last; |
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} else if ((*points)->x != 0.) { |
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struct keypoint *newfirst = make_point(0, 0, *points); |
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if (!newfirst) |
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|
return AVERROR(ENOMEM); |
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|
*points = newfirst; |
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} |
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av_assert0(last); |
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|
/* auto insert last key point if missing at x=1 */ |
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|
if (last->x != 1.) { |
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|
struct keypoint *point = make_point(1, 1, NULL); |
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|
if (!point) |
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|
return AVERROR(ENOMEM); |
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|
last->next = point; |
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} |
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return 0; |
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} |
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static int get_nb_points(const struct keypoint *d) |
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{ |
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int n = 0; |
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while (d) { |
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n++; |
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d = d->next; |
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} |
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return n; |
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} |
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/**
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|
* Natural cubic spline interpolation |
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* Finding curves using Cubic Splines notes by Steven Rauch and John Stockie. |
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|
* @see http://people.math.sfu.ca/~stockie/teaching/macm316/notes/splines.pdf
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*/ |
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static int interpolate(AVFilterContext *ctx, uint8_t *y, const struct keypoint *points) |
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{ |
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int i, ret = 0; |
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const struct keypoint *point; |
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double xprev = 0; |
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int n = get_nb_points(points); // number of splines
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double (*matrix)[3] = av_calloc(n, sizeof(*matrix)); |
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double *h = av_malloc((n - 1) * sizeof(*h)); |
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double *r = av_calloc(n, sizeof(*r)); |
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if (!matrix || !h || !r) { |
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ret = AVERROR(ENOMEM); |
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goto end; |
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} |
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/* h(i) = x(i+1) - x(i) */ |
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i = -1; |
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for (point = points; point; point = point->next) { |
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if (i != -1) |
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h[i] = point->x - xprev; |
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xprev = point->x; |
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i++; |
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} |
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/* right-side of the polynomials, will be modified to contains the solution */ |
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point = points; |
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for (i = 1; i < n - 1; i++) { |
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double yp = point->y, |
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yc = point->next->y, |
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yn = point->next->next->y; |
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r[i] = 6 * ((yn-yc)/h[i] - (yc-yp)/h[i-1]); |
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point = point->next; |
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} |
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#define B 0 /* sub diagonal (below main) */ |
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#define M 1 /* main diagonal (center) */ |
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#define A 2 /* sup diagonal (above main) */ |
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/* left side of the polynomials into a tridiagonal matrix. */ |
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matrix[0][M] = matrix[n - 1][M] = 1; |
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for (i = 1; i < n - 1; i++) { |
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|
matrix[i][B] = h[i-1]; |
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|
matrix[i][M] = 2 * (h[i-1] + h[i]); |
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|
matrix[i][A] = h[i]; |
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} |
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|
/* tridiagonal solving of the linear system */ |
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for (i = 1; i < n; i++) { |
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double den = matrix[i][M] - matrix[i][B] * matrix[i-1][A]; |
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double k = den ? 1./den : 1.; |
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|
matrix[i][A] *= k; |
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|
r[i] = (r[i] - matrix[i][B] * r[i - 1]) * k; |
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} |
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|
for (i = n - 2; i >= 0; i--) |
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|
r[i] = r[i] - matrix[i][A] * r[i + 1]; |
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|
/* compute the graph with x=[0..255] */ |
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|
i = 0; |
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point = points; |
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av_assert0(point->next); // always at least 2 key points
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while (point->next) { |
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double yc = point->y; |
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double yn = point->next->y; |
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double a = yc; |
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double b = (yn-yc)/h[i] - h[i]*r[i]/2. - h[i]*(r[i+1]-r[i])/6.; |
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double c = r[i] / 2.; |
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double d = (r[i+1] - r[i]) / (6.*h[i]); |
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int x; |
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int x_start = point->x * 255; |
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int x_end = point->next->x * 255; |
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av_assert0(x_start >= 0 && x_start <= 255 && |
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x_end >= 0 && x_end <= 255); |
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for (x = x_start; x <= x_end; x++) { |
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double xx = (x - x_start) * 1/255.; |
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double yy = a + b*xx + c*xx*xx + d*xx*xx*xx; |
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y[x] = av_clipf(yy, 0, 1) * 255; |
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|
av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "f(%f)=%f -> y[%d]=%d\n", xx, yy, x, y[x]); |
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} |
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point = point->next; |
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i++; |
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} |
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end: |
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av_free(matrix); |
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av_free(h); |
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av_free(r); |
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return ret; |
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} |
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static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args) |
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{ |
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int i, j, ret; |
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CurvesContext *curves = ctx->priv; |
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struct keypoint *comp_points[NB_COMP] = {0}; |
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curves->class = &curves_class; |
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av_opt_set_defaults(curves); |
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if ((ret = av_set_options_string(curves, args, "=", ":")) < 0) |
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return ret; |
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for (i = 0; i < NB_COMP; i++) { |
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ret = parse_points_str(ctx, comp_points + i, curves->comp_points_str[i]); |
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if (ret < 0) |
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return ret; |
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ret = interpolate(ctx, curves->graph[i], comp_points[i]); |
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if (ret < 0) |
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return ret; |
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} |
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|
if (av_log_get_level() >= AV_LOG_VERBOSE) { |
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|
for (i = 0; i < NB_COMP; i++) { |
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struct keypoint *point = comp_points[i]; |
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|
av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "#%d points:", i); |
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|
while (point) { |
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|
av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, " (%f;%f)", point->x, point->y); |
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|
point = point->next; |
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} |
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|
av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n"); |
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|
av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "#%d values:", i); |
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|
for (j = 0; j < 256; j++) |
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|
av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, " %02X", curves->graph[i][j]); |
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|
av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n"); |
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|
} |
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|
} |
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|
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|
for (i = 0; i < NB_COMP; i++) { |
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struct keypoint *point = comp_points[i]; |
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while (point) { |
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struct keypoint *next = point->next; |
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av_free(point); |
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point = next; |
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} |
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} |
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av_opt_free(curves); |
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return 0; |
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} |
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static int query_formats(AVFilterContext *ctx) |
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{ |
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static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_NONE}; |
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|
ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts)); |
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|
return 0; |
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} |
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|
static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in) |
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|
{ |
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int x, y, i, direct = 0; |
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|
AVFilterContext *ctx = inlink->dst; |
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CurvesContext *curves = ctx->priv; |
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AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0]; |
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|
AVFrame *out; |
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|
uint8_t *dst; |
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|
const uint8_t *src; |
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|
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|
if (av_frame_is_writable(in)) { |
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|
direct = 1; |
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|
out = in; |
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} else { |
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|
out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h); |
||||||
|
if (!out) { |
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|
av_frame_free(&in); |
||||||
|
return AVERROR(ENOMEM); |
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|
} |
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|
av_frame_copy_props(out, in); |
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|
} |
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|
dst = out->data[0]; |
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|
src = in ->data[0]; |
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|
for (y = 0; y < inlink->h; y++) { |
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|
uint8_t *dstp = dst; |
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|
const uint8_t *srcp = src; |
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|
|
||||||
|
for (x = 0; x < inlink->w; x++) |
||||||
|
for (i = 0; i < NB_COMP; i++, dstp++, srcp++) |
||||||
|
*dstp = curves->graph[i][*srcp]; |
||||||
|
dst += out->linesize[0]; |
||||||
|
src += in ->linesize[0]; |
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|
} |
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|
|
||||||
|
if (!direct) |
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|
av_frame_free(&in); |
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|
|
||||||
|
return ff_filter_frame(outlink, out); |
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|
} |
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|
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||||||
|
static const AVFilterPad curves_inputs[] = { |
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|
{ |
||||||
|
.name = "default", |
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|
.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, |
||||||
|
.filter_frame = filter_frame, |
||||||
|
}, |
||||||
|
{ NULL } |
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
static const AVFilterPad curves_outputs[] = { |
||||||
|
{ |
||||||
|
.name = "default", |
||||||
|
.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, |
||||||
|
}, |
||||||
|
{ NULL } |
||||||
|
}; |
||||||
|
|
||||||
|
AVFilter avfilter_vf_curves = { |
||||||
|
.name = "curves", |
||||||
|
.description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust components curves."), |
||||||
|
.priv_size = sizeof(CurvesContext), |
||||||
|
.init = init, |
||||||
|
.query_formats = query_formats, |
||||||
|
.inputs = curves_inputs, |
||||||
|
.outputs = curves_outputs, |
||||||
|
.priv_class = &curves_class, |
||||||
|
}; |
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