Change MagickImageProxy to FFmpegImageProxy and make it use FFmpeg
[dcpomatic.git] / src / lib / image.cc
index fcdcca95aad3909353a99e8a60a62edebf929d4e..0590a4e78901e3a0adceb2a2a3238cd56fb9ca36 100644 (file)
@@ -1,19 +1,20 @@
 /*
-    Copyright (C) 2012-2015 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
+    Copyright (C) 2012-2016 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
 
-    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+    This file is part of DCP-o-matic.
+
+    DCP-o-matic is free software; you can redistribute it and/or modify
     it under the terms of the GNU General Public License as published by
     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
     (at your option) any later version.
 
-    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    DCP-o-matic is distributed in the hope that it will be useful,
     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
     GNU General Public License for more details.
 
     You should have received a copy of the GNU General Public License
-    along with this program; if not, write to the Free Software
-    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+    along with DCP-o-matic.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 
 */
 
 #include "timer.h"
 #include "rect.h"
 #include "util.h"
-#include "md5_digester.h"
 #include "dcpomatic_socket.h"
+#include <dcp/rgb_xyz.h>
+#include <dcp/transfer_function.h>
 extern "C" {
 #include <libswscale/swscale.h>
 #include <libavutil/pixfmt.h>
 #include <libavutil/pixdesc.h>
+#include <libavutil/frame.h>
 }
+#if HAVE_VALGRIND_MEMCHECK_H
+#include <valgrind/memcheck.h>
+#endif
 #include <iostream>
 
 #include "i18n.h"
 
 using std::string;
 using std::min;
+using std::max;
 using std::cout;
 using std::cerr;
 using std::list;
+using std::runtime_error;
 using boost::shared_ptr;
 using dcp::Size;
 
 int
-Image::line_factor (int n) const
+Image::vertical_factor (int n) const
 {
        if (n == 0) {
                return 1;
@@ -60,38 +68,33 @@ Image::line_factor (int n) const
        return pow (2.0f, d->log2_chroma_h);
 }
 
+int
+Image::horizontal_factor (int n) const
+{
+       if (n == 0) {
+               return 1;
+       }
+
+       AVPixFmtDescriptor const * d = av_pix_fmt_desc_get(_pixel_format);
+       if (!d) {
+               throw PixelFormatError ("sample_size()", _pixel_format);
+       }
+
+       return pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
+}
+
 /** @param n Component index.
  *  @return Number of samples (i.e. pixels, unless sub-sampled) in each direction for this component.
  */
 dcp::Size
 Image::sample_size (int n) const
 {
-       int horizontal_factor = 1;
-       if (n > 0) {
-               AVPixFmtDescriptor const * d = av_pix_fmt_desc_get (_pixel_format);
-               if (!d) {
-                       throw PixelFormatError ("sample_size()", _pixel_format);
-               }
-               horizontal_factor = pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
-       }
-
        return dcp::Size (
-               lrint (ceil (static_cast<double>(size().width) / horizontal_factor)),
-               lrint (ceil (static_cast<double>(size().height) / line_factor (n)))
+               lrint (ceil (static_cast<double>(size().width) / horizontal_factor (n))),
+               lrint (ceil (static_cast<double>(size().height) / vertical_factor (n)))
                );
 }
 
-int
-Image::components () const
-{
-       AVPixFmtDescriptor const * d = av_pix_fmt_desc_get(_pixel_format);
-       if (!d) {
-               throw PixelFormatError ("components()", _pixel_format);
-       }
-
-       return d->nb_components;
-}
-
 /** @return Number of planes */
 int
 Image::planes () const
@@ -101,17 +104,26 @@ Image::planes () const
                throw PixelFormatError ("planes()", _pixel_format);
        }
 
-       if ((d->flags & PIX_FMT_PLANAR) == 0) {
+       if ((d->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR) == 0) {
                return 1;
        }
 
        return d->nb_components;
 }
 
-/** Crop this image, scale it to `inter_size' and then place it in a black frame of `out_size' */
+/** Crop this image, scale it to `inter_size' and then place it in a black frame of `out_size'.
+ *  @param crop Amount to crop by.
+ *  @param inter_size Size to scale the cropped image to.
+ *  @param out_size Size of output frame; if this is larger than inter_size there will be black padding.
+ *  @param yuv_to_rgb YUV to RGB transformation to use, if required.
+ *  @param out_format Output pixel format.
+ *  @param out_aligned true to make the output image aligned.
+ *  @param fast Try to be fast at the possible expense of quality; at present this means using
+ *  fast bilinear rather than bicubic scaling.
+ */
 shared_ptr<Image>
 Image::crop_scale_window (
-       Crop crop, dcp::Size inter_size, dcp::Size out_size, dcp::YUVToRGB yuv_to_rgb, AVPixelFormat out_format, bool out_aligned
+       Crop crop, dcp::Size inter_size, dcp::Size out_size, dcp::YUVToRGB yuv_to_rgb, AVPixelFormat out_format, bool out_aligned, bool fast
        ) const
 {
        /* Empirical testing suggests that sws_scale() will crash if
@@ -122,8 +134,29 @@ Image::crop_scale_window (
        DCPOMATIC_ASSERT (out_size.width >= inter_size.width);
        DCPOMATIC_ASSERT (out_size.height >= inter_size.height);
 
-       /* Here's an image of out_size */
-       shared_ptr<Image> out (new Image (out_format, out_size, out_aligned));
+       /* Here's an image of out_size.  Below we may write to it starting at an offset so we get some padding.
+          Hence we want to write in the following pattern:
+
+          block start   write start                                  line end
+          |..(padding)..|<------line-size------------->|..(padding)..|
+          |..(padding)..|<------line-size------------->|..(padding)..|
+          |..(padding)..|<------line-size------------->|..(padding)..|
+
+          where line-size is of the smaller (inter_size) image and the full padded line length is that of
+          out_size.  To get things to work we have to tell FFmpeg that the stride is that of out_size.
+          However some parts of FFmpeg (notably rgb48Toxyz12 in swscale.c) process data for the full
+          specified *stride*.  This does not matter until we get to the last line:
+
+          block start   write start                                  line end
+          |..(padding)..|<------line-size------------->|XXXwrittenXXX|
+          |XXXwrittenXXX|<------line-size------------->|XXXwrittenXXX|
+          |XXXwrittenXXX|<------line-size------------->|XXXwrittenXXXXXXwrittenXXX
+                                                                      ^^^^ out of bounds
+
+          To get around this, we ask Image to overallocate its buffers by the overrun.
+       */
+
+       shared_ptr<Image> out (new Image (out_format, out_size, out_aligned, (out_size.width - inter_size.width) / 2));
        out->make_black ();
 
        /* Size of the image after any crop */
@@ -133,11 +166,11 @@ Image::crop_scale_window (
        struct SwsContext* scale_context = sws_getContext (
                        cropped_size.width, cropped_size.height, pixel_format(),
                        inter_size.width, inter_size.height, out_format,
-                       SWS_BICUBIC, 0, 0, 0
+                       fast ? SWS_FAST_BILINEAR : SWS_BICUBIC, 0, 0, 0
                );
 
        if (!scale_context) {
-               throw StringError (N_("Could not allocate SwsContext"));
+               throw runtime_error (N_("Could not allocate SwsContext"));
        }
 
        DCPOMATIC_ASSERT (yuv_to_rgb < dcp::YUV_TO_RGB_COUNT);
@@ -153,8 +186,8 @@ Image::crop_scale_window (
                0, 1 << 16, 1 << 16
                );
 
-       AVPixFmtDescriptor const * desc = av_pix_fmt_desc_get (_pixel_format);
-       if (!desc) {
+       AVPixFmtDescriptor const * in_desc = av_pix_fmt_desc_get (_pixel_format);
+       if (!in_desc) {
                throw PixelFormatError ("crop_scale_window()", _pixel_format);
        }
 
@@ -166,16 +199,23 @@ Image::crop_scale_window (
                   round down so that we don't crop a subsampled pixel until
                   we've cropped all of its Y-channel pixels.
                */
-               int const x = lrintf (bytes_per_pixel(c) * crop.left) & ~ ((int) desc->log2_chroma_w);
-               scale_in_data[c] = data()[c] + x + stride()[c] * (crop.top / line_factor(c));
+               int const x = lrintf (bytes_per_pixel(c) * crop.left) & ~ ((int) in_desc->log2_chroma_w);
+               scale_in_data[c] = data()[c] + x + stride()[c] * (crop.top / vertical_factor(c));
        }
 
        /* Corner of the image within out_size */
        Position<int> const corner ((out_size.width - inter_size.width) / 2, (out_size.height - inter_size.height) / 2);
 
+       AVPixFmtDescriptor const * out_desc = av_pix_fmt_desc_get (out_format);
+       if (!out_desc) {
+               throw PixelFormatError ("crop_scale_window()", out_format);
+       }
+
        uint8_t* scale_out_data[out->planes()];
        for (int c = 0; c < out->planes(); ++c) {
-               scale_out_data[c] = out->data()[c] + lrintf (out->bytes_per_pixel(c) * corner.x) + out->stride()[c] * corner.y;
+               /* See the note in the crop loop above */
+               int const x = lrintf (out->bytes_per_pixel(c) * corner.x) & ~ ((int) out_desc->log2_chroma_w);
+               scale_out_data[c] = out->data()[c] + x + out->stride()[c] * (corner.y / out->vertical_factor(c));
        }
 
        sws_scale (
@@ -191,7 +231,20 @@ Image::crop_scale_window (
 }
 
 shared_ptr<Image>
-Image::scale (dcp::Size out_size, dcp::YUVToRGB yuv_to_rgb, AVPixelFormat out_format, bool out_aligned) const
+Image::convert_pixel_format (dcp::YUVToRGB yuv_to_rgb, AVPixelFormat out_format, bool out_aligned, bool fast) const
+{
+       return scale(size(), yuv_to_rgb, out_format, out_aligned, fast);
+}
+
+/** @param out_size Size to scale to.
+ *  @param yuv_to_rgb YUVToRGB transform transform to use, if required.
+ *  @param out_format Output pixel format.
+ *  @param out_aligned true to make an aligned output image.
+ *  @param fast Try to be fast at the possible expense of quality; at present this means using
+ *  fast bilinear rather than bicubic scaling.
+ */
+shared_ptr<Image>
+Image::scale (dcp::Size out_size, dcp::YUVToRGB yuv_to_rgb, AVPixelFormat out_format, bool out_aligned, bool fast) const
 {
        /* Empirical testing suggests that sws_scale() will crash if
           the input image is not aligned.
@@ -203,7 +256,7 @@ Image::scale (dcp::Size out_size, dcp::YUVToRGB yuv_to_rgb, AVPixelFormat out_fo
        struct SwsContext* scale_context = sws_getContext (
                size().width, size().height, pixel_format(),
                out_size.width, out_size.height, out_format,
-               SWS_BICUBIC, 0, 0, 0
+               (fast ? SWS_FAST_BILINEAR : SWS_BICUBIC) | SWS_ACCURATE_RND, 0, 0, 0
                );
 
        DCPOMATIC_ASSERT (yuv_to_rgb < dcp::YUV_TO_RGB_COUNT);
@@ -272,45 +325,45 @@ Image::make_black ()
        static uint16_t const sixteen_bit_uv =  (1 << 15) - 1;
 
        switch (_pixel_format) {
-       case PIX_FMT_YUV420P:
-       case PIX_FMT_YUV422P:
-       case PIX_FMT_YUV444P:
-       case PIX_FMT_YUV411P:
+       case AV_PIX_FMT_YUV420P:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P:
+       case AV_PIX_FMT_YUV411P:
                memset (data()[0], 0, sample_size(0).height * stride()[0]);
                memset (data()[1], eight_bit_uv, sample_size(1).height * stride()[1]);
                memset (data()[2], eight_bit_uv, sample_size(2).height * stride()[2]);
                break;
 
-       case PIX_FMT_YUVJ420P:
-       case PIX_FMT_YUVJ422P:
-       case PIX_FMT_YUVJ444P:
+       case AV_PIX_FMT_YUVJ420P:
+       case AV_PIX_FMT_YUVJ422P:
+       case AV_PIX_FMT_YUVJ444P:
                memset (data()[0], 0, sample_size(0).height * stride()[0]);
                memset (data()[1], eight_bit_uv + 1, sample_size(1).height * stride()[1]);
                memset (data()[2], eight_bit_uv + 1, sample_size(2).height * stride()[2]);
                break;
 
-       case PIX_FMT_YUV422P9LE:
-       case PIX_FMT_YUV444P9LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P9LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P9LE:
                yuv_16_black (nine_bit_uv, false);
                break;
 
-       case PIX_FMT_YUV422P9BE:
-       case PIX_FMT_YUV444P9BE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P9BE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P9BE:
                yuv_16_black (swap_16 (nine_bit_uv), false);
                break;
 
-       case PIX_FMT_YUV422P10LE:
-       case PIX_FMT_YUV444P10LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P10LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P10LE:
                yuv_16_black (ten_bit_uv, false);
                break;
 
-       case PIX_FMT_YUV422P16LE:
-       case PIX_FMT_YUV444P16LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P16LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P16LE:
                yuv_16_black (sixteen_bit_uv, false);
                break;
 
-       case PIX_FMT_YUV444P10BE:
-       case PIX_FMT_YUV422P10BE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P10BE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P10BE:
                yuv_16_black (swap_16 (ten_bit_uv), false);
                break;
 
@@ -350,18 +403,19 @@ Image::make_black ()
                yuv_16_black (sixteen_bit_uv, true);
                break;
 
-       case PIX_FMT_RGB24:
-       case PIX_FMT_ARGB:
-       case PIX_FMT_RGBA:
-       case PIX_FMT_ABGR:
-       case PIX_FMT_BGRA:
-       case PIX_FMT_RGB555LE:
-       case PIX_FMT_RGB48LE:
-       case PIX_FMT_RGB48BE:
+       case AV_PIX_FMT_RGB24:
+       case AV_PIX_FMT_ARGB:
+       case AV_PIX_FMT_RGBA:
+       case AV_PIX_FMT_ABGR:
+       case AV_PIX_FMT_BGRA:
+       case AV_PIX_FMT_RGB555LE:
+       case AV_PIX_FMT_RGB48LE:
+       case AV_PIX_FMT_RGB48BE:
+       case AV_PIX_FMT_XYZ12LE:
                memset (data()[0], 0, sample_size(0).height * stride()[0]);
                break;
 
-       case PIX_FMT_UYVY422:
+       case AV_PIX_FMT_UYVY422:
        {
                int const Y = sample_size(0).height;
                int const X = line_size()[0];
@@ -385,7 +439,7 @@ Image::make_black ()
 void
 Image::make_transparent ()
 {
-       if (_pixel_format != PIX_FMT_RGBA) {
+       if (_pixel_format != AV_PIX_FMT_BGRA) {
                throw PixelFormatError ("make_transparent()", _pixel_format);
        }
 
@@ -395,7 +449,8 @@ Image::make_transparent ()
 void
 Image::alpha_blend (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
 {
-       DCPOMATIC_ASSERT (other->pixel_format() == PIX_FMT_RGBA);
+       /* We're blending BGRA images; first byte is blue, second byte is green, third byte red, fourth byte alpha */
+       DCPOMATIC_ASSERT (other->pixel_format() == AV_PIX_FMT_BGRA);
        int const other_bpp = 4;
 
        int start_tx = position.x;
@@ -415,17 +470,18 @@ Image::alpha_blend (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
        }
 
        switch (_pixel_format) {
-       case PIX_FMT_RGB24:
+       case AV_PIX_FMT_RGB24:
        {
+               /* Going onto RGB24.  First byte is red, second green, third blue */
                int const this_bpp = 3;
                for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
                        uint8_t* tp = data()[0] + ty * stride()[0] + start_tx * this_bpp;
                        uint8_t* op = other->data()[0] + oy * other->stride()[0];
                        for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < size().width && ox < other->size().width; ++tx, ++ox) {
                                float const alpha = float (op[3]) / 255;
-                               tp[0] = op[0] * alpha + tp[0] * (1 - alpha);
+                               tp[0] = op[2] * alpha + tp[0] * (1 - alpha);
                                tp[1] = op[1] * alpha + tp[1] * (1 - alpha);
-                               tp[2] = op[2] * alpha + tp[2] * (1 - alpha);
+                               tp[2] = op[0] * alpha + tp[2] * (1 - alpha);
 
                                tp += this_bpp;
                                op += other_bpp;
@@ -433,8 +489,7 @@ Image::alpha_blend (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
                }
                break;
        }
-       case PIX_FMT_BGRA:
-       case PIX_FMT_RGBA:
+       case AV_PIX_FMT_BGRA:
        {
                int const this_bpp = 4;
                for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
@@ -453,7 +508,26 @@ Image::alpha_blend (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
                }
                break;
        }
-       case PIX_FMT_RGB48LE:
+       case AV_PIX_FMT_RGBA:
+       {
+               int const this_bpp = 4;
+               for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
+                       uint8_t* tp = data()[0] + ty * stride()[0] + start_tx * this_bpp;
+                       uint8_t* op = other->data()[0] + oy * other->stride()[0];
+                       for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < size().width && ox < other->size().width; ++tx, ++ox) {
+                               float const alpha = float (op[3]) / 255;
+                               tp[0] = op[2] * alpha + tp[0] * (1 - alpha);
+                               tp[1] = op[1] * alpha + tp[1] * (1 - alpha);
+                               tp[2] = op[0] * alpha + tp[2] * (1 - alpha);
+                               tp[3] = op[3] * alpha + tp[3] * (1 - alpha);
+
+                               tp += this_bpp;
+                               op += other_bpp;
+                       }
+               }
+               break;
+       }
+       case AV_PIX_FMT_RGB48LE:
        {
                int const this_bpp = 6;
                for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
@@ -462,9 +536,9 @@ Image::alpha_blend (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
                        for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < size().width && ox < other->size().width; ++tx, ++ox) {
                                float const alpha = float (op[3]) / 255;
                                /* Blend high bytes */
-                               tp[1] = op[0] * alpha + tp[1] * (1 - alpha);
+                               tp[1] = op[2] * alpha + tp[1] * (1 - alpha);
                                tp[3] = op[1] * alpha + tp[3] * (1 - alpha);
-                               tp[5] = op[2] * alpha + tp[5] * (1 - alpha);
+                               tp[5] = op[0] * alpha + tp[5] * (1 - alpha);
 
                                tp += this_bpp;
                                op += other_bpp;
@@ -472,8 +546,146 @@ Image::alpha_blend (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
                }
                break;
        }
+       case AV_PIX_FMT_XYZ12LE:
+       {
+               dcp::ColourConversion conv = dcp::ColourConversion::srgb_to_xyz();
+               double fast_matrix[9];
+               dcp::combined_rgb_to_xyz (conv, fast_matrix);
+               double const * lut_in = conv.in()->lut (8, false);
+               double const * lut_out = conv.out()->lut (16, true);
+               int const this_bpp = 6;
+               for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
+                       uint16_t* tp = reinterpret_cast<uint16_t*> (data()[0] + ty * stride()[0] + start_tx * this_bpp);
+                       uint8_t* op = other->data()[0] + oy * other->stride()[0];
+                       for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < size().width && ox < other->size().width; ++tx, ++ox) {
+                               float const alpha = float (op[3]) / 255;
+
+                               /* Convert sRGB to XYZ; op is BGRA.  First, input gamma LUT */
+                               double const r = lut_in[op[2]];
+                               double const g = lut_in[op[1]];
+                               double const b = lut_in[op[0]];
+
+                               /* RGB to XYZ, including Bradford transform and DCI companding */
+                               double const x = max (0.0, min (65535.0, r * fast_matrix[0] + g * fast_matrix[1] + b * fast_matrix[2]));
+                               double const y = max (0.0, min (65535.0, r * fast_matrix[3] + g * fast_matrix[4] + b * fast_matrix[5]));
+                               double const z = max (0.0, min (65535.0, r * fast_matrix[6] + g * fast_matrix[7] + b * fast_matrix[8]));
+
+                               /* Out gamma LUT and blend */
+                               tp[0] = lrint(lut_out[lrint(x)] * 65535) * alpha + tp[0] * (1 - alpha);
+                               tp[1] = lrint(lut_out[lrint(y)] * 65535) * alpha + tp[1] * (1 - alpha);
+                               tp[2] = lrint(lut_out[lrint(z)] * 65535) * alpha + tp[2] * (1 - alpha);
+
+                               tp += this_bpp / 2;
+                               op += other_bpp;
+                       }
+               }
+               break;
+       }
+       case AV_PIX_FMT_YUV420P:
+       {
+               shared_ptr<Image> yuv = other->convert_pixel_format (dcp::YUV_TO_RGB_REC709, _pixel_format, false, false);
+               dcp::Size const ts = size();
+               dcp::Size const os = yuv->size();
+               for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < ts.height && oy < os.height; ++ty, ++oy) {
+                       int const hty = ty / 2;
+                       int const hoy = oy / 2;
+                       uint8_t* tY = data()[0] + (ty * stride()[0]) + start_tx;
+                       uint8_t* tU = data()[1] + (hty * stride()[1]) + start_tx / 2;
+                       uint8_t* tV = data()[2] + (hty * stride()[2]) + start_tx / 2;
+                       uint8_t* oY = yuv->data()[0] + (oy * yuv->stride()[0]) + start_ox;
+                       uint8_t* oU = yuv->data()[1] + (hoy * yuv->stride()[1]) + start_ox / 2;
+                       uint8_t* oV = yuv->data()[2] + (hoy * yuv->stride()[2]) + start_ox / 2;
+                       uint8_t* alpha = other->data()[0] + (oy * other->stride()[0]) + start_ox * 4;
+                       for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < ts.width && ox < os.width; ++tx, ++ox) {
+                               float const a = float(alpha[3]) / 255;
+                               *tY = *oY * a + *tY * (1 - a);
+                               *tU = *oU * a + *tU * (1 - a);
+                               *tV = *oV * a + *tV * (1 - a);
+                               ++tY;
+                               ++oY;
+                               if (tx % 2) {
+                                       ++tU;
+                                       ++tV;
+                               }
+                               if (ox % 2) {
+                                       ++oU;
+                                       ++oV;
+                               }
+                               alpha += 4;
+                       }
+               }
+               break;
+       }
+       case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
+       {
+               shared_ptr<Image> yuv = other->convert_pixel_format (dcp::YUV_TO_RGB_REC709, _pixel_format, false, false);
+               dcp::Size const ts = size();
+               dcp::Size const os = yuv->size();
+               for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < ts.height && oy < os.height; ++ty, ++oy) {
+                       int const hty = ty / 2;
+                       int const hoy = oy / 2;
+                       uint16_t* tY = ((uint16_t *) (data()[0] + (ty * stride()[0]))) + start_tx;
+                       uint16_t* tU = ((uint16_t *) (data()[1] + (hty * stride()[1]))) + start_tx / 2;
+                       uint16_t* tV = ((uint16_t *) (data()[2] + (hty * stride()[2]))) + start_tx / 2;
+                       uint16_t* oY = ((uint16_t *) (yuv->data()[0] + (oy * yuv->stride()[0]))) + start_ox;
+                       uint16_t* oU = ((uint16_t *) (yuv->data()[1] + (hoy * yuv->stride()[1]))) + start_ox / 2;
+                       uint16_t* oV = ((uint16_t *) (yuv->data()[2] + (hoy * yuv->stride()[2]))) + start_ox / 2;
+                       uint8_t* alpha = other->data()[0] + (oy * other->stride()[0]) + start_ox * 4;
+                       for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < ts.width && ox < os.width; ++tx, ++ox) {
+                               float const a = float(alpha[3]) / 255;
+                               *tY = *oY * a + *tY * (1 - a);
+                               *tU = *oU * a + *tU * (1 - a);
+                               *tV = *oV * a + *tV * (1 - a);
+                               ++tY;
+                               ++oY;
+                               if (tx % 2) {
+                                       ++tU;
+                                       ++tV;
+                               }
+                               if (ox % 2) {
+                                       ++oU;
+                                       ++oV;
+                               }
+                               alpha += 4;
+                       }
+               }
+               break;
+       }
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P10LE:
+       {
+               shared_ptr<Image> yuv = other->convert_pixel_format (dcp::YUV_TO_RGB_REC709, _pixel_format, false, false);
+               dcp::Size const ts = size();
+               dcp::Size const os = yuv->size();
+               for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < ts.height && oy < os.height; ++ty, ++oy) {
+                       uint16_t* tY = ((uint16_t *) (data()[0] + (ty * stride()[0]))) + start_tx;
+                       uint16_t* tU = ((uint16_t *) (data()[1] + (ty * stride()[1]))) + start_tx / 2;
+                       uint16_t* tV = ((uint16_t *) (data()[2] + (ty * stride()[2]))) + start_tx / 2;
+                       uint16_t* oY = ((uint16_t *) (yuv->data()[0] + (oy * yuv->stride()[0]))) + start_ox;
+                       uint16_t* oU = ((uint16_t *) (yuv->data()[1] + (oy * yuv->stride()[1]))) + start_ox / 2;
+                       uint16_t* oV = ((uint16_t *) (yuv->data()[2] + (oy * yuv->stride()[2]))) + start_ox / 2;
+                       uint8_t* alpha = other->data()[0] + (oy * other->stride()[0]) + start_ox * 4;
+                       for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < ts.width && ox < os.width; ++tx, ++ox) {
+                               float const a = float(alpha[3]) / 255;
+                               *tY = *oY * a + *tY * (1 - a);
+                               *tU = *oU * a + *tU * (1 - a);
+                               *tV = *oV * a + *tV * (1 - a);
+                               ++tY;
+                               ++oY;
+                               if (tx % 2) {
+                                       ++tU;
+                                       ++tV;
+                               }
+                               if (ox % 2) {
+                                       ++oU;
+                                       ++oV;
+                               }
+                               alpha += 4;
+                       }
+               }
+               break;
+       }
        default:
-               DCPOMATIC_ASSERT (false);
+               throw PixelFormatError ("alpha_blend()", _pixel_format);
        }
 }
 
@@ -481,7 +693,7 @@ void
 Image::copy (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
 {
        /* Only implemented for RGB24 onto RGB24 so far */
-       DCPOMATIC_ASSERT (_pixel_format == PIX_FMT_RGB24 && other->pixel_format() == PIX_FMT_RGB24);
+       DCPOMATIC_ASSERT (_pixel_format == AV_PIX_FMT_RGB24 && other->pixel_format() == AV_PIX_FMT_RGB24);
        DCPOMATIC_ASSERT (position.x >= 0 && position.y >= 0);
 
        int const N = min (position.x + other->size().width, size().width) - position.x;
@@ -532,18 +744,31 @@ Image::bytes_per_pixel (int c) const
 
        float bpp[4] = { 0, 0, 0, 0 };
 
-       bpp[0] = floor ((d->comp[0].depth_minus1 + 1 + 7) / 8);
+#ifdef DCPOMATIC_HAVE_AVCOMPONENTDESCRIPTOR_DEPTH_MINUS1
+       bpp[0] = floor ((d->comp[0].depth_minus1 + 8) / 8);
+       if (d->nb_components > 1) {
+               bpp[1] = floor ((d->comp[1].depth_minus1 + 8) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
+       }
+       if (d->nb_components > 2) {
+               bpp[2] = floor ((d->comp[2].depth_minus1 + 8) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
+       }
+       if (d->nb_components > 3) {
+               bpp[3] = floor ((d->comp[3].depth_minus1 + 8) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
+       }
+#else
+       bpp[0] = floor ((d->comp[0].depth + 7) / 8);
        if (d->nb_components > 1) {
-               bpp[1] = floor ((d->comp[1].depth_minus1 + 1 + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
+               bpp[1] = floor ((d->comp[1].depth + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
        }
        if (d->nb_components > 2) {
-               bpp[2] = floor ((d->comp[2].depth_minus1 + 1 + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
+               bpp[2] = floor ((d->comp[2].depth + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
        }
        if (d->nb_components > 3) {
-               bpp[3] = floor ((d->comp[3].depth_minus1 + 1 + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
+               bpp[3] = floor ((d->comp[3].depth + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
        }
+#endif
 
-       if ((d->flags & PIX_FMT_PLANAR) == 0) {
+       if ((d->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR) == 0) {
                /* Not planar; sum them up */
                return bpp[0] + bpp[1] + bpp[2] + bpp[3];
        }
@@ -556,11 +781,14 @@ Image::bytes_per_pixel (int c) const
  *
  *  @param p Pixel format.
  *  @param s Size in pixels.
+ *  @param aligned true to make each row of this image aligned to a 32-byte boundary.
+ *  @param extra_pixels Amount of extra "run-off" memory to allocate at the end of each plane in pixels.
  */
-Image::Image (AVPixelFormat p, dcp::Size s, bool aligned)
+Image::Image (AVPixelFormat p, dcp::Size s, bool aligned, int extra_pixels)
        : _size (s)
        , _pixel_format (p)
        , _aligned (aligned)
+       , _extra_pixels (extra_pixels)
 {
        allocate ();
 }
@@ -595,14 +823,22 @@ Image::allocate ()
                   so I'll just over-allocate by 32 bytes and have done with it.  Empirical
                   testing suggests that it works.
                */
-               _data[i] = (uint8_t *) wrapped_av_malloc (_stride[i] * sample_size(i).height + 32);
+               _data[i] = (uint8_t *) wrapped_av_malloc (_stride[i] * sample_size(i).height + _extra_pixels * bytes_per_pixel(i) + 32);
+#if HAVE_VALGRIND_MEMCHECK_H
+               /* The data between the end of the line size and the stride is undefined but processed by
+                  libswscale, causing lots of valgrind errors.  Mark it all defined to quell these errors.
+               */
+               VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED (_data[i], _stride[i] * sample_size(i).height + _extra_pixels * bytes_per_pixel(i) + 32);
+#endif
        }
 }
 
 Image::Image (Image const & other)
-       : _size (other._size)
+       : boost::enable_shared_from_this<Image>(other)
+       , _size (other._size)
        , _pixel_format (other._pixel_format)
        , _aligned (other._aligned)
+       , _extra_pixels (other._extra_pixels)
 {
        allocate ();
 
@@ -622,6 +858,7 @@ Image::Image (AVFrame* frame)
        : _size (frame->width, frame->height)
        , _pixel_format (static_cast<AVPixelFormat> (frame->format))
        , _aligned (true)
+       , _extra_pixels (0)
 {
        allocate ();
 
@@ -642,6 +879,7 @@ Image::Image (shared_ptr<const Image> other, bool aligned)
        : _size (other->_size)
        , _pixel_format (other->_pixel_format)
        , _aligned (aligned)
+       , _extra_pixels (other->_extra_pixels)
 {
        allocate ();
 
@@ -683,6 +921,7 @@ Image::swap (Image & other)
        }
 
        std::swap (_aligned, other._aligned);
+       std::swap (_extra_pixels, other._extra_pixels);
 }
 
 /** Destroy a Image */
@@ -787,19 +1026,19 @@ void
 Image::fade (float f)
 {
        switch (_pixel_format) {
-       case PIX_FMT_YUV420P:
-       case PIX_FMT_YUV422P:
-       case PIX_FMT_YUV444P:
-       case PIX_FMT_YUV411P:
-       case PIX_FMT_YUVJ420P:
-       case PIX_FMT_YUVJ422P:
-       case PIX_FMT_YUVJ444P:
-       case PIX_FMT_RGB24:
-       case PIX_FMT_ARGB:
-       case PIX_FMT_RGBA:
-       case PIX_FMT_ABGR:
-       case PIX_FMT_BGRA:
-       case PIX_FMT_RGB555LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV420P:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P:
+       case AV_PIX_FMT_YUV411P:
+       case AV_PIX_FMT_YUVJ420P:
+       case AV_PIX_FMT_YUVJ422P:
+       case AV_PIX_FMT_YUVJ444P:
+       case AV_PIX_FMT_RGB24:
+       case AV_PIX_FMT_ARGB:
+       case AV_PIX_FMT_RGBA:
+       case AV_PIX_FMT_ABGR:
+       case AV_PIX_FMT_BGRA:
+       case AV_PIX_FMT_RGB555LE:
                /* 8-bit */
                for (int c = 0; c < 3; ++c) {
                        uint8_t* p = data()[c];
@@ -815,12 +1054,12 @@ Image::fade (float f)
                }
                break;
 
-       case PIX_FMT_YUV422P9LE:
-       case PIX_FMT_YUV444P9LE:
-       case PIX_FMT_YUV422P10LE:
-       case PIX_FMT_YUV444P10LE:
-       case PIX_FMT_YUV422P16LE:
-       case PIX_FMT_YUV444P16LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P9LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P9LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P10LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P10LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P16LE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P16LE:
        case AV_PIX_FMT_YUVA420P9LE:
        case AV_PIX_FMT_YUVA422P9LE:
        case AV_PIX_FMT_YUVA444P9LE:
@@ -828,6 +1067,7 @@ Image::fade (float f)
        case AV_PIX_FMT_YUVA422P10LE:
        case AV_PIX_FMT_YUVA444P10LE:
        case AV_PIX_FMT_RGB48LE:
+       case AV_PIX_FMT_XYZ12LE:
                /* 16-bit little-endian */
                for (int c = 0; c < 3; ++c) {
                        int const stride_pixels = stride()[c] / 2;
@@ -845,10 +1085,10 @@ Image::fade (float f)
                }
                break;
 
-       case PIX_FMT_YUV422P9BE:
-       case PIX_FMT_YUV444P9BE:
-       case PIX_FMT_YUV444P10BE:
-       case PIX_FMT_YUV422P10BE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P9BE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P9BE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV444P10BE:
+       case AV_PIX_FMT_YUV422P10BE:
        case AV_PIX_FMT_YUVA420P9BE:
        case AV_PIX_FMT_YUVA422P9BE:
        case AV_PIX_FMT_YUVA444P9BE:
@@ -876,7 +1116,7 @@ Image::fade (float f)
                }
                break;
 
-       case PIX_FMT_UYVY422:
+       case AV_PIX_FMT_UYVY422:
        {
                int const Y = sample_size(0).height;
                int const X = line_size()[0];
@@ -894,3 +1134,30 @@ Image::fade (float f)
                throw PixelFormatError ("fade()", _pixel_format);
        }
 }
+
+shared_ptr<const Image>
+Image::ensure_aligned (shared_ptr<const Image> image)
+{
+       if (image->aligned()) {
+               return image;
+       }
+
+       return shared_ptr<Image> (new Image (image, true));
+}
+
+size_t
+Image::memory_used () const
+{
+       size_t m = 0;
+       for (int i = 0; i < planes(); ++i) {
+               m += _stride[i] * sample_size(i).height;
+       }
+       return m;
+}
+
+dcp::Data
+Image::as_png () const
+{
+       /* XXX */
+       return dcp::Data();
+}