Documentation/media/v4l-drivers/sh_mobile_ceu_camera.rst

   1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 Cropping and Scaling algorithm, used in the sh_mobile_ceu_camera driver
   4 =======================================================================
   5
   6 Author: Guennadi Liakhovetski <g.liakhovetski@gmx.de>
   7
   8 Terminology
   9 -----------
  10
  11 sensor scales: horizontal and vertical scales, configured by the sensor driver
  12 host scales: -"- host driver
  13 combined scales: sensor_scale * host_scale
  14
  15
  16 Generic scaling / cropping scheme
  17 ---------------------------------
  18
  19 .. code-block:: none
  20
  21         -1--
  22         |
  23         -2-- -\
  24         |      --\
  25         |         --\
  26         +-5-- .      -- -3-- -\
  27         |      `...            -\
  28         |          `... -4-- .   - -7..
  29         |                     `.
  30         |                       `. .6--
  31         |
  32         |                        . .6'-
  33         |                      .´
  34         |           ... -4'- .´
  35         |       ...´             - -7'.
  36         +-5'- .´               -/
  37         |            -- -3'- -/
  38         |         --/
  39         |      --/
  40         -2'- -/
  41         |
  42         |
  43         -1'-
  44
  45 In the above chart minuses and slashes represent "real" data amounts, points and
  46 accents represent "useful" data, basically, CEU scaled and cropped output,
  47 mapped back onto the client's source plane.
  48
  49 Such a configuration can be produced by user requests:
  50
  51 S_CROP(left / top = (5) - (1), width / height = (5') - (5))
  52 S_FMT(width / height = (6') - (6))
  53
  54 Here:
  55
  56 (1) to (1') - whole max width or height
  57 (1) to (2)  - sensor cropped left or top
  58 (2) to (2') - sensor cropped width or height
  59 (3) to (3') - sensor scale
  60 (3) to (4)  - CEU cropped left or top
  61 (4) to (4') - CEU cropped width or height
  62 (5) to (5') - reverse sensor scale applied to CEU cropped width or height
  63 (2) to (5)  - reverse sensor scale applied to CEU cropped left or top
  64 (6) to (6') - CEU scale - user window
  65
  66
  67 S_FMT
  68 -----
  69
  70 Do not touch input rectangle - it is already optimal.
  71
  72 1. Calculate current sensor scales:
  73
  74         scale_s = ((2') - (2)) / ((3') - (3))
  75
  76 2. Calculate "effective" input crop (sensor subwindow) - CEU crop scaled back at
  77 current sensor scales onto input window - this is user S_CROP:
  78
  79         width_u = (5') - (5) = ((4') - (4)) * scale_s
  80
  81 3. Calculate new combined scales from "effective" input window to requested user
  82 window:
  83
  84         scale_comb = width_u / ((6') - (6))
  85
  86 4. Calculate sensor output window by applying combined scales to real input
  87 window:
  88
  89         width_s_out = ((7') - (7)) = ((2') - (2)) / scale_comb
  90
  91 5. Apply iterative sensor S_FMT for sensor output window.
  92
  93         subdev->video_ops->s_fmt(.width = width_s_out)
  94
  95 6. Retrieve sensor output window (g_fmt)
  96
  97 7. Calculate new sensor scales:
  98
  99         scale_s_new = ((3')_new - (3)_new) / ((2') - (2))
 100
 101 8. Calculate new CEU crop - apply sensor scales to previously calculated
 102 "effective" crop:
 103
 104         width_ceu = (4')_new - (4)_new = width_u / scale_s_new
 105         left_ceu = (4)_new - (3)_new = ((5) - (2)) / scale_s_new
 106
 107 9. Use CEU cropping to crop to the new window:
 108
 109         ceu_crop(.width = width_ceu, .left = left_ceu)
 110
 111 10. Use CEU scaling to scale to the requested user window:
 112
 113         scale_ceu = width_ceu / width
 114
 115
 116 S_CROP
 117 ------
 118
 119 The :ref:`V4L2 crop API <crop-scale>` says:
 120
 121 "...specification does not define an origin or units. However by convention
 122 drivers should horizontally count unscaled samples relative to 0H."
 123
 124 We choose to follow the advise and interpret cropping units as client input
 125 pixels.
 126
 127 Cropping is performed in the following 6 steps:
 128
 129 1. Request exactly user rectangle from the sensor.
 130
 131 2. If smaller - iterate until a larger one is obtained. Result: sensor cropped
 132    to 2 : 2', target crop 5 : 5', current output format 6' - 6.
 133
 134 3. In the previous step the sensor has tried to preserve its output frame as
 135    good as possible, but it could have changed. Retrieve it again.
 136
 137 4. Sensor scaled to 3 : 3'. Sensor's scale is (2' - 2) / (3' - 3). Calculate
 138    intermediate window: 4' - 4 = (5' - 5) * (3' - 3) / (2' - 2)
 139
 140 5. Calculate and apply host scale = (6' - 6) / (4' - 4)
 141
 142 6. Calculate and apply host crop: 6 - 7 = (5 - 2) * (6' - 6) / (5' - 5)