git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_mix.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2017 Paul B Mahol
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg 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 GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "libavutil/avstring.h"
  22 #include "libavutil/imgutils.h"
  23 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  24 #include "libavutil/opt.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26
  27 #include "avfilter.h"
  28 #include "formats.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "framesync.h"
  31 #include "video.h"
  32
  33 typedef struct MixContext {
  34     const AVClass *class;
  35     const AVPixFmtDescriptor *desc;
  36     char *weights_str;
  37     int nb_inputs;
  38     int duration;
  39     float *weights;
  40     float scale;
  41     float wfactor;
  42
  43     int tmix;
  44     int nb_frames;
  45
  46     int depth;
  47     int max;
  48     int nb_planes;
  49     int linesize[4];
  50     int height[4];
  51
  52     AVFrame **frames;
  53     FFFrameSync fs;
  54 } MixContext;
  55
  56 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  57 {
  58     AVFilterFormats *pix_fmts = NULL;
  59     int fmt, ret;
  60
  61     for (fmt = 0; av_pix_fmt_desc_get(fmt); fmt++) {
  62         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(fmt);
  63         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
  64               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL ||
  65               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BITSTREAM) &&
  66             (ret = ff_add_format(&pix_fmts, fmt)) < 0)
  67             return ret;
  68     }
  69
  70     return ff_set_common_formats(ctx, pix_fmts);
  71 }
  72
  73 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  74 {
  75     MixContext *s = ctx->priv;
  76     char *p, *arg, *saveptr = NULL;
  77     int i, ret, last = 0;
  78
  79     s->tmix = !strcmp(ctx->filter->name, "tmix");
  80
  81     s->frames = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->frames));
  82     if (!s->frames)
  83         return AVERROR(ENOMEM);
  84
  85     s->weights = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->weights));
  86     if (!s->weights)
  87         return AVERROR(ENOMEM);
  88
  89     if (!s->tmix) {
  90         for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  91             AVFilterPad pad = { 0 };
  92
  93             pad.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
  94             pad.name = av_asprintf("input%d", i);
  95             if (!pad.name)
  96                 return AVERROR(ENOMEM);
  97
  98             if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, i, &pad)) < 0) {
  99                 av_freep(&pad.name);
 100                 return ret;
 101             }
 102         }
 103     }
 104
 105     p = s->weights_str;
 106     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 107         if (!(arg = av_strtok(p, " ", &saveptr)))
 108             break;
 109
 110         p = NULL;
 111         if (av_sscanf(arg, "%f", &s->weights[i]) != 1) {
 112             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid syntax for weights[%d].\n", i);
 113             return AVERROR(EINVAL);
 114         }
 115         s->wfactor += s->weights[i];
 116         last = i;
 117     }
 118     for (; i < s->nb_inputs; i++) {
 119         s->weights[i] = s->weights[last];
 120         s->wfactor += s->weights[i];
 121     }
 122     if (s->scale == 0) {
 123         s->wfactor = 1 / s->wfactor;
 124     } else {
 125         s->wfactor = s->scale;
 126     }
 127
 128     return 0;
 129 }
 130
 131 typedef struct ThreadData {
 132     AVFrame **in, *out;
 133 } ThreadData;
 134
 135 static int mix_frames(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 136 {
 137     MixContext *s = ctx->priv;
 138     ThreadData *td = arg;
 139     AVFrame **in = td->in;
 140     AVFrame *out = td->out;
 141     int i, p, x, y;
 142
 143     if (s->depth <= 8) {
 144         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 145             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 146             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 147             uint8_t *dst = out->data[p] + slice_start * out->linesize[p];
 148
 149             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 150                 for (x = 0; x < s->linesize[p]; x++) {
 151                     int val = 0;
 152
 153                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 154                         uint8_t src = in[i]->data[p][y * in[i]->linesize[p] + x];
 155
 156                         val += src * s->weights[i];
 157                     }
 158
 159                     dst[x] = av_clip_uint8(val * s->wfactor);
 160                 }
 161
 162                 dst += out->linesize[p];
 163             }
 164         }
 165     } else {
 166         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 167             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 168             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 169             uint16_t *dst = (uint16_t *)(out->data[p] + slice_start * out->linesize[p]);
 170
 171             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 172                 for (x = 0; x < s->linesize[p] / 2; x++) {
 173                     int val = 0;
 174
 175                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 176                         uint16_t src = AV_RN16(in[i]->data[p] + y * in[i]->linesize[p] + x * 2);
 177
 178                         val += src * s->weights[i];
 179                     }
 180
 181                     dst[x] = av_clip(val * s->wfactor, 0, s->max);
 182                 }
 183
 184                 dst += out->linesize[p] / 2;
 185             }
 186         }
 187     }
 188
 189     return 0;
 190 }
 191
 192 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
 193 {
 194     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
 195     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 196     MixContext *s = fs->opaque;
 197     AVFrame **in = s->frames;
 198     AVFrame *out;
 199     ThreadData td;
 200     int i, ret;
 201
 202     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 203         if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, i, &in[i], 0)) < 0)
 204             return ret;
 205     }
 206
 207     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 208     if (!out)
 209         return AVERROR(ENOMEM);
 210     out->pts = av_rescale_q(s->fs.pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
 211
 212     td.in = in;
 213     td.out = out;
 214     ctx->internal->execute(ctx, mix_frames, &td, NULL, FFMIN(s->height[0], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 215
 216     return ff_filter_frame(outlink, out);
 217 }
 218
 219 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 220 {
 221     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 222     MixContext *s = ctx->priv;
 223     AVRational frame_rate = ctx->inputs[0]->frame_rate;
 224     AVRational sar = ctx->inputs[0]->sample_aspect_ratio;
 225     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 226     int height = ctx->inputs[0]->h;
 227     int width = ctx->inputs[0]->w;
 228     FFFrameSyncIn *in;
 229     int i, ret;
 230
 231     if (!s->tmix) {
 232         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
 233             if (ctx->inputs[i]->h != height || ctx->inputs[i]->w != width) {
 234                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input %d size (%dx%d) does not match input %d size (%dx%d).\n", i, ctx->inputs[i]->w, ctx->inputs[i]->h, 0, width, height);
 235                 return AVERROR(EINVAL);
 236             }
 237         }
 238     }
 239
 240     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 241     if (!s->desc)
 242         return AVERROR_BUG;
 243     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
 244     s->depth = s->desc->comp[0].depth;
 245     s->max = (1 << s->depth) - 1;
 246
 247     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 248         return ret;
 249
 250     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->desc->log2_chroma_h);
 251     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 252
 253     if (s->tmix)
 254         return 0;
 255
 256     outlink->w          = width;
 257     outlink->h          = height;
 258     outlink->frame_rate = frame_rate;
 259     outlink->sample_aspect_ratio = sar;
 260
 261     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, s->nb_inputs)) < 0)
 262         return ret;
 263
 264     in = s->fs.in;
 265     s->fs.opaque = s;
 266     s->fs.on_event = process_frame;
 267
 268     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 269         AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[i];
 270
 271         in[i].time_base = inlink->time_base;
 272         in[i].sync   = 1;
 273         in[i].before = EXT_STOP;
 274         in[i].after  = (s->duration == 1 || (s->duration == 2 && i == 0)) ? EXT_STOP : EXT_INFINITY;
 275     }
 276
 277     ret = ff_framesync_configure(&s->fs);
 278     outlink->time_base = s->fs.time_base;
 279
 280     return ret;
 281 }
 282
 283 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 284 {
 285     MixContext *s = ctx->priv;
 286     int i;
 287
 288     ff_framesync_uninit(&s->fs);
 289     av_freep(&s->weights);
 290
 291     if (!s->tmix) {
 292         for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
 293             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 294     } else {
 295         for (i = 0; i < s->nb_frames && s->frames; i++)
 296             av_frame_free(&s->frames[i]);
 297     }
 298     av_freep(&s->frames);
 299 }
 300
 301 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 302 {
 303     MixContext *s = ctx->priv;
 304     return ff_framesync_activate(&s->fs);
 305 }
 306
 307 #define OFFSET(x) offsetof(MixContext, x)
 308 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 309
 310 static const AVOption mix_options[] = {
 311     { "inputs", "set number of inputs", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 2, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 312     { "weights", "set weight for each input", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
 313     { "scale", "set scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 314     { "duration", "how to determine end of stream", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 2, .flags = FLAGS, "duration" },
 315         { "longest",  "Duration of longest input",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 316         { "shortest", "Duration of shortest input", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 317         { "first",    "Duration of first input",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 318     { NULL },
 319 };
 320
 321 static const AVFilterPad outputs[] = {
 322     {
 323         .name          = "default",
 324         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 325         .config_props  = config_output,
 326     },
 327     { NULL }
 328 };
 329
 330 #if CONFIG_MIX_FILTER
 331 AVFILTER_DEFINE_CLASS(mix);
 332
 333 AVFilter ff_vf_mix = {
 334     .name          = "mix",
 335     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix video inputs."),
 336     .priv_size     = sizeof(MixContext),
 337     .priv_class    = &mix_class,
 338     .query_formats = query_formats,
 339     .outputs       = outputs,
 340     .init          = init,
 341     .uninit        = uninit,
 342     .activate      = activate,
 343     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 344 };
 345
 346 #endif /* CONFIG_MIX_FILTER */
 347
 348 #if CONFIG_TMIX_FILTER
 349 static int tmix_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 350 {
 351     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 352     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 353     MixContext *s = ctx->priv;
 354     ThreadData td;
 355     AVFrame *out;
 356
 357     if (s->nb_inputs == 1)
 358         return ff_filter_frame(outlink, in);
 359
 360     if (s->nb_frames < s->nb_inputs) {
 361         s->frames[s->nb_frames] = in;
 362         s->nb_frames++;
 363         if (s->nb_frames < s->nb_inputs)
 364             return 0;
 365     } else {
 366         av_frame_free(&s->frames[0]);
 367         memmove(&s->frames[0], &s->frames[1], sizeof(*s->frames) * (s->nb_inputs - 1));
 368         s->frames[s->nb_inputs - 1] = in;
 369     }
 370
 371     if (ctx->is_disabled) {
 372         out = av_frame_clone(s->frames[0]);
 373         if (!out)
 374             return AVERROR(ENOMEM);
 375         return ff_filter_frame(outlink, out);
 376     }
 377
 378     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 379     if (!out)
 380         return AVERROR(ENOMEM);
 381     out->pts = s->frames[0]->pts;
 382
 383     td.out = out;
 384     td.in = s->frames;
 385     ctx->internal->execute(ctx, mix_frames, &td, NULL, FFMIN(s->height[0], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 386
 387     return ff_filter_frame(outlink, out);
 388 }
 389
 390 static const AVOption tmix_options[] = {
 391     { "frames", "set number of successive frames to mix", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=3}, 1, 128, .flags = FLAGS },
 392     { "weights", "set weight for each frame", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
 393     { "scale", "set scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 394     { NULL },
 395 };
 396
 397 static const AVFilterPad inputs[] = {
 398     {
 399         .name          = "default",
 400         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 401         .filter_frame  = tmix_filter_frame,
 402     },
 403     { NULL }
 404 };
 405
 406 AVFILTER_DEFINE_CLASS(tmix);
 407
 408 AVFilter ff_vf_tmix = {
 409     .name          = "tmix",
 410     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix successive video frames."),
 411     .priv_size     = sizeof(MixContext),
 412     .priv_class    = &tmix_class,
 413     .query_formats = query_formats,
 414     .outputs       = outputs,
 415     .inputs        = inputs,
 416     .init          = init,
 417     .uninit        = uninit,
 418     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 419 };
 420
 421 #endif /* CONFIG_TMIX_FILTER */