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         av_sscanf(arg, "%f", &s->weights[i]);
 112         s->wfactor += s->weights[i];
 113         last = i;
 114     }
 115     for (; i < s->nb_inputs; i++) {
 116         s->weights[i] = s->weights[last];
 117         s->wfactor += s->weights[i];
 118     }
 119     if (s->scale == 0) {
 120         s->wfactor = 1 / s->wfactor;
 121     } else {
 122         s->wfactor = s->scale;
 123     }
 124
 125     return 0;
 126 }
 127
 128 typedef struct ThreadData {
 129     AVFrame **in, *out;
 130 } ThreadData;
 131
 132 static int mix_frames(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 133 {
 134     MixContext *s = ctx->priv;
 135     ThreadData *td = arg;
 136     AVFrame **in = td->in;
 137     AVFrame *out = td->out;
 138     int i, p, x, y;
 139
 140     if (s->depth <= 8) {
 141         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 142             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 143             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 144             uint8_t *dst = out->data[p] + slice_start * out->linesize[p];
 145
 146             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 147                 for (x = 0; x < s->linesize[p]; x++) {
 148                     int val = 0;
 149
 150                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 151                         uint8_t src = in[i]->data[p][y * in[i]->linesize[p] + x];
 152
 153                         val += src * s->weights[i];
 154                     }
 155
 156                     dst[x] = av_clip_uint8(val * s->wfactor);
 157                 }
 158
 159                 dst += out->linesize[p];
 160             }
 161         }
 162     } else {
 163         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 164             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 165             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 166             uint16_t *dst = (uint16_t *)(out->data[p] + slice_start * out->linesize[p]);
 167
 168             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 169                 for (x = 0; x < s->linesize[p] / 2; x++) {
 170                     int val = 0;
 171
 172                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 173                         uint16_t src = AV_RN16(in[i]->data[p] + y * in[i]->linesize[p] + x * 2);
 174
 175                         val += src * s->weights[i];
 176                     }
 177
 178                     dst[x] = av_clip(val * s->wfactor, 0, s->max);
 179                 }
 180
 181                 dst += out->linesize[p] / 2;
 182             }
 183         }
 184     }
 185
 186     return 0;
 187 }
 188
 189 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
 190 {
 191     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
 192     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 193     MixContext *s = fs->opaque;
 194     AVFrame **in = s->frames;
 195     AVFrame *out;
 196     ThreadData td;
 197     int i, ret;
 198
 199     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 200         if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, i, &in[i], 0)) < 0)
 201             return ret;
 202     }
 203
 204     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 205     if (!out)
 206         return AVERROR(ENOMEM);
 207     out->pts = av_rescale_q(s->fs.pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
 208
 209     td.in = in;
 210     td.out = out;
 211     ctx->internal->execute(ctx, mix_frames, &td, NULL, FFMIN(s->height[0], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 212
 213     return ff_filter_frame(outlink, out);
 214 }
 215
 216 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 217 {
 218     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 219     MixContext *s = ctx->priv;
 220     AVRational time_base = ctx->inputs[0]->time_base;
 221     AVRational frame_rate = ctx->inputs[0]->frame_rate;
 222     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 223     int height = ctx->inputs[0]->h;
 224     int width = ctx->inputs[0]->w;
 225     FFFrameSyncIn *in;
 226     int i, ret;
 227
 228     if (!s->tmix) {
 229         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
 230             if (ctx->inputs[i]->h != height || ctx->inputs[i]->w != width) {
 231                 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);
 232                 return AVERROR(EINVAL);
 233             }
 234         }
 235     }
 236
 237     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 238     if (!s->desc)
 239         return AVERROR_BUG;
 240     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
 241     s->depth = s->desc->comp[0].depth;
 242     s->max = (1 << s->depth) - 1;
 243
 244     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 245         return ret;
 246
 247     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->desc->log2_chroma_h);
 248     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 249
 250     if (s->tmix)
 251         return 0;
 252
 253     outlink->w          = width;
 254     outlink->h          = height;
 255     outlink->time_base  = time_base;
 256     outlink->frame_rate = frame_rate;
 257
 258     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, s->nb_inputs)) < 0)
 259         return ret;
 260
 261     in = s->fs.in;
 262     s->fs.opaque = s;
 263     s->fs.on_event = process_frame;
 264
 265     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 266         AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[i];
 267
 268         in[i].time_base = inlink->time_base;
 269         in[i].sync   = 1;
 270         in[i].before = EXT_STOP;
 271         in[i].after  = (s->duration == 1 || (s->duration == 2 && i == 0)) ? EXT_STOP : EXT_INFINITY;
 272     }
 273
 274     return ff_framesync_configure(&s->fs);
 275 }
 276
 277 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 278 {
 279     MixContext *s = ctx->priv;
 280     int i;
 281
 282     ff_framesync_uninit(&s->fs);
 283     av_freep(&s->weights);
 284
 285     if (!s->tmix) {
 286         for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
 287             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 288     } else {
 289         for (i = 0; i < s->nb_frames; i++)
 290             av_frame_free(&s->frames[i]);
 291     }
 292     av_freep(&s->frames);
 293 }
 294
 295 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 296 {
 297     MixContext *s = ctx->priv;
 298     return ff_framesync_activate(&s->fs);
 299 }
 300
 301 #define OFFSET(x) offsetof(MixContext, x)
 302 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 303
 304 static const AVOption mix_options[] = {
 305     { "inputs", "set number of inputs", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 2, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 306     { "weights", "set weight for each input", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
 307     { "scale", "set scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 308     { "duration", "how to determine end of stream", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 2, .flags = FLAGS, "duration" },
 309         { "longest",  "Duration of longest input",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 310         { "shortest", "Duration of shortest input", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 311         { "first",    "Duration of first input",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 312     { NULL },
 313 };
 314
 315 static const AVFilterPad outputs[] = {
 316     {
 317         .name          = "default",
 318         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 319         .config_props  = config_output,
 320     },
 321     { NULL }
 322 };
 323
 324 #if CONFIG_MIX_FILTER
 325 AVFILTER_DEFINE_CLASS(mix);
 326
 327 AVFilter ff_vf_mix = {
 328     .name          = "mix",
 329     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix video inputs."),
 330     .priv_size     = sizeof(MixContext),
 331     .priv_class    = &mix_class,
 332     .query_formats = query_formats,
 333     .outputs       = outputs,
 334     .init          = init,
 335     .uninit        = uninit,
 336     .activate      = activate,
 337     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 338 };
 339
 340 #endif /* CONFIG_MIX_FILTER */
 341
 342 #if CONFIG_TMIX_FILTER
 343 static int tmix_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 344 {
 345     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 346     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 347     MixContext *s = ctx->priv;
 348     ThreadData td;
 349     AVFrame *out;
 350
 351     if (s->nb_inputs == 1)
 352         return ff_filter_frame(outlink, in);
 353
 354     if (s->nb_frames < s->nb_inputs) {
 355         s->frames[s->nb_frames] = in;
 356         s->nb_frames++;
 357         if (s->nb_frames < s->nb_inputs)
 358             return 0;
 359     } else {
 360         av_frame_free(&s->frames[0]);
 361         memmove(&s->frames[0], &s->frames[1], sizeof(*s->frames) * (s->nb_inputs - 1));
 362         s->frames[s->nb_inputs - 1] = in;
 363     }
 364
 365     if (ctx->is_disabled) {
 366         out = av_frame_clone(s->frames[0]);
 367         if (!out)
 368             return AVERROR(ENOMEM);
 369         return ff_filter_frame(outlink, out);
 370     }
 371
 372     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 373     if (!out)
 374         return AVERROR(ENOMEM);
 375     out->pts = s->frames[0]->pts;
 376
 377     td.out = out;
 378     td.in = s->frames;
 379     ctx->internal->execute(ctx, mix_frames, &td, NULL, FFMIN(s->height[0], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 380
 381     return ff_filter_frame(outlink, out);
 382 }
 383
 384 static const AVOption tmix_options[] = {
 385     { "frames", "set number of successive frames to mix", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=3}, 1, 128, .flags = FLAGS },
 386     { "weights", "set weight for each frame", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
 387     { "scale", "set scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 388     { NULL },
 389 };
 390
 391 static const AVFilterPad inputs[] = {
 392     {
 393         .name          = "default",
 394         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 395         .filter_frame  = tmix_filter_frame,
 396     },
 397     { NULL }
 398 };
 399
 400 AVFILTER_DEFINE_CLASS(tmix);
 401
 402 AVFilter ff_vf_tmix = {
 403     .name          = "tmix",
 404     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix successive video frames."),
 405     .priv_size     = sizeof(MixContext),
 406     .priv_class    = &tmix_class,
 407     .query_formats = query_formats,
 408     .outputs       = outputs,
 409     .inputs        = inputs,
 410     .init          = init,
 411     .uninit        = uninit,
 412     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 413 };
 414
 415 #endif /* CONFIG_TMIX_FILTER */