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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 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/imgutils.h"
  22 #include "libavutil/pixdesc.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "avfilter.h"
  25 #include "formats.h"
  26 #include "framesync.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "video.h"
  29
  30 enum EdgeMode {
  31     EDGE_BLANK,
  32     EDGE_SMEAR,
  33     EDGE_WRAP,
  34     EDGE_MIRROR,
  35     EDGE_NB
  36 };
  37
  38 typedef struct DisplaceContext {
  39     const AVClass *class;
  40     int width[4], height[4];
  41     enum EdgeMode edge;
  42     int nb_planes;
  43     int nb_components;
  44     int step;
  45     uint8_t blank[4];
  46     FFFrameSync fs;
  47
  48     void (*displace)(struct DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
  49                      const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic, AVFrame *out);
  50 } DisplaceContext;
  51
  52 #define OFFSET(x) offsetof(DisplaceContext, x)
  53 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  54
  55 static const AVOption displace_options[] = {
  56     { "edge", "set edge mode", OFFSET(edge), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=EDGE_SMEAR}, 0, EDGE_NB-1, FLAGS, "edge" },
  57     {   "blank",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_BLANK},  0, 0, FLAGS, "edge" },
  58     {   "smear",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_SMEAR},  0, 0, FLAGS, "edge" },
  59     {   "wrap" ,   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_WRAP},   0, 0, FLAGS, "edge" },
  60     {   "mirror" , "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_MIRROR}, 0, 0, FLAGS, "edge" },
  61     { NULL }
  62 };
  63
  64 AVFILTER_DEFINE_CLASS(displace);
  65
  66 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  67 {
  68     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  69         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
  70         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  71         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
  72         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  73         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
  74         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
  75         AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_BGRA,
  76         AV_PIX_FMT_0RGB, AV_PIX_FMT_0BGR, AV_PIX_FMT_RGB0, AV_PIX_FMT_BGR0,
  77         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP,
  78         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_NONE
  79     };
  80
  81     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  82 }
  83
  84 static void displace_planar(DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
  85                             const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic,
  86                             AVFrame *out)
  87 {
  88     int plane, x, y;
  89
  90     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
  91         const int h = s->height[plane];
  92         const int w = s->width[plane];
  93         const int dlinesize = out->linesize[plane];
  94         const int slinesize = in->linesize[plane];
  95         const int xlinesize = xpic->linesize[plane];
  96         const int ylinesize = ypic->linesize[plane];
  97         const uint8_t *src = in->data[plane];
  98         const uint8_t *ysrc = ypic->data[plane];
  99         const uint8_t *xsrc = xpic->data[plane];
 100         uint8_t *dst = out->data[plane];
 101         const uint8_t blank = s->blank[plane];
 102
 103         for (y = 0; y < h; y++) {
 104             switch (s->edge) {
 105             case EDGE_BLANK:
 106                 for (x = 0; x < w; x++) {
 107                     int Y = y + ysrc[x] - 128;
 108                     int X = x + xsrc[x] - 128;
 109
 110                     if (Y < 0 || Y >= h || X < 0 || X >= w)
 111                         dst[x] = blank;
 112                     else
 113                         dst[x] = src[Y * slinesize + X];
 114                 }
 115                 break;
 116             case EDGE_SMEAR:
 117                 for (x = 0; x < w; x++) {
 118                     int Y = av_clip(y + ysrc[x] - 128, 0, h - 1);
 119                     int X = av_clip(x + xsrc[x] - 128, 0, w - 1);
 120                     dst[x] = src[Y * slinesize + X];
 121                 }
 122                 break;
 123             case EDGE_WRAP:
 124                 for (x = 0; x < w; x++) {
 125                     int Y = (y + ysrc[x] - 128) % h;
 126                     int X = (x + xsrc[x] - 128) % w;
 127
 128                     if (Y < 0)
 129                         Y += h;
 130                     if (X < 0)
 131                         X += w;
 132                     dst[x] = src[Y * slinesize + X];
 133                 }
 134                 break;
 135             case EDGE_MIRROR:
 136                 for (x = 0; x < w; x++) {
 137                     int Y = y + ysrc[x] - 128;
 138                     int X = x + xsrc[x] - 128;
 139
 140                     if (Y < 0)
 141                         Y = (-Y) % h;
 142                     if (X < 0)
 143                         X = (-X) % w;
 144                     if (Y >= h)
 145                         Y = h - (Y % h) - 1;
 146                     if (X >= w)
 147                         X = w - (X % w) - 1;
 148                     dst[x] = src[Y * slinesize + X];
 149                 }
 150                 break;
 151             }
 152
 153             ysrc += ylinesize;
 154             xsrc += xlinesize;
 155             dst  += dlinesize;
 156         }
 157     }
 158 }
 159
 160 static void displace_packed(DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
 161                             const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic,
 162                             AVFrame *out)
 163 {
 164     const int step = s->step;
 165     const int h = s->height[0];
 166     const int w = s->width[0];
 167     const int dlinesize = out->linesize[0];
 168     const int slinesize = in->linesize[0];
 169     const int xlinesize = xpic->linesize[0];
 170     const int ylinesize = ypic->linesize[0];
 171     const uint8_t *src = in->data[0];
 172     const uint8_t *ysrc = ypic->data[0];
 173     const uint8_t *xsrc = xpic->data[0];
 174     const uint8_t *blank = s->blank;
 175     uint8_t *dst = out->data[0];
 176     int c, x, y;
 177
 178     for (y = 0; y < h; y++) {
 179         switch (s->edge) {
 180         case EDGE_BLANK:
 181             for (x = 0; x < w; x++) {
 182                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
 183                     int Y = y + (ysrc[x * step + c] - 128);
 184                     int X = x + (xsrc[x * step + c] - 128);
 185
 186                     if (Y < 0 || Y >= h || X < 0 || X >= w)
 187                         dst[x * step + c] = blank[c];
 188                     else
 189                         dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
 190                 }
 191             }
 192             break;
 193         case EDGE_SMEAR:
 194             for (x = 0; x < w; x++) {
 195                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
 196                     int Y = av_clip(y + (ysrc[x * step + c] - 128), 0, h - 1);
 197                     int X = av_clip(x + (xsrc[x * step + c] - 128), 0, w - 1);
 198
 199                     dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
 200                 }
 201             }
 202             break;
 203         case EDGE_WRAP:
 204             for (x = 0; x < w; x++) {
 205                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
 206                     int Y = (y + (ysrc[x * step + c] - 128)) % h;
 207                     int X = (x + (xsrc[x * step + c] - 128)) % w;
 208
 209                     if (Y < 0)
 210                         Y += h;
 211                     if (X < 0)
 212                         X += w;
 213                     dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
 214                 }
 215             }
 216             break;
 217         case EDGE_MIRROR:
 218             for (x = 0; x < w; x++) {
 219                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
 220                     int Y = y + ysrc[x * step + c] - 128;
 221                     int X = x + xsrc[x * step + c] - 128;
 222
 223                     if (Y < 0)
 224                         Y = (-Y) % h;
 225                     if (X < 0)
 226                         X = (-X) % w;
 227                     if (Y >= h)
 228                         Y = h - (Y % h) - 1;
 229                     if (X >= w)
 230                         X = w - (X % w) - 1;
 231                     dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
 232                 }
 233             }
 234             break;
 235         }
 236
 237         ysrc += ylinesize;
 238         xsrc += xlinesize;
 239         dst  += dlinesize;
 240     }
 241 }
 242
 243 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
 244 {
 245     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
 246     DisplaceContext *s = fs->opaque;
 247     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 248     AVFrame *out, *in, *xpic, *ypic;
 249     int ret;
 250
 251     if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 0, &in,   0)) < 0 ||
 252         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 1, &xpic, 0)) < 0 ||
 253         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 2, &ypic, 0)) < 0)
 254         return ret;
 255
 256     if (ctx->is_disabled) {
 257         out = av_frame_clone(in);
 258         if (!out)
 259             return AVERROR(ENOMEM);
 260     } else {
 261         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 262         if (!out)
 263             return AVERROR(ENOMEM);
 264         av_frame_copy_props(out, in);
 265
 266         s->displace(s, in, xpic, ypic, out);
 267     }
 268     out->pts = av_rescale_q(s->fs.pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
 269
 270     return ff_filter_frame(outlink, out);
 271 }
 272
 273 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 274 {
 275     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 276     DisplaceContext *s = ctx->priv;
 277     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 278     int vsub, hsub;
 279
 280     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
 281     s->nb_components = desc->nb_components;
 282
 283     if (s->nb_planes > 1 || s->nb_components == 1)
 284         s->displace = displace_planar;
 285     else
 286         s->displace = displace_packed;
 287
 288     if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB)) {
 289         s->blank[1] = s->blank[2] = 128;
 290         s->blank[0] = 16;
 291     }
 292
 293     s->step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> 3;
 294     hsub = desc->log2_chroma_w;
 295     vsub = desc->log2_chroma_h;
 296     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub);
 297     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 298     s->width[1]  = s->width[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub);
 299     s->width[0]  = s->width[3]  = inlink->w;
 300
 301     return 0;
 302 }
 303
 304 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 305 {
 306     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 307     DisplaceContext *s = ctx->priv;
 308     AVFilterLink *srclink = ctx->inputs[0];
 309     AVFilterLink *xlink = ctx->inputs[1];
 310     AVFilterLink *ylink = ctx->inputs[2];
 311     FFFrameSyncIn *in;
 312     int ret;
 313
 314     if (srclink->format != xlink->format ||
 315         srclink->format != ylink->format) {
 316         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
 317         return AVERROR(EINVAL);
 318     }
 319     if (srclink->w != xlink->w ||
 320         srclink->h != xlink->h ||
 321         srclink->w != ylink->w ||
 322         srclink->h != ylink->h) {
 323         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
 324                "(size %dx%d) do not match the corresponding "
 325                "second input link %s parameters (%dx%d) "
 326                "and/or third input link %s parameters (%dx%d)\n",
 327                ctx->input_pads[0].name, srclink->w, srclink->h,
 328                ctx->input_pads[1].name, xlink->w, xlink->h,
 329                ctx->input_pads[2].name, ylink->w, ylink->h);
 330         return AVERROR(EINVAL);
 331     }
 332
 333     outlink->w = srclink->w;
 334     outlink->h = srclink->h;
 335     outlink->sample_aspect_ratio = srclink->sample_aspect_ratio;
 336     outlink->frame_rate = srclink->frame_rate;
 337
 338     ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, 3);
 339     if (ret < 0)
 340         return ret;
 341
 342     in = s->fs.in;
 343     in[0].time_base = srclink->time_base;
 344     in[1].time_base = xlink->time_base;
 345     in[2].time_base = ylink->time_base;
 346     in[0].sync   = 2;
 347     in[0].before = EXT_STOP;
 348     in[0].after  = EXT_STOP;
 349     in[1].sync   = 1;
 350     in[1].before = EXT_NULL;
 351     in[1].after  = EXT_INFINITY;
 352     in[2].sync   = 1;
 353     in[2].before = EXT_NULL;
 354     in[2].after  = EXT_INFINITY;
 355     s->fs.opaque   = s;
 356     s->fs.on_event = process_frame;
 357
 358     ret = ff_framesync_configure(&s->fs);
 359     outlink->time_base = s->fs.time_base;
 360
 361     return ret;
 362 }
 363
 364 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 365 {
 366     DisplaceContext *s = ctx->priv;
 367     return ff_framesync_activate(&s->fs);
 368 }
 369
 370 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 371 {
 372     DisplaceContext *s = ctx->priv;
 373
 374     ff_framesync_uninit(&s->fs);
 375 }
 376
 377 static const AVFilterPad displace_inputs[] = {
 378     {
 379         .name         = "source",
 380         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 381         .config_props = config_input,
 382     },
 383     {
 384         .name         = "xmap",
 385         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 386     },
 387     {
 388         .name         = "ymap",
 389         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 390     },
 391     { NULL }
 392 };
 393
 394 static const AVFilterPad displace_outputs[] = {
 395     {
 396         .name          = "default",
 397         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 398         .config_props  = config_output,
 399     },
 400     { NULL }
 401 };
 402
 403 const AVFilter ff_vf_displace = {
 404     .name          = "displace",
 405     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Displace pixels."),
 406     .priv_size     = sizeof(DisplaceContext),
 407     .uninit        = uninit,
 408     .query_formats = query_formats,
 409     .activate      = activate,
 410     .inputs        = displace_inputs,
 411     .outputs       = displace_outputs,
 412     .priv_class    = &displace_class,
 413     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
 414 };