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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  * Copyright (c) 2014 Clément Bœsch <u pkh me>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Codec debug viewer filter.
  25  *
  26  * All the MV drawing code from Michael Niedermayer is extracted from
  27  * libavcodec/mpegvideo.c.
  28  *
  29  * TODO: segmentation
  30  */
  31
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33 #include "libavutil/motion_vector.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "avfilter.h"
  36 #include "internal.h"
  37
  38 #define MV_P_FOR  (1<<0)
  39 #define MV_B_FOR  (1<<1)
  40 #define MV_B_BACK (1<<2)
  41
  42 typedef struct {
  43     const AVClass *class;
  44     unsigned mv;
  45     int hsub, vsub;
  46     int qp;
  47 } CodecViewContext;
  48
  49 #define OFFSET(x) offsetof(CodecViewContext, x)
  50 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  51 static const AVOption codecview_options[] = {
  52     { "mv", "set motion vectors to visualize", OFFSET(mv), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=0}, 0, INT_MAX, FLAGS, "mv" },
  53         {"pf", "forward predicted MVs of P-frames",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MV_P_FOR },  INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "mv"},
  54         {"bf", "forward predicted MVs of B-frames",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MV_B_FOR },  INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "mv"},
  55         {"bb", "backward predicted MVs of B-frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MV_B_BACK }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "mv"},
  56     { "qp", NULL, OFFSET(qp), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, .flags = FLAGS },
  57     { NULL }
  58 };
  59
  60 AVFILTER_DEFINE_CLASS(codecview);
  61
  62 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  63 {
  64     // TODO: we can probably add way more pixel formats without any other
  65     // changes; anything with 8-bit luma in first plane should be working
  66     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_NONE};
  67     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
  68     if (!fmts_list)
  69         return AVERROR(ENOMEM);
  70     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
  71 }
  72
  73 static int clip_line(int *sx, int *sy, int *ex, int *ey, int maxx)
  74 {
  75     if(*sx > *ex)
  76         return clip_line(ex, ey, sx, sy, maxx);
  77
  78     if (*sx < 0) {
  79         if (*ex < 0)
  80             return 1;
  81         *sy = *ey + (*sy - *ey) * (int64_t)*ex / (*ex - *sx);
  82         *sx = 0;
  83     }
  84
  85     if (*ex > maxx) {
  86         if (*sx > maxx)
  87             return 1;
  88         *ey = *sy + (*ey - *sy) * (int64_t)(maxx - *sx) / (*ex - *sx);
  89         *ex = maxx;
  90     }
  91     return 0;
  92 }
  93
  94 /**
  95  * Draw a line from (ex, ey) -> (sx, sy).
  96  * @param w width of the image
  97  * @param h height of the image
  98  * @param stride stride/linesize of the image
  99  * @param color color of the arrow
 100  */
 101 static void draw_line(uint8_t *buf, int sx, int sy, int ex, int ey,
 102                       int w, int h, int stride, int color)
 103 {
 104     int x, y, fr, f;
 105
 106     if (clip_line(&sx, &sy, &ex, &ey, w - 1))
 107         return;
 108     if (clip_line(&sy, &sx, &ey, &ex, h - 1))
 109         return;
 110
 111     sx = av_clip(sx, 0, w - 1);
 112     sy = av_clip(sy, 0, h - 1);
 113     ex = av_clip(ex, 0, w - 1);
 114     ey = av_clip(ey, 0, h - 1);
 115
 116     buf[sy * stride + sx] += color;
 117
 118     if (FFABS(ex - sx) > FFABS(ey - sy)) {
 119         if (sx > ex) {
 120             FFSWAP(int, sx, ex);
 121             FFSWAP(int, sy, ey);
 122         }
 123         buf += sx + sy * stride;
 124         ex  -= sx;
 125         f    = ((ey - sy) << 16) / ex;
 126         for (x = 0; x <= ex; x++) {
 127             y  = (x * f) >> 16;
 128             fr = (x * f) & 0xFFFF;
 129                    buf[ y      * stride + x] += (color * (0x10000 - fr)) >> 16;
 130             if(fr) buf[(y + 1) * stride + x] += (color *            fr ) >> 16;
 131         }
 132     } else {
 133         if (sy > ey) {
 134             FFSWAP(int, sx, ex);
 135             FFSWAP(int, sy, ey);
 136         }
 137         buf += sx + sy * stride;
 138         ey  -= sy;
 139         if (ey)
 140             f = ((ex - sx) << 16) / ey;
 141         else
 142             f = 0;
 143         for(y= 0; y <= ey; y++){
 144             x  = (y*f) >> 16;
 145             fr = (y*f) & 0xFFFF;
 146                    buf[y * stride + x    ] += (color * (0x10000 - fr)) >> 16;
 147             if(fr) buf[y * stride + x + 1] += (color *            fr ) >> 16;
 148         }
 149     }
 150 }
 151
 152 /**
 153  * Draw an arrow from (ex, ey) -> (sx, sy).
 154  * @param w width of the image
 155  * @param h height of the image
 156  * @param stride stride/linesize of the image
 157  * @param color color of the arrow
 158  */
 159 static void draw_arrow(uint8_t *buf, int sx, int sy, int ex,
 160                        int ey, int w, int h, int stride, int color, int tail, int direction)
 161 {
 162     int dx,dy;
 163
 164     if (direction) {
 165         FFSWAP(int, sx, ex);
 166         FFSWAP(int, sy, ey);
 167     }
 168
 169     sx = av_clip(sx, -100, w + 100);
 170     sy = av_clip(sy, -100, h + 100);
 171     ex = av_clip(ex, -100, w + 100);
 172     ey = av_clip(ey, -100, h + 100);
 173
 174     dx = ex - sx;
 175     dy = ey - sy;
 176
 177     if (dx * dx + dy * dy > 3 * 3) {
 178         int rx =  dx + dy;
 179         int ry = -dx + dy;
 180         int length = sqrt((rx * rx + ry * ry) << 8);
 181
 182         // FIXME subpixel accuracy
 183         rx = ROUNDED_DIV(rx * 3 << 4, length);
 184         ry = ROUNDED_DIV(ry * 3 << 4, length);
 185
 186         if (tail) {
 187             rx = -rx;
 188             ry = -ry;
 189         }
 190
 191         draw_line(buf, sx, sy, sx + rx, sy + ry, w, h, stride, color);
 192         draw_line(buf, sx, sy, sx - ry, sy + rx, w, h, stride, color);
 193     }
 194     draw_line(buf, sx, sy, ex, ey, w, h, stride, color);
 195 }
 196
 197 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 198 {
 199     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 200     CodecViewContext *s = ctx->priv;
 201     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 202
 203     if (s->qp) {
 204         int qstride, qp_type;
 205         int8_t *qp_table = av_frame_get_qp_table(frame, &qstride, &qp_type);
 206
 207         if (qp_table) {
 208             int x, y;
 209             const int w = FF_CEIL_RSHIFT(frame->width,  s->hsub);
 210             const int h = FF_CEIL_RSHIFT(frame->height, s->vsub);
 211             uint8_t *pu = frame->data[1];
 212             uint8_t *pv = frame->data[2];
 213             const int lzu = frame->linesize[1];
 214             const int lzv = frame->linesize[2];
 215
 216             for (y = 0; y < h; y++) {
 217                 for (x = 0; x < w; x++) {
 218                     const int qp = ff_norm_qscale(qp_table[(y >> 3) * qstride + (x >> 3)], qp_type) * 128/31;
 219                     pu[x] = pv[x] = qp;
 220                 }
 221                 pu += lzu;
 222                 pv += lzv;
 223             }
 224         }
 225     }
 226
 227     if (s->mv) {
 228         AVFrameSideData *sd = av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_MOTION_VECTORS);
 229         if (sd) {
 230             int i;
 231             const AVMotionVector *mvs = (const AVMotionVector *)sd->data;
 232             for (i = 0; i < sd->size / sizeof(*mvs); i++) {
 233                 const AVMotionVector *mv = &mvs[i];
 234                 const int direction = mv->source > 0;
 235                 if ((direction == 0 && (s->mv & MV_P_FOR)  && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P) ||
 236                     (direction == 0 && (s->mv & MV_B_FOR)  && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B) ||
 237                     (direction == 1 && (s->mv & MV_B_BACK) && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B))
 238                     draw_arrow(frame->data[0], mv->dst_x, mv->dst_y, mv->src_x, mv->src_y,
 239                                frame->width, frame->height, frame->linesize[0],
 240                                100, 0, mv->source > 0);
 241             }
 242         }
 243     }
 244
 245     return ff_filter_frame(outlink, frame);
 246 }
 247
 248 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 249 {
 250     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 251     CodecViewContext *s = ctx->priv;
 252     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 253
 254     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
 255     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
 256     return 0;
 257 }
 258
 259 static const AVFilterPad codecview_inputs[] = {
 260     {
 261         .name           = "default",
 262         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 263         .filter_frame   = filter_frame,
 264         .config_props   = config_input,
 265         .needs_writable = 1,
 266     },
 267     { NULL }
 268 };
 269
 270 static const AVFilterPad codecview_outputs[] = {
 271     {
 272         .name = "default",
 273         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 274     },
 275     { NULL }
 276 };
 277
 278 AVFilter ff_vf_codecview = {
 279     .name          = "codecview",
 280     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Visualize information about some codecs."),
 281     .priv_size     = sizeof(CodecViewContext),
 282     .query_formats = query_formats,
 283     .inputs        = codecview_inputs,
 284     .outputs       = codecview_outputs,
 285     .priv_class    = &codecview_class,
 286     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
 287 };