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  * TODO: quantization
  31  */
  32
  33 #include "libavutil/imgutils.h"
  34 #include "libavutil/motion_vector.h"
  35 #include "libavutil/opt.h"
  36 #include "avfilter.h"
  37 #include "internal.h"
  38
  39 #define MV_P_FOR  (1<<0)
  40 #define MV_B_FOR  (1<<1)
  41 #define MV_B_BACK (1<<2)
  42
  43 typedef struct {
  44     const AVClass *class;
  45     unsigned mv;
  46 } CodecViewContext;
  47
  48 #define OFFSET(x) offsetof(CodecViewContext, x)
  49 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  50 static const AVOption codecview_options[] = {
  51     { "mv", "set motion vectors to visualize", OFFSET(mv), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=0}, 0, INT_MAX, FLAGS, "mv" },
  52         {"pf", "forward predicted MVs of P-frames",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MV_P_FOR },  INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "mv"},
  53         {"bf", "forward predicted MVs of B-frames",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MV_B_FOR },  INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "mv"},
  54         {"bb", "backward predicted MVs of B-frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MV_B_BACK }, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "mv"},
  55     { NULL }
  56 };
  57
  58 AVFILTER_DEFINE_CLASS(codecview);
  59
  60 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  61 {
  62     // TODO: we can probably add way more pixel formats without any other
  63     // changes; anything with 8-bit luma in first plane should be working
  64     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_NONE};
  65     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
  66     if (!fmts_list)
  67         return AVERROR(ENOMEM);
  68     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
  69 }
  70
  71 static int clip_line(int *sx, int *sy, int *ex, int *ey, int maxx)
  72 {
  73     if(*sx > *ex)
  74         return clip_line(ex, ey, sx, sy, maxx);
  75
  76     if (*sx < 0) {
  77         if (*ex < 0)
  78             return 1;
  79         *sy = *ey + (*sy - *ey) * (int64_t)*ex / (*ex - *sx);
  80         *sx = 0;
  81     }
  82
  83     if (*ex > maxx) {
  84         if (*sx > maxx)
  85             return 1;
  86         *ey = *sy + (*ey - *sy) * (int64_t)(maxx - *sx) / (*ex - *sx);
  87         *ex = maxx;
  88     }
  89     return 0;
  90 }
  91
  92 /**
  93  * Draw a line from (ex, ey) -> (sx, sy).
  94  * @param w width of the image
  95  * @param h height of the image
  96  * @param stride stride/linesize of the image
  97  * @param color color of the arrow
  98  */
  99 static void draw_line(uint8_t *buf, int sx, int sy, int ex, int ey,
 100                       int w, int h, int stride, int color)
 101 {
 102     int x, y, fr, f;
 103
 104     if (clip_line(&sx, &sy, &ex, &ey, w - 1))
 105         return;
 106     if (clip_line(&sy, &sx, &ey, &ex, h - 1))
 107         return;
 108
 109     sx = av_clip(sx, 0, w - 1);
 110     sy = av_clip(sy, 0, h - 1);
 111     ex = av_clip(ex, 0, w - 1);
 112     ey = av_clip(ey, 0, h - 1);
 113
 114     buf[sy * stride + sx] += color;
 115
 116     if (FFABS(ex - sx) > FFABS(ey - sy)) {
 117         if (sx > ex) {
 118             FFSWAP(int, sx, ex);
 119             FFSWAP(int, sy, ey);
 120         }
 121         buf += sx + sy * stride;
 122         ex  -= sx;
 123         f    = ((ey - sy) << 16) / ex;
 124         for (x = 0; x <= ex; x++) {
 125             y  = (x * f) >> 16;
 126             fr = (x * f) & 0xFFFF;
 127                    buf[ y      * stride + x] += (color * (0x10000 - fr)) >> 16;
 128             if(fr) buf[(y + 1) * stride + x] += (color *            fr ) >> 16;
 129         }
 130     } else {
 131         if (sy > ey) {
 132             FFSWAP(int, sx, ex);
 133             FFSWAP(int, sy, ey);
 134         }
 135         buf += sx + sy * stride;
 136         ey  -= sy;
 137         if (ey)
 138             f = ((ex - sx) << 16) / ey;
 139         else
 140             f = 0;
 141         for(y= 0; y <= ey; y++){
 142             x  = (y*f) >> 16;
 143             fr = (y*f) & 0xFFFF;
 144                    buf[y * stride + x    ] += (color * (0x10000 - fr)) >> 16;
 145             if(fr) buf[y * stride + x + 1] += (color *            fr ) >> 16;
 146         }
 147     }
 148 }
 149
 150 /**
 151  * Draw an arrow from (ex, ey) -> (sx, sy).
 152  * @param w width of the image
 153  * @param h height of the image
 154  * @param stride stride/linesize of the image
 155  * @param color color of the arrow
 156  */
 157 static void draw_arrow(uint8_t *buf, int sx, int sy, int ex,
 158                        int ey, int w, int h, int stride, int color, int tail, int direction)
 159 {
 160     int dx,dy;
 161
 162     if (direction) {
 163         FFSWAP(int, sx, ex);
 164         FFSWAP(int, sy, ey);
 165     }
 166
 167     sx = av_clip(sx, -100, w + 100);
 168     sy = av_clip(sy, -100, h + 100);
 169     ex = av_clip(ex, -100, w + 100);
 170     ey = av_clip(ey, -100, h + 100);
 171
 172     dx = ex - sx;
 173     dy = ey - sy;
 174
 175     if (dx * dx + dy * dy > 3 * 3) {
 176         int rx =  dx + dy;
 177         int ry = -dx + dy;
 178         int length = sqrt((rx * rx + ry * ry) << 8);
 179
 180         // FIXME subpixel accuracy
 181         rx = ROUNDED_DIV(rx * 3 << 4, length);
 182         ry = ROUNDED_DIV(ry * 3 << 4, length);
 183
 184         if (tail) {
 185             rx = -rx;
 186             ry = -ry;
 187         }
 188
 189         draw_line(buf, sx, sy, sx + rx, sy + ry, w, h, stride, color);
 190         draw_line(buf, sx, sy, sx - ry, sy + rx, w, h, stride, color);
 191     }
 192     draw_line(buf, sx, sy, ex, ey, w, h, stride, color);
 193 }
 194
 195 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 196 {
 197     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 198     CodecViewContext *s = ctx->priv;
 199     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 200
 201     AVFrameSideData *sd = av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_MOTION_VECTORS);
 202     if (sd) {
 203         int i;
 204         const AVMotionVector *mvs = (const AVMotionVector *)sd->data;
 205         for (i = 0; i < sd->size / sizeof(*mvs); i++) {
 206             const AVMotionVector *mv = &mvs[i];
 207             const int direction = mv->source > 0;
 208             if ((direction == 0 && (s->mv & MV_P_FOR)  && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P) ||
 209                 (direction == 0 && (s->mv & MV_B_FOR)  && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B) ||
 210                 (direction == 1 && (s->mv & MV_B_BACK) && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B))
 211                 draw_arrow(frame->data[0], mv->dst_x, mv->dst_y, mv->src_x, mv->src_y,
 212                            frame->width, frame->height, frame->linesize[0],
 213                            100, 0, mv->source > 0);
 214         }
 215     }
 216     return ff_filter_frame(outlink, frame);
 217 }
 218
 219 static const AVFilterPad codecview_inputs[] = {
 220     {
 221         .name           = "default",
 222         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 223         .filter_frame   = filter_frame,
 224         .needs_writable = 1,
 225     },
 226     { NULL }
 227 };
 228
 229 static const AVFilterPad codecview_outputs[] = {
 230     {
 231         .name = "default",
 232         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 233     },
 234     { NULL }
 235 };
 236
 237 AVFilter ff_vf_codecview = {
 238     .name          = "codecview",
 239     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Visualize information about some codecs"),
 240     .priv_size     = sizeof(CodecViewContext),
 241     .query_formats = query_formats,
 242     .inputs        = codecview_inputs,
 243     .outputs       = codecview_outputs,
 244     .priv_class    = &codecview_class,
 245     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
 246 };