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

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "libavutil/opt.h"
  20 #include "libavutil/imgutils.h"
  21 #include "avfilter.h"
  22 #include "formats.h"
  23 #include "internal.h"
  24 #include "video.h"
  25
  26 typedef struct ColorizeContext {
  27     const AVClass *class;
  28
  29     float hue;
  30     float saturation;
  31     float lightness;
  32     float mix;
  33
  34     int depth;
  35     int c[3];
  36     int planewidth[4];
  37     int planeheight[4];
  38
  39     int (*do_plane_slice[2])(AVFilterContext *s, void *arg,
  40                              int jobnr, int nb_jobs);
  41 } ColorizeContext;
  42
  43 static inline float lerpf(float v0, float v1, float f)
  44 {
  45     return v0 + (v1 - v0) * f;
  46 }
  47
  48 static int colorizey_slice8(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
  49 {
  50     ColorizeContext *s = ctx->priv;
  51     AVFrame *frame = arg;
  52     const int width = s->planewidth[0];
  53     const int height = s->planeheight[0];
  54     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
  55     const int slice_end = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
  56     const int ylinesize = frame->linesize[0];
  57     uint8_t *yptr = frame->data[0] + slice_start * ylinesize;
  58     const int yv = s->c[0];
  59     const float mix = s->mix;
  60
  61     for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
  62         for (int x = 0; x < width; x++)
  63             yptr[x] = lerpf(yv, yptr[x], mix);
  64
  65         yptr += ylinesize;
  66     }
  67
  68     return 0;
  69 }
  70
  71 static int colorizey_slice16(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
  72 {
  73     ColorizeContext *s = ctx->priv;
  74     AVFrame *frame = arg;
  75     const int width = s->planewidth[0];
  76     const int height = s->planeheight[0];
  77     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
  78     const int slice_end = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
  79     const int ylinesize = frame->linesize[0] / 2;
  80     uint16_t *yptr = (uint16_t *)frame->data[0] + slice_start * ylinesize;
  81     const int yv = s->c[0];
  82     const float mix = s->mix;
  83
  84     for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
  85         for (int x = 0; x < width; x++)
  86             yptr[x] = lerpf(yv, yptr[x], mix);
  87
  88         yptr += ylinesize;
  89     }
  90
  91     return 0;
  92 }
  93
  94 static int colorize_slice8(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
  95 {
  96     ColorizeContext *s = ctx->priv;
  97     AVFrame *frame = arg;
  98     const int width = s->planewidth[1];
  99     const int height = s->planeheight[1];
 100     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 101     const int slice_end = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
 102     const int ulinesize = frame->linesize[1];
 103     const int vlinesize = frame->linesize[2];
 104     uint8_t *uptr = frame->data[1] + slice_start * ulinesize;
 105     uint8_t *vptr = frame->data[2] + slice_start * vlinesize;
 106     const int u = s->c[1];
 107     const int v = s->c[2];
 108
 109     for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 110         for (int x = 0; x < width; x++) {
 111             uptr[x] = u;
 112             vptr[x] = v;
 113         }
 114
 115         uptr += ulinesize;
 116         vptr += vlinesize;
 117     }
 118
 119     return 0;
 120 }
 121
 122 static int colorize_slice16(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 123 {
 124     ColorizeContext *s = ctx->priv;
 125     AVFrame *frame = arg;
 126     const int width = s->planewidth[1];
 127     const int height = s->planeheight[1];
 128     const int slice_start = (height * jobnr) / nb_jobs;
 129     const int slice_end = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
 130     const int ulinesize = frame->linesize[1] / 2;
 131     const int vlinesize = frame->linesize[2] / 2;
 132     uint16_t *uptr = (uint16_t *)frame->data[1] + slice_start * ulinesize;
 133     uint16_t *vptr = (uint16_t *)frame->data[2] + slice_start * vlinesize;
 134     const int u = s->c[1];
 135     const int v = s->c[2];
 136
 137     for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 138         for (int x = 0; x < width; x++) {
 139             uptr[x] = u;
 140             vptr[x] = v;
 141         }
 142
 143         uptr += ulinesize;
 144         vptr += vlinesize;
 145     }
 146
 147     return 0;
 148 }
 149
 150 static int do_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 151 {
 152     ColorizeContext *s = ctx->priv;
 153
 154     s->do_plane_slice[0](ctx, arg, jobnr, nb_jobs);
 155     s->do_plane_slice[1](ctx, arg, jobnr, nb_jobs);
 156
 157     return 0;
 158 }
 159
 160 static float hue2rgb(float p, float q, float t)
 161 {
 162     if (t < 0.f) t += 1.f;
 163     if (t > 1.f) t -= 1.f;
 164     if (t < 1.f/6.f) return p + (q - p) * 6.f * t;
 165     if (t < 1.f/2.f) return q;
 166     if (t < 2.f/3.f) return p + (q - p) * (2.f/3.f - t) * 6.f;
 167
 168     return p;
 169 }
 170
 171 static void hsl2rgb(float h, float s, float l, float *r, float *g, float *b)
 172 {
 173     h /= 360.f;
 174
 175     if (s == 0.f) {
 176         *r = *g = *b = l;
 177     } else {
 178         const float q = l < 0.5f ? l * (1.f + s) : l + s - l * s;
 179         const float p = 2.f * l - q;
 180
 181         *r = hue2rgb(p, q, h + 1.f / 3.f);
 182         *g = hue2rgb(p, q, h);
 183         *b = hue2rgb(p, q, h - 1.f / 3.f);
 184     }
 185 }
 186
 187 static void rgb2yuv(float r, float g, float b, int *y, int *u, int *v, int depth)
 188 {
 189     *y = ((0.21260*219.0/255.0) * r + (0.71520*219.0/255.0) * g +
 190          (0.07220*219.0/255.0) * b) * ((1 << depth) - 1);
 191     *u = (-(0.11457*224.0/255.0) * r - (0.38543*224.0/255.0) * g +
 192          (0.50000*224.0/255.0) * b + 0.5) * ((1 << depth) - 1);
 193     *v = ((0.50000*224.0/255.0) * r - (0.45415*224.0/255.0) * g -
 194          (0.04585*224.0/255.0) * b + 0.5) * ((1 << depth) - 1);
 195 }
 196
 197 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 198 {
 199     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 200     ColorizeContext *s = ctx->priv;
 201     float c[3];
 202
 203     hsl2rgb(s->hue, s->saturation, s->lightness, &c[0], &c[1], &c[2]);
 204     rgb2yuv(c[0], c[1], c[2], &s->c[0], &s->c[1], &s->c[2], s->depth);
 205
 206     ctx->internal->execute(ctx, do_slice, frame, NULL,
 207                            FFMIN(s->planeheight[1], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 208
 209     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], frame);
 210 }
 211
 212 static av_cold int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 213 {
 214     static const enum AVPixelFormat pixel_fmts[] = {
 215         AV_PIX_FMT_YUV410P, AV_PIX_FMT_YUV411P,
 216         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV422P,
 217         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV444P,
 218         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 219         AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 220         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
 221         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
 222         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 223         AV_PIX_FMT_YUV440P10,
 224         AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
 225         AV_PIX_FMT_YUV440P12,
 226         AV_PIX_FMT_YUV444P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV420P14,
 227         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
 228         AV_PIX_FMT_YUVA420P,  AV_PIX_FMT_YUVA422P,   AV_PIX_FMT_YUVA444P,
 229         AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P12, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
 230         AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P12, AV_PIX_FMT_YUVA422P16,
 231         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
 232         AV_PIX_FMT_NONE
 233     };
 234
 235     AVFilterFormats *formats = NULL;
 236
 237     formats = ff_make_format_list(pixel_fmts);
 238     if (!formats)
 239         return AVERROR(ENOMEM);
 240
 241     return ff_set_common_formats(ctx, formats);
 242 }
 243
 244 static av_cold int config_input(AVFilterLink *inlink)
 245 {
 246     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 247     ColorizeContext *s = ctx->priv;
 248     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 249     int depth;
 250
 251     s->depth = depth = desc->comp[0].depth;
 252
 253     s->planewidth[1] = s->planewidth[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
 254     s->planewidth[0] = s->planewidth[3] = inlink->w;
 255     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
 256     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
 257
 258     s->do_plane_slice[0] = depth <= 8 ? colorizey_slice8 : colorizey_slice16;
 259     s->do_plane_slice[1] = depth <= 8 ? colorize_slice8 : colorize_slice16;
 260
 261     return 0;
 262 }
 263
 264 static const AVFilterPad colorize_inputs[] = {
 265     {
 266         .name           = "default",
 267         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 268         .needs_writable = 1,
 269         .filter_frame   = filter_frame,
 270         .config_props   = config_input,
 271     },
 272     { NULL }
 273 };
 274
 275 static const AVFilterPad colorize_outputs[] = {
 276     {
 277         .name = "default",
 278         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 279     },
 280     { NULL }
 281 };
 282
 283 #define OFFSET(x) offsetof(ColorizeContext, x)
 284 #define VF AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
 285
 286 static const AVOption colorize_options[] = {
 287     { "hue",        "set the hue",                     OFFSET(hue),        AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0},  0, 360, VF },
 288     { "saturation", "set the saturation",              OFFSET(saturation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.5},0,   1, VF },
 289     { "lightness",  "set the lightness",               OFFSET(lightness),  AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.5},0,   1, VF },
 290     { "mix",        "set the mix of source lightness", OFFSET(mix),        AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},  0,   1, VF },
 291     { NULL }
 292 };
 293
 294 AVFILTER_DEFINE_CLASS(colorize);
 295
 296 AVFilter ff_vf_colorize = {
 297     .name          = "colorize",
 298     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Overlay a solid color on the video stream."),
 299     .priv_size     = sizeof(ColorizeContext),
 300     .priv_class    = &colorize_class,
 301     .query_formats = query_formats,
 302     .inputs        = colorize_inputs,
 303     .outputs       = colorize_outputs,
 304     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 305     .process_command = ff_filter_process_command,
 306 };