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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
   3  *
   4  * This file is part of Libav.
   5  *
   6  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * video crop filter
  24  */
  25
  26 /* #define DEBUG */
  27
  28 #include <stdio.h>
  29
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "formats.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "video.h"
  34 #include "libavutil/eval.h"
  35 #include "libavutil/avstring.h"
  36 #include "libavutil/internal.h"
  37 #include "libavutil/libm.h"
  38 #include "libavutil/imgutils.h"
  39 #include "libavutil/mathematics.h"
  40
  41 static const char *const var_names[] = {
  42     "E",
  43     "PHI",
  44     "PI",
  45     "in_w", "iw",   ///< width  of the input video
  46     "in_h", "ih",   ///< height of the input video
  47     "out_w", "ow",  ///< width  of the cropped video
  48     "out_h", "oh",  ///< height of the cropped video
  49     "x",
  50     "y",
  51     "n",            ///< number of frame
  52     "pos",          ///< position in the file
  53     "t",            ///< timestamp expressed in seconds
  54     NULL
  55 };
  56
  57 enum var_name {
  58     VAR_E,
  59     VAR_PHI,
  60     VAR_PI,
  61     VAR_IN_W,  VAR_IW,
  62     VAR_IN_H,  VAR_IH,
  63     VAR_OUT_W, VAR_OW,
  64     VAR_OUT_H, VAR_OH,
  65     VAR_X,
  66     VAR_Y,
  67     VAR_N,
  68     VAR_POS,
  69     VAR_T,
  70     VAR_VARS_NB
  71 };
  72
  73 typedef struct {
  74     int  x;             ///< x offset of the non-cropped area with respect to the input area
  75     int  y;             ///< y offset of the non-cropped area with respect to the input area
  76     int  w;             ///< width of the cropped area
  77     int  h;             ///< height of the cropped area
  78
  79     int max_step[4];    ///< max pixel step for each plane, expressed as a number of bytes
  80     int hsub, vsub;     ///< chroma subsampling
  81     char x_expr[256], y_expr[256], ow_expr[256], oh_expr[256];
  82     AVExpr *x_pexpr, *y_pexpr;  /* parsed expressions for x and y */
  83     double var_values[VAR_VARS_NB];
  84 } CropContext;
  85
  86 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  87 {
  88     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  89         AV_PIX_FMT_RGB48BE,      AV_PIX_FMT_RGB48LE,
  90         AV_PIX_FMT_BGR48BE,      AV_PIX_FMT_BGR48LE,
  91         AV_PIX_FMT_ARGB,         AV_PIX_FMT_RGBA,
  92         AV_PIX_FMT_ABGR,         AV_PIX_FMT_BGRA,
  93         AV_PIX_FMT_RGB24,        AV_PIX_FMT_BGR24,
  94         AV_PIX_FMT_RGB565BE,     AV_PIX_FMT_RGB565LE,
  95         AV_PIX_FMT_RGB555BE,     AV_PIX_FMT_RGB555LE,
  96         AV_PIX_FMT_BGR565BE,     AV_PIX_FMT_BGR565LE,
  97         AV_PIX_FMT_BGR555BE,     AV_PIX_FMT_BGR555LE,
  98         AV_PIX_FMT_GRAY16BE,     AV_PIX_FMT_GRAY16LE,
  99         AV_PIX_FMT_YUV420P16LE,  AV_PIX_FMT_YUV420P16BE,
 100         AV_PIX_FMT_YUV422P16LE,  AV_PIX_FMT_YUV422P16BE,
 101         AV_PIX_FMT_YUV444P16LE,  AV_PIX_FMT_YUV444P16BE,
 102         AV_PIX_FMT_YUV444P,      AV_PIX_FMT_YUV422P,
 103         AV_PIX_FMT_YUV420P,      AV_PIX_FMT_YUV411P,
 104         AV_PIX_FMT_YUV410P,      AV_PIX_FMT_YUV440P,
 105         AV_PIX_FMT_YUVJ444P,     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 106         AV_PIX_FMT_YUVJ420P,     AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 107         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 108         AV_PIX_FMT_RGB8,         AV_PIX_FMT_BGR8,
 109         AV_PIX_FMT_RGB4_BYTE,    AV_PIX_FMT_BGR4_BYTE,
 110         AV_PIX_FMT_PAL8,         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 111         AV_PIX_FMT_NONE
 112     };
 113
 114     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 115
 116     return 0;
 117 }
 118
 119 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 120 {
 121     CropContext *crop = ctx->priv;
 122
 123     av_strlcpy(crop->ow_expr, "iw", sizeof(crop->ow_expr));
 124     av_strlcpy(crop->oh_expr, "ih", sizeof(crop->oh_expr));
 125     av_strlcpy(crop->x_expr, "(in_w-out_w)/2", sizeof(crop->x_expr));
 126     av_strlcpy(crop->y_expr, "(in_h-out_h)/2", sizeof(crop->y_expr));
 127
 128     if (args)
 129         sscanf(args, "%255[^:]:%255[^:]:%255[^:]:%255[^:]", crop->ow_expr, crop->oh_expr, crop->x_expr, crop->y_expr);
 130
 131     return 0;
 132 }
 133
 134 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 135 {
 136     CropContext *crop = ctx->priv;
 137
 138     av_expr_free(crop->x_pexpr); crop->x_pexpr = NULL;
 139     av_expr_free(crop->y_pexpr); crop->y_pexpr = NULL;
 140 }
 141
 142 static inline int normalize_double(int *n, double d)
 143 {
 144     int ret = 0;
 145
 146     if (isnan(d)) {
 147         ret = AVERROR(EINVAL);
 148     } else if (d > INT_MAX || d < INT_MIN) {
 149         *n = d > INT_MAX ? INT_MAX : INT_MIN;
 150         ret = AVERROR(EINVAL);
 151     } else
 152         *n = round(d);
 153
 154     return ret;
 155 }
 156
 157 static int config_input(AVFilterLink *link)
 158 {
 159     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 160     CropContext *crop = ctx->priv;
 161     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 162     int ret;
 163     const char *expr;
 164     double res;
 165
 166     crop->var_values[VAR_E]     = M_E;
 167     crop->var_values[VAR_PHI]   = M_PHI;
 168     crop->var_values[VAR_PI]    = M_PI;
 169     crop->var_values[VAR_IN_W]  = crop->var_values[VAR_IW] = ctx->inputs[0]->w;
 170     crop->var_values[VAR_IN_H]  = crop->var_values[VAR_IH] = ctx->inputs[0]->h;
 171     crop->var_values[VAR_X]     = NAN;
 172     crop->var_values[VAR_Y]     = NAN;
 173     crop->var_values[VAR_OUT_W] = crop->var_values[VAR_OW] = NAN;
 174     crop->var_values[VAR_OUT_H] = crop->var_values[VAR_OH] = NAN;
 175     crop->var_values[VAR_N]     = 0;
 176     crop->var_values[VAR_T]     = NAN;
 177     crop->var_values[VAR_POS]   = NAN;
 178
 179     av_image_fill_max_pixsteps(crop->max_step, NULL, pix_desc);
 180     crop->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
 181     crop->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
 182
 183     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->ow_expr),
 184                                       var_names, crop->var_values,
 185                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) goto fail_expr;
 186     crop->var_values[VAR_OUT_W] = crop->var_values[VAR_OW] = res;
 187     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->oh_expr),
 188                                       var_names, crop->var_values,
 189                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) goto fail_expr;
 190     crop->var_values[VAR_OUT_H] = crop->var_values[VAR_OH] = res;
 191     /* evaluate again ow as it may depend on oh */
 192     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->ow_expr),
 193                                       var_names, crop->var_values,
 194                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) goto fail_expr;
 195     crop->var_values[VAR_OUT_W] = crop->var_values[VAR_OW] = res;
 196     if (normalize_double(&crop->w, crop->var_values[VAR_OUT_W]) < 0 ||
 197         normalize_double(&crop->h, crop->var_values[VAR_OUT_H]) < 0) {
 198         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 199                "Too big value or invalid expression for out_w/ow or out_h/oh. "
 200                "Maybe the expression for out_w:'%s' or for out_h:'%s' is self-referencing.\n",
 201                crop->ow_expr, crop->oh_expr);
 202         return AVERROR(EINVAL);
 203     }
 204     crop->w &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 205     crop->h &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 206
 207     if ((ret = av_expr_parse(&crop->x_pexpr, crop->x_expr, var_names,
 208                              NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0 ||
 209         (ret = av_expr_parse(&crop->y_pexpr, crop->y_expr, var_names,
 210                              NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 211         return AVERROR(EINVAL);
 212
 213     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "w:%d h:%d -> w:%d h:%d\n",
 214            link->w, link->h, crop->w, crop->h);
 215
 216     if (crop->w <= 0 || crop->h <= 0 ||
 217         crop->w > link->w || crop->h > link->h) {
 218         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 219                "Invalid too big or non positive size for width '%d' or height '%d'\n",
 220                crop->w, crop->h);
 221         return AVERROR(EINVAL);
 222     }
 223
 224     /* set default, required in the case the first computed value for x/y is NAN */
 225     crop->x = (link->w - crop->w) / 2;
 226     crop->y = (link->h - crop->h) / 2;
 227     crop->x &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 228     crop->y &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 229     return 0;
 230
 231 fail_expr:
 232     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Error when evaluating the expression '%s'\n", expr);
 233     return ret;
 234 }
 235
 236 static int config_output(AVFilterLink *link)
 237 {
 238     CropContext *crop = link->src->priv;
 239
 240     link->w = crop->w;
 241     link->h = crop->h;
 242
 243     return 0;
 244 }
 245
 246 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *frame)
 247 {
 248     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 249     CropContext *crop = ctx->priv;
 250     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 251     int i;
 252
 253     frame->video->w = crop->w;
 254     frame->video->h = crop->h;
 255
 256     crop->var_values[VAR_T] = frame->pts == AV_NOPTS_VALUE ?
 257         NAN : frame->pts * av_q2d(link->time_base);
 258     crop->var_values[VAR_POS] = frame->pos == -1 ? NAN : frame->pos;
 259     crop->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(crop->x_pexpr, crop->var_values, NULL);
 260     crop->var_values[VAR_Y] = av_expr_eval(crop->y_pexpr, crop->var_values, NULL);
 261     crop->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(crop->x_pexpr, crop->var_values, NULL);
 262
 263     normalize_double(&crop->x, crop->var_values[VAR_X]);
 264     normalize_double(&crop->y, crop->var_values[VAR_Y]);
 265
 266     if (crop->x < 0) crop->x = 0;
 267     if (crop->y < 0) crop->y = 0;
 268     if ((unsigned)crop->x + (unsigned)crop->w > link->w) crop->x = link->w - crop->w;
 269     if ((unsigned)crop->y + (unsigned)crop->h > link->h) crop->y = link->h - crop->h;
 270     crop->x &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 271     crop->y &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 272
 273     av_dlog(ctx, "n:%d t:%f x:%d y:%d x+w:%d y+h:%d\n",
 274             (int)crop->var_values[VAR_N], crop->var_values[VAR_T], crop->x,
 275             crop->y, crop->x+crop->w, crop->y+crop->h);
 276
 277     frame->data[0] += crop->y * frame->linesize[0];
 278     frame->data[0] += crop->x * crop->max_step[0];
 279
 280     if (!(desc->flags & PIX_FMT_PAL || desc->flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL)) {
 281         for (i = 1; i < 3; i ++) {
 282             if (frame->data[i]) {
 283                 frame->data[i] += (crop->y >> crop->vsub) * frame->linesize[i];
 284                 frame->data[i] += (crop->x * crop->max_step[i]) >> crop->hsub;
 285             }
 286         }
 287     }
 288
 289     /* alpha plane */
 290     if (frame->data[3]) {
 291         frame->data[3] += crop->y * frame->linesize[3];
 292         frame->data[3] += crop->x * crop->max_step[3];
 293     }
 294
 295     crop->var_values[VAR_N] += 1.0;
 296
 297     return ff_filter_frame(link->dst->outputs[0], frame);
 298 }
 299
 300 static const AVFilterPad avfilter_vf_crop_inputs[] = {
 301     {
 302         .name             = "default",
 303         .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 304         .filter_frame     = filter_frame,
 305         .get_video_buffer = ff_null_get_video_buffer,
 306         .config_props     = config_input,
 307     },
 308     { NULL }
 309 };
 310
 311 static const AVFilterPad avfilter_vf_crop_outputs[] = {
 312     {
 313         .name         = "default",
 314         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 315         .config_props = config_output,
 316     },
 317     { NULL }
 318 };
 319
 320 AVFilter avfilter_vf_crop = {
 321     .name      = "crop",
 322     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Crop the input video to width:height:x:y."),
 323
 324     .priv_size = sizeof(CropContext),
 325
 326     .query_formats = query_formats,
 327     .init          = init,
 328     .uninit        = uninit,
 329
 330     .inputs    = avfilter_vf_crop_inputs,
 331     .outputs   = avfilter_vf_crop_outputs,
 332 };