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 "avfilter.h"
  29 #include "formats.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "video.h"
  32 #include "libavutil/eval.h"
  33 #include "libavutil/avstring.h"
  34 #include "libavutil/libm.h"
  35 #include "libavutil/imgutils.h"
  36 #include "libavutil/mathematics.h"
  37
  38 static const char *const var_names[] = {
  39     "E",
  40     "PHI",
  41     "PI",
  42     "in_w", "iw",   ///< width  of the input video
  43     "in_h", "ih",   ///< height of the input video
  44     "out_w", "ow",  ///< width  of the cropped video
  45     "out_h", "oh",  ///< height of the cropped video
  46     "x",
  47     "y",
  48     "n",            ///< number of frame
  49     "pos",          ///< position in the file
  50     "t",            ///< timestamp expressed in seconds
  51     NULL
  52 };
  53
  54 enum var_name {
  55     VAR_E,
  56     VAR_PHI,
  57     VAR_PI,
  58     VAR_IN_W,  VAR_IW,
  59     VAR_IN_H,  VAR_IH,
  60     VAR_OUT_W, VAR_OW,
  61     VAR_OUT_H, VAR_OH,
  62     VAR_X,
  63     VAR_Y,
  64     VAR_N,
  65     VAR_POS,
  66     VAR_T,
  67     VAR_VARS_NB
  68 };
  69
  70 typedef struct {
  71     int  x;             ///< x offset of the non-cropped area with respect to the input area
  72     int  y;             ///< y offset of the non-cropped area with respect to the input area
  73     int  w;             ///< width of the cropped area
  74     int  h;             ///< height of the cropped area
  75
  76     int max_step[4];    ///< max pixel step for each plane, expressed as a number of bytes
  77     int hsub, vsub;     ///< chroma subsampling
  78     char x_expr[256], y_expr[256], ow_expr[256], oh_expr[256];
  79     AVExpr *x_pexpr, *y_pexpr;  /* parsed expressions for x and y */
  80     double var_values[VAR_VARS_NB];
  81 } CropContext;
  82
  83 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  84 {
  85     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
  86         PIX_FMT_RGB48BE,      PIX_FMT_RGB48LE,
  87         PIX_FMT_BGR48BE,      PIX_FMT_BGR48LE,
  88         PIX_FMT_ARGB,         PIX_FMT_RGBA,
  89         PIX_FMT_ABGR,         PIX_FMT_BGRA,
  90         PIX_FMT_RGB24,        PIX_FMT_BGR24,
  91         PIX_FMT_RGB565BE,     PIX_FMT_RGB565LE,
  92         PIX_FMT_RGB555BE,     PIX_FMT_RGB555LE,
  93         PIX_FMT_BGR565BE,     PIX_FMT_BGR565LE,
  94         PIX_FMT_BGR555BE,     PIX_FMT_BGR555LE,
  95         PIX_FMT_GRAY16BE,     PIX_FMT_GRAY16LE,
  96         PIX_FMT_YUV420P16LE,  PIX_FMT_YUV420P16BE,
  97         PIX_FMT_YUV422P16LE,  PIX_FMT_YUV422P16BE,
  98         PIX_FMT_YUV444P16LE,  PIX_FMT_YUV444P16BE,
  99         PIX_FMT_YUV444P,      PIX_FMT_YUV422P,
 100         PIX_FMT_YUV420P,      PIX_FMT_YUV411P,
 101         PIX_FMT_YUV410P,      PIX_FMT_YUV440P,
 102         PIX_FMT_YUVJ444P,     PIX_FMT_YUVJ422P,
 103         PIX_FMT_YUVJ420P,     PIX_FMT_YUVJ440P,
 104         PIX_FMT_YUVA420P,
 105         PIX_FMT_RGB8,         PIX_FMT_BGR8,
 106         PIX_FMT_RGB4_BYTE,    PIX_FMT_BGR4_BYTE,
 107         PIX_FMT_PAL8,         PIX_FMT_GRAY8,
 108         PIX_FMT_NONE
 109     };
 110
 111     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 112
 113     return 0;
 114 }
 115
 116 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 117 {
 118     CropContext *crop = ctx->priv;
 119
 120     av_strlcpy(crop->ow_expr, "iw", sizeof(crop->ow_expr));
 121     av_strlcpy(crop->oh_expr, "ih", sizeof(crop->oh_expr));
 122     av_strlcpy(crop->x_expr, "(in_w-out_w)/2", sizeof(crop->x_expr));
 123     av_strlcpy(crop->y_expr, "(in_h-out_h)/2", sizeof(crop->y_expr));
 124
 125     if (args)
 126         sscanf(args, "%255[^:]:%255[^:]:%255[^:]:%255[^:]", crop->ow_expr, crop->oh_expr, crop->x_expr, crop->y_expr);
 127
 128     return 0;
 129 }
 130
 131 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 132 {
 133     CropContext *crop = ctx->priv;
 134
 135     av_expr_free(crop->x_pexpr); crop->x_pexpr = NULL;
 136     av_expr_free(crop->y_pexpr); crop->y_pexpr = NULL;
 137 }
 138
 139 static inline int normalize_double(int *n, double d)
 140 {
 141     int ret = 0;
 142
 143     if (isnan(d)) {
 144         ret = AVERROR(EINVAL);
 145     } else if (d > INT_MAX || d < INT_MIN) {
 146         *n = d > INT_MAX ? INT_MAX : INT_MIN;
 147         ret = AVERROR(EINVAL);
 148     } else
 149         *n = round(d);
 150
 151     return ret;
 152 }
 153
 154 static int config_input(AVFilterLink *link)
 155 {
 156     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 157     CropContext *crop = ctx->priv;
 158     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 159     int ret;
 160     const char *expr;
 161     double res;
 162
 163     crop->var_values[VAR_E]     = M_E;
 164     crop->var_values[VAR_PHI]   = M_PHI;
 165     crop->var_values[VAR_PI]    = M_PI;
 166     crop->var_values[VAR_IN_W]  = crop->var_values[VAR_IW] = ctx->inputs[0]->w;
 167     crop->var_values[VAR_IN_H]  = crop->var_values[VAR_IH] = ctx->inputs[0]->h;
 168     crop->var_values[VAR_X]     = NAN;
 169     crop->var_values[VAR_Y]     = NAN;
 170     crop->var_values[VAR_OUT_W] = crop->var_values[VAR_OW] = NAN;
 171     crop->var_values[VAR_OUT_H] = crop->var_values[VAR_OH] = NAN;
 172     crop->var_values[VAR_N]     = 0;
 173     crop->var_values[VAR_T]     = NAN;
 174     crop->var_values[VAR_POS]   = NAN;
 175
 176     av_image_fill_max_pixsteps(crop->max_step, NULL, pix_desc);
 177     crop->hsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_w;
 178     crop->vsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_h;
 179
 180     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->ow_expr),
 181                                       var_names, crop->var_values,
 182                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) goto fail_expr;
 183     crop->var_values[VAR_OUT_W] = crop->var_values[VAR_OW] = res;
 184     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->oh_expr),
 185                                       var_names, crop->var_values,
 186                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) goto fail_expr;
 187     crop->var_values[VAR_OUT_H] = crop->var_values[VAR_OH] = res;
 188     /* evaluate again ow as it may depend on oh */
 189     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->ow_expr),
 190                                       var_names, crop->var_values,
 191                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) goto fail_expr;
 192     crop->var_values[VAR_OUT_W] = crop->var_values[VAR_OW] = res;
 193     if (normalize_double(&crop->w, crop->var_values[VAR_OUT_W]) < 0 ||
 194         normalize_double(&crop->h, crop->var_values[VAR_OUT_H]) < 0) {
 195         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 196                "Too big value or invalid expression for out_w/ow or out_h/oh. "
 197                "Maybe the expression for out_w:'%s' or for out_h:'%s' is self-referencing.\n",
 198                crop->ow_expr, crop->oh_expr);
 199         return AVERROR(EINVAL);
 200     }
 201     crop->w &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 202     crop->h &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 203
 204     if ((ret = av_expr_parse(&crop->x_pexpr, crop->x_expr, var_names,
 205                              NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0 ||
 206         (ret = av_expr_parse(&crop->y_pexpr, crop->y_expr, var_names,
 207                              NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 208         return AVERROR(EINVAL);
 209
 210     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "w:%d h:%d -> w:%d h:%d\n",
 211            link->w, link->h, crop->w, crop->h);
 212
 213     if (crop->w <= 0 || crop->h <= 0 ||
 214         crop->w > link->w || crop->h > link->h) {
 215         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 216                "Invalid too big or non positive size for width '%d' or height '%d'\n",
 217                crop->w, crop->h);
 218         return AVERROR(EINVAL);
 219     }
 220
 221     /* set default, required in the case the first computed value for x/y is NAN */
 222     crop->x = (link->w - crop->w) / 2;
 223     crop->y = (link->h - crop->h) / 2;
 224     crop->x &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 225     crop->y &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 226     return 0;
 227
 228 fail_expr:
 229     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Error when evaluating the expression '%s'\n", expr);
 230     return ret;
 231 }
 232
 233 static int config_output(AVFilterLink *link)
 234 {
 235     CropContext *crop = link->src->priv;
 236
 237     link->w = crop->w;
 238     link->h = crop->h;
 239
 240     return 0;
 241 }
 242
 243 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 244 {
 245     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 246     CropContext *crop = ctx->priv;
 247     AVFilterBufferRef *ref2;
 248     int i;
 249
 250     ref2 = avfilter_ref_buffer(picref, ~0);
 251     ref2->video->w = crop->w;
 252     ref2->video->h = crop->h;
 253
 254     crop->var_values[VAR_T] = picref->pts == AV_NOPTS_VALUE ?
 255         NAN : picref->pts * av_q2d(link->time_base);
 256     crop->var_values[VAR_POS] = picref->pos == -1 ? NAN : picref->pos;
 257     crop->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(crop->x_pexpr, crop->var_values, NULL);
 258     crop->var_values[VAR_Y] = av_expr_eval(crop->y_pexpr, crop->var_values, NULL);
 259     crop->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(crop->x_pexpr, crop->var_values, NULL);
 260
 261     normalize_double(&crop->x, crop->var_values[VAR_X]);
 262     normalize_double(&crop->y, crop->var_values[VAR_Y]);
 263
 264     if (crop->x < 0) crop->x = 0;
 265     if (crop->y < 0) crop->y = 0;
 266     if ((unsigned)crop->x + (unsigned)crop->w > link->w) crop->x = link->w - crop->w;
 267     if ((unsigned)crop->y + (unsigned)crop->h > link->h) crop->y = link->h - crop->h;
 268     crop->x &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 269     crop->y &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 270
 271     av_dlog(ctx, "n:%d t:%f x:%d y:%d x+w:%d y+h:%d\n",
 272             (int)crop->var_values[VAR_N], crop->var_values[VAR_T], crop->x,
 273             crop->y, crop->x+crop->w, crop->y+crop->h);
 274
 275     ref2->data[0] += crop->y * ref2->linesize[0];
 276     ref2->data[0] += crop->x * crop->max_step[0];
 277
 278     if (!(av_pix_fmt_descriptors[link->format].flags & PIX_FMT_PAL ||
 279           av_pix_fmt_descriptors[link->format].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL)) {
 280         for (i = 1; i < 3; i ++) {
 281             if (ref2->data[i]) {
 282                 ref2->data[i] += (crop->y >> crop->vsub) * ref2->linesize[i];
 283                 ref2->data[i] += (crop->x * crop->max_step[i]) >> crop->hsub;
 284             }
 285         }
 286     }
 287
 288     /* alpha plane */
 289     if (ref2->data[3]) {
 290         ref2->data[3] += crop->y * ref2->linesize[3];
 291         ref2->data[3] += crop->x * crop->max_step[3];
 292     }
 293
 294     ff_start_frame(link->dst->outputs[0], ref2);
 295 }
 296
 297 static void draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
 298 {
 299     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 300     CropContext *crop = ctx->priv;
 301
 302     if (y >= crop->y + crop->h || y + h <= crop->y)
 303         return;
 304
 305     if (y < crop->y) {
 306         h -= crop->y - y;
 307         y  = crop->y;
 308     }
 309     if (y + h > crop->y + crop->h)
 310         h = crop->y + crop->h - y;
 311
 312     ff_draw_slice(ctx->outputs[0], y - crop->y, h, slice_dir);
 313 }
 314
 315 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 316 {
 317     CropContext *crop = link->dst->priv;
 318
 319     crop->var_values[VAR_N] += 1.0;
 320     avfilter_unref_buffer(link->cur_buf);
 321     ff_end_frame(link->dst->outputs[0]);
 322 }
 323
 324 AVFilter avfilter_vf_crop = {
 325     .name      = "crop",
 326     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Crop the input video to width:height:x:y."),
 327
 328     .priv_size = sizeof(CropContext),
 329
 330     .query_formats = query_formats,
 331     .init          = init,
 332     .uninit        = uninit,
 333
 334     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 335                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 336                                     .start_frame      = start_frame,
 337                                     .draw_slice       = draw_slice,
 338                                     .end_frame        = end_frame,
 339                                     .get_video_buffer = ff_null_get_video_buffer,
 340                                     .config_props     = config_input, },
 341                                   { .name = NULL}},
 342     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 343                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 344                                     .config_props     = config_output, },
 345                                   { .name = NULL}},
 346 };