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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 "video.h"
  30 #include "libavutil/eval.h"
  31 #include "libavutil/avstring.h"
  32 #include "libavutil/libm.h"
  33 #include "libavutil/imgutils.h"
  34 #include "libavutil/mathematics.h"
  35
  36 static const char *const var_names[] = {
  37     "in_w", "iw",   ///< width  of the input video
  38     "in_h", "ih",   ///< height of the input video
  39     "out_w", "ow",  ///< width  of the cropped video
  40     "out_h", "oh",  ///< height of the cropped video
  41     "a",
  42     "sar",
  43     "dar",
  44     "hsub",
  45     "vsub",
  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_IN_W,  VAR_IW,
  56     VAR_IN_H,  VAR_IH,
  57     VAR_OUT_W, VAR_OW,
  58     VAR_OUT_H, VAR_OH,
  59     VAR_A,
  60     VAR_SAR,
  61     VAR_DAR,
  62     VAR_HSUB,
  63     VAR_VSUB,
  64     VAR_X,
  65     VAR_Y,
  66     VAR_N,
  67     VAR_POS,
  68     VAR_T,
  69     VAR_VARS_NB
  70 };
  71
  72 typedef struct {
  73     int  x;             ///< x offset of the non-cropped area with respect to the input area
  74     int  y;             ///< y offset of the non-cropped area with respect to the input area
  75     int  w;             ///< width of the cropped area
  76     int  h;             ///< height of the cropped area
  77
  78     AVRational out_sar; ///< output sample aspect ratio
  79     int keep_aspect;    ///< keep display aspect ratio when cropping
  80
  81     int max_step[4];    ///< max pixel step for each plane, expressed as a number of bytes
  82     int hsub, vsub;     ///< chroma subsampling
  83     char x_expr[256], y_expr[256], ow_expr[256], oh_expr[256];
  84     AVExpr *x_pexpr, *y_pexpr;  /* parsed expressions for x and y */
  85     double var_values[VAR_VARS_NB];
  86 } CropContext;
  87
  88 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  89 {
  90     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
  91         PIX_FMT_RGB48BE,      PIX_FMT_RGB48LE,
  92         PIX_FMT_BGR48BE,      PIX_FMT_BGR48LE,
  93         PIX_FMT_ARGB,         PIX_FMT_RGBA,
  94         PIX_FMT_ABGR,         PIX_FMT_BGRA,
  95         PIX_FMT_RGB24,        PIX_FMT_BGR24,
  96         PIX_FMT_RGB565BE,     PIX_FMT_RGB565LE,
  97         PIX_FMT_RGB555BE,     PIX_FMT_RGB555LE,
  98         PIX_FMT_BGR565BE,     PIX_FMT_BGR565LE,
  99         PIX_FMT_BGR555BE,     PIX_FMT_BGR555LE,
 100         PIX_FMT_GRAY16BE,     PIX_FMT_GRAY16LE,
 101         PIX_FMT_YUV420P16LE,  PIX_FMT_YUV420P16BE,
 102         PIX_FMT_YUV422P16LE,  PIX_FMT_YUV422P16BE,
 103         PIX_FMT_YUV444P16LE,  PIX_FMT_YUV444P16BE,
 104         PIX_FMT_YUV444P,      PIX_FMT_YUV422P,
 105         PIX_FMT_YUV420P,      PIX_FMT_YUV411P,
 106         PIX_FMT_YUV410P,      PIX_FMT_YUV440P,
 107         PIX_FMT_YUVJ444P,     PIX_FMT_YUVJ422P,
 108         PIX_FMT_YUVJ420P,     PIX_FMT_YUVJ440P,
 109         PIX_FMT_YUVA420P,
 110         PIX_FMT_RGB8,         PIX_FMT_BGR8,
 111         PIX_FMT_RGB4_BYTE,    PIX_FMT_BGR4_BYTE,
 112         PIX_FMT_PAL8,         PIX_FMT_GRAY8,
 113         PIX_FMT_NONE
 114     };
 115
 116     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
 117
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 122 {
 123     CropContext *crop = ctx->priv;
 124
 125     av_strlcpy(crop->ow_expr, "iw", sizeof(crop->ow_expr));
 126     av_strlcpy(crop->oh_expr, "ih", sizeof(crop->oh_expr));
 127     av_strlcpy(crop->x_expr, "(in_w-out_w)/2", sizeof(crop->x_expr));
 128     av_strlcpy(crop->y_expr, "(in_h-out_h)/2", sizeof(crop->y_expr));
 129
 130     if (args)
 131         sscanf(args, "%255[^:]:%255[^:]:%255[^:]:%255[^:]:%d", crop->ow_expr, crop->oh_expr, crop->x_expr, crop->y_expr, &crop->keep_aspect);
 132
 133     return 0;
 134 }
 135
 136 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 137 {
 138     CropContext *crop = ctx->priv;
 139
 140     av_expr_free(crop->x_pexpr); crop->x_pexpr = NULL;
 141     av_expr_free(crop->y_pexpr); crop->y_pexpr = NULL;
 142 }
 143
 144 static inline int normalize_double(int *n, double d)
 145 {
 146     int ret = 0;
 147
 148     if (isnan(d)) {
 149         ret = AVERROR(EINVAL);
 150     } else if (d > INT_MAX || d < INT_MIN) {
 151         *n = d > INT_MAX ? INT_MAX : INT_MIN;
 152         ret = AVERROR(EINVAL);
 153     } else
 154         *n = round(d);
 155
 156     return ret;
 157 }
 158
 159 static int config_input(AVFilterLink *link)
 160 {
 161     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 162     CropContext *crop = ctx->priv;
 163     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = &av_pix_fmt_descriptors[link->format];
 164     int ret;
 165     const char *expr;
 166     double res;
 167
 168     crop->var_values[VAR_IN_W]  = crop->var_values[VAR_IW] = ctx->inputs[0]->w;
 169     crop->var_values[VAR_IN_H]  = crop->var_values[VAR_IH] = ctx->inputs[0]->h;
 170     crop->var_values[VAR_A]     = (float) link->w / link->h;
 171     crop->var_values[VAR_SAR]   = link->sample_aspect_ratio.num ? av_q2d(link->sample_aspect_ratio) : 1;
 172     crop->var_values[VAR_DAR]   = crop->var_values[VAR_A] * crop->var_values[VAR_SAR];
 173     crop->var_values[VAR_HSUB]  = 1<<pix_desc->log2_chroma_w;
 174     crop->var_values[VAR_VSUB]  = 1<<pix_desc->log2_chroma_h;
 175     crop->var_values[VAR_X]     = NAN;
 176     crop->var_values[VAR_Y]     = NAN;
 177     crop->var_values[VAR_OUT_W] = crop->var_values[VAR_OW] = NAN;
 178     crop->var_values[VAR_OUT_H] = crop->var_values[VAR_OH] = NAN;
 179     crop->var_values[VAR_N]     = 0;
 180     crop->var_values[VAR_T]     = NAN;
 181     crop->var_values[VAR_POS]   = NAN;
 182
 183     av_image_fill_max_pixsteps(crop->max_step, NULL, pix_desc);
 184     crop->hsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_w;
 185     crop->vsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_h;
 186
 187     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->ow_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_W] = crop->var_values[VAR_OW] = res;
 191     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->oh_expr),
 192                                       var_names, crop->var_values,
 193                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) goto fail_expr;
 194     crop->var_values[VAR_OUT_H] = crop->var_values[VAR_OH] = res;
 195     /* evaluate again ow as it may depend on oh */
 196     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = crop->ow_expr),
 197                                       var_names, crop->var_values,
 198                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) goto fail_expr;
 199     crop->var_values[VAR_OUT_W] = crop->var_values[VAR_OW] = res;
 200     if (normalize_double(&crop->w, crop->var_values[VAR_OUT_W]) < 0 ||
 201         normalize_double(&crop->h, crop->var_values[VAR_OUT_H]) < 0) {
 202         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 203                "Too big value or invalid expression for out_w/ow or out_h/oh. "
 204                "Maybe the expression for out_w:'%s' or for out_h:'%s' is self-referencing.\n",
 205                crop->ow_expr, crop->oh_expr);
 206         return AVERROR(EINVAL);
 207     }
 208     crop->w &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 209     crop->h &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 210
 211     if ((ret = av_expr_parse(&crop->x_pexpr, crop->x_expr, var_names,
 212                              NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0 ||
 213         (ret = av_expr_parse(&crop->y_pexpr, crop->y_expr, var_names,
 214                              NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 215         return AVERROR(EINVAL);
 216
 217     if (crop->keep_aspect) {
 218         AVRational dar = av_mul_q(link->sample_aspect_ratio,
 219                                   (AVRational){ link->w, link->h });
 220         av_reduce(&crop->out_sar.num, &crop->out_sar.den,
 221                   dar.num * crop->h, dar.den * crop->w, INT_MAX);
 222     } else
 223         crop->out_sar = link->sample_aspect_ratio;
 224
 225     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "w:%d h:%d sar:%d/%d -> w:%d h:%d sar:%d/%d\n",
 226            link->w, link->h, link->sample_aspect_ratio.num, link->sample_aspect_ratio.den,
 227            crop->w, crop->h, crop->out_sar.num, crop->out_sar.den);
 228
 229     if (crop->w <= 0 || crop->h <= 0 ||
 230         crop->w > link->w || crop->h > link->h) {
 231         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 232                "Invalid too big or non positive size for width '%d' or height '%d'\n",
 233                crop->w, crop->h);
 234         return AVERROR(EINVAL);
 235     }
 236
 237     /* set default, required in the case the first computed value for x/y is NAN */
 238     crop->x = (link->w - crop->w) / 2;
 239     crop->y = (link->h - crop->h) / 2;
 240     crop->x &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 241     crop->y &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 242     return 0;
 243
 244 fail_expr:
 245     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Error when evaluating the expression '%s'\n", expr);
 246     return ret;
 247 }
 248
 249 static int config_output(AVFilterLink *link)
 250 {
 251     CropContext *crop = link->src->priv;
 252
 253     link->w = crop->w;
 254     link->h = crop->h;
 255     link->sample_aspect_ratio = crop->out_sar;
 256
 257     return 0;
 258 }
 259
 260 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 261 {
 262     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 263     CropContext *crop = ctx->priv;
 264     AVFilterBufferRef *ref2;
 265     int i;
 266
 267     ref2 = avfilter_ref_buffer(picref, ~0);
 268     ref2->video->w = crop->w;
 269     ref2->video->h = crop->h;
 270
 271     crop->var_values[VAR_T] = picref->pts == AV_NOPTS_VALUE ?
 272         NAN : picref->pts * av_q2d(link->time_base);
 273     crop->var_values[VAR_POS] = picref->pos == -1 ? NAN : picref->pos;
 274     crop->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(crop->x_pexpr, crop->var_values, NULL);
 275     crop->var_values[VAR_Y] = av_expr_eval(crop->y_pexpr, crop->var_values, NULL);
 276     crop->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(crop->x_pexpr, crop->var_values, NULL);
 277
 278     normalize_double(&crop->x, crop->var_values[VAR_X]);
 279     normalize_double(&crop->y, crop->var_values[VAR_Y]);
 280
 281     if (crop->x < 0) crop->x = 0;
 282     if (crop->y < 0) crop->y = 0;
 283     if ((unsigned)crop->x + (unsigned)crop->w > link->w) crop->x = link->w - crop->w;
 284     if ((unsigned)crop->y + (unsigned)crop->h > link->h) crop->y = link->h - crop->h;
 285     crop->x &= ~((1 << crop->hsub) - 1);
 286     crop->y &= ~((1 << crop->vsub) - 1);
 287
 288     av_dlog(ctx, "n:%d t:%f x:%d y:%d x+w:%d y+h:%d\n",
 289             (int)crop->var_values[VAR_N], crop->var_values[VAR_T], crop->x,
 290             crop->y, crop->x+crop->w, crop->y+crop->h);
 291
 292     ref2->data[0] += crop->y * ref2->linesize[0];
 293     ref2->data[0] += crop->x * crop->max_step[0];
 294
 295     if (!(av_pix_fmt_descriptors[link->format].flags & PIX_FMT_PAL ||
 296           av_pix_fmt_descriptors[link->format].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL)) {
 297         for (i = 1; i < 3; i ++) {
 298             if (ref2->data[i]) {
 299                 ref2->data[i] += (crop->y >> crop->vsub) * ref2->linesize[i];
 300                 ref2->data[i] += (crop->x * crop->max_step[i]) >> crop->hsub;
 301             }
 302         }
 303     }
 304
 305     /* alpha plane */
 306     if (ref2->data[3]) {
 307         ref2->data[3] += crop->y * ref2->linesize[3];
 308         ref2->data[3] += crop->x * crop->max_step[3];
 309     }
 310
 311     avfilter_start_frame(link->dst->outputs[0], ref2);
 312 }
 313
 314 static void draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
 315 {
 316     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 317     CropContext *crop = ctx->priv;
 318
 319     if (y >= crop->y + crop->h || y + h <= crop->y)
 320         return;
 321
 322     if (y < crop->y) {
 323         h -= crop->y - y;
 324         y  = crop->y;
 325     }
 326     if (y + h > crop->y + crop->h)
 327         h = crop->y + crop->h - y;
 328
 329     avfilter_draw_slice(ctx->outputs[0], y - crop->y, h, slice_dir);
 330 }
 331
 332 static void end_frame(AVFilterLink *link)
 333 {
 334     CropContext *crop = link->dst->priv;
 335
 336     crop->var_values[VAR_N] += 1.0;
 337     avfilter_unref_buffer(link->cur_buf);
 338     avfilter_end_frame(link->dst->outputs[0]);
 339 }
 340
 341 AVFilter avfilter_vf_crop = {
 342     .name      = "crop",
 343     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Crop the input video to width:height:x:y."),
 344
 345     .priv_size = sizeof(CropContext),
 346
 347     .query_formats = query_formats,
 348     .init          = init,
 349     .uninit        = uninit,
 350
 351     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 352                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 353                                     .start_frame      = start_frame,
 354                                     .draw_slice       = draw_slice,
 355                                     .end_frame        = end_frame,
 356                                     .get_video_buffer = ff_null_get_video_buffer,
 357                                     .config_props     = config_input, },
 358                                   { .name = NULL}},
 359     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 360                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 361                                     .config_props     = config_output, },
 362                                   { .name = NULL}},
 363 };