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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Paul B Mahol
   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 #include "libavutil/imgutils.h"
  22 #include "libavutil/pixdesc.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "avfilter.h"
  25 #include "formats.h"
  26 #include "framesync.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "video.h"
  29
  30 enum EdgeMode {
  31     EDGE_BLANK,
  32     EDGE_SMEAR,
  33     EDGE_WRAP,
  34     EDGE_NB
  35 };
  36
  37 typedef struct DisplaceContext {
  38     const AVClass *class;
  39     int width[4], height[4];
  40     enum EdgeMode edge;
  41     int nb_planes;
  42     int nb_components;
  43     int step;
  44     uint8_t blank[4];
  45     FFFrameSync fs;
  46
  47     void (*displace)(struct DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
  48                      const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic, AVFrame *out);
  49 } DisplaceContext;
  50
  51 #define OFFSET(x) offsetof(DisplaceContext, x)
  52 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  53
  54 static const AVOption displace_options[] = {
  55     { "edge", "set edge mode", OFFSET(edge), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=EDGE_SMEAR}, 0, EDGE_NB-1, FLAGS, "edge" },
  56     {   "blank", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_BLANK}, 0, 0, FLAGS, "edge" },
  57     {   "smear", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_SMEAR}, 0, 0, FLAGS, "edge" },
  58     {   "wrap" , "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_WRAP},  0, 0, FLAGS, "edge" },
  59     { NULL }
  60 };
  61
  62 AVFILTER_DEFINE_CLASS(displace);
  63
  64 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  65 {
  66     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  67         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
  68         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  69         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
  70         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  71         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
  72         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
  73         AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_BGRA,
  74         AV_PIX_FMT_0RGB, AV_PIX_FMT_0BGR, AV_PIX_FMT_RGB0, AV_PIX_FMT_BGR0,
  75         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP,
  76         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_NONE
  77     };
  78
  79     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  80     return 0;
  81 }
  82
  83 static void displace_planar(DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
  84                             const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic,
  85                             AVFrame *out)
  86 {
  87     int plane, x, y;
  88
  89     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
  90         const int h = s->height[plane];
  91         const int w = s->width[plane];
  92         const int dlinesize = out->linesize[plane];
  93         const int slinesize = in->linesize[plane];
  94         const int xlinesize = xpic->linesize[plane];
  95         const int ylinesize = ypic->linesize[plane];
  96         const uint8_t *src = in->data[plane];
  97         const uint8_t *ysrc = ypic->data[plane];
  98         const uint8_t *xsrc = xpic->data[plane];
  99         uint8_t *dst = out->data[plane];
 100         const uint8_t blank = s->blank[plane];
 101
 102         for (y = 0; y < h; y++) {
 103             switch (s->edge) {
 104             case EDGE_BLANK:
 105                 for (x = 0; x < w; x++) {
 106                     int Y = y + ysrc[x] - 128;
 107                     int X = x + xsrc[x] - 128;
 108
 109                     if (Y < 0 || Y >= h || X < 0 || X >= w)
 110                         dst[x] = blank;
 111                     else
 112                         dst[x] = src[Y * slinesize + X];
 113                 }
 114                 break;
 115             case EDGE_SMEAR:
 116                 for (x = 0; x < w; x++) {
 117                     int Y = av_clip(y + ysrc[x] - 128, 0, h - 1);
 118                     int X = av_clip(x + xsrc[x] - 128, 0, w - 1);
 119                     dst[x] = src[Y * slinesize + X];
 120                 }
 121                 break;
 122             case EDGE_WRAP:
 123                 for (x = 0; x < w; x++) {
 124                     int Y = (y + ysrc[x] - 128) % h;
 125                     int X = (x + xsrc[x] - 128) % w;
 126
 127                     if (Y < 0)
 128                         Y += h;
 129                     if (X < 0)
 130                         X += w;
 131                     dst[x] = src[Y * slinesize + X];
 132                 }
 133                 break;
 134             }
 135
 136             ysrc += ylinesize;
 137             xsrc += xlinesize;
 138             dst  += dlinesize;
 139         }
 140     }
 141 }
 142
 143 static void displace_packed(DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
 144                             const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic,
 145                             AVFrame *out)
 146 {
 147     const int step = s->step;
 148     const int h = s->height[0];
 149     const int w = s->width[0];
 150     const int dlinesize = out->linesize[0];
 151     const int slinesize = in->linesize[0];
 152     const int xlinesize = xpic->linesize[0];
 153     const int ylinesize = ypic->linesize[0];
 154     const uint8_t *src = in->data[0];
 155     const uint8_t *ysrc = ypic->data[0];
 156     const uint8_t *xsrc = xpic->data[0];
 157     const uint8_t *blank = s->blank;
 158     uint8_t *dst = out->data[0];
 159     int c, x, y;
 160
 161     for (y = 0; y < h; y++) {
 162         switch (s->edge) {
 163         case EDGE_BLANK:
 164             for (x = 0; x < w; x++) {
 165                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
 166                     int Y = y + (ysrc[x * step + c] - 128);
 167                     int X = x + (xsrc[x * step + c] - 128);
 168
 169                     if (Y < 0 || Y >= h || X < 0 || X >= w)
 170                         dst[x * step + c] = blank[c];
 171                     else
 172                         dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
 173                 }
 174             }
 175             break;
 176         case EDGE_SMEAR:
 177             for (x = 0; x < w; x++) {
 178                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
 179                     int Y = av_clip(y + (ysrc[x * step + c] - 128), 0, h - 1);
 180                     int X = av_clip(x + (xsrc[x * step + c] - 128), 0, w - 1);
 181
 182                     dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
 183                 }
 184             }
 185             break;
 186         case EDGE_WRAP:
 187             for (x = 0; x < w; x++) {
 188                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
 189                     int Y = (y + (ysrc[x * step + c] - 128)) % h;
 190                     int X = (x + (xsrc[x * step + c] - 128)) % w;
 191
 192                     if (Y < 0)
 193                         Y += h;
 194                     if (X < 0)
 195                         X += w;
 196                     dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
 197                 }
 198             }
 199             break;
 200         }
 201
 202         ysrc += ylinesize;
 203         xsrc += xlinesize;
 204         dst  += dlinesize;
 205     }
 206 }
 207
 208 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
 209 {
 210     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
 211     DisplaceContext *s = fs->opaque;
 212     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 213     AVFrame *out, *in, *xpic, *ypic;
 214     int ret;
 215
 216     if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 0, &in,   0)) < 0 ||
 217         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 1, &xpic, 0)) < 0 ||
 218         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 2, &ypic, 0)) < 0)
 219         return ret;
 220
 221     if (ctx->is_disabled) {
 222         out = av_frame_clone(in);
 223         if (!out)
 224             return AVERROR(ENOMEM);
 225     } else {
 226         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 227         if (!out)
 228             return AVERROR(ENOMEM);
 229         av_frame_copy_props(out, in);
 230
 231         s->displace(s, in, xpic, ypic, out);
 232     }
 233     out->pts = av_rescale_q(in->pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
 234
 235     return ff_filter_frame(outlink, out);
 236 }
 237
 238 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 239 {
 240     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 241     DisplaceContext *s = ctx->priv;
 242     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 243     int vsub, hsub;
 244
 245     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
 246     s->nb_components = desc->nb_components;
 247
 248     if (s->nb_planes > 1 || s->nb_components == 1)
 249         s->displace = displace_planar;
 250     else
 251         s->displace = displace_packed;
 252
 253     if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB)) {
 254         s->blank[1] = s->blank[2] = 128;
 255         s->blank[0] = 16;
 256     }
 257
 258     s->step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> 3;
 259     hsub = desc->log2_chroma_w;
 260     vsub = desc->log2_chroma_h;
 261     s->height[1] = s->height[2] = FF_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub);
 262     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 263     s->width[1]  = s->width[2]  = FF_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub);
 264     s->width[0]  = s->width[3]  = inlink->w;
 265
 266     return 0;
 267 }
 268
 269 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 270 {
 271     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 272     DisplaceContext *s = ctx->priv;
 273     AVFilterLink *srclink = ctx->inputs[0];
 274     AVFilterLink *xlink = ctx->inputs[1];
 275     AVFilterLink *ylink = ctx->inputs[2];
 276     FFFrameSyncIn *in;
 277     int ret;
 278
 279     if (srclink->format != xlink->format ||
 280         srclink->format != ylink->format) {
 281         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
 282         return AVERROR(EINVAL);
 283     }
 284     if (srclink->w                       != xlink->w ||
 285         srclink->h                       != xlink->h ||
 286         srclink->sample_aspect_ratio.num != xlink->sample_aspect_ratio.num ||
 287         srclink->sample_aspect_ratio.den != xlink->sample_aspect_ratio.den ||
 288         srclink->w                       != ylink->w ||
 289         srclink->h                       != ylink->h ||
 290         srclink->sample_aspect_ratio.num != ylink->sample_aspect_ratio.num ||
 291         srclink->sample_aspect_ratio.den != ylink->sample_aspect_ratio.den) {
 292         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
 293                "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
 294                "second input link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d) "
 295                "and/or third input link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
 296                ctx->input_pads[0].name, srclink->w, srclink->h,
 297                srclink->sample_aspect_ratio.num,
 298                srclink->sample_aspect_ratio.den,
 299                ctx->input_pads[1].name, xlink->w, xlink->h,
 300                xlink->sample_aspect_ratio.num,
 301                xlink->sample_aspect_ratio.den,
 302                ctx->input_pads[2].name, ylink->w, ylink->h,
 303                ylink->sample_aspect_ratio.num,
 304                ylink->sample_aspect_ratio.den);
 305         return AVERROR(EINVAL);
 306     }
 307
 308     outlink->w = srclink->w;
 309     outlink->h = srclink->h;
 310     outlink->time_base = srclink->time_base;
 311     outlink->sample_aspect_ratio = srclink->sample_aspect_ratio;
 312     outlink->frame_rate = srclink->frame_rate;
 313
 314     ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, 3);
 315     if (ret < 0)
 316         return ret;
 317
 318     in = s->fs.in;
 319     in[0].time_base = srclink->time_base;
 320     in[1].time_base = xlink->time_base;
 321     in[2].time_base = ylink->time_base;
 322     in[0].sync   = 2;
 323     in[0].before = EXT_STOP;
 324     in[0].after  = EXT_STOP;
 325     in[1].sync   = 1;
 326     in[1].before = EXT_NULL;
 327     in[1].after  = EXT_INFINITY;
 328     in[2].sync   = 1;
 329     in[2].before = EXT_NULL;
 330     in[2].after  = EXT_INFINITY;
 331     s->fs.opaque   = s;
 332     s->fs.on_event = process_frame;
 333
 334     return ff_framesync_configure(&s->fs);
 335 }
 336
 337 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 338 {
 339     DisplaceContext *s = inlink->dst->priv;
 340     return ff_framesync_filter_frame(&s->fs, inlink, buf);
 341 }
 342
 343 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 344 {
 345     DisplaceContext *s = outlink->src->priv;
 346     return ff_framesync_request_frame(&s->fs, outlink);
 347 }
 348
 349 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 350 {
 351     DisplaceContext *s = ctx->priv;
 352
 353     ff_framesync_uninit(&s->fs);
 354 }
 355
 356 static const AVFilterPad displace_inputs[] = {
 357     {
 358         .name         = "source",
 359         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 360         .filter_frame = filter_frame,
 361         .config_props = config_input,
 362     },
 363     {
 364         .name         = "xmap",
 365         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 366         .filter_frame = filter_frame,
 367     },
 368     {
 369         .name         = "ymap",
 370         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 371         .filter_frame = filter_frame,
 372     },
 373     { NULL }
 374 };
 375
 376 static const AVFilterPad displace_outputs[] = {
 377     {
 378         .name          = "default",
 379         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 380         .config_props  = config_output,
 381         .request_frame = request_frame,
 382     },
 383     { NULL }
 384 };
 385
 386 AVFilter ff_vf_displace = {
 387     .name          = "displace",
 388     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Displace pixels."),
 389     .priv_size     = sizeof(DisplaceContext),
 390     .uninit        = uninit,
 391     .query_formats = query_formats,
 392     .inputs        = displace_inputs,
 393     .outputs       = displace_outputs,
 394     .priv_class    = &displace_class,
 395     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
 396 };