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

   1 /*
   2  * Copyright 2007 Bobby Bingham
   3  * Copyright 2012 Robert Nagy <ronag89 gmail com>
   4  * Copyright 2012 Anton Khirnov <anton khirnov net>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * a filter enforcing given constant framerate
  26  */
  27
  28 #include <float.h>
  29 #include <stdint.h>
  30
  31 #include "libavutil/common.h"
  32 #include "libavutil/fifo.h"
  33 #include "libavutil/mathematics.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "libavutil/parseutils.h"
  36
  37 #define FF_INTERNAL_FIELDS 1
  38 #include "framequeue.h"
  39 #include "avfilter.h"
  40 #include "internal.h"
  41 #include "video.h"
  42
  43 typedef struct FPSContext {
  44     const AVClass *class;
  45
  46     AVFifoBuffer *fifo;     ///< store frames until we get two successive timestamps
  47
  48     /* timestamps in input timebase */
  49     int64_t first_pts;      ///< pts of the first frame that arrived on this filter
  50
  51     double start_time;      ///< pts, in seconds, of the expected first frame
  52
  53     AVRational framerate;   ///< target framerate
  54     int rounding;           ///< AVRounding method for timestamps
  55
  56     /* statistics */
  57     int frames_in;             ///< number of frames on input
  58     int frames_out;            ///< number of frames on output
  59     int dup;                   ///< number of frames duplicated
  60     int drop;                  ///< number of framed dropped
  61 } FPSContext;
  62
  63 #define OFFSET(x) offsetof(FPSContext, x)
  64 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  65 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  66 static const AVOption fps_options[] = {
  67     { "fps", "A string describing desired output framerate", OFFSET(framerate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, { .str = "25" }, 0, INT_MAX, V|F },
  68     { "start_time", "Assume the first PTS should be this value.", OFFSET(start_time), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, { .dbl = DBL_MAX}, -DBL_MAX, DBL_MAX, V },
  69     { "round", "set rounding method for timestamps", OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AV_ROUND_NEAR_INF }, 0, 5, V|F, "round" },
  70     { "zero", "round towards 0",      OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_ZERO     }, 0, 5, V|F, "round" },
  71     { "inf",  "round away from 0",    OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_INF      }, 0, 5, V|F, "round" },
  72     { "down", "round towards -infty", OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_DOWN     }, 0, 5, V|F, "round" },
  73     { "up",   "round towards +infty", OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_UP       }, 0, 5, V|F, "round" },
  74     { "near", "round to nearest",     OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_NEAR_INF }, 0, 5, V|F, "round" },
  75     { NULL }
  76 };
  77
  78 AVFILTER_DEFINE_CLASS(fps);
  79
  80 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  81 {
  82     FPSContext *s = ctx->priv;
  83
  84     if (!(s->fifo = av_fifo_alloc_array(2, sizeof(AVFrame*))))
  85         return AVERROR(ENOMEM);
  86
  87     s->first_pts    = AV_NOPTS_VALUE;
  88
  89     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "fps=%d/%d\n", s->framerate.num, s->framerate.den);
  90     return 0;
  91 }
  92
  93 static void flush_fifo(AVFifoBuffer *fifo)
  94 {
  95     while (av_fifo_size(fifo)) {
  96         AVFrame *tmp;
  97         av_fifo_generic_read(fifo, &tmp, sizeof(tmp), NULL);
  98         av_frame_free(&tmp);
  99     }
 100 }
 101
 102 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 103 {
 104     FPSContext *s = ctx->priv;
 105     if (s->fifo) {
 106         s->drop += av_fifo_size(s->fifo) / sizeof(AVFrame*);
 107         flush_fifo(s->fifo);
 108         av_fifo_freep(&s->fifo);
 109     }
 110
 111     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d frames in, %d frames out; %d frames dropped, "
 112            "%d frames duplicated.\n", s->frames_in, s->frames_out, s->drop, s->dup);
 113 }
 114
 115 static int config_props(AVFilterLink* link)
 116 {
 117     FPSContext   *s = link->src->priv;
 118
 119     link->time_base = av_inv_q(s->framerate);
 120     link->frame_rate= s->framerate;
 121     link->w         = link->src->inputs[0]->w;
 122     link->h         = link->src->inputs[0]->h;
 123
 124     return 0;
 125 }
 126
 127 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 128 {
 129     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 130     FPSContext        *s = ctx->priv;
 131     int ret;
 132
 133     ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 134
 135     /* flush the fifo */
 136     if (ret == AVERROR_EOF && av_fifo_size(s->fifo)) {
 137         int i;
 138         for (i = 0; av_fifo_size(s->fifo); i++) {
 139             AVFrame *buf;
 140
 141             av_fifo_generic_read(s->fifo, &buf, sizeof(buf), NULL);
 142             if (av_fifo_size(s->fifo)) {
 143                 buf->pts = av_rescale_q(s->first_pts, ctx->inputs[0]->time_base,
 144                                         outlink->time_base) + s->frames_out;
 145
 146                 if ((ret = ff_filter_frame(outlink, buf)) < 0)
 147                     return ret;
 148
 149                 s->frames_out++;
 150             } else {
 151                 /* This is the last frame, we may have to duplicate it to match
 152                  * the last frame duration */
 153                 int j;
 154                 int delta = av_rescale_q_rnd(ctx->inputs[0]->current_pts - s->first_pts,
 155                                              ctx->inputs[0]->time_base,
 156                                              outlink->time_base, s->rounding) - s->frames_out ;
 157                 /* if the delta is equal to 1, it means we just need to output
 158                  * the last frame. Greater than 1 means we will need duplicate
 159                  * delta-1 frames */
 160                 if (delta > 0 ) {
 161                     for (j = 0; j < delta; j++) {
 162                         AVFrame *dup = av_frame_clone(buf);
 163
 164                         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating frame.\n");
 165                         dup->pts = av_rescale_q(s->first_pts, ctx->inputs[0]->time_base,
 166                                                 outlink->time_base) + s->frames_out;
 167
 168                         if ((ret = ff_filter_frame(outlink, dup)) < 0)
 169                             return ret;
 170
 171                         s->frames_out++;
 172                         if (j > 0) s->dup++;
 173                     }
 174                     av_frame_free(&buf);
 175                 } else {
 176                     /* for delta less or equal to 0, we should drop the frame,
 177                      * otherwise, we will have one or more extra frames */
 178                     av_frame_free(&buf);
 179                     s->drop++;
 180                 }
 181             }
 182         }
 183         return 0;
 184     }
 185
 186     return ret;
 187 }
 188
 189 static int write_to_fifo(AVFifoBuffer *fifo, AVFrame *buf)
 190 {
 191     int ret;
 192
 193     if (!av_fifo_space(fifo) &&
 194         (ret = av_fifo_realloc2(fifo, 2*av_fifo_size(fifo)))) {
 195         av_frame_free(&buf);
 196         return ret;
 197     }
 198
 199     av_fifo_generic_write(fifo, &buf, sizeof(buf), NULL);
 200     return 0;
 201 }
 202
 203 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 204 {
 205     AVFilterContext    *ctx = inlink->dst;
 206     FPSContext           *s = ctx->priv;
 207     AVFilterLink   *outlink = ctx->outputs[0];
 208     int64_t delta;
 209     int i, ret;
 210
 211     s->frames_in++;
 212     /* discard frames until we get the first timestamp */
 213     if (s->first_pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 214         if (buf->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 215             ret = write_to_fifo(s->fifo, buf);
 216             if (ret < 0)
 217                 return ret;
 218
 219             if (s->start_time != DBL_MAX && s->start_time != AV_NOPTS_VALUE) {
 220                 double first_pts = s->start_time * AV_TIME_BASE;
 221                 first_pts = FFMIN(FFMAX(first_pts, INT64_MIN), INT64_MAX);
 222                 s->first_pts = av_rescale_q(first_pts, AV_TIME_BASE_Q,
 223                                                      inlink->time_base);
 224                 av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Set first pts to (in:%"PRId64" out:%"PRId64")\n",
 225                        s->first_pts, av_rescale_q(first_pts, AV_TIME_BASE_Q,
 226                                                   outlink->time_base));
 227             } else {
 228                 s->first_pts = buf->pts;
 229             }
 230         } else {
 231             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Discarding initial frame(s) with no "
 232                    "timestamp.\n");
 233             av_frame_free(&buf);
 234             s->drop++;
 235         }
 236         return 0;
 237     }
 238
 239     /* now wait for the next timestamp */
 240     if (buf->pts == AV_NOPTS_VALUE || av_fifo_size(s->fifo) <= 0) {
 241         return write_to_fifo(s->fifo, buf);
 242     }
 243
 244     /* number of output frames */
 245     delta = av_rescale_q_rnd(buf->pts - s->first_pts, inlink->time_base,
 246                              outlink->time_base, s->rounding) - s->frames_out ;
 247
 248     if (delta < 1) {
 249         /* drop everything buffered except the last */
 250         int drop = av_fifo_size(s->fifo)/sizeof(AVFrame*);
 251
 252         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Dropping %d frame(s).\n", drop);
 253         s->drop += drop;
 254
 255         flush_fifo(s->fifo);
 256         ret = write_to_fifo(s->fifo, buf);
 257
 258         return ret;
 259     }
 260
 261     /* can output >= 1 frames */
 262     for (i = 0; i < delta; i++) {
 263         AVFrame *buf_out;
 264         av_fifo_generic_read(s->fifo, &buf_out, sizeof(buf_out), NULL);
 265
 266         /* duplicate the frame if needed */
 267         if (!av_fifo_size(s->fifo) && i < delta - 1) {
 268             AVFrame *dup = av_frame_clone(buf_out);
 269
 270             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating frame.\n");
 271             if (dup)
 272                 ret = write_to_fifo(s->fifo, dup);
 273             else
 274                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 275
 276             if (ret < 0) {
 277                 av_frame_free(&buf_out);
 278                 av_frame_free(&buf);
 279                 return ret;
 280             }
 281
 282             s->dup++;
 283         }
 284
 285         buf_out->pts = av_rescale_q(s->first_pts, inlink->time_base,
 286                                     outlink->time_base) + s->frames_out;
 287
 288         if ((ret = ff_filter_frame(outlink, buf_out)) < 0) {
 289             av_frame_free(&buf);
 290             return ret;
 291         }
 292
 293         s->frames_out++;
 294     }
 295     flush_fifo(s->fifo);
 296
 297     ret = write_to_fifo(s->fifo, buf);
 298
 299     return ret;
 300 }
 301
 302 static const AVFilterPad avfilter_vf_fps_inputs[] = {
 303     {
 304         .name         = "default",
 305         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 306         .filter_frame = filter_frame,
 307     },
 308     { NULL }
 309 };
 310
 311 static const AVFilterPad avfilter_vf_fps_outputs[] = {
 312     {
 313         .name          = "default",
 314         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 315         .request_frame = request_frame,
 316         .config_props  = config_props
 317     },
 318     { NULL }
 319 };
 320
 321 AVFilter ff_vf_fps = {
 322     .name        = "fps",
 323     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Force constant framerate."),
 324     .init        = init,
 325     .uninit      = uninit,
 326     .priv_size   = sizeof(FPSContext),
 327     .priv_class  = &fps_class,
 328     .inputs      = avfilter_vf_fps_inputs,
 329     .outputs     = avfilter_vf_fps_outputs,
 330 };