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 "libavutil/common.h"
  29 #include "libavutil/fifo.h"
  30 #include "libavutil/mathematics.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "libavutil/parseutils.h"
  33
  34 #include "avfilter.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "video.h"
  37
  38 typedef struct FPSContext {
  39     const AVClass *class;
  40
  41     AVFifoBuffer *fifo;     ///< store frames until we get two successive timestamps
  42
  43     /* timestamps in input timebase */
  44     int64_t first_pts;      ///< pts of the first frame that arrived on this filter
  45     int64_t pts;            ///< pts of the first frame currently in the fifo
  46
  47     double start_time;      ///< pts, in seconds, of the expected first frame
  48
  49     AVRational framerate;   ///< target framerate
  50     int rounding;           ///< AVRounding method for timestamps
  51
  52     /* statistics */
  53     int frames_in;             ///< number of frames on input
  54     int frames_out;            ///< number of frames on output
  55     int dup;                   ///< number of frames duplicated
  56     int drop;                  ///< number of framed dropped
  57 } FPSContext;
  58
  59 #define OFFSET(x) offsetof(FPSContext, x)
  60 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  61 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  62 static const AVOption fps_options[] = {
  63     { "fps", "A string describing desired output framerate", OFFSET(framerate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, { .str = "25" }, .flags = V|F },
  64     { "start_time", "Assume the first PTS should be this value.", OFFSET(start_time), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, { .dbl = -9223372036854775808.0}, INT64_MIN, INT64_MAX, V },
  65     { "round", "set rounding method for timestamps", OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = AV_ROUND_NEAR_INF }, 0, 5, V|F, "round" },
  66     { "zero", "round towards 0",      OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_ZERO     }, 0, 5, V|F, "round" },
  67     { "inf",  "round away from 0",    OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_INF      }, 0, 5, V|F, "round" },
  68     { "down", "round towards -infty", OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_DOWN     }, 0, 5, V|F, "round" },
  69     { "up",   "round towards +infty", OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_UP       }, 0, 5, V|F, "round" },
  70     { "near", "round to nearest",     OFFSET(rounding), AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = AV_ROUND_NEAR_INF }, 0, 5, V|F, "round" },
  71     { NULL },
  72 };
  73
  74 AVFILTER_DEFINE_CLASS(fps);
  75
  76 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  77 {
  78     FPSContext *s = ctx->priv;
  79
  80     if (!(s->fifo = av_fifo_alloc(2*sizeof(AVFrame*))))
  81         return AVERROR(ENOMEM);
  82
  83     s->pts          = AV_NOPTS_VALUE;
  84     s->first_pts    = AV_NOPTS_VALUE;
  85
  86     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "fps=%d/%d\n", s->framerate.num, s->framerate.den);
  87     return 0;
  88 }
  89
  90 static void flush_fifo(AVFifoBuffer *fifo)
  91 {
  92     while (av_fifo_size(fifo)) {
  93         AVFrame *tmp;
  94         av_fifo_generic_read(fifo, &tmp, sizeof(tmp), NULL);
  95         av_frame_free(&tmp);
  96     }
  97 }
  98
  99 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 100 {
 101     FPSContext *s = ctx->priv;
 102     if (s->fifo) {
 103         s->drop += av_fifo_size(s->fifo) / sizeof(AVFrame*);
 104         flush_fifo(s->fifo);
 105         av_fifo_free(s->fifo);
 106     }
 107
 108     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d frames in, %d frames out; %d frames dropped, "
 109            "%d frames duplicated.\n", s->frames_in, s->frames_out, s->drop, s->dup);
 110 }
 111
 112 static int config_props(AVFilterLink* link)
 113 {
 114     FPSContext   *s = link->src->priv;
 115
 116     link->time_base = av_inv_q(s->framerate);
 117     link->frame_rate= s->framerate;
 118     link->w         = link->src->inputs[0]->w;
 119     link->h         = link->src->inputs[0]->h;
 120
 121     return 0;
 122 }
 123
 124 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 125 {
 126     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 127     FPSContext        *s = ctx->priv;
 128     int frames_out = s->frames_out;
 129     int ret = 0;
 130
 131     while (ret >= 0 && s->frames_out == frames_out)
 132         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 133
 134     /* flush the fifo */
 135     if (ret == AVERROR_EOF && av_fifo_size(s->fifo)) {
 136         int i;
 137         for (i = 0; av_fifo_size(s->fifo); i++) {
 138             AVFrame *buf;
 139
 140             av_fifo_generic_read(s->fifo, &buf, sizeof(buf), NULL);
 141             buf->pts = av_rescale_q(s->first_pts, ctx->inputs[0]->time_base,
 142                                     outlink->time_base) + s->frames_out;
 143
 144             if ((ret = ff_filter_frame(outlink, buf)) < 0)
 145                 return ret;
 146
 147             s->frames_out++;
 148         }
 149         return 0;
 150     }
 151
 152     return ret;
 153 }
 154
 155 static int write_to_fifo(AVFifoBuffer *fifo, AVFrame *buf)
 156 {
 157     int ret;
 158
 159     if (!av_fifo_space(fifo) &&
 160         (ret = av_fifo_realloc2(fifo, 2*av_fifo_size(fifo)))) {
 161         av_frame_free(&buf);
 162         return ret;
 163     }
 164
 165     av_fifo_generic_write(fifo, &buf, sizeof(buf), NULL);
 166     return 0;
 167 }
 168
 169 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 170 {
 171     AVFilterContext    *ctx = inlink->dst;
 172     FPSContext           *s = ctx->priv;
 173     AVFilterLink   *outlink = ctx->outputs[0];
 174     int64_t delta;
 175     int i, ret;
 176
 177     s->frames_in++;
 178     /* discard frames until we get the first timestamp */
 179     if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 180         if (buf->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 181             ret = write_to_fifo(s->fifo, buf);
 182             if (ret < 0)
 183                 return ret;
 184
 185             if (s->start_time != AV_NOPTS_VALUE) {
 186                 double first_pts = s->start_time * AV_TIME_BASE;
 187                 first_pts = FFMIN(FFMAX(first_pts, INT64_MIN), INT64_MAX);
 188                 s->first_pts = s->pts = av_rescale_q(first_pts, AV_TIME_BASE_Q,
 189                                                      inlink->time_base);
 190                 av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Set first pts to (in:%"PRId64" out:%"PRId64")\n",
 191                        s->first_pts, av_rescale_q(first_pts, AV_TIME_BASE_Q,
 192                                                   outlink->time_base));
 193             } else {
 194                 s->first_pts = s->pts = buf->pts;
 195             }
 196         } else {
 197             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Discarding initial frame(s) with no "
 198                    "timestamp.\n");
 199             av_frame_free(&buf);
 200             s->drop++;
 201         }
 202         return 0;
 203     }
 204
 205     /* now wait for the next timestamp */
 206     if (buf->pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 207         return write_to_fifo(s->fifo, buf);
 208     }
 209
 210     /* number of output frames */
 211     delta = av_rescale_q_rnd(buf->pts - s->pts, inlink->time_base,
 212                              outlink->time_base, s->rounding);
 213
 214     if (delta < 1) {
 215         /* drop the frame and everything buffered except the first */
 216         AVFrame *tmp;
 217         int drop = av_fifo_size(s->fifo)/sizeof(AVFrame*);
 218
 219         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Dropping %d frame(s).\n", drop);
 220         s->drop += drop;
 221
 222         av_fifo_generic_read(s->fifo, &tmp, sizeof(tmp), NULL);
 223         flush_fifo(s->fifo);
 224         ret = write_to_fifo(s->fifo, tmp);
 225
 226         av_frame_free(&buf);
 227         return ret;
 228     }
 229
 230     /* can output >= 1 frames */
 231     for (i = 0; i < delta; i++) {
 232         AVFrame *buf_out;
 233         av_fifo_generic_read(s->fifo, &buf_out, sizeof(buf_out), NULL);
 234
 235         /* duplicate the frame if needed */
 236         if (!av_fifo_size(s->fifo) && i < delta - 1) {
 237             AVFrame *dup = av_frame_clone(buf_out);
 238
 239             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Duplicating frame.\n");
 240             if (dup)
 241                 ret = write_to_fifo(s->fifo, dup);
 242             else
 243                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 244
 245             if (ret < 0) {
 246                 av_frame_free(&buf_out);
 247                 av_frame_free(&buf);
 248                 return ret;
 249             }
 250
 251             s->dup++;
 252         }
 253
 254         buf_out->pts = av_rescale_q(s->first_pts, inlink->time_base,
 255                                     outlink->time_base) + s->frames_out;
 256
 257         if ((ret = ff_filter_frame(outlink, buf_out)) < 0) {
 258             av_frame_free(&buf);
 259             return ret;
 260         }
 261
 262         s->frames_out++;
 263     }
 264     flush_fifo(s->fifo);
 265
 266     ret = write_to_fifo(s->fifo, buf);
 267     s->pts = s->first_pts + av_rescale_q(s->frames_out, outlink->time_base, inlink->time_base);
 268
 269     return ret;
 270 }
 271
 272 static const AVFilterPad avfilter_vf_fps_inputs[] = {
 273     {
 274         .name        = "default",
 275         .type        = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 276         .filter_frame = filter_frame,
 277     },
 278     { NULL }
 279 };
 280
 281 static const AVFilterPad avfilter_vf_fps_outputs[] = {
 282     {
 283         .name          = "default",
 284         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 285         .request_frame = request_frame,
 286         .config_props  = config_props
 287     },
 288     { NULL }
 289 };
 290
 291 AVFilter avfilter_vf_fps = {
 292     .name        = "fps",
 293     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Force constant framerate."),
 294
 295     .init      = init,
 296     .uninit    = uninit,
 297
 298     .priv_size = sizeof(FPSContext),
 299     .priv_class = &fps_class,
 300
 301     .inputs    = avfilter_vf_fps_inputs,
 302     .outputs   = avfilter_vf_fps_outputs,
 303 };