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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Vittorio Giovara
   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  * Generate a frame packed video, by combining two views in a single surface.
  24  */
  25
  26 #include <string.h>
  27
  28 #include "libavutil/imgutils.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "libavutil/pixdesc.h"
  31 #include "libavutil/rational.h"
  32 #include "libavutil/stereo3d.h"
  33
  34 #include "avfilter.h"
  35 #include "formats.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "video.h"
  38
  39 #define LEFT  0
  40 #define RIGHT 1
  41
  42 typedef struct FramepackContext {
  43     const AVClass *class;
  44
  45     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc; ///< agreed pixel format
  46
  47     enum AVStereo3DType format;         ///< frame pack type output
  48
  49     AVFrame *input_views[2];            ///< input frames
  50
  51     int64_t double_pts;                 ///< new pts for frameseq mode
  52 } FramepackContext;
  53
  54 static const enum AVPixelFormat formats_supported[] = {
  55     AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
  56     AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  57     AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  58     AV_PIX_FMT_NONE
  59 };
  60
  61 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  62 {
  63     // this will ensure that formats are the same on all pads
  64     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(formats_supported));
  65     return 0;
  66 }
  67
  68 static av_cold void framepack_uninit(AVFilterContext *ctx)
  69 {
  70     FramepackContext *s = ctx->priv;
  71
  72     // clean any leftover frame
  73     av_frame_free(&s->input_views[LEFT]);
  74     av_frame_free(&s->input_views[RIGHT]);
  75 }
  76
  77 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
  78 {
  79     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
  80     FramepackContext *s  = outlink->src->priv;
  81
  82     int width            = ctx->inputs[LEFT]->w;
  83     int height           = ctx->inputs[LEFT]->h;
  84     AVRational time_base = ctx->inputs[LEFT]->time_base;
  85     AVRational frame_rate = ctx->inputs[LEFT]->frame_rate;
  86
  87     // check size and fps match on the other input
  88     if (width  != ctx->inputs[RIGHT]->w ||
  89         height != ctx->inputs[RIGHT]->h) {
  90         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  91                "Left and right sizes differ (%dx%d vs %dx%d).\n",
  92                width, height,
  93                ctx->inputs[RIGHT]->w, ctx->inputs[RIGHT]->h);
  94         return AVERROR_INVALIDDATA;
  95     } else if (av_cmp_q(time_base, ctx->inputs[RIGHT]->time_base) != 0) {
  96         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  97                "Left and right time bases differ (%d/%d vs %d/%d).\n",
  98                time_base.num, time_base.den,
  99                ctx->inputs[RIGHT]->time_base.num,
 100                ctx->inputs[RIGHT]->time_base.den);
 101         return AVERROR_INVALIDDATA;
 102     } else if (av_cmp_q(frame_rate, ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate) != 0) {
 103         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 104                "Left and right framerates differ (%d/%d vs %d/%d).\n",
 105                frame_rate.num, frame_rate.den,
 106                ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate.num,
 107                ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate.den);
 108         return AVERROR_INVALIDDATA;
 109     }
 110
 111     s->pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 112     if (!s->pix_desc)
 113         return AVERROR_BUG;
 114
 115     // modify output properties as needed
 116     switch (s->format) {
 117     case AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE:
 118         time_base.den *= 2;
 119         frame_rate.num *= 2;
 120
 121         s->double_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 122         break;
 123     case AV_STEREO3D_COLUMNS:
 124     case AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE:
 125         width *= 2;
 126         break;
 127     case AV_STEREO3D_LINES:
 128     case AV_STEREO3D_TOPBOTTOM:
 129         height *= 2;
 130         break;
 131     default:
 132         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown packing mode.");
 133         return AVERROR_INVALIDDATA;
 134     }
 135
 136     outlink->w         = width;
 137     outlink->h         = height;
 138     outlink->time_base = time_base;
 139     outlink->frame_rate= frame_rate;
 140
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 static void horizontal_frame_pack(FramepackContext *s,
 145                                   AVFrame *dst,
 146                                   int interleaved)
 147 {
 148     int plane, i;
 149     int length = dst->width / 2;
 150     int lines  = dst->height;
 151
 152     for (plane = 0; plane < s->pix_desc->nb_components; plane++) {
 153         const uint8_t *leftp  = s->input_views[LEFT]->data[plane];
 154         const uint8_t *rightp = s->input_views[RIGHT]->data[plane];
 155         uint8_t *dstp         = dst->data[plane];
 156
 157         if (plane == 1 || plane == 2) {
 158             length = FF_CEIL_RSHIFT(dst->width / 2, s->pix_desc->log2_chroma_w);
 159             lines  = FF_CEIL_RSHIFT(dst->height,    s->pix_desc->log2_chroma_h);
 160         }
 161
 162         if (interleaved) {
 163             for (i = 0; i < lines; i++) {
 164                 int j;
 165                 int k = 0;
 166
 167                 for (j = 0; j < length; j++) {
 168                     dstp[k++] = leftp[j];
 169                     dstp[k++] = rightp[j];
 170                 }
 171
 172                 dstp   += dst->linesize[plane];
 173                 leftp  += s->input_views[LEFT]->linesize[plane];
 174                 rightp += s->input_views[RIGHT]->linesize[plane];
 175             }
 176         } else {
 177             av_image_copy_plane(dst->data[plane], dst->linesize[plane],
 178                                 leftp, s->input_views[LEFT]->linesize[plane],
 179                                 length, lines);
 180             av_image_copy_plane(dst->data[plane] + length, dst->linesize[plane],
 181                                 rightp, s->input_views[RIGHT]->linesize[plane],
 182                                 length, lines);
 183         }
 184     }
 185 }
 186
 187 static void vertical_frame_pack(FramepackContext *s,
 188                                 AVFrame *dst,
 189                                 int interleaved)
 190 {
 191     int plane, offset;
 192     int length = dst->width;
 193     int lines  = dst->height / 2;
 194
 195     for (plane = 0; plane < s->pix_desc->nb_components; plane++) {
 196         if (plane == 1 || plane == 2) {
 197             length = -(-(dst->width)      >> s->pix_desc->log2_chroma_w);
 198             lines  = -(-(dst->height / 2) >> s->pix_desc->log2_chroma_h);
 199         }
 200
 201         offset = interleaved ? dst->linesize[plane] : dst->linesize[plane] * lines;
 202
 203         av_image_copy_plane(dst->data[plane],
 204                             dst->linesize[plane] << interleaved,
 205                             s->input_views[LEFT]->data[plane],
 206                             s->input_views[LEFT]->linesize[plane],
 207                             length, lines);
 208         av_image_copy_plane(dst->data[plane] + offset,
 209                             dst->linesize[plane] << interleaved,
 210                             s->input_views[RIGHT]->data[plane],
 211                             s->input_views[RIGHT]->linesize[plane],
 212                             length, lines);
 213     }
 214 }
 215
 216 static av_always_inline void spatial_frame_pack(FramepackContext *s, AVFrame *dst)
 217 {
 218     switch (s->format) {
 219     case AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE:
 220         horizontal_frame_pack(s, dst, 0);
 221         break;
 222     case AV_STEREO3D_COLUMNS:
 223         horizontal_frame_pack(s, dst, 1);
 224         break;
 225     case AV_STEREO3D_TOPBOTTOM:
 226         vertical_frame_pack(s, dst, 0);
 227         break;
 228     case AV_STEREO3D_LINES:
 229         vertical_frame_pack(s, dst, 1);
 230         break;
 231     }
 232 }
 233
 234 static int filter_frame_left(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 235 {
 236     FramepackContext *s = inlink->dst->priv;
 237     s->input_views[LEFT] = frame;
 238     return 0;
 239 }
 240
 241 static int filter_frame_right(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 242 {
 243     FramepackContext *s = inlink->dst->priv;
 244     s->input_views[RIGHT] = frame;
 245     return 0;
 246 }
 247
 248 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 249 {
 250     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 251     FramepackContext *s = ctx->priv;
 252     AVStereo3D *stereo;
 253     int ret, i;
 254
 255     /* get a frame on the either input, stop as soon as a video ends */
 256     for (i = 0; i < 2; i++) {
 257         if (!s->input_views[i]) {
 258             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i]);
 259             if (ret < 0)
 260                 return ret;
 261         }
 262     }
 263
 264     if (s->format == AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE) {
 265         if (s->double_pts == AV_NOPTS_VALUE)
 266             s->double_pts = s->input_views[LEFT]->pts;
 267
 268         for (i = 0; i < 2; i++) {
 269             // set correct timestamps
 270             s->input_views[i]->pts = s->double_pts++;
 271
 272             // set stereo3d side data
 273             stereo = av_stereo3d_create_side_data(s->input_views[i]);
 274             if (!stereo)
 275                 return AVERROR(ENOMEM);
 276             stereo->type = s->format;
 277
 278             // filter the frame and immediately relinquish its pointer
 279             ret = ff_filter_frame(outlink, s->input_views[i]);
 280             s->input_views[i] = NULL;
 281             if (ret < 0)
 282                 return ret;
 283         }
 284         return ret;
 285     } else {
 286         AVFrame *dst = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 287         if (!dst)
 288             return AVERROR(ENOMEM);
 289
 290         spatial_frame_pack(s, dst);
 291
 292         // get any property from the original frame
 293         ret = av_frame_copy_props(dst, s->input_views[LEFT]);
 294         if (ret < 0) {
 295             av_frame_free(&dst);
 296             return ret;
 297         }
 298
 299         for (i = 0; i < 2; i++)
 300             av_frame_free(&s->input_views[i]);
 301
 302         // set stereo3d side data
 303         stereo = av_stereo3d_create_side_data(dst);
 304         if (!stereo) {
 305             av_frame_free(&dst);
 306             return AVERROR(ENOMEM);
 307         }
 308         stereo->type = s->format;
 309
 310         return ff_filter_frame(outlink, dst);
 311     }
 312 }
 313
 314 #define OFFSET(x) offsetof(FramepackContext, x)
 315 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 316 static const AVOption options[] = {
 317     { "format", "Frame pack output format", OFFSET(format), AV_OPT_TYPE_INT,
 318         { .i64 = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE }, 0, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 319     { "sbs", "Views are packed next to each other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 320         { .i64 = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 321     { "tab", "Views are packed on top of each other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 322         { .i64 = AV_STEREO3D_TOPBOTTOM }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 323     { "frameseq", "Views are one after the other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 324         { .i64 = AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 325     { "lines", "Views are interleaved by lines", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 326         { .i64 = AV_STEREO3D_LINES }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 327     { "columns", "Views are interleaved by columns", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 328         { .i64 = AV_STEREO3D_COLUMNS }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 329     { NULL },
 330 };
 331
 332 static const AVClass framepack_class = {
 333     .class_name = "framepack",
 334     .item_name  = av_default_item_name,
 335     .option     = options,
 336     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 337 };
 338
 339 static const AVFilterPad framepack_inputs[] = {
 340     {
 341         .name         = "left",
 342         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 343         .filter_frame = filter_frame_left,
 344         .needs_fifo   = 1,
 345     },
 346     {
 347         .name         = "right",
 348         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 349         .filter_frame = filter_frame_right,
 350         .needs_fifo   = 1,
 351     },
 352     { NULL }
 353 };
 354
 355 static const AVFilterPad framepack_outputs[] = {
 356     {
 357         .name          = "packed",
 358         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 359         .config_props  = config_output,
 360         .request_frame = request_frame,
 361     },
 362     { NULL }
 363 };
 364
 365 AVFilter ff_vf_framepack = {
 366     .name          = "framepack",
 367     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate a frame packed stereoscopic video."),
 368     .priv_size     = sizeof(FramepackContext),
 369     .priv_class    = &framepack_class,
 370     .query_formats = query_formats,
 371     .inputs        = framepack_inputs,
 372     .outputs       = framepack_outputs,
 373     .uninit        = framepack_uninit,
 374 };