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     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(formats_supported);
  65     if (!fmts_list)
  66         return AVERROR(ENOMEM);
  67     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
  68 }
  69
  70 static av_cold void framepack_uninit(AVFilterContext *ctx)
  71 {
  72     FramepackContext *s = ctx->priv;
  73
  74     // clean any leftover frame
  75     av_frame_free(&s->input_views[LEFT]);
  76     av_frame_free(&s->input_views[RIGHT]);
  77 }
  78
  79 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
  80 {
  81     AVFilterContext *ctx  = outlink->src;
  82     FramepackContext *s   = outlink->src->priv;
  83
  84     int width             = ctx->inputs[LEFT]->w;
  85     int height            = ctx->inputs[LEFT]->h;
  86     AVRational time_base  = ctx->inputs[LEFT]->time_base;
  87     AVRational frame_rate = ctx->inputs[LEFT]->frame_rate;
  88
  89     // check size and fps match on the other input
  90     if (width  != ctx->inputs[RIGHT]->w ||
  91         height != ctx->inputs[RIGHT]->h) {
  92         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  93                "Left and right sizes differ (%dx%d vs %dx%d).\n",
  94                width, height,
  95                ctx->inputs[RIGHT]->w, ctx->inputs[RIGHT]->h);
  96         return AVERROR_INVALIDDATA;
  97     } else if (av_cmp_q(time_base, ctx->inputs[RIGHT]->time_base) != 0) {
  98         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  99                "Left and right time bases differ (%d/%d vs %d/%d).\n",
 100                time_base.num, time_base.den,
 101                ctx->inputs[RIGHT]->time_base.num,
 102                ctx->inputs[RIGHT]->time_base.den);
 103         return AVERROR_INVALIDDATA;
 104     } else if (av_cmp_q(frame_rate, ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate) != 0) {
 105         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 106                "Left and right framerates differ (%d/%d vs %d/%d).\n",
 107                frame_rate.num, frame_rate.den,
 108                ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate.num,
 109                ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate.den);
 110         return AVERROR_INVALIDDATA;
 111     }
 112
 113     s->pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 114     if (!s->pix_desc)
 115         return AVERROR_BUG;
 116
 117     // modify output properties as needed
 118     switch (s->format) {
 119     case AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE:
 120         time_base.den  *= 2;
 121         frame_rate.num *= 2;
 122
 123         s->double_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 124         break;
 125     case AV_STEREO3D_COLUMNS:
 126     case AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE:
 127         width *= 2;
 128         break;
 129     case AV_STEREO3D_LINES:
 130     case AV_STEREO3D_TOPBOTTOM:
 131         height *= 2;
 132         break;
 133     default:
 134         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown packing mode.");
 135         return AVERROR_INVALIDDATA;
 136     }
 137
 138     outlink->w          = width;
 139     outlink->h          = height;
 140     outlink->time_base  = time_base;
 141     outlink->frame_rate = frame_rate;
 142
 143     return 0;
 144 }
 145
 146 static void horizontal_frame_pack(AVFilterLink *outlink,
 147                                   AVFrame *out,
 148                                   int interleaved)
 149 {
 150     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 151     FramepackContext *s = ctx->priv;
 152     int i, plane;
 153
 154     if (interleaved) {
 155         const uint8_t *leftp  = s->input_views[LEFT]->data[0];
 156         const uint8_t *rightp = s->input_views[RIGHT]->data[0];
 157         uint8_t *dstp         = out->data[0];
 158         int length = out->width / 2;
 159         int lines  = out->height;
 160
 161         for (plane = 0; plane < s->pix_desc->nb_components; plane++) {
 162             if (plane == 1 || plane == 2) {
 163                 length = FF_CEIL_RSHIFT(out->width / 2, s->pix_desc->log2_chroma_w);
 164                 lines  = FF_CEIL_RSHIFT(out->height,    s->pix_desc->log2_chroma_h);
 165             }
 166             for (i = 0; i < lines; i++) {
 167                 int j;
 168                 leftp  = s->input_views[LEFT]->data[plane] +
 169                          s->input_views[LEFT]->linesize[plane] * i;
 170                 rightp = s->input_views[RIGHT]->data[plane] +
 171                          s->input_views[RIGHT]->linesize[plane] * i;
 172                 dstp   = out->data[plane] + out->linesize[plane] * i;
 173                 for (j = 0; j < length; j++) {
 174                     // interpolate chroma as necessary
 175                     if ((s->pix_desc->log2_chroma_w ||
 176                          s->pix_desc->log2_chroma_h) &&
 177                         (plane == 1 || plane == 2)) {
 178                         *dstp++ = (*leftp + *rightp) / 2;
 179                         *dstp++ = (*leftp + *rightp) / 2;
 180                     } else {
 181                         *dstp++ = *leftp;
 182                         *dstp++ = *rightp;
 183                     }
 184                     leftp += 1;
 185                     rightp += 1;
 186                 }
 187             }
 188         }
 189     } else {
 190         for (i = 0; i < 2; i++) {
 191             const uint8_t *src[4];
 192             uint8_t *dst[4];
 193             int sub_w = s->input_views[i]->width >> s->pix_desc->log2_chroma_w;
 194
 195             src[0] = s->input_views[i]->data[0];
 196             src[1] = s->input_views[i]->data[1];
 197             src[2] = s->input_views[i]->data[2];
 198
 199             dst[0] = out->data[0] + i * s->input_views[i]->width;
 200             dst[1] = out->data[1] + i * sub_w;
 201             dst[2] = out->data[2] + i * sub_w;
 202
 203             av_image_copy(dst, out->linesize, src, s->input_views[i]->linesize,
 204                           s->input_views[i]->format,
 205                           s->input_views[i]->width,
 206                           s->input_views[i]->height);
 207         }
 208     }
 209 }
 210
 211 static void vertical_frame_pack(AVFilterLink *outlink,
 212                                 AVFrame *out,
 213                                 int interleaved)
 214 {
 215     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 216     FramepackContext *s = ctx->priv;
 217     int i;
 218
 219     for (i = 0; i < 2; i++) {
 220         const uint8_t *src[4];
 221         uint8_t *dst[4];
 222         int linesizes[4];
 223         int sub_h = s->input_views[i]->height >> s->pix_desc->log2_chroma_h;
 224
 225         src[0] = s->input_views[i]->data[0];
 226         src[1] = s->input_views[i]->data[1];
 227         src[2] = s->input_views[i]->data[2];
 228
 229         dst[0] = out->data[0] + i * out->linesize[0] *
 230                  (interleaved + s->input_views[i]->height * (1 - interleaved));
 231         dst[1] = out->data[1] + i * out->linesize[1] *
 232                  (interleaved + sub_h * (1 - interleaved));
 233         dst[2] = out->data[2] + i * out->linesize[2] *
 234                  (interleaved + sub_h * (1 - interleaved));
 235
 236         linesizes[0] = out->linesize[0] +
 237                        interleaved * out->linesize[0];
 238         linesizes[1] = out->linesize[1] +
 239                        interleaved * out->linesize[1];
 240         linesizes[2] = out->linesize[2] +
 241                        interleaved * out->linesize[2];
 242
 243         av_image_copy(dst, linesizes, src, s->input_views[i]->linesize,
 244                       s->input_views[i]->format,
 245                       s->input_views[i]->width,
 246                       s->input_views[i]->height);
 247     }
 248 }
 249
 250 static av_always_inline void spatial_frame_pack(AVFilterLink *outlink,
 251                                                 AVFrame *dst)
 252 {
 253     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 254     FramepackContext *s = ctx->priv;
 255     switch (s->format) {
 256     case AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE:
 257         horizontal_frame_pack(outlink, dst, 0);
 258         break;
 259     case AV_STEREO3D_COLUMNS:
 260         horizontal_frame_pack(outlink, dst, 1);
 261         break;
 262     case AV_STEREO3D_TOPBOTTOM:
 263         vertical_frame_pack(outlink, dst, 0);
 264         break;
 265     case AV_STEREO3D_LINES:
 266         vertical_frame_pack(outlink, dst, 1);
 267         break;
 268     }
 269 }
 270
 271 static int try_push_frame(AVFilterContext *ctx);
 272
 273 static int filter_frame_left(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 274 {
 275     FramepackContext *s = inlink->dst->priv;
 276     s->input_views[LEFT] = frame;
 277     return try_push_frame(inlink->dst);
 278 }
 279
 280 static int filter_frame_right(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 281 {
 282     FramepackContext *s = inlink->dst->priv;
 283     s->input_views[RIGHT] = frame;
 284     return try_push_frame(inlink->dst);
 285 }
 286
 287 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 288 {
 289     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 290     FramepackContext *s = ctx->priv;
 291     int ret, i;
 292
 293     /* get a frame on the either input, stop as soon as a video ends */
 294     for (i = 0; i < 2; i++) {
 295         if (!s->input_views[i]) {
 296             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i]);
 297             if (ret < 0)
 298                 return ret;
 299         }
 300     }
 301     return 0;
 302 }
 303
 304 static int try_push_frame(AVFilterContext *ctx)
 305 {
 306     FramepackContext *s = ctx->priv;
 307     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 308     AVStereo3D *stereo;
 309     int ret, i;
 310
 311     if (!(s->input_views[0] && s->input_views[1]))
 312         return 0;
 313     if (s->format == AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE) {
 314         if (s->double_pts == AV_NOPTS_VALUE)
 315             s->double_pts = s->input_views[LEFT]->pts;
 316
 317         for (i = 0; i < 2; i++) {
 318             // set correct timestamps
 319             s->input_views[i]->pts = s->double_pts++;
 320
 321             // set stereo3d side data
 322             stereo = av_stereo3d_create_side_data(s->input_views[i]);
 323             if (!stereo)
 324                 return AVERROR(ENOMEM);
 325             stereo->type = s->format;
 326
 327             // filter the frame and immediately relinquish its pointer
 328             ret = ff_filter_frame(outlink, s->input_views[i]);
 329             s->input_views[i] = NULL;
 330             if (ret < 0)
 331                 return ret;
 332         }
 333         return ret;
 334     } else {
 335         AVFrame *dst = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 336         if (!dst)
 337             return AVERROR(ENOMEM);
 338
 339         spatial_frame_pack(outlink, dst);
 340
 341         // get any property from the original frame
 342         ret = av_frame_copy_props(dst, s->input_views[LEFT]);
 343         if (ret < 0) {
 344             av_frame_free(&dst);
 345             return ret;
 346         }
 347
 348         for (i = 0; i < 2; i++)
 349             av_frame_free(&s->input_views[i]);
 350
 351         // set stereo3d side data
 352         stereo = av_stereo3d_create_side_data(dst);
 353         if (!stereo) {
 354             av_frame_free(&dst);
 355             return AVERROR(ENOMEM);
 356         }
 357         stereo->type = s->format;
 358
 359         return ff_filter_frame(outlink, dst);
 360     }
 361 }
 362
 363 #define OFFSET(x) offsetof(FramepackContext, x)
 364 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 365 static const AVOption framepack_options[] = {
 366     { "format", "Frame pack output format", OFFSET(format), AV_OPT_TYPE_INT,
 367         { .i64 = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE }, 0, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 368     { "sbs", "Views are packed next to each other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 369         { .i64 = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 370     { "tab", "Views are packed on top of each other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 371         { .i64 = AV_STEREO3D_TOPBOTTOM }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 372     { "frameseq", "Views are one after the other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 373         { .i64 = AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 374     { "lines", "Views are interleaved by lines", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 375         { .i64 = AV_STEREO3D_LINES }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 376     { "columns", "Views are interleaved by columns", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 377         { .i64 = AV_STEREO3D_COLUMNS }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 378     { NULL },
 379 };
 380
 381 AVFILTER_DEFINE_CLASS(framepack);
 382
 383 static const AVFilterPad framepack_inputs[] = {
 384     {
 385         .name         = "left",
 386         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 387         .filter_frame = filter_frame_left,
 388         .needs_fifo   = 1,
 389     },
 390     {
 391         .name         = "right",
 392         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 393         .filter_frame = filter_frame_right,
 394         .needs_fifo   = 1,
 395     },
 396     { NULL }
 397 };
 398
 399 static const AVFilterPad framepack_outputs[] = {
 400     {
 401         .name          = "packed",
 402         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 403         .config_props  = config_output,
 404         .request_frame = request_frame,
 405     },
 406     { NULL }
 407 };
 408
 409 AVFilter ff_vf_framepack = {
 410     .name          = "framepack",
 411     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate a frame packed stereoscopic video."),
 412     .priv_size     = sizeof(FramepackContext),
 413     .priv_class    = &framepack_class,
 414     .query_formats = query_formats,
 415     .inputs        = framepack_inputs,
 416     .outputs       = framepack_outputs,
 417     .uninit        = framepack_uninit,
 418 };