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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Vittorio Giovara
   3  *
   4  * This file is part of Libav.
   5  *
   6  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/common.h"
  29 #include "libavutil/imgutils.h"
  30 #include "libavutil/opt.h"
  31 #include "libavutil/pixdesc.h"
  32 #include "libavutil/rational.h"
  33 #include "libavutil/stereo3d.h"
  34
  35 #include "avfilter.h"
  36 #include "formats.h"
  37 #include "internal.h"
  38 #include "video.h"
  39
  40 #define LEFT  0
  41 #define RIGHT 1
  42
  43 typedef struct FramepackContext {
  44     const AVClass *class;
  45
  46     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc; ///< agreed pixel format
  47
  48     enum AVStereo3DType format;         ///< frame pack type output
  49
  50     AVFrame *input_views[2];            ///< input frames
  51
  52     int64_t double_pts;                 ///< new pts for frameseq mode
  53 } FramepackContext;
  54
  55 static const enum AVPixelFormat formats_supported[] = {
  56     AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV444P,
  57     AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  58     AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  59     AV_PIX_FMT_NONE
  60 };
  61
  62 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  63 {
  64     // this will ensure that formats are the same on all pads
  65     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(formats_supported));
  66     return 0;
  67 }
  68
  69 static av_cold void framepack_uninit(AVFilterContext *ctx)
  70 {
  71     FramepackContext *s = ctx->priv;
  72
  73     // clean any leftover frame
  74     av_frame_free(&s->input_views[LEFT]);
  75     av_frame_free(&s->input_views[RIGHT]);
  76 }
  77
  78 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
  79 {
  80     AVFilterContext *ctx  = outlink->src;
  81     FramepackContext *s   = outlink->src->priv;
  82
  83     int width             = ctx->inputs[LEFT]->w;
  84     int height            = ctx->inputs[LEFT]->h;
  85     AVRational time_base  = ctx->inputs[LEFT]->time_base;
  86     AVRational frame_rate = ctx->inputs[LEFT]->frame_rate;
  87
  88     // check size and fps match on the other input
  89     if (width  != ctx->inputs[RIGHT]->w ||
  90         height != ctx->inputs[RIGHT]->h) {
  91         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  92                "Left and right sizes differ (%dx%d vs %dx%d).\n",
  93                width, height,
  94                ctx->inputs[RIGHT]->w, ctx->inputs[RIGHT]->h);
  95         return AVERROR_INVALIDDATA;
  96     } else if (av_cmp_q(time_base, ctx->inputs[RIGHT]->time_base) != 0) {
  97         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  98                "Left and right time bases differ (%d/%d vs %d/%d).\n",
  99                time_base.num, time_base.den,
 100                ctx->inputs[RIGHT]->time_base.num,
 101                ctx->inputs[RIGHT]->time_base.den);
 102         return AVERROR_INVALIDDATA;
 103     } else if (av_cmp_q(frame_rate, ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate) != 0) {
 104         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 105                "Left and right framerates differ (%d/%d vs %d/%d).\n",
 106                frame_rate.num, frame_rate.den,
 107                ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate.num,
 108                ctx->inputs[RIGHT]->frame_rate.den);
 109         return AVERROR_INVALIDDATA;
 110     }
 111
 112     s->pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 113     if (!s->pix_desc)
 114         return AVERROR_BUG;
 115
 116     // modify output properties as needed
 117     switch (s->format) {
 118     case AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE:
 119         time_base.den  *= 2;
 120         frame_rate.num *= 2;
 121
 122         s->double_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 123         break;
 124     case AV_STEREO3D_COLUMNS:
 125     case AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE:
 126         width *= 2;
 127         break;
 128     case AV_STEREO3D_LINES:
 129     case AV_STEREO3D_TOPBOTTOM:
 130         height *= 2;
 131         break;
 132     default:
 133         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown packing mode.");
 134         return AVERROR_INVALIDDATA;
 135     }
 136
 137     outlink->w          = width;
 138     outlink->h          = height;
 139     outlink->time_base  = time_base;
 140     outlink->frame_rate = frame_rate;
 141
 142     return 0;
 143 }
 144
 145 static void horizontal_frame_pack(AVFilterLink *outlink,
 146                                   AVFrame *out,
 147                                   int interleaved)
 148 {
 149     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 150     FramepackContext *s = ctx->priv;
 151     int i, plane;
 152
 153     if (interleaved) {
 154         const uint8_t *leftp  = s->input_views[LEFT]->data[0];
 155         const uint8_t *rightp = s->input_views[RIGHT]->data[0];
 156         uint8_t *dstp         = out->data[0];
 157         int length = out->width / 2;
 158         int lines  = out->height;
 159
 160         for (plane = 0; plane < s->pix_desc->nb_components; plane++) {
 161             if (plane == 1 || plane == 2) {
 162                 length = AV_CEIL_RSHIFT(out->width / 2, s->pix_desc->log2_chroma_w);
 163                 lines  = AV_CEIL_RSHIFT(out->height,    s->pix_desc->log2_chroma_h);
 164             }
 165             for (i = 0; i < lines; i++) {
 166                 int j;
 167                 leftp  = s->input_views[LEFT]->data[plane] +
 168                          s->input_views[LEFT]->linesize[plane] * i;
 169                 rightp = s->input_views[RIGHT]->data[plane] +
 170                          s->input_views[RIGHT]->linesize[plane] * i;
 171                 dstp   = out->data[plane] + out->linesize[plane] * i;
 172                 for (j = 0; j < length; j++) {
 173                     // interpolate chroma as necessary
 174                     if ((s->pix_desc->log2_chroma_w ||
 175                          s->pix_desc->log2_chroma_h) &&
 176                         (plane == 1 || plane == 2)) {
 177                         *dstp++ = (*leftp + *rightp) / 2;
 178                         *dstp++ = (*leftp + *rightp) / 2;
 179                     } else {
 180                         *dstp++ = *leftp;
 181                         *dstp++ = *rightp;
 182                     }
 183                     leftp += 1;
 184                     rightp += 1;
 185                 }
 186             }
 187         }
 188     } else {
 189         for (i = 0; i < 2; i++) {
 190             const uint8_t *src[4];
 191             uint8_t *dst[4];
 192             int sub_w = s->input_views[i]->width >> s->pix_desc->log2_chroma_w;
 193
 194             src[0] = s->input_views[i]->data[0];
 195             src[1] = s->input_views[i]->data[1];
 196             src[2] = s->input_views[i]->data[2];
 197
 198             dst[0] = out->data[0] + i * s->input_views[i]->width;
 199             dst[1] = out->data[1] + i * sub_w;
 200             dst[2] = out->data[2] + i * sub_w;
 201
 202             av_image_copy(dst, out->linesize, src, s->input_views[i]->linesize,
 203                           s->input_views[i]->format,
 204                           s->input_views[i]->width,
 205                           s->input_views[i]->height);
 206         }
 207     }
 208 }
 209
 210 static void vertical_frame_pack(AVFilterLink *outlink,
 211                                 AVFrame *out,
 212                                 int interleaved)
 213 {
 214     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 215     FramepackContext *s = ctx->priv;
 216     int i;
 217
 218     for (i = 0; i < 2; i++) {
 219         const uint8_t *src[4];
 220         uint8_t *dst[4];
 221         int linesizes[4];
 222         int sub_h = s->input_views[i]->height >> s->pix_desc->log2_chroma_h;
 223
 224         src[0] = s->input_views[i]->data[0];
 225         src[1] = s->input_views[i]->data[1];
 226         src[2] = s->input_views[i]->data[2];
 227
 228         dst[0] = out->data[0] + i * out->linesize[0] *
 229                  (interleaved + s->input_views[i]->height * (1 - interleaved));
 230         dst[1] = out->data[1] + i * out->linesize[1] *
 231                  (interleaved + sub_h * (1 - interleaved));
 232         dst[2] = out->data[2] + i * out->linesize[2] *
 233                  (interleaved + sub_h * (1 - interleaved));
 234
 235         linesizes[0] = out->linesize[0] +
 236                        interleaved * out->linesize[0];
 237         linesizes[1] = out->linesize[1] +
 238                        interleaved * out->linesize[1];
 239         linesizes[2] = out->linesize[2] +
 240                        interleaved * out->linesize[2];
 241
 242         av_image_copy(dst, linesizes, src, s->input_views[i]->linesize,
 243                       s->input_views[i]->format,
 244                       s->input_views[i]->width,
 245                       s->input_views[i]->height);
 246     }
 247 }
 248
 249 static av_always_inline void spatial_frame_pack(AVFilterLink *outlink,
 250                                                 AVFrame *dst)
 251 {
 252     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 253     FramepackContext *s = ctx->priv;
 254     switch (s->format) {
 255     case AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE:
 256         horizontal_frame_pack(outlink, dst, 0);
 257         break;
 258     case AV_STEREO3D_COLUMNS:
 259         horizontal_frame_pack(outlink, dst, 1);
 260         break;
 261     case AV_STEREO3D_TOPBOTTOM:
 262         vertical_frame_pack(outlink, dst, 0);
 263         break;
 264     case AV_STEREO3D_LINES:
 265         vertical_frame_pack(outlink, dst, 1);
 266         break;
 267     }
 268 }
 269
 270 static int filter_frame_left(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 271 {
 272     FramepackContext *s = inlink->dst->priv;
 273     s->input_views[LEFT] = frame;
 274     return 0;
 275 }
 276
 277 static int filter_frame_right(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
 278 {
 279     FramepackContext *s = inlink->dst->priv;
 280     s->input_views[RIGHT] = frame;
 281     return 0;
 282 }
 283
 284 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 285 {
 286     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 287     FramepackContext *s = ctx->priv;
 288     AVStereo3D *stereo;
 289     int ret, i;
 290
 291     /* get a frame on the either input, stop as soon as a video ends */
 292     for (i = 0; i < 2; i++) {
 293         if (!s->input_views[i]) {
 294             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i]);
 295             if (ret < 0)
 296                 return ret;
 297         }
 298     }
 299
 300     if (s->format == AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE) {
 301         if (s->double_pts == AV_NOPTS_VALUE)
 302             s->double_pts = s->input_views[LEFT]->pts;
 303
 304         for (i = 0; i < 2; i++) {
 305             // set correct timestamps
 306             s->input_views[i]->pts = s->double_pts++;
 307
 308             // set stereo3d side data
 309             stereo = av_stereo3d_create_side_data(s->input_views[i]);
 310             if (!stereo)
 311                 return AVERROR(ENOMEM);
 312             stereo->type = s->format;
 313             stereo->view = i == LEFT ? AV_STEREO3D_VIEW_LEFT
 314                                      : AV_STEREO3D_VIEW_RIGHT;
 315
 316             // filter the frame and immediately relinquish its pointer
 317             ret = ff_filter_frame(outlink, s->input_views[i]);
 318             s->input_views[i] = NULL;
 319             if (ret < 0)
 320                 return ret;
 321         }
 322         return ret;
 323     } else {
 324         AVFrame *dst = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 325         if (!dst)
 326             return AVERROR(ENOMEM);
 327
 328         spatial_frame_pack(outlink, dst);
 329
 330         // get any property from the original frame
 331         ret = av_frame_copy_props(dst, s->input_views[LEFT]);
 332         if (ret < 0) {
 333             av_frame_free(&dst);
 334             return ret;
 335         }
 336
 337         for (i = 0; i < 2; i++)
 338             av_frame_free(&s->input_views[i]);
 339
 340         // set stereo3d side data
 341         stereo = av_stereo3d_create_side_data(dst);
 342         if (!stereo) {
 343             av_frame_free(&dst);
 344             return AVERROR(ENOMEM);
 345         }
 346         stereo->type = s->format;
 347
 348         return ff_filter_frame(outlink, dst);
 349     }
 350 }
 351
 352 #define OFFSET(x) offsetof(FramepackContext, x)
 353 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 354 static const AVOption options[] = {
 355     { "format", "Frame pack output format", OFFSET(format), AV_OPT_TYPE_INT,
 356         { .i64 = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE }, 0, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 357     { "sbs", "Views are packed next to each other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 358         { .i64 = AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 359     { "tab", "Views are packed on top of each other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 360         { .i64 = AV_STEREO3D_TOPBOTTOM }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 361     { "frameseq", "Views are one after the other", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 362         { .i64 = AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 363     { "lines", "Views are interleaved by lines", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 364         { .i64 = AV_STEREO3D_LINES }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 365     { "columns", "Views are interleaved by columns", 0, AV_OPT_TYPE_CONST,
 366         { .i64 = AV_STEREO3D_COLUMNS }, INT_MIN, INT_MAX, .flags = V, .unit = "format" },
 367     { NULL },
 368 };
 369
 370 static const AVClass framepack_class = {
 371     .class_name = "framepack",
 372     .item_name  = av_default_item_name,
 373     .option     = options,
 374     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 375 };
 376
 377 static const AVFilterPad framepack_inputs[] = {
 378     {
 379         .name         = "left",
 380         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 381         .filter_frame = filter_frame_left,
 382         .needs_fifo   = 1,
 383     },
 384     {
 385         .name         = "right",
 386         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 387         .filter_frame = filter_frame_right,
 388         .needs_fifo   = 1,
 389     },
 390     { NULL }
 391 };
 392
 393 static const AVFilterPad framepack_outputs[] = {
 394     {
 395         .name          = "packed",
 396         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 397         .config_props  = config_output,
 398         .request_frame = request_frame,
 399     },
 400     { NULL }
 401 };
 402
 403 AVFilter ff_vf_framepack = {
 404     .name          = "framepack",
 405     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate a frame packed stereoscopic video."),
 406     .priv_size     = sizeof(FramepackContext),
 407     .priv_class    = &framepack_class,
 408     .query_formats = query_formats,
 409     .inputs        = framepack_inputs,
 410     .outputs       = framepack_outputs,
 411     .uninit        = framepack_uninit,
 412 };