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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 Mark Himsley
   3  *
   4  * get_scene_score() Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
   5  * taken from libavfilter/vf_select.c
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 /**
  25  * @file
  26  * filter for upsampling or downsampling a progressive source
  27  */
  28
  29 #define DEBUG
  30
  31 #include "libavutil/avassert.h"
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33 #include "libavutil/internal.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "libavutil/pixdesc.h"
  36 #include "libavutil/pixelutils.h"
  37
  38 #include "avfilter.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "video.h"
  41
  42 #define N_SRCE 3
  43
  44 typedef struct FrameRateContext {
  45     const AVClass *class;
  46     // parameters
  47     AVRational dest_frame_rate;         ///< output frames per second
  48     int flags;                          ///< flags affecting frame rate conversion algorithm
  49     double scene_score;                 ///< score that denotes a scene change has happened
  50     int interp_start;                   ///< start of range to apply linear interpolation (same bitdepth as input)
  51     int interp_end;                     ///< end of range to apply linear interpolation (same bitdepth as input)
  52     int interp_start_param;             ///< start of range to apply linear interpolation
  53     int interp_end_param;               ///< end of range to apply linear interpolation
  54
  55     int line_size[4];                   ///< bytes of pixel data per line for each plane
  56     int vsub;
  57
  58     int frst, next, prev, crnt, last;
  59     int pending_srce_frames;            ///< how many input frames are still waiting to be processed
  60     int flush;                          ///< are we flushing final frames
  61     int pending_end_frame;              ///< flag indicating we are waiting to call filter_frame()
  62
  63     AVRational srce_time_base;          ///< timebase of source
  64
  65     AVRational dest_time_base;          ///< timebase of destination
  66     int32_t dest_frame_num;
  67     int64_t last_dest_frame_pts;        ///< pts of the last frame output
  68     int64_t average_srce_pts_dest_delta;///< average input pts delta converted from input rate to output rate
  69     int64_t average_dest_pts_delta;     ///< calculated average output pts delta
  70
  71     av_pixelutils_sad_fn sad;           ///< Sum of the absolute difference function (scene detect only)
  72     double prev_mafd;                   ///< previous MAFD                           (scene detect only)
  73
  74     AVFrame *srce[N_SRCE];              ///< buffered source frames
  75     int64_t srce_pts_dest[N_SRCE];      ///< pts for source frames scaled to output timebase
  76     double srce_score[N_SRCE];          ///< scene change score compared to the next srce frame
  77     int64_t pts;                        ///< pts of frame we are working on
  78
  79     int max;
  80     int bitdepth;
  81     AVFrame *work;
  82 } FrameRateContext;
  83
  84 #define OFFSET(x) offsetof(FrameRateContext, x)
  85 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  86 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  87 #define FRAMERATE_FLAG_SCD 01
  88
  89 static const AVOption framerate_options[] = {
  90     {"fps",                 "required output frames per second rate", OFFSET(dest_frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="50"},             0,       INT_MAX, V|F },
  91
  92     {"interp_start",        "point to start linear interpolation",    OFFSET(interp_start_param),AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=15},                 0,       255,     V|F },
  93     {"interp_end",          "point to end linear interpolation",      OFFSET(interp_end_param),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=240},                0,       255,     V|F },
  94     {"scene",               "scene change level",                     OFFSET(scene_score),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE,   {.dbl=8.2},                0,       INT_MAX, V|F },
  95
  96     {"flags",               "set flags",                              OFFSET(flags),           AV_OPT_TYPE_FLAGS,    {.i64=1},                  0,       INT_MAX, V|F, "flags" },
  97     {"scene_change_detect", "enable scene change detection",          0,                       AV_OPT_TYPE_CONST,    {.i64=FRAMERATE_FLAG_SCD}, INT_MIN, INT_MAX, V|F, "flags" },
  98     {"scd",                 "enable scene change detection",          0,                       AV_OPT_TYPE_CONST,    {.i64=FRAMERATE_FLAG_SCD}, INT_MIN, INT_MAX, V|F, "flags" },
  99
 100     {NULL}
 101 };
 102
 103 AVFILTER_DEFINE_CLASS(framerate);
 104
 105 static void next_source(AVFilterContext *ctx)
 106 {
 107     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 108     int i;
 109
 110     ff_dlog(ctx,  "next_source()\n");
 111
 112     if (s->srce[s->last] && s->srce[s->last] != s->srce[s->last-1]) {
 113         ff_dlog(ctx, "next_source() unlink %d\n", s->last);
 114         av_frame_free(&s->srce[s->last]);
 115     }
 116     for (i = s->last; i > s->frst; i--) {
 117         ff_dlog(ctx, "next_source() copy %d to %d\n", i - 1, i);
 118         s->srce[i] = s->srce[i - 1];
 119         s->srce_score[i] = s->srce_score[i - 1];
 120     }
 121     ff_dlog(ctx, "next_source() make %d null\n", s->frst);
 122     s->srce[s->frst] = NULL;
 123     s->srce_score[s->frst] = -1.0;
 124 }
 125
 126 static av_always_inline int64_t sad_8x8_16(const uint16_t *src1, ptrdiff_t stride1,
 127                                            const uint16_t *src2, ptrdiff_t stride2)
 128 {
 129     int sum = 0;
 130     int x, y;
 131
 132     for (y = 0; y < 8; y++) {
 133         for (x = 0; x < 8; x++)
 134             sum += FFABS(src1[x] - src2[x]);
 135         src1 += stride1;
 136         src2 += stride2;
 137     }
 138     return sum;
 139 }
 140
 141 static int64_t scene_sad16(FrameRateContext *s, const uint16_t *p1, int p1_linesize, const uint16_t* p2, int p2_linesize, const int width, const int height)
 142 {
 143     int64_t sad;
 144     int x, y;
 145     for (sad = y = 0; y < height - 7; y += 8) {
 146         for (x = 0; x < width - 7; x += 8) {
 147             sad += sad_8x8_16(p1 + y * p1_linesize + x,
 148                               p1_linesize,
 149                               p2 + y * p2_linesize + x,
 150                               p2_linesize);
 151         }
 152     }
 153     return sad;
 154 }
 155
 156 static int64_t scene_sad8(FrameRateContext *s, uint8_t *p1, int p1_linesize, uint8_t* p2, int p2_linesize, const int width, const int height)
 157 {
 158     int64_t sad;
 159     int x, y;
 160     for (sad = y = 0; y < height - 7; y += 8) {
 161         for (x = 0; x < width - 7; x += 8) {
 162             sad += s->sad(p1 + y * p1_linesize + x,
 163                           p1_linesize,
 164                           p2 + y * p2_linesize + x,
 165                           p2_linesize);
 166         }
 167     }
 168     emms_c();
 169     return sad;
 170 }
 171
 172 static double get_scene_score(AVFilterContext *ctx, AVFrame *crnt, AVFrame *next)
 173 {
 174     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 175     double ret = 0;
 176
 177     ff_dlog(ctx, "get_scene_score()\n");
 178
 179     if (crnt->height == next->height &&
 180         crnt->width  == next->width) {
 181         int64_t sad;
 182         double mafd, diff;
 183
 184         ff_dlog(ctx, "get_scene_score() process\n");
 185         if (s->bitdepth == 8)
 186             sad = scene_sad8(s, crnt->data[0], crnt->linesize[0], next->data[0], next->linesize[0], crnt->width, crnt->height);
 187         else
 188             sad = scene_sad16(s, (const uint16_t*)crnt->data[0], crnt->linesize[0] / 2, (const uint16_t*)next->data[0], next->linesize[0] / 2, crnt->width, crnt->height);
 189
 190         mafd = (double)sad * 100.0 / FFMAX(1, (crnt->height & ~7) * (crnt->width & ~7)) / (1 << s->bitdepth);
 191         diff = fabs(mafd - s->prev_mafd);
 192         ret  = av_clipf(FFMIN(mafd, diff), 0, 100.0);
 193         s->prev_mafd = mafd;
 194     }
 195     ff_dlog(ctx, "get_scene_score() result is:%f\n", ret);
 196     return ret;
 197 }
 198
 199 typedef struct ThreadData {
 200     AVFrame *copy_src1, *copy_src2;
 201     uint16_t src1_factor, src2_factor;
 202 } ThreadData;
 203
 204 static int filter_slice8(AVFilterContext *ctx, void *arg, int job, int nb_jobs)
 205 {
 206     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 207     ThreadData *td = arg;
 208     uint16_t src1_factor = td->src1_factor;
 209     uint16_t src2_factor = td->src2_factor;
 210     int plane, line, pixel;
 211
 212     for (plane = 0; plane < 4 && td->copy_src1->data[plane] && td->copy_src2->data[plane]; plane++) {
 213         int cpy_line_width = s->line_size[plane];
 214         uint8_t *cpy_src1_data = td->copy_src1->data[plane];
 215         int cpy_src1_line_size = td->copy_src1->linesize[plane];
 216         uint8_t *cpy_src2_data = td->copy_src2->data[plane];
 217         int cpy_src2_line_size = td->copy_src2->linesize[plane];
 218         int cpy_src_h = (plane > 0 && plane < 3) ? (td->copy_src1->height >> s->vsub) : (td->copy_src1->height);
 219         uint8_t *cpy_dst_data = s->work->data[plane];
 220         int cpy_dst_line_size = s->work->linesize[plane];
 221         const int start = (cpy_src_h *  job   ) / nb_jobs;
 222         const int end   = (cpy_src_h * (job+1)) / nb_jobs;
 223         cpy_src1_data += start * cpy_src1_line_size;
 224         cpy_src2_data += start * cpy_src2_line_size;
 225         cpy_dst_data += start * cpy_dst_line_size;
 226
 227         if (plane <1 || plane >2) {
 228             // luma or alpha
 229             for (line = start; line < end; line++) {
 230                 for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
 231                     // integer version of (src1 * src1_factor) + (src2 + src2_factor) + 0.5
 232                     // 0.5 is for rounding
 233                     // 128 is the integer representation of 0.5 << 8
 234                     cpy_dst_data[pixel] = ((cpy_src1_data[pixel] * src1_factor) + (cpy_src2_data[pixel] * src2_factor) + 128) >> 8;
 235                 }
 236                 cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
 237                 cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
 238                 cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
 239             }
 240         } else {
 241             // chroma
 242             for (line = start; line < end; line++) {
 243                 for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
 244                     // as above
 245                     // because U and V are based around 128 we have to subtract 128 from the components.
 246                     // 32896 is the integer representation of 128.5 << 8
 247                     cpy_dst_data[pixel] = (((cpy_src1_data[pixel] - 128) * src1_factor) + ((cpy_src2_data[pixel] - 128) * src2_factor) + 32896) >> 8;
 248                 }
 249                 cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
 250                 cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
 251                 cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
 252             }
 253         }
 254     }
 255
 256     return 0;
 257 }
 258
 259 static int filter_slice16(AVFilterContext *ctx, void *arg, int job, int nb_jobs)
 260 {
 261     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 262     ThreadData *td = arg;
 263     uint16_t src1_factor = td->src1_factor;
 264     uint16_t src2_factor = td->src2_factor;
 265     const int half = s->max / 2;
 266     const int uv = (s->max + 1) * half;
 267     const int shift = s->bitdepth;
 268     int plane, line, pixel;
 269
 270     for (plane = 0; plane < 4 && td->copy_src1->data[plane] && td->copy_src2->data[plane]; plane++) {
 271         int cpy_line_width = s->line_size[plane];
 272         const uint16_t *cpy_src1_data = (const uint16_t *)td->copy_src1->data[plane];
 273         int cpy_src1_line_size = td->copy_src1->linesize[plane] / 2;
 274         const uint16_t *cpy_src2_data = (const uint16_t *)td->copy_src2->data[plane];
 275         int cpy_src2_line_size = td->copy_src2->linesize[plane] / 2;
 276         int cpy_src_h = (plane > 0 && plane < 3) ? (td->copy_src1->height >> s->vsub) : (td->copy_src1->height);
 277         uint16_t *cpy_dst_data = (uint16_t *)s->work->data[plane];
 278         int cpy_dst_line_size = s->work->linesize[plane] / 2;
 279         const int start = (cpy_src_h *  job   ) / nb_jobs;
 280         const int end   = (cpy_src_h * (job+1)) / nb_jobs;
 281         cpy_src1_data += start * cpy_src1_line_size;
 282         cpy_src2_data += start * cpy_src2_line_size;
 283         cpy_dst_data += start * cpy_dst_line_size;
 284
 285         if (plane <1 || plane >2) {
 286             // luma or alpha
 287             for (line = start; line < end; line++) {
 288                 for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++)
 289                     cpy_dst_data[pixel] = ((cpy_src1_data[pixel] * src1_factor) + (cpy_src2_data[pixel] * src2_factor) + half) >> shift;
 290                 cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
 291                 cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
 292                 cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
 293             }
 294         } else {
 295             // chroma
 296             for (line = start; line < end; line++) {
 297                 for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
 298                     cpy_dst_data[pixel] = (((cpy_src1_data[pixel] - half) * src1_factor) + ((cpy_src2_data[pixel] - half) * src2_factor) + uv) >> shift;
 299                 }
 300                 cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
 301                 cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
 302                 cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
 303             }
 304         }
 305     }
 306
 307     return 0;
 308 }
 309
 310 static int blend_frames(AVFilterContext *ctx, int interpolate,
 311                         int src1, int src2)
 312 {
 313     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 314     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 315     double interpolate_scene_score = 0;
 316
 317     if ((s->flags & FRAMERATE_FLAG_SCD) && s->srce[src1] && s->srce[src2]) {
 318         int i1 = src1 < src2 ? src1 : src2;
 319         int i2 = src1 < src2 ? src2 : src1;
 320         if (i2 == i1 + 1 && s->srce_score[i1] >= 0.0)
 321             interpolate_scene_score = s->srce_score[i1];
 322         else
 323             interpolate_scene_score = s->srce_score[i1] = get_scene_score(ctx, s->srce[i1], s->srce[i2]);
 324         ff_dlog(ctx, "blend_frames() interpolate scene score:%f\n", interpolate_scene_score);
 325     }
 326     // decide if the shot-change detection allows us to blend two frames
 327     if (interpolate_scene_score < s->scene_score && s->srce[src2]) {
 328         ThreadData td;
 329         td.copy_src1 = s->srce[src1];
 330         td.copy_src2 = s->srce[src2];
 331         td.src2_factor = FFABS(interpolate);
 332         td.src1_factor = s->max - td.src2_factor;
 333
 334         // get work-space for output frame
 335         s->work = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 336         if (!s->work)
 337             return AVERROR(ENOMEM);
 338
 339         av_frame_copy_props(s->work, s->srce[s->crnt]);
 340
 341         ff_dlog(ctx, "blend_frames() INTERPOLATE to create work frame\n");
 342         ctx->internal->execute(ctx, s->bitdepth == 8 ? filter_slice8 : filter_slice16, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 343         return 1;
 344     }
 345     return 0;
 346 }
 347
 348 static int process_work_frame(AVFilterContext *ctx, int stop)
 349 {
 350     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 351     int64_t work_next_pts;
 352     int interpolate;
 353     int src1, src2;
 354
 355     ff_dlog(ctx, "process_work_frame()\n");
 356
 357     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() pending_input_frames %d\n", s->pending_srce_frames);
 358
 359     if (s->srce[s->prev]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce prev pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->prev]->pts);
 360     if (s->srce[s->crnt]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce crnt pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->crnt]->pts);
 361     if (s->srce[s->next]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce next pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->next]->pts);
 362
 363     if (!s->srce[s->crnt]) {
 364         // the filter cannot do anything
 365         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() no current frame cached: move on to next frame, do not output a frame\n");
 366         next_source(ctx);
 367         return 0;
 368     }
 369
 370     work_next_pts = s->pts + s->average_dest_pts_delta;
 371
 372     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() work crnt pts:%"PRId64"\n", s->pts);
 373     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() work next pts:%"PRId64"\n", work_next_pts);
 374     if (s->srce[s->prev])
 375         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce prev pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
 376             s->srce_pts_dest[s->prev], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
 377     if (s->srce[s->crnt])
 378         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce crnt pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
 379             s->srce_pts_dest[s->crnt], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
 380     if (s->srce[s->next])
 381         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce next pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
 382             s->srce_pts_dest[s->next], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
 383
 384     av_assert0(s->srce[s->next]);
 385
 386     // should filter be skipping input frame (output frame rate is lower than input frame rate)
 387     if (!s->flush && s->pts >= s->srce_pts_dest[s->next]) {
 388         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() work crnt pts >= srce next pts: SKIP FRAME, move on to next frame, do not output a frame\n");
 389         next_source(ctx);
 390         s->pending_srce_frames--;
 391         return 0;
 392     }
 393
 394     // calculate interpolation
 395     interpolate = av_rescale(s->pts - s->srce_pts_dest[s->crnt], s->max, s->average_srce_pts_dest_delta);
 396     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate:%d/%d\n", interpolate, s->max);
 397     src1 = s->crnt;
 398     if (interpolate > s->interp_end) {
 399         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() source is:NEXT\n");
 400         src1 = s->next;
 401     }
 402     if (s->srce[s->prev] && interpolate < -s->interp_end) {
 403         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() source is:PREV\n");
 404         src1 = s->prev;
 405     }
 406
 407     // decide whether to blend two frames
 408     if ((interpolate >= s->interp_start && interpolate <= s->interp_end) || (interpolate <= -s->interp_start && interpolate >= -s->interp_end)) {
 409         if (interpolate > 0) {
 410             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate source is:NEXT\n");
 411             src2 = s->next;
 412         } else {
 413             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate source is:PREV\n");
 414             src2 = s->prev;
 415         }
 416         if (blend_frames(ctx, interpolate, src1, src2))
 417             goto copy_done;
 418         else
 419             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() CUT - DON'T INTERPOLATE\n");
 420     }
 421
 422     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() COPY to the work frame\n");
 423     // copy the frame we decided is our base source
 424     s->work = av_frame_clone(s->srce[src1]);
 425     if (!s->work)
 426         return AVERROR(ENOMEM);
 427
 428 copy_done:
 429     s->work->pts = s->pts;
 430
 431     // should filter be re-using input frame (output frame rate is higher than input frame rate)
 432     if (!s->flush && (work_next_pts + s->average_dest_pts_delta) < (s->srce_pts_dest[s->crnt] + s->average_srce_pts_dest_delta)) {
 433         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() REPEAT FRAME\n");
 434     } else {
 435         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() CONSUME FRAME, move to next frame\n");
 436         s->pending_srce_frames--;
 437         next_source(ctx);
 438     }
 439     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() output a frame\n");
 440     s->dest_frame_num++;
 441     if (stop)
 442         s->pending_end_frame = 0;
 443     s->last_dest_frame_pts = s->work->pts;
 444
 445     return 1;
 446 }
 447
 448 static void set_srce_frame_dest_pts(AVFilterContext *ctx)
 449 {
 450     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 451
 452     ff_dlog(ctx, "set_srce_frame_output_pts()\n");
 453
 454     // scale the input pts from the timebase difference between input and output
 455     if (s->srce[s->prev])
 456         s->srce_pts_dest[s->prev] = av_rescale_q(s->srce[s->prev]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
 457     if (s->srce[s->crnt])
 458         s->srce_pts_dest[s->crnt] = av_rescale_q(s->srce[s->crnt]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
 459     if (s->srce[s->next])
 460         s->srce_pts_dest[s->next] = av_rescale_q(s->srce[s->next]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
 461 }
 462
 463 static void set_work_frame_pts(AVFilterContext *ctx)
 464 {
 465     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 466     int64_t pts, average_srce_pts_delta = 0;
 467
 468     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts()\n");
 469
 470     av_assert0(s->srce[s->next]);
 471     av_assert0(s->srce[s->crnt]);
 472
 473     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce crnt pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->crnt]->pts);
 474     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce next pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->next]->pts);
 475     if (s->srce[s->prev])
 476         ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce prev pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->prev]->pts);
 477
 478     average_srce_pts_delta = s->average_srce_pts_dest_delta;
 479     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() initial average srce pts:%"PRId64"\n", average_srce_pts_delta);
 480
 481     set_srce_frame_dest_pts(ctx);
 482
 483     // calculate the PTS delta
 484     if ((pts = (s->srce_pts_dest[s->next] - s->srce_pts_dest[s->crnt]))) {
 485         average_srce_pts_delta = average_srce_pts_delta?((average_srce_pts_delta+pts)>>1):pts;
 486     } else if (s->srce[s->prev] && (pts = (s->srce_pts_dest[s->crnt] - s->srce_pts_dest[s->prev]))) {
 487         average_srce_pts_delta = average_srce_pts_delta?((average_srce_pts_delta+pts)>>1):pts;
 488     }
 489
 490     s->average_srce_pts_dest_delta = average_srce_pts_delta;
 491     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average srce pts:%"PRId64"\n", average_srce_pts_delta);
 492     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average srce pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
 493             s->average_srce_pts_dest_delta, s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
 494
 495     if (ctx->inputs[0] && !s->average_dest_pts_delta) {
 496         int64_t d = av_q2d(av_inv_q(av_mul_q(s->dest_time_base, s->dest_frame_rate)));
 497         s->average_dest_pts_delta = d;
 498         ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average dest pts delta:%"PRId64"\n", s->average_dest_pts_delta);
 499     }
 500
 501     if (!s->dest_frame_num) {
 502         s->pts = s->last_dest_frame_pts = s->srce_pts_dest[s->crnt];
 503     } else {
 504         s->pts = s->last_dest_frame_pts + s->average_dest_pts_delta;
 505     }
 506
 507     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() calculated pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
 508             s->pts, s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
 509 }
 510
 511 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 512 {
 513     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 514     int i;
 515
 516     s->dest_frame_num = 0;
 517
 518     s->crnt = (N_SRCE)>>1;
 519     s->last = N_SRCE - 1;
 520
 521     s->next = s->crnt - 1;
 522     s->prev = s->crnt + 1;
 523
 524     for (i = 0; i < N_SRCE; i++)
 525         s->srce_score[i] = -1.0;
 526
 527     return 0;
 528 }
 529
 530 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 531 {
 532     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 533     int i;
 534
 535     for (i = s->frst; i < s->last; i++) {
 536         if (s->srce[i] && (s->srce[i] != s->srce[i + 1]))
 537             av_frame_free(&s->srce[i]);
 538     }
 539     av_frame_free(&s->srce[s->last]);
 540 }
 541
 542 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 543 {
 544     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 545         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 546         AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
 547         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 548         AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 549         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 550         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 551         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
 552         AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV422P12,
 553         AV_PIX_FMT_YUV444P9, AV_PIX_FMT_YUV444P10, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 554         AV_PIX_FMT_NONE
 555     };
 556
 557     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
 558     if (!fmts_list)
 559         return AVERROR(ENOMEM);
 560     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
 561 }
 562
 563 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 564 {
 565     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 566     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 567     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 568     int plane;
 569
 570     for (plane = 0; plane < 4; plane++) {
 571         s->line_size[plane] = av_image_get_linesize(inlink->format, inlink->w,
 572                                                     plane);
 573     }
 574
 575     s->bitdepth = pix_desc->comp[0].depth;
 576     s->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
 577     s->interp_start = s->interp_start_param << (s->bitdepth - 8);
 578     s->interp_end = s->interp_end_param << (s->bitdepth - 8);
 579
 580     s->sad = av_pixelutils_get_sad_fn(3, 3, 2, s); // 8x8 both sources aligned
 581     if (!s->sad)
 582         return AVERROR(EINVAL);
 583
 584     s->srce_time_base = inlink->time_base;
 585
 586     s->max = 1 << (s->bitdepth);
 587
 588     return 0;
 589 }
 590
 591 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpicref)
 592 {
 593     int ret;
 594     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 595     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 596
 597     // we have one new frame
 598     s->pending_srce_frames++;
 599
 600     if (inpicref->interlaced_frame)
 601         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Interlaced frame found - the output will not be correct.\n");
 602
 603     // store the pointer to the new frame
 604     av_frame_free(&s->srce[s->frst]);
 605     s->srce[s->frst] = inpicref;
 606
 607     if (!s->pending_end_frame && s->srce[s->crnt]) {
 608         set_work_frame_pts(ctx);
 609         s->pending_end_frame = 1;
 610     } else {
 611         set_srce_frame_dest_pts(ctx);
 612     }
 613
 614     ret = process_work_frame(ctx, 1);
 615     if (ret < 0)
 616         return ret;
 617     return ret ? ff_filter_frame(ctx->outputs[0], s->work) : 0;
 618 }
 619
 620 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 621 {
 622     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 623     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 624     int exact;
 625
 626     ff_dlog(ctx, "config_output()\n");
 627
 628     ff_dlog(ctx,
 629            "config_output() input time base:%u/%u (%f)\n",
 630            ctx->inputs[0]->time_base.num,ctx->inputs[0]->time_base.den,
 631            av_q2d(ctx->inputs[0]->time_base));
 632
 633     // make sure timebase is small enough to hold the framerate
 634
 635     exact = av_reduce(&s->dest_time_base.num, &s->dest_time_base.den,
 636                       av_gcd((int64_t)s->srce_time_base.num * s->dest_frame_rate.num,
 637                              (int64_t)s->srce_time_base.den * s->dest_frame_rate.den ),
 638                       (int64_t)s->srce_time_base.den * s->dest_frame_rate.num, INT_MAX);
 639
 640     av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
 641            "time base:%u/%u -> %u/%u exact:%d\n",
 642            s->srce_time_base.num, s->srce_time_base.den,
 643            s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den, exact);
 644     if (!exact) {
 645         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Timebase conversion is not exact\n");
 646     }
 647
 648     outlink->frame_rate = s->dest_frame_rate;
 649     outlink->time_base = s->dest_time_base;
 650
 651     ff_dlog(ctx,
 652            "config_output() output time base:%u/%u (%f) w:%d h:%d\n",
 653            outlink->time_base.num, outlink->time_base.den,
 654            av_q2d(outlink->time_base),
 655            outlink->w, outlink->h);
 656
 657
 658     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "fps -> fps:%u/%u scene score:%f interpolate start:%d end:%d\n",
 659             s->dest_frame_rate.num, s->dest_frame_rate.den,
 660             s->scene_score, s->interp_start, s->interp_end);
 661
 662     return 0;
 663 }
 664
 665 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 666 {
 667     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 668     FrameRateContext *s = ctx->priv;
 669     int ret, i;
 670
 671     ff_dlog(ctx, "request_frame()\n");
 672
 673     // if there is no "next" frame AND we are not in flush then get one from our input filter
 674     if (!s->srce[s->frst] && !s->flush)
 675         goto request;
 676
 677     ff_dlog(ctx, "request_frame() REPEAT or FLUSH\n");
 678
 679     if (s->pending_srce_frames <= 0) {
 680         ff_dlog(ctx, "request_frame() nothing else to do, return:EOF\n");
 681         return AVERROR_EOF;
 682     }
 683
 684     // otherwise, make brand-new frame and pass to our output filter
 685     ff_dlog(ctx, "request_frame() FLUSH\n");
 686
 687     // back fill at end of file when source has no more frames
 688     for (i = s->last; i > s->frst; i--) {
 689         if (!s->srce[i - 1] && s->srce[i]) {
 690             ff_dlog(ctx, "request_frame() copy:%d to:%d\n", i, i - 1);
 691             s->srce[i - 1] = s->srce[i];
 692         }
 693     }
 694
 695     set_work_frame_pts(ctx);
 696     ret = process_work_frame(ctx, 0);
 697     if (ret < 0)
 698         return ret;
 699     if (ret)
 700         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], s->work);
 701
 702 request:
 703     ff_dlog(ctx, "request_frame() call source's request_frame()\n");
 704     ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 705     if (ret < 0 && (ret != AVERROR_EOF)) {
 706         ff_dlog(ctx, "request_frame() source's request_frame() returned error:%d\n", ret);
 707         return ret;
 708     } else if (ret == AVERROR_EOF) {
 709         s->flush = 1;
 710     }
 711     ff_dlog(ctx, "request_frame() source's request_frame() returned:%d\n", ret);
 712     return 0;
 713 }
 714
 715 static const AVFilterPad framerate_inputs[] = {
 716     {
 717         .name         = "default",
 718         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 719         .config_props = config_input,
 720         .filter_frame = filter_frame,
 721     },
 722     { NULL }
 723 };
 724
 725 static const AVFilterPad framerate_outputs[] = {
 726     {
 727         .name          = "default",
 728         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 729         .request_frame = request_frame,
 730         .config_props  = config_output,
 731     },
 732     { NULL }
 733 };
 734
 735 AVFilter ff_vf_framerate = {
 736     .name          = "framerate",
 737     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Upsamples or downsamples progressive source between specified frame rates."),
 738     .priv_size     = sizeof(FrameRateContext),
 739     .priv_class    = &framerate_class,
 740     .init          = init,
 741     .uninit        = uninit,
 742     .query_formats = query_formats,
 743     .inputs        = framerate_inputs,
 744     .outputs       = framerate_outputs,
 745     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 746 };