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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  * Copyright (C) 2012 Clément Bœsch <ubitux@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
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  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  18  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Generic equation change filter
  25  * Originally written by Michael Niedermayer for the MPlayer project, and
  26  * ported by Clément Bœsch for FFmpeg.
  27  */
  28
  29 #include "libavutil/avstring.h"
  30 #include "libavutil/eval.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "libavutil/pixdesc.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 typedef struct {
  36     const AVClass *class;
  37     AVExpr *e[4];               ///< expressions for each plane
  38     char *expr_str[4];          ///< expression strings for each plane
  39     int framenum;               ///< frame counter
  40     AVFilterBufferRef *picref;  ///< current input buffer
  41     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling
  42     int planes;                 ///< number of planes
  43 } GEQContext;
  44
  45 #define OFFSET(x) offsetof(GEQContext, x)
  46 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  47
  48 static const AVOption geq_options[] = {
  49     { "lum_expr",   "set luminance expression",   OFFSET(expr_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  50     { "cb_expr",    "set chroma blue expression", OFFSET(expr_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  51     { "cr_expr",    "set chroma red expression",  OFFSET(expr_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  52     { "alpha_expr", "set alpha expression",       OFFSET(expr_str[3]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  53     {NULL},
  54 };
  55
  56 AVFILTER_DEFINE_CLASS(geq);
  57
  58 static inline double getpix(void *priv, double x, double y, int plane)
  59 {
  60     int xi, yi;
  61     GEQContext *geq = priv;
  62     AVFilterBufferRef *picref = geq->picref;
  63     const uint8_t *src = picref->data[plane];
  64     const int linesize = picref->linesize[plane];
  65     const int w = picref->video->w >> ((plane == 1 || plane == 2) ? geq->hsub : 0);
  66     const int h = picref->video->h >> ((plane == 1 || plane == 2) ? geq->vsub : 0);
  67
  68     if (!src)
  69         return 0;
  70
  71     xi = x = av_clipf(x, 0, w - 2);
  72     yi = y = av_clipf(y, 0, h - 2);
  73
  74     x -= xi;
  75     y -= yi;
  76
  77     return (1-y)*((1-x)*src[xi +  yi    * linesize] + x*src[xi + 1 +  yi    * linesize])
  78           +   y *((1-x)*src[xi + (yi+1) * linesize] + x*src[xi + 1 + (yi+1) * linesize]);
  79 }
  80
  81 //TODO: cubic interpolate
  82 //TODO: keep the last few frames
  83 static double lum(void *priv, double x, double y) { return getpix(priv, x, y, 0); }
  84 static double  cb(void *priv, double x, double y) { return getpix(priv, x, y, 1); }
  85 static double  cr(void *priv, double x, double y) { return getpix(priv, x, y, 2); }
  86 static double alpha(void *priv, double x, double y) { return getpix(priv, x, y, 3); }
  87
  88 static const char *const var_names[] = {   "X",   "Y",   "W",   "H",   "N",   "SW",   "SH",   "T",        NULL };
  89 enum                                   { VAR_X, VAR_Y, VAR_W, VAR_H, VAR_N, VAR_SW, VAR_SH, VAR_T, VAR_VARS_NB };
  90
  91 static av_cold int geq_init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  92 {
  93     GEQContext *geq = ctx->priv;
  94     int plane, ret = 0;
  95     static const char *shorthand[] = { "lum_expr", "cb_expr", "cr_expr", "alpha_expr", NULL };
  96
  97     geq->class = &geq_class;
  98     av_opt_set_defaults(geq);
  99
 100     if ((ret = av_opt_set_from_string(geq, args, shorthand, "=", ":")) < 0)
 101         return ret;
 102
 103     if (!geq->expr_str[0]) {
 104         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Luminance expression is mandatory\n");
 105         ret = AVERROR(EINVAL);
 106         goto end;
 107     }
 108
 109     if (!geq->expr_str[1] && !geq->expr_str[2]) {
 110         /* No chroma at all: fallback on luma */
 111         geq->expr_str[1] = av_strdup(geq->expr_str[0]);
 112         geq->expr_str[2] = av_strdup(geq->expr_str[0]);
 113     } else {
 114         /* One chroma unspecified, fallback on the other */
 115         if (!geq->expr_str[1]) geq->expr_str[1] = av_strdup(geq->expr_str[2]);
 116         if (!geq->expr_str[2]) geq->expr_str[2] = av_strdup(geq->expr_str[1]);
 117     }
 118
 119     if (!geq->expr_str[3])
 120         geq->expr_str[3] = av_strdup("255");
 121
 122     if (!geq->expr_str[1] || !geq->expr_str[2] || !geq->expr_str[3]) {
 123         ret = AVERROR(ENOMEM);
 124         goto end;
 125     }
 126
 127     for (plane = 0; plane < 4; plane++) {
 128         static double (*p[])(void *, double, double) = { lum, cb, cr, alpha };
 129         static const char *const func2_names[]    = { "lum", "cb", "cr", "alpha", "p", NULL };
 130         double (*func2[])(void *, double, double) = { lum, cb, cr, alpha, p[plane], NULL };
 131
 132         ret = av_expr_parse(&geq->e[plane], geq->expr_str[plane], var_names,
 133                             NULL, NULL, func2_names, func2, 0, ctx);
 134         if (ret < 0)
 135             break;
 136     }
 137
 138 end:
 139     return ret;
 140 }
 141
 142 static int geq_query_formats(AVFilterContext *ctx)
 143 {
 144     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 145         AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV420P,
 146         AV_PIX_FMT_YUV411P,  AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,
 147         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 148         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 149         AV_PIX_FMT_NONE
 150     };
 151     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 152     return 0;
 153 }
 154
 155 static int geq_config_props(AVFilterLink *inlink)
 156 {
 157     GEQContext *geq = inlink->dst->priv;
 158     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 159
 160     geq->hsub = desc->log2_chroma_w;
 161     geq->vsub = desc->log2_chroma_h;
 162     geq->planes = desc->nb_components;
 163     return 0;
 164 }
 165
 166 static int geq_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *in)
 167 {
 168     int plane;
 169     GEQContext *geq = inlink->dst->priv;
 170     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 171     AVFilterBufferRef *out;
 172     double values[VAR_VARS_NB] = {
 173         [VAR_N] = geq->framenum++,
 174         [VAR_T] = in->pts == AV_NOPTS_VALUE ? NAN : in->pts * av_q2d(inlink->time_base),
 175     };
 176
 177     geq->picref = in;
 178     out = ff_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, outlink->w, outlink->h);
 179     if (!out) {
 180         avfilter_unref_bufferp(&in);
 181         return AVERROR(ENOMEM);
 182     }
 183     avfilter_copy_buffer_ref_props(out, in);
 184
 185     for (plane = 0; plane < geq->planes && out->data[plane]; plane++) {
 186         int x, y;
 187         uint8_t *dst = out->data[plane];
 188         const int linesize = out->linesize[plane];
 189         const int w = inlink->w >> ((plane == 1 || plane == 2) ? geq->hsub : 0);
 190         const int h = inlink->h >> ((plane == 1 || plane == 2) ? geq->vsub : 0);
 191
 192         values[VAR_W]  = w;
 193         values[VAR_H]  = h;
 194         values[VAR_SW] = w / (double)inlink->w;
 195         values[VAR_SH] = h / (double)inlink->h;
 196
 197         for (y = 0; y < h; y++) {
 198             values[VAR_Y] = y;
 199             for (x = 0; x < w; x++) {
 200                 values[VAR_X] = x;
 201                 dst[x] = av_expr_eval(geq->e[plane], values, geq);
 202             }
 203             dst += linesize;
 204         }
 205     }
 206
 207     avfilter_unref_bufferp(&geq->picref);
 208     return ff_filter_frame(outlink, out);
 209 }
 210
 211 static av_cold void geq_uninit(AVFilterContext *ctx)
 212 {
 213     int i;
 214     GEQContext *geq = ctx->priv;
 215
 216     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(geq->e); i++)
 217         av_expr_free(geq->e[i]);
 218     av_opt_free(geq);
 219 }
 220
 221 static const AVFilterPad geq_inputs[] = {
 222     {
 223         .name         = "default",
 224         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 225         .config_props = geq_config_props,
 226         .filter_frame = geq_filter_frame,
 227         .min_perms    = AV_PERM_READ,
 228     },
 229     { NULL }
 230 };
 231
 232 static const AVFilterPad geq_outputs[] = {
 233     {
 234         .name = "default",
 235         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 236     },
 237     { NULL }
 238 };
 239
 240 AVFilter avfilter_vf_geq = {
 241     .name          = "geq",
 242     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply generic equation to each pixel."),
 243     .priv_size     = sizeof(GEQContext),
 244     .init          = geq_init,
 245     .uninit        = geq_uninit,
 246     .query_formats = geq_query_formats,
 247     .inputs        = geq_inputs,
 248     .outputs       = geq_outputs,
 249     .priv_class    = &geq_class,
 250 };