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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  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+3];        ///< expression strings for each plane
  39     AVFrame *picref;            ///< current input buffer
  40     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling
  41     int planes;                 ///< number of planes
  42     int is_rgb;
  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
  54     { "r",          "set red expression",   OFFSET(expr_str[6]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  55     { "g",          "set green expression", OFFSET(expr_str[4]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  56     { "b",          "set blue expression",  OFFSET(expr_str[5]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  57     {NULL},
  58 };
  59
  60 AVFILTER_DEFINE_CLASS(geq);
  61
  62 static inline double getpix(void *priv, double x, double y, int plane)
  63 {
  64     int xi, yi;
  65     GEQContext *geq = priv;
  66     AVFrame *picref = geq->picref;
  67     const uint8_t *src = picref->data[plane];
  68     const int linesize = picref->linesize[plane];
  69     const int w = picref->width  >> ((plane == 1 || plane == 2) ? geq->hsub : 0);
  70     const int h = picref->height >> ((plane == 1 || plane == 2) ? geq->vsub : 0);
  71
  72     if (!src)
  73         return 0;
  74
  75     xi = x = av_clipf(x, 0, w - 2);
  76     yi = y = av_clipf(y, 0, h - 2);
  77
  78     x -= xi;
  79     y -= yi;
  80
  81     return (1-y)*((1-x)*src[xi +  yi    * linesize] + x*src[xi + 1 +  yi    * linesize])
  82           +   y *((1-x)*src[xi + (yi+1) * linesize] + x*src[xi + 1 + (yi+1) * linesize]);
  83 }
  84
  85 //TODO: cubic interpolate
  86 //TODO: keep the last few frames
  87 static double lum(void *priv, double x, double y) { return getpix(priv, x, y, 0); }
  88 static double  cb(void *priv, double x, double y) { return getpix(priv, x, y, 1); }
  89 static double  cr(void *priv, double x, double y) { return getpix(priv, x, y, 2); }
  90 static double alpha(void *priv, double x, double y) { return getpix(priv, x, y, 3); }
  91
  92 static const char *const var_names[] = {   "X",   "Y",   "W",   "H",   "N",   "SW",   "SH",   "T",        NULL };
  93 enum                                   { VAR_X, VAR_Y, VAR_W, VAR_H, VAR_N, VAR_SW, VAR_SH, VAR_T, VAR_VARS_NB };
  94
  95 static av_cold int geq_init(AVFilterContext *ctx)
  96 {
  97     GEQContext *geq = ctx->priv;
  98     int plane, ret = 0;
  99
 100     if (!geq->expr_str[0] && !geq->expr_str[4] && !geq->expr_str[5] && !geq->expr_str[6]) {
 101         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "A luminance or RGB expression is mandatory\n");
 102         ret = AVERROR(EINVAL);
 103         goto end;
 104     }
 105     geq->is_rgb = !geq->expr_str[0];
 106
 107     if ((geq->expr_str[0] || geq->expr_str[1] || geq->expr_str[2]) && (geq->expr_str[4] || geq->expr_str[5] || geq->expr_str[6])) {
 108         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Either YCbCr or RGB but not both must be specified\n");
 109         ret = AVERROR(EINVAL);
 110         goto end;
 111     }
 112
 113     if (!geq->expr_str[1] && !geq->expr_str[2]) {
 114         /* No chroma at all: fallback on luma */
 115         geq->expr_str[1] = av_strdup(geq->expr_str[0]);
 116         geq->expr_str[2] = av_strdup(geq->expr_str[0]);
 117     } else {
 118         /* One chroma unspecified, fallback on the other */
 119         if (!geq->expr_str[1]) geq->expr_str[1] = av_strdup(geq->expr_str[2]);
 120         if (!geq->expr_str[2]) geq->expr_str[2] = av_strdup(geq->expr_str[1]);
 121     }
 122
 123     if (!geq->expr_str[3])
 124         geq->expr_str[3] = av_strdup("255");
 125     if (!geq->expr_str[4])
 126         geq->expr_str[4] = av_strdup("g(X,Y)");
 127     if (!geq->expr_str[5])
 128         geq->expr_str[5] = av_strdup("b(X,Y)");
 129     if (!geq->expr_str[6])
 130         geq->expr_str[6] = av_strdup("r(X,Y)");
 131
 132     if (geq->is_rgb ?
 133             (!geq->expr_str[4] || !geq->expr_str[5] || !geq->expr_str[6])
 134                     :
 135             (!geq->expr_str[1] || !geq->expr_str[2] || !geq->expr_str[3])) {
 136         ret = AVERROR(ENOMEM);
 137         goto end;
 138     }
 139
 140     for (plane = 0; plane < 4; plane++) {
 141         static double (*p[])(void *, double, double) = { lum, cb, cr, alpha };
 142         static const char *const func2_yuv_names[]    = { "lum", "cb", "cr", "alpha", "p", NULL };
 143         static const char *const func2_rgb_names[]    = { "g", "b", "r", "alpha", "p", NULL };
 144         const char *const *func2_names       = geq->is_rgb ? func2_rgb_names : func2_yuv_names;
 145         double (*func2[])(void *, double, double) = { lum, cb, cr, alpha, p[plane], NULL };
 146
 147         ret = av_expr_parse(&geq->e[plane], geq->expr_str[plane < 3 && geq->is_rgb ? plane+4 : plane], var_names,
 148                             NULL, NULL, func2_names, func2, 0, ctx);
 149         if (ret < 0)
 150             break;
 151     }
 152
 153 end:
 154     return ret;
 155 }
 156
 157 static int geq_query_formats(AVFilterContext *ctx)
 158 {
 159     GEQContext *geq = ctx->priv;
 160     static const enum PixelFormat yuv_pix_fmts[] = {
 161         AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV420P,
 162         AV_PIX_FMT_YUV411P,  AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,
 163         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 164         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 165         AV_PIX_FMT_NONE
 166     };
 167     static const enum PixelFormat rgb_pix_fmts[] = {
 168         AV_PIX_FMT_GBRP,
 169         AV_PIX_FMT_NONE
 170     };
 171     if (geq->is_rgb) {
 172         ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(rgb_pix_fmts));
 173     } else
 174         ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(yuv_pix_fmts));
 175     return 0;
 176 }
 177
 178 static int geq_config_props(AVFilterLink *inlink)
 179 {
 180     GEQContext *geq = inlink->dst->priv;
 181     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 182
 183     geq->hsub = desc->log2_chroma_w;
 184     geq->vsub = desc->log2_chroma_h;
 185     geq->planes = desc->nb_components;
 186     return 0;
 187 }
 188
 189 static int geq_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 190 {
 191     int plane;
 192     GEQContext *geq = inlink->dst->priv;
 193     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 194     AVFrame *out;
 195     double values[VAR_VARS_NB] = {
 196         [VAR_N] = inlink->frame_count,
 197         [VAR_T] = in->pts == AV_NOPTS_VALUE ? NAN : in->pts * av_q2d(inlink->time_base),
 198     };
 199
 200     geq->picref = in;
 201     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 202     if (!out) {
 203         av_frame_free(&in);
 204         return AVERROR(ENOMEM);
 205     }
 206     av_frame_copy_props(out, in);
 207
 208     for (plane = 0; plane < geq->planes && out->data[plane]; plane++) {
 209         int x, y;
 210         uint8_t *dst = out->data[plane];
 211         const int linesize = out->linesize[plane];
 212         const int w = inlink->w >> ((plane == 1 || plane == 2) ? geq->hsub : 0);
 213         const int h = inlink->h >> ((plane == 1 || plane == 2) ? geq->vsub : 0);
 214
 215         values[VAR_W]  = w;
 216         values[VAR_H]  = h;
 217         values[VAR_SW] = w / (double)inlink->w;
 218         values[VAR_SH] = h / (double)inlink->h;
 219
 220         for (y = 0; y < h; y++) {
 221             values[VAR_Y] = y;
 222             for (x = 0; x < w; x++) {
 223                 values[VAR_X] = x;
 224                 dst[x] = av_expr_eval(geq->e[plane], values, geq);
 225             }
 226             dst += linesize;
 227         }
 228     }
 229
 230     av_frame_free(&geq->picref);
 231     return ff_filter_frame(outlink, out);
 232 }
 233
 234 static av_cold void geq_uninit(AVFilterContext *ctx)
 235 {
 236     int i;
 237     GEQContext *geq = ctx->priv;
 238
 239     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(geq->e); i++)
 240         av_expr_free(geq->e[i]);
 241 }
 242
 243 static const AVFilterPad geq_inputs[] = {
 244     {
 245         .name         = "default",
 246         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 247         .config_props = geq_config_props,
 248         .filter_frame = geq_filter_frame,
 249     },
 250     { NULL }
 251 };
 252
 253 static const AVFilterPad geq_outputs[] = {
 254     {
 255         .name = "default",
 256         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 257     },
 258     { NULL }
 259 };
 260
 261 AVFilter avfilter_vf_geq = {
 262     .name          = "geq",
 263     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply generic equation to each pixel."),
 264     .priv_size     = sizeof(GEQContext),
 265     .init          = geq_init,
 266     .uninit        = geq_uninit,
 267     .query_formats = geq_query_formats,
 268     .inputs        = geq_inputs,
 269     .outputs       = geq_outputs,
 270     .priv_class    = &geq_class,
 271 };