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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012-2013 Paul B Mahol
   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 #include "libavutil/avassert.h"
  22 #include "libavutil/opt.h"
  23 #include "libavutil/parseutils.h"
  24 #include "libavutil/pixdesc.h"
  25 #include "avfilter.h"
  26 #include "formats.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "video.h"
  29
  30 enum HistogramMode {
  31     MODE_LEVELS,
  32     MODE_WAVEFORM,
  33     MODE_COLOR,
  34     MODE_COLOR2,
  35     MODE_NB
  36 };
  37
  38 typedef struct HistogramContext {
  39     const AVClass *class;               ///< AVClass context for log and options purpose
  40     enum HistogramMode mode;
  41     unsigned       histogram[256];
  42     unsigned       max_hval;
  43     int            ncomp;
  44     const uint8_t  *bg_color;
  45     const uint8_t  *fg_color;
  46     int            level_height;
  47     int            scale_height;
  48     int            step;
  49     int            waveform_mode;
  50 } HistogramContext;
  51
  52 #define OFFSET(x) offsetof(HistogramContext, x)
  53 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  54
  55 static const AVOption histogram_options[] = {
  56     { "mode", "set histogram mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MODE_LEVELS}, 0, MODE_NB-1, FLAGS, "mode"},
  57     { "levels", "standard histogram", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MODE_LEVELS}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
  58     { "waveform", "per row/column luminance graph", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MODE_WAVEFORM}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
  59     { "color", "chroma values in vectorscope", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MODE_COLOR}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
  60     { "color2", "chroma values in vectorscope", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MODE_COLOR2}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
  61     { "level_height", "set level height", OFFSET(level_height), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=200}, 50, 2048, FLAGS},
  62     { "scale_height", "set scale height", OFFSET(scale_height), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=12}, 0, 40, FLAGS},
  63     { "step", "set waveform step value", OFFSET(step), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=10}, 1, 255, FLAGS},
  64     { "waveform_mode", "set waveform mode", OFFSET(waveform_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS, "waveform_mode"},
  65     { "row",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "waveform_mode" },
  66     { "column", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "waveform_mode" },
  67     { NULL },
  68 };
  69
  70 AVFILTER_DEFINE_CLASS(histogram);
  71
  72 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  73 {
  74     HistogramContext *h = ctx->priv;
  75     int ret;
  76
  77     h->class = &histogram_class;
  78     av_opt_set_defaults(h);
  79
  80     if ((ret = (av_set_options_string(h, args, "=", ":"))) < 0)
  81         return ret;
  82
  83     return 0;
  84 }
  85
  86 static const enum AVPixelFormat color_pix_fmts[] = {
  87     AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
  88     AV_PIX_FMT_NONE
  89 };
  90
  91 static const enum AVPixelFormat levels_pix_fmts[] = {
  92     AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
  93     AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_NONE
  94 };
  95
  96 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  97 {
  98     HistogramContext *h = ctx->priv;
  99     const enum AVPixelFormat *pix_fmts;
 100
 101     switch (h->mode) {
 102     case MODE_LEVELS:
 103         pix_fmts = levels_pix_fmts;
 104         break;
 105     case MODE_WAVEFORM:
 106     case MODE_COLOR:
 107     case MODE_COLOR2:
 108         pix_fmts = color_pix_fmts;
 109         break;
 110     default:
 111         av_assert0(0);
 112     }
 113
 114     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 115
 116     return 0;
 117 }
 118
 119 static const uint8_t black_yuva_color[4] = { 0, 127, 127, 255 };
 120 static const uint8_t black_gbrp_color[4] = { 0, 0, 0, 255 };
 121 static const uint8_t white_yuva_color[4] = { 255, 127, 127, 255 };
 122 static const uint8_t white_gbrp_color[4] = { 255, 255, 255, 255 };
 123
 124 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 125 {
 126     HistogramContext *h = inlink->dst->priv;
 127     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 128
 129     h->ncomp = desc->nb_components;
 130
 131     switch (inlink->format) {
 132     case AV_PIX_FMT_GBRP:
 133         h->bg_color = black_gbrp_color;
 134         h->fg_color = white_gbrp_color;
 135         break;
 136     default:
 137         h->bg_color = black_yuva_color;
 138         h->fg_color = white_yuva_color;
 139     }
 140
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 145 {
 146     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 147     HistogramContext *h = ctx->priv;
 148
 149     switch (h->mode) {
 150     case MODE_LEVELS:
 151         outlink->w = 256;
 152         outlink->h = (h->level_height + h->scale_height) * h->ncomp;
 153         break;
 154     case MODE_WAVEFORM:
 155         if (h->waveform_mode)
 156             outlink->h = 256;
 157         else
 158             outlink->w = 256;
 159         break;
 160     case MODE_COLOR:
 161     case MODE_COLOR2:
 162         outlink->h = outlink->w = 256;
 163         break;
 164     default:
 165         av_assert0(0);
 166     }
 167
 168     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 169
 170     return 0;
 171 }
 172
 173 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *in)
 174 {
 175     HistogramContext *h   = inlink->dst->priv;
 176     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
 177     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 178     AVFilterBufferRef *out;
 179     const uint8_t *src;
 180     uint8_t *dst;
 181     int i, j, k, l, ret;
 182
 183     out = ff_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, outlink->w, outlink->h);
 184     if (!out) {
 185         avfilter_unref_bufferp(&in);
 186         return AVERROR(ENOMEM);
 187     }
 188
 189     out->pts = in->pts;
 190     out->pos = in->pos;
 191
 192     for (k = 0; k < h->ncomp; k++)
 193         for (i = 0; i < outlink->h; i++)
 194             memset(out->data[k] + i * out->linesize[k], h->bg_color[k], outlink->w);
 195
 196     switch (h->mode) {
 197     case MODE_LEVELS:
 198         for (k = 0; k < h->ncomp; k++) {
 199             for (i = 0; i < in->video->h; i++) {
 200                 src = in->data[k] + i * in->linesize[k];
 201                 for (j = 0; j < in->video->w; j++)
 202                     h->histogram[src[j]]++;
 203             }
 204
 205             for (i = 0; i < 256; i++)
 206                 h->max_hval = FFMAX(h->max_hval, h->histogram[i]);
 207
 208             int start = k * (h->level_height + h->scale_height);
 209             for (i = 0; i < outlink->w; i++) {
 210                 int col_height = h->level_height - (float)h->histogram[i] / h->max_hval * h->level_height;
 211
 212                 for (j = h->level_height - 1; j >= col_height; j--)
 213                     for (l = 0; l < h->ncomp; l++)
 214                         out->data[l][(j + start) * out->linesize[l] + i] = h->fg_color[l];
 215                 for (j = h->level_height + h->scale_height - 1; j >= h->level_height; j--)
 216                     out->data[k][(j + start) * out->linesize[k] + i] = i;
 217             }
 218
 219             memset(h->histogram, 0, 256 * sizeof(unsigned));
 220             h->max_hval = 0;
 221         }
 222         break;
 223     case MODE_WAVEFORM:
 224         if (h->waveform_mode) {
 225             for (i = 0; i < inlink->w; i++) {
 226                 for (j = 0; j < inlink->h; j++) {
 227                     int pos = in->data[0][j * in->linesize[0] + i] * out->linesize[0] + i;
 228                     unsigned value = out->data[0][pos];
 229                     value = FFMIN(value + h->step, 255);
 230                     out->data[0][pos] = value;
 231                 }
 232             }
 233         } else {
 234             for (i = 0; i < inlink->h; i++) {
 235                 src = in ->data[0] + i * in ->linesize[0];
 236                 dst = out->data[0] + i * out->linesize[0];
 237                 for (j = 0; j < inlink->w; j++) {
 238                     int pos = src[j];
 239                     unsigned value = dst[pos];
 240                     value = FFMIN(value + h->step, 255);
 241                     dst[pos] = value;
 242                 }
 243             }
 244         }
 245         break;
 246     case MODE_COLOR:
 247         for (i = 0; i < inlink->h; i++) {
 248             int iw1 = i * in->linesize[1];
 249             int iw2 = i * in->linesize[2];
 250             for (j = 0; j < inlink->w; j++) {
 251                 int pos = in->data[1][iw1 + j] * out->linesize[0] + in->data[2][iw2 + j];
 252                 if (out->data[0][pos] < 255)
 253                     out->data[0][pos]++;
 254             }
 255         }
 256         for (i = 0; i < 256; i++) {
 257             dst = out->data[0] + i * out->linesize[0];
 258             for (j = 0; j < 256; j++) {
 259                 if (!dst[j]) {
 260                     out->data[1][i * out->linesize[0] + j] = i;
 261                     out->data[2][i * out->linesize[0] + j] = j;
 262                 }
 263             }
 264         }
 265         break;
 266     case MODE_COLOR2:
 267         for (i = 0; i < inlink->h; i++) {
 268             int iw1 = i * in->linesize[1];
 269             int iw2 = i * in->linesize[2];
 270             for (j = 0; j < inlink->w; j++) {
 271                 int u = in->data[1][iw1 + j];
 272                 int v = in->data[2][iw2 + j];
 273                 int pos = u * out->linesize[0] + v;
 274                 if (!out->data[0][pos])
 275                     out->data[0][pos] = FFABS(128 - u) + FFABS(128 - v);
 276                 out->data[1][pos] = u;
 277                 out->data[2][pos] = v;
 278             }
 279         }
 280         break;
 281     default:
 282         av_assert0(0);
 283     }
 284
 285     ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 286     avfilter_unref_bufferp(&in);
 287     if (ret < 0)
 288         return ret;
 289     return 0;
 290 }
 291
 292 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 293 {
 294     HistogramContext *h = ctx->priv;
 295
 296     av_opt_free(h);
 297 }
 298
 299 static const AVFilterPad inputs[] = {
 300     {
 301         .name         = "default",
 302         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 303         .filter_frame = filter_frame,
 304         .config_props = config_input,
 305         .min_perms    = AV_PERM_READ,
 306     },
 307     { NULL }
 308 };
 309
 310 static const AVFilterPad outputs[] = {
 311     {
 312         .name         = "default",
 313         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 314         .config_props = config_output,
 315     },
 316     { NULL }
 317 };
 318
 319 AVFilter avfilter_vf_histogram = {
 320     .name          = "histogram",
 321     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Compute and draw a histogram."),
 322     .priv_size     = sizeof(HistogramContext),
 323     .init          = init,
 324     .uninit        = uninit,
 325     .query_formats = query_formats,
 326     .inputs        = inputs,
 327     .outputs       = outputs,
 328     .priv_class    = &histogram_class,
 329 };