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

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  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * libopencv wrapper functions
  24  */
  25
  26 /* #define DEBUG */
  27
  28 #include <opencv/cv.h>
  29 #include <opencv/cxcore.h>
  30 #include "libavutil/avstring.h"
  31 #include "libavutil/file.h"
  32 #include "avfilter.h"
  33
  34 static void fill_iplimage_from_picref(IplImage *img, const AVFilterBufferRef *picref, enum PixelFormat pixfmt)
  35 {
  36     IplImage *tmpimg;
  37     int depth, channels_nb;
  38
  39     if      (pixfmt == PIX_FMT_GRAY8) { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 1; }
  40     else if (pixfmt == PIX_FMT_BGRA)  { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 4; }
  41     else if (pixfmt == PIX_FMT_BGR24) { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 3; }
  42     else return;
  43
  44     tmpimg = cvCreateImageHeader((CvSize){picref->video->w, picref->video->h}, depth, channels_nb);
  45     *img = *tmpimg;
  46     img->imageData = img->imageDataOrigin = picref->data[0];
  47     img->dataOrder = IPL_DATA_ORDER_PIXEL;
  48     img->origin    = IPL_ORIGIN_TL;
  49     img->widthStep = picref->linesize[0];
  50 }
  51
  52 static void fill_picref_from_iplimage(AVFilterBufferRef *picref, const IplImage *img, enum PixelFormat pixfmt)
  53 {
  54     picref->linesize[0] = img->widthStep;
  55     picref->data[0]     = img->imageData;
  56 }
  57
  58 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  59 {
  60     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
  61         PIX_FMT_BGR24, PIX_FMT_BGRA, PIX_FMT_GRAY8, PIX_FMT_NONE
  62     };
  63
  64     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  65     return 0;
  66 }
  67
  68 static void null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir) { }
  69
  70 typedef struct {
  71     const char *name;
  72     int (*init)(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque);
  73     void (*uninit)(AVFilterContext *ctx);
  74     void (*end_frame_filter)(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg);
  75     void *priv;
  76 } OCVContext;
  77
  78 typedef struct {
  79     int type;
  80     int    param1, param2;
  81     double param3, param4;
  82 } SmoothContext;
  83
  84 static av_cold int smooth_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
  85 {
  86     OCVContext *ocv = ctx->priv;
  87     SmoothContext *smooth = ocv->priv;
  88     char type_str[128] = "gaussian";
  89
  90     smooth->param1 = 3;
  91     smooth->param2 = 0;
  92     smooth->param3 = 0.0;
  93     smooth->param4 = 0.0;
  94
  95     if (args)
  96         sscanf(args, "%127[^:]:%d:%d:%lf:%lf", type_str, &smooth->param1, &smooth->param2, &smooth->param3, &smooth->param4);
  97
  98     if      (!strcmp(type_str, "blur"         )) smooth->type = CV_BLUR;
  99     else if (!strcmp(type_str, "blur_no_scale")) smooth->type = CV_BLUR_NO_SCALE;
 100     else if (!strcmp(type_str, "median"       )) smooth->type = CV_MEDIAN;
 101     else if (!strcmp(type_str, "gaussian"     )) smooth->type = CV_GAUSSIAN;
 102     else if (!strcmp(type_str, "bilateral"    )) smooth->type = CV_BILATERAL;
 103     else {
 104         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Smoothing type '%s' unknown\n.", type_str);
 105         return AVERROR(EINVAL);
 106     }
 107
 108     if (smooth->param1 < 0 || !(smooth->param1%2)) {
 109         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 110                "Invalid value '%d' for param1, it has to be a positive odd number\n",
 111                smooth->param1);
 112         return AVERROR(EINVAL);
 113     }
 114     if ((smooth->type == CV_BLUR || smooth->type == CV_BLUR_NO_SCALE || smooth->type == CV_GAUSSIAN) &&
 115         (smooth->param2 < 0 || (smooth->param2 && !(smooth->param2%2)))) {
 116         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 117                "Invalid value '%d' for param2, it has to be zero or a positive odd number\n",
 118                smooth->param2);
 119         return AVERROR(EINVAL);
 120     }
 121
 122     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "type:%s param1:%d param2:%d param3:%f param4:%f\n",
 123            type_str, smooth->param1, smooth->param2, smooth->param3, smooth->param4);
 124     return 0;
 125 }
 126
 127 static void smooth_end_frame_filter(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg)
 128 {
 129     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 130     SmoothContext *smooth = ocv->priv;
 131     cvSmooth(inimg, outimg, smooth->type, smooth->param1, smooth->param2, smooth->param3, smooth->param4);
 132 }
 133
 134 static int read_shape_from_file(int *cols, int *rows, int **values, const char *filename,
 135                                 void *log_ctx)
 136 {
 137     uint8_t *buf, *p, *pend;
 138     size_t size;
 139     int ret, i, j, w;
 140
 141     if ((ret = av_file_map(filename, &buf, &size, 0, log_ctx)) < 0)
 142         return ret;
 143
 144     /* prescan file to get the number of lines and the maximum width */
 145     w = 0;
 146     for (i = 0; i < size; i++) {
 147         if (buf[i] == '\n') {
 148             if (*rows == INT_MAX) {
 149                 av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Overflow on the number of rows in the file\n");
 150                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 151             }
 152             ++(*rows);
 153             *cols = FFMAX(*cols, w);
 154             w = 0;
 155         } else if (w == INT_MAX) {
 156             av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Overflow on the number of columns in the file\n");
 157             return AVERROR_INVALIDDATA;
 158         }
 159         w++;
 160     }
 161     if (*rows > (SIZE_MAX / sizeof(int) / *cols)) {
 162         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "File with size %dx%d is too big\n",
 163                *rows, *cols);
 164         return AVERROR_INVALIDDATA;
 165     }
 166     if (!(*values = av_mallocz(sizeof(int) * *rows * *cols)))
 167         return AVERROR(ENOMEM);
 168
 169     /* fill *values */
 170     p    = buf;
 171     pend = buf + size-1;
 172     for (i = 0; i < *rows; i++) {
 173         for (j = 0;; j++) {
 174             if (p > pend || *p == '\n') {
 175                 p++;
 176                 break;
 177             } else
 178                 (*values)[*cols*i + j] = !!isgraph(*(p++));
 179         }
 180     }
 181     av_file_unmap(buf, size);
 182
 183 #ifdef DEBUG
 184     {
 185         char *line;
 186         if (!(line = av_malloc(*cols + 1)))
 187             return AVERROR(ENOMEM);
 188         for (i = 0; i < *rows; i++) {
 189             for (j = 0; j < *cols; j++)
 190                 line[j] = (*values)[i * *cols + j] ? '@' : ' ';
 191             line[j] = 0;
 192             av_log(log_ctx, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %s\n", i, line);
 193         }
 194         av_free(line);
 195     }
 196 #endif
 197
 198     return 0;
 199 }
 200
 201 static int parse_iplconvkernel(IplConvKernel **kernel, char *buf, void *log_ctx)
 202 {
 203     char shape_filename[128] = "", shape_str[32] = "rect";
 204     int cols = 0, rows = 0, anchor_x = 0, anchor_y = 0, shape = CV_SHAPE_RECT;
 205     int *values = NULL, ret;
 206
 207     sscanf(buf, "%dx%d+%dx%d/%32[^=]=%127s", &cols, &rows, &anchor_x, &anchor_y, shape_str, shape_filename);
 208
 209     if      (!strcmp(shape_str, "rect"   )) shape = CV_SHAPE_RECT;
 210     else if (!strcmp(shape_str, "cross"  )) shape = CV_SHAPE_CROSS;
 211     else if (!strcmp(shape_str, "ellipse")) shape = CV_SHAPE_ELLIPSE;
 212     else if (!strcmp(shape_str, "custom" )) {
 213         shape = CV_SHAPE_CUSTOM;
 214         if ((ret = read_shape_from_file(&cols, &rows, &values, shape_filename, log_ctx)) < 0)
 215             return ret;
 216     } else {
 217         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 218                "Shape unspecified or type '%s' unknown\n.", shape_str);
 219         return AVERROR(EINVAL);
 220     }
 221
 222     if (rows <= 0 || cols <= 0) {
 223         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 224                "Invalid non-positive values for shape size %dx%d\n", cols, rows);
 225         return AVERROR(EINVAL);
 226     }
 227
 228     if (anchor_x < 0 || anchor_y < 0 || anchor_x >= cols || anchor_y >= rows) {
 229         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 230                "Shape anchor %dx%d is not inside the rectangle with size %dx%d.\n",
 231                anchor_x, anchor_y, cols, rows);
 232         return AVERROR(EINVAL);
 233     }
 234
 235     *kernel = cvCreateStructuringElementEx(cols, rows, anchor_x, anchor_y, shape, values);
 236     av_freep(&values);
 237     if (!*kernel)
 238         return AVERROR(ENOMEM);
 239
 240     av_log(log_ctx, AV_LOG_INFO, "Structuring element: w:%d h:%d x:%d y:%d shape:%s\n",
 241            rows, cols, anchor_x, anchor_y, shape_str);
 242     return 0;
 243 }
 244
 245 typedef struct {
 246     int nb_iterations;
 247     IplConvKernel *kernel;
 248 } DilateContext;
 249
 250 static av_cold int dilate_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 251 {
 252     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 253     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 254     char default_kernel_str[] = "3x3+0x0/rect";
 255     char *kernel_str;
 256     const char *buf = args;
 257     int ret;
 258
 259     dilate->nb_iterations = 1;
 260
 261     if (args)
 262         kernel_str = av_get_token(&buf, ":");
 263     if ((ret = parse_iplconvkernel(&dilate->kernel,
 264                                    *kernel_str ? kernel_str : default_kernel_str,
 265                                    ctx)) < 0)
 266         return ret;
 267     av_free(kernel_str);
 268
 269     sscanf(buf, ":%d", &dilate->nb_iterations);
 270     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "iterations_nb:%d\n", dilate->nb_iterations);
 271     if (dilate->nb_iterations <= 0) {
 272         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid non-positive value '%d' for nb_iterations\n",
 273                dilate->nb_iterations);
 274         return AVERROR(EINVAL);
 275     }
 276     return 0;
 277 }
 278
 279 static av_cold void dilate_uninit(AVFilterContext *ctx)
 280 {
 281     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 282     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 283
 284     cvReleaseStructuringElement(&dilate->kernel);
 285 }
 286
 287 static void dilate_end_frame_filter(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg)
 288 {
 289     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 290     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 291     cvDilate(inimg, outimg, dilate->kernel, dilate->nb_iterations);
 292 }
 293
 294 static void erode_end_frame_filter(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg)
 295 {
 296     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 297     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 298     cvErode(inimg, outimg, dilate->kernel, dilate->nb_iterations);
 299 }
 300
 301 typedef struct {
 302     const char *name;
 303     size_t priv_size;
 304     int  (*init)(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque);
 305     void (*uninit)(AVFilterContext *ctx);
 306     void (*end_frame_filter)(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg);
 307 } OCVFilterEntry;
 308
 309 static OCVFilterEntry ocv_filter_entries[] = {
 310     { "dilate", sizeof(DilateContext), dilate_init, dilate_uninit, dilate_end_frame_filter },
 311     { "erode",  sizeof(DilateContext), dilate_init, dilate_uninit, erode_end_frame_filter  },
 312     { "smooth", sizeof(SmoothContext), smooth_init, NULL, smooth_end_frame_filter },
 313 };
 314
 315 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 316 {
 317     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 318     char name[128], priv_args[1024];
 319     int i;
 320     char c;
 321
 322     sscanf(args, "%127[^=:]%c%1023s", name, &c, priv_args);
 323
 324     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ocv_filter_entries); i++) {
 325         OCVFilterEntry *entry = &ocv_filter_entries[i];
 326         if (!strcmp(name, entry->name)) {
 327             ocv->name             = entry->name;
 328             ocv->init             = entry->init;
 329             ocv->uninit           = entry->uninit;
 330             ocv->end_frame_filter = entry->end_frame_filter;
 331
 332             if (!(ocv->priv = av_mallocz(entry->priv_size)))
 333                 return AVERROR(ENOMEM);
 334             return ocv->init(ctx, priv_args, opaque);
 335         }
 336     }
 337
 338     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "No libopencv filter named '%s'\n", name);
 339     return AVERROR(EINVAL);
 340 }
 341
 342 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 343 {
 344     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 345
 346     if (ocv->uninit)
 347         ocv->uninit(ctx);
 348     av_free(ocv->priv);
 349     memset(ocv, 0, sizeof(*ocv));
 350 }
 351
 352 static void end_frame(AVFilterLink *inlink)
 353 {
 354     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 355     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 356     AVFilterLink *outlink= inlink->dst->outputs[0];
 357     AVFilterBufferRef *inpicref  = inlink ->cur_buf;
 358     AVFilterBufferRef *outpicref = outlink->out_buf;
 359     IplImage inimg, outimg;
 360
 361     fill_iplimage_from_picref(&inimg , inpicref , inlink->format);
 362     fill_iplimage_from_picref(&outimg, outpicref, inlink->format);
 363     ocv->end_frame_filter(ctx, &inimg, &outimg);
 364     fill_picref_from_iplimage(outpicref, &outimg, inlink->format);
 365
 366     avfilter_unref_buffer(inpicref);
 367     avfilter_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1);
 368     avfilter_end_frame(outlink);
 369     avfilter_unref_buffer(outpicref);
 370 }
 371
 372 AVFilter avfilter_vf_ocv = {
 373     .name        = "ocv",
 374     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply transform using libopencv."),
 375
 376     .priv_size = sizeof(OCVContext),
 377
 378     .query_formats = query_formats,
 379     .init = init,
 380     .uninit = uninit,
 381
 382     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 383                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 384                                     .draw_slice       = null_draw_slice,
 385                                     .end_frame        = end_frame,
 386                                     .min_perms        = AV_PERM_READ },
 387                                   { .name = NULL}},
 388
 389     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 390                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, },
 391                                   { .name = NULL}},
 392 };