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/common.h"
  32 #include "libavutil/file.h"
  33 #include "avfilter.h"
  34 #include "formats.h"
  35 #include "video.h"
  36
  37 static void fill_iplimage_from_picref(IplImage *img, const AVFilterBufferRef *picref, enum AVPixelFormat pixfmt)
  38 {
  39     IplImage *tmpimg;
  40     int depth, channels_nb;
  41
  42     if      (pixfmt == AV_PIX_FMT_GRAY8) { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 1; }
  43     else if (pixfmt == AV_PIX_FMT_BGRA)  { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 4; }
  44     else if (pixfmt == AV_PIX_FMT_BGR24) { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 3; }
  45     else return;
  46
  47     tmpimg = cvCreateImageHeader((CvSize){picref->video->w, picref->video->h}, depth, channels_nb);
  48     *img = *tmpimg;
  49     img->imageData = img->imageDataOrigin = picref->data[0];
  50     img->dataOrder = IPL_DATA_ORDER_PIXEL;
  51     img->origin    = IPL_ORIGIN_TL;
  52     img->widthStep = picref->linesize[0];
  53 }
  54
  55 static void fill_picref_from_iplimage(AVFilterBufferRef *picref, const IplImage *img, enum AVPixelFormat pixfmt)
  56 {
  57     picref->linesize[0] = img->widthStep;
  58     picref->data[0]     = img->imageData;
  59 }
  60
  61 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  62 {
  63     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  64         AV_PIX_FMT_BGR24, AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_NONE
  65     };
  66
  67     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  68     return 0;
  69 }
  70
  71 static int null_draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
  72 {
  73     return 0;
  74 }
  75
  76 typedef struct {
  77     const char *name;
  78     int (*init)(AVFilterContext *ctx, const char *args);
  79     void (*uninit)(AVFilterContext *ctx);
  80     void (*end_frame_filter)(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg);
  81     void *priv;
  82 } OCVContext;
  83
  84 typedef struct {
  85     int type;
  86     int    param1, param2;
  87     double param3, param4;
  88 } SmoothContext;
  89
  90 static av_cold int smooth_init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  91 {
  92     OCVContext *ocv = ctx->priv;
  93     SmoothContext *smooth = ocv->priv;
  94     char type_str[128] = "gaussian";
  95
  96     smooth->param1 = 3;
  97     smooth->param2 = 0;
  98     smooth->param3 = 0.0;
  99     smooth->param4 = 0.0;
 100
 101     if (args)
 102         sscanf(args, "%127[^:]:%d:%d:%lf:%lf", type_str, &smooth->param1, &smooth->param2, &smooth->param3, &smooth->param4);
 103
 104     if      (!strcmp(type_str, "blur"         )) smooth->type = CV_BLUR;
 105     else if (!strcmp(type_str, "blur_no_scale")) smooth->type = CV_BLUR_NO_SCALE;
 106     else if (!strcmp(type_str, "median"       )) smooth->type = CV_MEDIAN;
 107     else if (!strcmp(type_str, "gaussian"     )) smooth->type = CV_GAUSSIAN;
 108     else if (!strcmp(type_str, "bilateral"    )) smooth->type = CV_BILATERAL;
 109     else {
 110         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Smoothing type '%s' unknown.\n", type_str);
 111         return AVERROR(EINVAL);
 112     }
 113
 114     if (smooth->param1 < 0 || !(smooth->param1%2)) {
 115         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 116                "Invalid value '%d' for param1, it has to be a positive odd number\n",
 117                smooth->param1);
 118         return AVERROR(EINVAL);
 119     }
 120     if ((smooth->type == CV_BLUR || smooth->type == CV_BLUR_NO_SCALE || smooth->type == CV_GAUSSIAN) &&
 121         (smooth->param2 < 0 || (smooth->param2 && !(smooth->param2%2)))) {
 122         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 123                "Invalid value '%d' for param2, it has to be zero or a positive odd number\n",
 124                smooth->param2);
 125         return AVERROR(EINVAL);
 126     }
 127
 128     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "type:%s param1:%d param2:%d param3:%f param4:%f\n",
 129            type_str, smooth->param1, smooth->param2, smooth->param3, smooth->param4);
 130     return 0;
 131 }
 132
 133 static void smooth_end_frame_filter(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg)
 134 {
 135     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 136     SmoothContext *smooth = ocv->priv;
 137     cvSmooth(inimg, outimg, smooth->type, smooth->param1, smooth->param2, smooth->param3, smooth->param4);
 138 }
 139
 140 static int read_shape_from_file(int *cols, int *rows, int **values, const char *filename,
 141                                 void *log_ctx)
 142 {
 143     uint8_t *buf, *p, *pend;
 144     size_t size;
 145     int ret, i, j, w;
 146
 147     if ((ret = av_file_map(filename, &buf, &size, 0, log_ctx)) < 0)
 148         return ret;
 149
 150     /* prescan file to get the number of lines and the maximum width */
 151     w = 0;
 152     for (i = 0; i < size; i++) {
 153         if (buf[i] == '\n') {
 154             if (*rows == INT_MAX) {
 155                 av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Overflow on the number of rows in the file\n");
 156                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 157             }
 158             ++(*rows);
 159             *cols = FFMAX(*cols, w);
 160             w = 0;
 161         } else if (w == INT_MAX) {
 162             av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Overflow on the number of columns in the file\n");
 163             return AVERROR_INVALIDDATA;
 164         }
 165         w++;
 166     }
 167     if (*rows > (SIZE_MAX / sizeof(int) / *cols)) {
 168         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "File with size %dx%d is too big\n",
 169                *rows, *cols);
 170         return AVERROR_INVALIDDATA;
 171     }
 172     if (!(*values = av_mallocz(sizeof(int) * *rows * *cols)))
 173         return AVERROR(ENOMEM);
 174
 175     /* fill *values */
 176     p    = buf;
 177     pend = buf + size-1;
 178     for (i = 0; i < *rows; i++) {
 179         for (j = 0;; j++) {
 180             if (p > pend || *p == '\n') {
 181                 p++;
 182                 break;
 183             } else
 184                 (*values)[*cols*i + j] = !!isgraph(*(p++));
 185         }
 186     }
 187     av_file_unmap(buf, size);
 188
 189 #ifdef DEBUG
 190     {
 191         char *line;
 192         if (!(line = av_malloc(*cols + 1)))
 193             return AVERROR(ENOMEM);
 194         for (i = 0; i < *rows; i++) {
 195             for (j = 0; j < *cols; j++)
 196                 line[j] = (*values)[i * *cols + j] ? '@' : ' ';
 197             line[j] = 0;
 198             av_log(log_ctx, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %s\n", i, line);
 199         }
 200         av_free(line);
 201     }
 202 #endif
 203
 204     return 0;
 205 }
 206
 207 static int parse_iplconvkernel(IplConvKernel **kernel, char *buf, void *log_ctx)
 208 {
 209     char shape_filename[128] = "", shape_str[32] = "rect";
 210     int cols = 0, rows = 0, anchor_x = 0, anchor_y = 0, shape = CV_SHAPE_RECT;
 211     int *values = NULL, ret;
 212
 213     sscanf(buf, "%dx%d+%dx%d/%32[^=]=%127s", &cols, &rows, &anchor_x, &anchor_y, shape_str, shape_filename);
 214
 215     if      (!strcmp(shape_str, "rect"   )) shape = CV_SHAPE_RECT;
 216     else if (!strcmp(shape_str, "cross"  )) shape = CV_SHAPE_CROSS;
 217     else if (!strcmp(shape_str, "ellipse")) shape = CV_SHAPE_ELLIPSE;
 218     else if (!strcmp(shape_str, "custom" )) {
 219         shape = CV_SHAPE_CUSTOM;
 220         if ((ret = read_shape_from_file(&cols, &rows, &values, shape_filename, log_ctx)) < 0)
 221             return ret;
 222     } else {
 223         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 224                "Shape unspecified or type '%s' unknown.\n", shape_str);
 225         return AVERROR(EINVAL);
 226     }
 227
 228     if (rows <= 0 || cols <= 0) {
 229         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 230                "Invalid non-positive values for shape size %dx%d\n", cols, rows);
 231         return AVERROR(EINVAL);
 232     }
 233
 234     if (anchor_x < 0 || anchor_y < 0 || anchor_x >= cols || anchor_y >= rows) {
 235         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 236                "Shape anchor %dx%d is not inside the rectangle with size %dx%d.\n",
 237                anchor_x, anchor_y, cols, rows);
 238         return AVERROR(EINVAL);
 239     }
 240
 241     *kernel = cvCreateStructuringElementEx(cols, rows, anchor_x, anchor_y, shape, values);
 242     av_freep(&values);
 243     if (!*kernel)
 244         return AVERROR(ENOMEM);
 245
 246     av_log(log_ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Structuring element: w:%d h:%d x:%d y:%d shape:%s\n",
 247            rows, cols, anchor_x, anchor_y, shape_str);
 248     return 0;
 249 }
 250
 251 typedef struct {
 252     int nb_iterations;
 253     IplConvKernel *kernel;
 254 } DilateContext;
 255
 256 static av_cold int dilate_init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 257 {
 258     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 259     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 260     char default_kernel_str[] = "3x3+0x0/rect";
 261     char *kernel_str;
 262     const char *buf = args;
 263     int ret;
 264
 265     dilate->nb_iterations = 1;
 266
 267     if (args)
 268         kernel_str = av_get_token(&buf, ":");
 269     if ((ret = parse_iplconvkernel(&dilate->kernel,
 270                                    *kernel_str ? kernel_str : default_kernel_str,
 271                                    ctx)) < 0)
 272         return ret;
 273     av_free(kernel_str);
 274
 275     sscanf(buf, ":%d", &dilate->nb_iterations);
 276     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "iterations_nb:%d\n", dilate->nb_iterations);
 277     if (dilate->nb_iterations <= 0) {
 278         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid non-positive value '%d' for nb_iterations\n",
 279                dilate->nb_iterations);
 280         return AVERROR(EINVAL);
 281     }
 282     return 0;
 283 }
 284
 285 static av_cold void dilate_uninit(AVFilterContext *ctx)
 286 {
 287     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 288     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 289
 290     cvReleaseStructuringElement(&dilate->kernel);
 291 }
 292
 293 static void dilate_end_frame_filter(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg)
 294 {
 295     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 296     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 297     cvDilate(inimg, outimg, dilate->kernel, dilate->nb_iterations);
 298 }
 299
 300 static void erode_end_frame_filter(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg)
 301 {
 302     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 303     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 304     cvErode(inimg, outimg, dilate->kernel, dilate->nb_iterations);
 305 }
 306
 307 typedef struct {
 308     const char *name;
 309     size_t priv_size;
 310     int  (*init)(AVFilterContext *ctx, const char *args);
 311     void (*uninit)(AVFilterContext *ctx);
 312     void (*end_frame_filter)(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg);
 313 } OCVFilterEntry;
 314
 315 static OCVFilterEntry ocv_filter_entries[] = {
 316     { "dilate", sizeof(DilateContext), dilate_init, dilate_uninit, dilate_end_frame_filter },
 317     { "erode",  sizeof(DilateContext), dilate_init, dilate_uninit, erode_end_frame_filter  },
 318     { "smooth", sizeof(SmoothContext), smooth_init, NULL, smooth_end_frame_filter },
 319 };
 320
 321 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 322 {
 323     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 324     char name[128], priv_args[1024];
 325     int i;
 326     char c;
 327
 328     sscanf(args, "%127[^=:]%c%1023s", name, &c, priv_args);
 329
 330     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ocv_filter_entries); i++) {
 331         OCVFilterEntry *entry = &ocv_filter_entries[i];
 332         if (!strcmp(name, entry->name)) {
 333             ocv->name             = entry->name;
 334             ocv->init             = entry->init;
 335             ocv->uninit           = entry->uninit;
 336             ocv->end_frame_filter = entry->end_frame_filter;
 337
 338             if (!(ocv->priv = av_mallocz(entry->priv_size)))
 339                 return AVERROR(ENOMEM);
 340             return ocv->init(ctx, priv_args);
 341         }
 342     }
 343
 344     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "No libopencv filter named '%s'\n", name);
 345     return AVERROR(EINVAL);
 346 }
 347
 348 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 349 {
 350     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 351
 352     if (ocv->uninit)
 353         ocv->uninit(ctx);
 354     av_free(ocv->priv);
 355     memset(ocv, 0, sizeof(*ocv));
 356 }
 357
 358 static int end_frame(AVFilterLink *inlink)
 359 {
 360     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 361     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 362     AVFilterLink *outlink= inlink->dst->outputs[0];
 363     AVFilterBufferRef *inpicref  = inlink ->cur_buf;
 364     AVFilterBufferRef *outpicref = outlink->out_buf;
 365     IplImage inimg, outimg;
 366     int ret;
 367
 368     fill_iplimage_from_picref(&inimg , inpicref , inlink->format);
 369     fill_iplimage_from_picref(&outimg, outpicref, inlink->format);
 370     ocv->end_frame_filter(ctx, &inimg, &outimg);
 371     fill_picref_from_iplimage(outpicref, &outimg, inlink->format);
 372
 373     if ((ret = ff_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1)) < 0 ||
 374         (ret = ff_end_frame(outlink)) < 0)
 375         return ret;
 376     return 0;
 377 }
 378
 379 static const AVFilterPad avfilter_vf_ocv_inputs[] = {
 380     {
 381         .name       = "default",
 382         .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 383         .draw_slice = null_draw_slice,
 384         .end_frame  = end_frame,
 385         .min_perms  = AV_PERM_READ
 386     },
 387     { NULL }
 388 };
 389
 390 static const AVFilterPad avfilter_vf_ocv_outputs[] = {
 391     {
 392         .name = "default",
 393         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 394     },
 395     { NULL }
 396 };
 397
 398 AVFilter avfilter_vf_ocv = {
 399     .name        = "ocv",
 400     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply transform using libopencv."),
 401
 402     .priv_size = sizeof(OCVContext),
 403
 404     .query_formats = query_formats,
 405     .init = init,
 406     .uninit = uninit,
 407
 408     .inputs    = avfilter_vf_ocv_inputs,
 409
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