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 "libavutil/opt.h"
  34 #include "avfilter.h"
  35 #include "formats.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "video.h"
  38
  39 static void fill_iplimage_from_frame(IplImage *img, const AVFrame *frame, enum AVPixelFormat pixfmt)
  40 {
  41     IplImage *tmpimg;
  42     int depth, channels_nb;
  43
  44     if      (pixfmt == AV_PIX_FMT_GRAY8) { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 1; }
  45     else if (pixfmt == AV_PIX_FMT_BGRA)  { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 4; }
  46     else if (pixfmt == AV_PIX_FMT_BGR24) { depth = IPL_DEPTH_8U;  channels_nb = 3; }
  47     else return;
  48
  49     tmpimg = cvCreateImageHeader((CvSize){frame->width, frame->height}, depth, channels_nb);
  50     *img = *tmpimg;
  51     img->imageData = img->imageDataOrigin = frame->data[0];
  52     img->dataOrder = IPL_DATA_ORDER_PIXEL;
  53     img->origin    = IPL_ORIGIN_TL;
  54     img->widthStep = frame->linesize[0];
  55 }
  56
  57 static void fill_frame_from_iplimage(AVFrame *frame, const IplImage *img, enum AVPixelFormat pixfmt)
  58 {
  59     frame->linesize[0] = img->widthStep;
  60     frame->data[0]     = img->imageData;
  61 }
  62
  63 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  64 {
  65     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  66         AV_PIX_FMT_BGR24, AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_NONE
  67     };
  68
  69     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  70     return 0;
  71 }
  72
  73 typedef struct {
  74     const AVClass *class;
  75     char *name;
  76     char *params;
  77     int (*init)(AVFilterContext *ctx, const char *args);
  78     void (*uninit)(AVFilterContext *ctx);
  79     void (*end_frame_filter)(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg);
  80     void *priv;
  81 } OCVContext;
  82
  83 typedef struct {
  84     int type;
  85     int    param1, param2;
  86     double param3, param4;
  87 } SmoothContext;
  88
  89 static av_cold int smooth_init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  90 {
  91     OCVContext *ocv = ctx->priv;
  92     SmoothContext *smooth = ocv->priv;
  93     char type_str[128] = "gaussian";
  94
  95     smooth->param1 = 3;
  96     smooth->param2 = 0;
  97     smooth->param3 = 0.0;
  98     smooth->param4 = 0.0;
  99
 100     if (args)
 101         sscanf(args, "%127[^|]|%d|%d|%lf|%lf", type_str, &smooth->param1, &smooth->param2, &smooth->param3, &smooth->param4);
 102
 103     if      (!strcmp(type_str, "blur"         )) smooth->type = CV_BLUR;
 104     else if (!strcmp(type_str, "blur_no_scale")) smooth->type = CV_BLUR_NO_SCALE;
 105     else if (!strcmp(type_str, "median"       )) smooth->type = CV_MEDIAN;
 106     else if (!strcmp(type_str, "gaussian"     )) smooth->type = CV_GAUSSIAN;
 107     else if (!strcmp(type_str, "bilateral"    )) smooth->type = CV_BILATERAL;
 108     else {
 109         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Smoothing type '%s' unknown.\n", type_str);
 110         return AVERROR(EINVAL);
 111     }
 112
 113     if (smooth->param1 < 0 || !(smooth->param1%2)) {
 114         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 115                "Invalid value '%d' for param1, it has to be a positive odd number\n",
 116                smooth->param1);
 117         return AVERROR(EINVAL);
 118     }
 119     if ((smooth->type == CV_BLUR || smooth->type == CV_BLUR_NO_SCALE || smooth->type == CV_GAUSSIAN) &&
 120         (smooth->param2 < 0 || (smooth->param2 && !(smooth->param2%2)))) {
 121         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 122                "Invalid value '%d' for param2, it has to be zero or a positive odd number\n",
 123                smooth->param2);
 124         return AVERROR(EINVAL);
 125     }
 126
 127     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "type:%s param1:%d param2:%d param3:%f param4:%f\n",
 128            type_str, smooth->param1, smooth->param2, smooth->param3, smooth->param4);
 129     return 0;
 130 }
 131
 132 static void smooth_end_frame_filter(AVFilterContext *ctx, IplImage *inimg, IplImage *outimg)
 133 {
 134     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 135     SmoothContext *smooth = ocv->priv;
 136     cvSmooth(inimg, outimg, smooth->type, smooth->param1, smooth->param2, smooth->param3, smooth->param4);
 137 }
 138
 139 static int read_shape_from_file(int *cols, int *rows, int **values, const char *filename,
 140                                 void *log_ctx)
 141 {
 142     uint8_t *buf, *p, *pend;
 143     size_t size;
 144     int ret, i, j, w;
 145
 146     if ((ret = av_file_map(filename, &buf, &size, 0, log_ctx)) < 0)
 147         return ret;
 148
 149     /* prescan file to get the number of lines and the maximum width */
 150     w = 0;
 151     for (i = 0; i < size; i++) {
 152         if (buf[i] == '\n') {
 153             if (*rows == INT_MAX) {
 154                 av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Overflow on the number of rows in the file\n");
 155                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 156             }
 157             ++(*rows);
 158             *cols = FFMAX(*cols, w);
 159             w = 0;
 160         } else if (w == INT_MAX) {
 161             av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Overflow on the number of columns in the file\n");
 162             return AVERROR_INVALIDDATA;
 163         }
 164         w++;
 165     }
 166     if (*rows > (SIZE_MAX / sizeof(int) / *cols)) {
 167         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "File with size %dx%d is too big\n",
 168                *rows, *cols);
 169         return AVERROR_INVALIDDATA;
 170     }
 171     if (!(*values = av_mallocz(sizeof(int) * *rows * *cols)))
 172         return AVERROR(ENOMEM);
 173
 174     /* fill *values */
 175     p    = buf;
 176     pend = buf + size-1;
 177     for (i = 0; i < *rows; i++) {
 178         for (j = 0;; j++) {
 179             if (p > pend || *p == '\n') {
 180                 p++;
 181                 break;
 182             } else
 183                 (*values)[*cols*i + j] = !!av_isgraph(*(p++));
 184         }
 185     }
 186     av_file_unmap(buf, size);
 187
 188 #ifdef DEBUG
 189     {
 190         char *line;
 191         if (!(line = av_malloc(*cols + 1)))
 192             return AVERROR(ENOMEM);
 193         for (i = 0; i < *rows; i++) {
 194             for (j = 0; j < *cols; j++)
 195                 line[j] = (*values)[i * *cols + j] ? '@' : ' ';
 196             line[j] = 0;
 197             av_log(log_ctx, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %s\n", i, line);
 198         }
 199         av_free(line);
 200     }
 201 #endif
 202
 203     return 0;
 204 }
 205
 206 static int parse_iplconvkernel(IplConvKernel **kernel, char *buf, void *log_ctx)
 207 {
 208     char shape_filename[128] = "", shape_str[32] = "rect";
 209     int cols = 0, rows = 0, anchor_x = 0, anchor_y = 0, shape = CV_SHAPE_RECT;
 210     int *values = NULL, ret;
 211
 212     sscanf(buf, "%dx%d+%dx%d/%32[^=]=%127s", &cols, &rows, &anchor_x, &anchor_y, shape_str, shape_filename);
 213
 214     if      (!strcmp(shape_str, "rect"   )) shape = CV_SHAPE_RECT;
 215     else if (!strcmp(shape_str, "cross"  )) shape = CV_SHAPE_CROSS;
 216     else if (!strcmp(shape_str, "ellipse")) shape = CV_SHAPE_ELLIPSE;
 217     else if (!strcmp(shape_str, "custom" )) {
 218         shape = CV_SHAPE_CUSTOM;
 219         if ((ret = read_shape_from_file(&cols, &rows, &values, shape_filename, log_ctx)) < 0)
 220             return ret;
 221     } else {
 222         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 223                "Shape unspecified or type '%s' unknown.\n", shape_str);
 224         return AVERROR(EINVAL);
 225     }
 226
 227     if (rows <= 0 || cols <= 0) {
 228         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 229                "Invalid non-positive values for shape size %dx%d\n", cols, rows);
 230         return AVERROR(EINVAL);
 231     }
 232
 233     if (anchor_x < 0 || anchor_y < 0 || anchor_x >= cols || anchor_y >= rows) {
 234         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 235                "Shape anchor %dx%d is not inside the rectangle with size %dx%d.\n",
 236                anchor_x, anchor_y, cols, rows);
 237         return AVERROR(EINVAL);
 238     }
 239
 240     *kernel = cvCreateStructuringElementEx(cols, rows, anchor_x, anchor_y, shape, values);
 241     av_freep(&values);
 242     if (!*kernel)
 243         return AVERROR(ENOMEM);
 244
 245     av_log(log_ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Structuring element: w:%d h:%d x:%d y:%d shape:%s\n",
 246            rows, cols, anchor_x, anchor_y, shape_str);
 247     return 0;
 248 }
 249
 250 typedef struct {
 251     int nb_iterations;
 252     IplConvKernel *kernel;
 253 } DilateContext;
 254
 255 static av_cold int dilate_init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 256 {
 257     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 258     DilateContext *dilate = ocv->priv;
 259     char default_kernel_str[] = "3x3+0x0/rect";
 260     char *kernel_str;
 261     const char *buf = args;
 262     int ret;
 263
 264     if (args)
 265         kernel_str = av_get_token(&buf, "|");
 266     else
 267         kernel_str = av_strdup(default_kernel_str);
 268     if (!kernel_str)
 269         return AVERROR(ENOMEM);
 270     if ((ret = parse_iplconvkernel(&dilate->kernel, kernel_str, ctx)) < 0)
 271         return ret;
 272     av_free(kernel_str);
 273
 274     if (!buf || sscanf(buf, "|%d", &dilate->nb_iterations) != 1)
 275         dilate->nb_iterations = 1;
 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)
 322 {
 323     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 324     int i;
 325
 326     if (!ocv->name) {
 327         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "No libopencv filter name specified\n");
 328         return AVERROR(EINVAL);
 329     }
 330     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(ocv_filter_entries); i++) {
 331         OCVFilterEntry *entry = &ocv_filter_entries[i];
 332         if (!strcmp(ocv->name, entry->name)) {
 333             ocv->init             = entry->init;
 334             ocv->uninit           = entry->uninit;
 335             ocv->end_frame_filter = entry->end_frame_filter;
 336
 337             if (!(ocv->priv = av_mallocz(entry->priv_size)))
 338                 return AVERROR(ENOMEM);
 339             return ocv->init(ctx, ocv->params);
 340         }
 341     }
 342
 343     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "No libopencv filter named '%s'\n", ocv->name);
 344     return AVERROR(EINVAL);
 345 }
 346
 347 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 348 {
 349     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 350
 351     if (ocv->uninit)
 352         ocv->uninit(ctx);
 353     av_free(ocv->priv);
 354 }
 355
 356 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 357 {
 358     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 359     OCVContext *ocv = ctx->priv;
 360     AVFilterLink *outlink= inlink->dst->outputs[0];
 361     AVFrame *out;
 362     IplImage inimg, outimg;
 363
 364     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 365     if (!out) {
 366         av_frame_free(&in);
 367         return AVERROR(ENOMEM);
 368     }
 369     av_frame_copy_props(out, in);
 370
 371     fill_iplimage_from_frame(&inimg , in , inlink->format);
 372     fill_iplimage_from_frame(&outimg, out, inlink->format);
 373     ocv->end_frame_filter(ctx, &inimg, &outimg);
 374     fill_frame_from_iplimage(out, &outimg, inlink->format);
 375
 376     av_frame_free(&in);
 377
 378     return ff_filter_frame(outlink, out);
 379 }
 380
 381 #define OFFSET(x) offsetof(OCVContext, x)
 382 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 383 static const AVOption options[] = {
 384     { "filter_name",   NULL, OFFSET(name),   AV_OPT_TYPE_STRING, .flags = FLAGS },
 385     { "filter_params", NULL, OFFSET(params), AV_OPT_TYPE_STRING, .flags = FLAGS },
 386     { NULL },
 387 };
 388
 389 static const AVClass ocv_class = {
 390     .class_name = "ocv",
 391     .item_name  = av_default_item_name,
 392     .option     = options,
 393     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 394 };
 395
 396 static const AVFilterPad avfilter_vf_ocv_inputs[] = {
 397     {
 398         .name       = "default",
 399         .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 400         .filter_frame = filter_frame,
 401     },
 402     { NULL }
 403 };
 404
 405 static const AVFilterPad avfilter_vf_ocv_outputs[] = {
 406     {
 407         .name = "default",
 408         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 409     },
 410     { NULL }
 411 };
 412
 413 AVFilter avfilter_vf_ocv = {
 414     .name        = "ocv",
 415     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply transform using libopencv."),
 416
 417     .priv_size = sizeof(OCVContext),
 418     .priv_class = &ocv_class,
 419
 420     .query_formats = query_formats,
 421     .init = init,
 422     .uninit = uninit,
 423
 424     .inputs    = avfilter_vf_ocv_inputs,
 425
 426     .outputs   = avfilter_vf_ocv_outputs,
 427 };