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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 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/imgutils.h"
  22 #include "libavutil/pixdesc.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "avfilter.h"
  25 #include "formats.h"
  26 #include "framesync.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "video.h"
  29
  30 typedef struct MaskedMergeContext {
  31     const AVClass *class;
  32     int width[4], height[4];
  33     int nb_planes;
  34     int planes;
  35     int max, half, depth;
  36     FFFrameSync fs;
  37
  38     void (*maskedmerge)(struct MaskedMergeContext *s, const AVFrame *base,
  39                         const AVFrame *overlay, const AVFrame *mask, AVFrame *out);
  40 } MaskedMergeContext;
  41
  42 #define OFFSET(x) offsetof(MaskedMergeContext, x)
  43 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  44
  45 static const AVOption maskedmerge_options[] = {
  46     { "planes", "set planes", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0xF}, 0, 0xF, FLAGS },
  47     { NULL }
  48 };
  49
  50 AVFILTER_DEFINE_CLASS(maskedmerge);
  51
  52 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  53 {
  54     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  55         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
  56         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  57         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
  58         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  59         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
  60         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
  61         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
  62         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
  63         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
  64         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
  65         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
  66         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
  67         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
  68         AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
  69         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY16,
  70         AV_PIX_FMT_NONE
  71     };
  72
  73     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  74     return 0;
  75 }
  76
  77 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
  78 {
  79     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
  80     MaskedMergeContext *s = fs->opaque;
  81     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  82     AVFrame *out, *base, *overlay, *mask;
  83     int ret;
  84
  85     if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 0, &base,    0)) < 0 ||
  86         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 1, &overlay, 0)) < 0 ||
  87         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 2, &mask,    0)) < 0)
  88         return ret;
  89
  90     if (ctx->is_disabled) {
  91         out = av_frame_clone(base);
  92         if (!out)
  93             return AVERROR(ENOMEM);
  94     } else {
  95         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
  96         if (!out)
  97             return AVERROR(ENOMEM);
  98         av_frame_copy_props(out, base);
  99
 100         s->maskedmerge(s, base, overlay, mask, out);
 101     }
 102     out->pts = av_rescale_q(base->pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
 103
 104     return ff_filter_frame(outlink, out);
 105 }
 106
 107 static void maskedmerge8(MaskedMergeContext *s, const AVFrame *base,
 108                          const AVFrame *overlay, const AVFrame *mask, AVFrame *out)
 109 {
 110     int p, x, y;
 111
 112     for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 113         const uint8_t *bsrc = base->data[p];
 114         const uint8_t *osrc = overlay->data[p];
 115         const uint8_t *msrc = mask->data[p];
 116         uint8_t *dst = out->data[p];
 117
 118         if (!((1 << p) & s->planes)) {
 119             av_image_copy_plane(dst, out->linesize[p], bsrc, base->linesize[p],
 120                                 s->width[p], s->height[p]);
 121             continue;
 122         }
 123
 124         for (y = 0; y < s->height[p]; y++) {
 125             for (x = 0; x < s->width[p]; x++) {
 126                 dst[x] = ((256 - msrc[x]) * bsrc[x] + msrc[x] * osrc[x] + 128) >> 8;
 127             }
 128
 129             dst  += out->linesize[p];
 130             bsrc += base->linesize[p];
 131             osrc += overlay->linesize[p];
 132             msrc += mask->linesize[p];
 133         }
 134     }
 135 }
 136
 137 static void maskedmerge16(MaskedMergeContext *s, const AVFrame *base,
 138                           const AVFrame *overlay, const AVFrame *mask, AVFrame *out)
 139 {
 140     const int max = s->max;
 141     const int half = s->half;
 142     const int shift = s->depth;
 143     int p, x, y;
 144
 145     for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 146         const uint16_t *bsrc = (const uint16_t *)base->data[p];
 147         const uint16_t *osrc = (const uint16_t *)overlay->data[p];
 148         const uint16_t *msrc = (const uint16_t *)mask->data[p];
 149         uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[p];
 150
 151         if (!((1 << p) & s->planes)) {
 152             av_image_copy_plane(out->data[p], out->linesize[p], base->data[p], base->linesize[p],
 153                                 s->width[p], s->height[p]);
 154             continue;
 155         }
 156
 157         for (y = 0; y < s->height[p]; y++) {
 158             for (x = 0; x < s->width[p]; x++) {
 159                 dst[x] = ((max - msrc[x]) * bsrc[x] + msrc[x] * osrc[x] + half) >> shift;
 160             }
 161
 162             dst  += out->linesize[p]     / 2;
 163             bsrc += base->linesize[p]    / 2;
 164             osrc += overlay->linesize[p] / 2;
 165             msrc += mask->linesize[p]    / 2;
 166         }
 167     }
 168 }
 169
 170 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 171 {
 172     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 173     MaskedMergeContext *s = ctx->priv;
 174     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 175     int vsub, hsub;
 176
 177     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
 178
 179     hsub = desc->log2_chroma_w;
 180     vsub = desc->log2_chroma_h;
 181     s->height[1] = s->height[2] = FF_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub);
 182     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 183     s->width[1]  = s->width[2]  = FF_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub);
 184     s->width[0]  = s->width[3]  = inlink->w;
 185
 186     s->depth = desc->comp[0].depth;
 187     s->max = 1 << s->depth;
 188     s->half = s->max / 2;
 189
 190     if (desc->comp[0].depth == 8)
 191         s->maskedmerge = maskedmerge8;
 192     else
 193         s->maskedmerge = maskedmerge16;
 194
 195     return 0;
 196 }
 197
 198 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 199 {
 200     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 201     MaskedMergeContext *s = ctx->priv;
 202     AVFilterLink *base = ctx->inputs[0];
 203     AVFilterLink *overlay = ctx->inputs[1];
 204     AVFilterLink *mask = ctx->inputs[2];
 205     FFFrameSyncIn *in;
 206     int ret;
 207
 208     if (base->format != overlay->format ||
 209         base->format != mask->format) {
 210         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
 211         return AVERROR(EINVAL);
 212     }
 213     if (base->w                       != overlay->w ||
 214         base->h                       != overlay->h ||
 215         base->sample_aspect_ratio.num != overlay->sample_aspect_ratio.num ||
 216         base->sample_aspect_ratio.den != overlay->sample_aspect_ratio.den ||
 217         base->w                       != mask->w ||
 218         base->h                       != mask->h ||
 219         base->sample_aspect_ratio.num != mask->sample_aspect_ratio.num ||
 220         base->sample_aspect_ratio.den != mask->sample_aspect_ratio.den) {
 221         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
 222                "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
 223                "second input link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d) "
 224                "and/or third input link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
 225                ctx->input_pads[0].name, base->w, base->h,
 226                base->sample_aspect_ratio.num,
 227                base->sample_aspect_ratio.den,
 228                ctx->input_pads[1].name, overlay->w, overlay->h,
 229                overlay->sample_aspect_ratio.num,
 230                overlay->sample_aspect_ratio.den,
 231                ctx->input_pads[2].name, mask->w, mask->h,
 232                mask->sample_aspect_ratio.num,
 233                mask->sample_aspect_ratio.den);
 234         return AVERROR(EINVAL);
 235     }
 236
 237     outlink->w = base->w;
 238     outlink->h = base->h;
 239     outlink->time_base = base->time_base;
 240     outlink->sample_aspect_ratio = base->sample_aspect_ratio;
 241     outlink->frame_rate = base->frame_rate;
 242
 243     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, 3)) < 0)
 244         return ret;
 245
 246     in = s->fs.in;
 247     in[0].time_base = base->time_base;
 248     in[1].time_base = overlay->time_base;
 249     in[2].time_base = mask->time_base;
 250     in[0].sync   = 1;
 251     in[0].before = EXT_STOP;
 252     in[0].after  = EXT_INFINITY;
 253     in[1].sync   = 1;
 254     in[1].before = EXT_STOP;
 255     in[1].after  = EXT_INFINITY;
 256     in[2].sync   = 1;
 257     in[2].before = EXT_STOP;
 258     in[2].after  = EXT_INFINITY;
 259     s->fs.opaque   = s;
 260     s->fs.on_event = process_frame;
 261
 262     return ff_framesync_configure(&s->fs);
 263 }
 264
 265 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 266 {
 267     MaskedMergeContext *s = inlink->dst->priv;
 268     return ff_framesync_filter_frame(&s->fs, inlink, buf);
 269 }
 270
 271 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 272 {
 273     MaskedMergeContext *s = outlink->src->priv;
 274     return ff_framesync_request_frame(&s->fs, outlink);
 275 }
 276
 277 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 278 {
 279     MaskedMergeContext *s = ctx->priv;
 280
 281     ff_framesync_uninit(&s->fs);
 282 }
 283
 284 static const AVFilterPad maskedmerge_inputs[] = {
 285     {
 286         .name         = "base",
 287         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 288         .filter_frame = filter_frame,
 289         .config_props = config_input,
 290     },
 291     {
 292         .name         = "overlay",
 293         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 294         .filter_frame = filter_frame,
 295     },
 296     {
 297         .name         = "mask",
 298         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 299         .filter_frame = filter_frame,
 300     },
 301     { NULL }
 302 };
 303
 304 static const AVFilterPad maskedmerge_outputs[] = {
 305     {
 306         .name          = "default",
 307         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 308         .config_props  = config_output,
 309         .request_frame = request_frame,
 310     },
 311     { NULL }
 312 };
 313
 314 AVFilter ff_vf_maskedmerge = {
 315     .name          = "maskedmerge",
 316     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge first stream with second stream using third stream as mask."),
 317     .priv_size     = sizeof(MaskedMergeContext),
 318     .uninit        = uninit,
 319     .query_formats = query_formats,
 320     .inputs        = maskedmerge_inputs,
 321     .outputs       = maskedmerge_outputs,
 322     .priv_class    = &maskedmerge_class,
 323     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
 324 };