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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2017 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/avstring.h"
  22 #include "libavutil/imgutils.h"
  23 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  24 #include "libavutil/opt.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26
  27 #include "avfilter.h"
  28 #include "formats.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "framesync.h"
  31 #include "video.h"
  32
  33 typedef struct MixContext {
  34     const AVClass *class;
  35     const AVPixFmtDescriptor *desc;
  36     char *weights_str;
  37     int nb_inputs;
  38     int duration;
  39     float *weights;
  40     float scale;
  41     float wfactor;
  42
  43     int tmix;
  44     int nb_frames;
  45
  46     int depth;
  47     int max;
  48     int nb_planes;
  49     int linesize[4];
  50     int height[4];
  51
  52     AVFrame **frames;
  53     FFFrameSync fs;
  54 } MixContext;
  55
  56 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  57 {
  58     AVFilterFormats *pix_fmts = NULL;
  59     int fmt, ret;
  60
  61     for (fmt = 0; av_pix_fmt_desc_get(fmt); fmt++) {
  62         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(fmt);
  63         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
  64               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL ||
  65               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BITSTREAM) &&
  66             (ret = ff_add_format(&pix_fmts, fmt)) < 0)
  67             return ret;
  68     }
  69
  70     return ff_set_common_formats(ctx, pix_fmts);
  71 }
  72
  73 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  74 {
  75     MixContext *s = ctx->priv;
  76     char *p, *arg, *saveptr = NULL;
  77     int i, ret;
  78
  79     s->tmix = !strcmp(ctx->filter->name, "tmix");
  80
  81     s->frames = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->frames));
  82     if (!s->frames)
  83         return AVERROR(ENOMEM);
  84
  85     s->weights = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->weights));
  86     if (!s->weights)
  87         return AVERROR(ENOMEM);
  88
  89     if (!s->tmix) {
  90         for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  91             AVFilterPad pad = { 0 };
  92
  93             pad.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
  94             pad.name = av_asprintf("input%d", i);
  95             if (!pad.name)
  96                 return AVERROR(ENOMEM);
  97
  98             if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, i, &pad)) < 0) {
  99                 av_freep(&pad.name);
 100                 return ret;
 101             }
 102         }
 103     }
 104
 105     p = s->weights_str;
 106     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 107         if (!(arg = av_strtok(p, " ", &saveptr)))
 108             break;
 109
 110         p = NULL;
 111         sscanf(arg, "%f", &s->weights[i]);
 112         s->wfactor += s->weights[i];
 113     }
 114     if (s->scale == 0) {
 115         s->wfactor = 1 / s->wfactor;
 116     } else {
 117         s->wfactor = s->scale;
 118     }
 119
 120     return 0;
 121 }
 122
 123 static void mix_frames(MixContext *s, AVFrame **in, AVFrame *out)
 124 {
 125     int i, p, x, y;
 126
 127     if (s->depth <= 8) {
 128         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 129             uint8_t *dst = out->data[p];
 130
 131             for (y = 0; y < s->height[p]; y++) {
 132                 for (x = 0; x < s->linesize[p]; x++) {
 133                     int val = 0;
 134
 135                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 136                         uint8_t src = in[i]->data[p][y * s->linesize[p] + x];
 137
 138                         val += src * s->weights[i];
 139                     }
 140
 141                     dst[x] = av_clip_uint8(val * s->wfactor);
 142                 }
 143
 144                 dst += out->linesize[p];
 145             }
 146         }
 147     } else {
 148         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 149             uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[p];
 150
 151             for (y = 0; y < s->height[p]; y++) {
 152                 for (x = 0; x < s->linesize[p] / 2; x++) {
 153                     int val = 0;
 154
 155                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 156                         uint16_t src = AV_RN16(in[i]->data[p] + y * s->linesize[p] + x * 2);
 157
 158                         val += src * s->weights[i];
 159                     }
 160
 161                     dst[x] = av_clip(val * s->wfactor, 0, s->max);
 162                 }
 163
 164                 dst += out->linesize[p] / 2;
 165             }
 166         }
 167     }
 168 }
 169
 170 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
 171 {
 172     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
 173     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 174     MixContext *s = fs->opaque;
 175     AVFrame **in = s->frames;
 176     AVFrame *out;
 177     int i, ret;
 178
 179     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 180         if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, i, &in[i], 0)) < 0)
 181             return ret;
 182     }
 183
 184     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 185     if (!out)
 186         return AVERROR(ENOMEM);
 187     out->pts = av_rescale_q(s->fs.pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
 188
 189     mix_frames(s, in, out);
 190
 191     return ff_filter_frame(outlink, out);
 192 }
 193
 194 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 195 {
 196     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 197     MixContext *s = ctx->priv;
 198     AVRational time_base = ctx->inputs[0]->time_base;
 199     AVRational frame_rate = ctx->inputs[0]->frame_rate;
 200     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 201     int height = ctx->inputs[0]->h;
 202     int width = ctx->inputs[0]->w;
 203     FFFrameSyncIn *in;
 204     int i, ret;
 205
 206     if (!s->tmix) {
 207         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
 208             if (ctx->inputs[i]->h != height || ctx->inputs[i]->w != width) {
 209                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input %d size (%dx%d) does not match input %d size (%dx%d).\n", i, ctx->inputs[i]->w, ctx->inputs[i]->h, 0, width, height);
 210                 return AVERROR(EINVAL);
 211             }
 212         }
 213     }
 214
 215     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 216     if (!s->desc)
 217         return AVERROR_BUG;
 218     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
 219     s->depth = s->desc->comp[0].depth;
 220     s->max = (1 << s->depth) - 1;
 221
 222     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 223         return ret;
 224
 225     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->desc->log2_chroma_h);
 226     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 227
 228     if (s->tmix)
 229         return 0;
 230
 231     outlink->w          = width;
 232     outlink->h          = height;
 233     outlink->time_base  = time_base;
 234     outlink->frame_rate = frame_rate;
 235
 236     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, s->nb_inputs)) < 0)
 237         return ret;
 238
 239     in = s->fs.in;
 240     s->fs.opaque = s;
 241     s->fs.on_event = process_frame;
 242
 243     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 244         AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[i];
 245
 246         in[i].time_base = inlink->time_base;
 247         in[i].sync   = 1;
 248         in[i].before = EXT_STOP;
 249         in[i].after  = (s->duration == 1 || (s->duration == 2 && i == 0)) ? EXT_STOP : EXT_INFINITY;
 250     }
 251
 252     return ff_framesync_configure(&s->fs);
 253 }
 254
 255 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 256 {
 257     MixContext *s = ctx->priv;
 258     int i;
 259
 260     ff_framesync_uninit(&s->fs);
 261     av_freep(&s->weights);
 262
 263     if (!s->tmix) {
 264         for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
 265             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 266     } else {
 267         for (i = 0; i < s->nb_frames; i++)
 268             av_frame_free(&s->frames[i]);
 269     }
 270     av_freep(&s->frames);
 271 }
 272
 273 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 274 {
 275     MixContext *s = ctx->priv;
 276     return ff_framesync_activate(&s->fs);
 277 }
 278
 279 #define OFFSET(x) offsetof(MixContext, x)
 280 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 281
 282 static const AVOption mix_options[] = {
 283     { "inputs", "set number of inputs", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 2, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 284     { "weights", "set weight for each input", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
 285     { "scale", "set scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 286     { "duration", "how to determine end of stream", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 2, .flags = FLAGS, "duration" },
 287         { "longest",  "Duration of longest input",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 288         { "shortest", "Duration of shortest input", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 289         { "first",    "Duration of first input",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 290     { NULL },
 291 };
 292
 293 static const AVFilterPad outputs[] = {
 294     {
 295         .name          = "default",
 296         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 297         .config_props  = config_output,
 298     },
 299     { NULL }
 300 };
 301
 302 #if CONFIG_MIX_FILTER
 303 AVFILTER_DEFINE_CLASS(mix);
 304
 305 AVFilter ff_vf_mix = {
 306     .name          = "mix",
 307     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix video inputs."),
 308     .priv_size     = sizeof(MixContext),
 309     .priv_class    = &mix_class,
 310     .query_formats = query_formats,
 311     .outputs       = outputs,
 312     .init          = init,
 313     .uninit        = uninit,
 314     .activate      = activate,
 315     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
 316 };
 317
 318 #endif /* CONFIG_MIX_FILTER */
 319
 320 #if CONFIG_TMIX_FILTER
 321 static int tmix_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 322 {
 323     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 324     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 325     MixContext *s = ctx->priv;
 326     AVFrame *out;
 327
 328     if (s->nb_frames < s->nb_inputs) {
 329         s->frames[s->nb_frames] = in;
 330         s->nb_frames++;
 331         return 0;
 332     } else {
 333         av_frame_free(&s->frames[0]);
 334         memmove(&s->frames[0], &s->frames[1], sizeof(*s->frames) * (s->nb_inputs - 1));
 335         s->frames[s->nb_inputs - 1] = in;
 336     }
 337
 338     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 339     if (!out)
 340         return AVERROR(ENOMEM);
 341     out->pts = s->frames[0]->pts;
 342
 343     mix_frames(s, s->frames, out);
 344
 345     return ff_filter_frame(outlink, out);
 346 }
 347
 348 static const AVOption tmix_options[] = {
 349     { "frames", "set number of successive frames to mix", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=3}, 2, 128, .flags = FLAGS },
 350     { "weights", "set weight for each frame", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
 351     { "scale", "set scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 352     { NULL },
 353 };
 354
 355 static const AVFilterPad inputs[] = {
 356     {
 357         .name          = "default",
 358         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 359         .filter_frame  = tmix_filter_frame,
 360     },
 361     { NULL }
 362 };
 363
 364 AVFILTER_DEFINE_CLASS(tmix);
 365
 366 AVFilter ff_vf_tmix = {
 367     .name          = "tmix",
 368     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix successive video frames."),
 369     .priv_size     = sizeof(MixContext),
 370     .priv_class    = &tmix_class,
 371     .query_formats = query_formats,
 372     .outputs       = outputs,
 373     .inputs        = inputs,
 374     .init          = init,
 375     .uninit        = uninit,
 376 };
 377
 378 #endif /* CONFIG_TMIX_FILTER */