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 typedef struct ThreadData {
 124     AVFrame **in, *out;
 125 } ThreadData;
 126
 127 static int mix_frames(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 128 {
 129     MixContext *s = ctx->priv;
 130     ThreadData *td = arg;
 131     AVFrame **in = td->in;
 132     AVFrame *out = td->out;
 133     int i, p, x, y;
 134
 135     if (s->depth <= 8) {
 136         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 137             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 138             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 139             uint8_t *dst = out->data[p] + slice_start * out->linesize[p];
 140
 141             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 142                 for (x = 0; x < s->linesize[p]; x++) {
 143                     int val = 0;
 144
 145                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 146                         uint8_t src = in[i]->data[p][y * in[i]->linesize[p] + x];
 147
 148                         val += src * s->weights[i];
 149                     }
 150
 151                     dst[x] = av_clip_uint8(val * s->wfactor);
 152                 }
 153
 154                 dst += out->linesize[p];
 155             }
 156         }
 157     } else {
 158         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 159             const int slice_start = (s->height[p] * jobnr) / nb_jobs;
 160             const int slice_end = (s->height[p] * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 161             uint16_t *dst = (uint16_t *)(out->data[p] + slice_start * out->linesize[p]);
 162
 163             for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 164                 for (x = 0; x < s->linesize[p] / 2; x++) {
 165                     int val = 0;
 166
 167                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 168                         uint16_t src = AV_RN16(in[i]->data[p] + y * in[i]->linesize[p] + x * 2);
 169
 170                         val += src * s->weights[i];
 171                     }
 172
 173                     dst[x] = av_clip(val * s->wfactor, 0, s->max);
 174                 }
 175
 176                 dst += out->linesize[p] / 2;
 177             }
 178         }
 179     }
 180
 181     return 0;
 182 }
 183
 184 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
 185 {
 186     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
 187     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 188     MixContext *s = fs->opaque;
 189     AVFrame **in = s->frames;
 190     AVFrame *out;
 191     ThreadData td;
 192     int i, ret;
 193
 194     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 195         if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, i, &in[i], 0)) < 0)
 196             return ret;
 197     }
 198
 199     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 200     if (!out)
 201         return AVERROR(ENOMEM);
 202     out->pts = av_rescale_q(s->fs.pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
 203
 204     td.in = in;
 205     td.out = out;
 206     ctx->internal->execute(ctx, mix_frames, &td, NULL, FFMIN(s->height[0], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 207
 208     return ff_filter_frame(outlink, out);
 209 }
 210
 211 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 212 {
 213     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 214     MixContext *s = ctx->priv;
 215     AVRational time_base = ctx->inputs[0]->time_base;
 216     AVRational frame_rate = ctx->inputs[0]->frame_rate;
 217     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 218     int height = ctx->inputs[0]->h;
 219     int width = ctx->inputs[0]->w;
 220     FFFrameSyncIn *in;
 221     int i, ret;
 222
 223     if (!s->tmix) {
 224         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
 225             if (ctx->inputs[i]->h != height || ctx->inputs[i]->w != width) {
 226                 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);
 227                 return AVERROR(EINVAL);
 228             }
 229         }
 230     }
 231
 232     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 233     if (!s->desc)
 234         return AVERROR_BUG;
 235     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
 236     s->depth = s->desc->comp[0].depth;
 237     s->max = (1 << s->depth) - 1;
 238
 239     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
 240         return ret;
 241
 242     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->desc->log2_chroma_h);
 243     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 244
 245     if (s->tmix)
 246         return 0;
 247
 248     outlink->w          = width;
 249     outlink->h          = height;
 250     outlink->time_base  = time_base;
 251     outlink->frame_rate = frame_rate;
 252
 253     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, s->nb_inputs)) < 0)
 254         return ret;
 255
 256     in = s->fs.in;
 257     s->fs.opaque = s;
 258     s->fs.on_event = process_frame;
 259
 260     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 261         AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[i];
 262
 263         in[i].time_base = inlink->time_base;
 264         in[i].sync   = 1;
 265         in[i].before = EXT_STOP;
 266         in[i].after  = (s->duration == 1 || (s->duration == 2 && i == 0)) ? EXT_STOP : EXT_INFINITY;
 267     }
 268
 269     return ff_framesync_configure(&s->fs);
 270 }
 271
 272 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 273 {
 274     MixContext *s = ctx->priv;
 275     int i;
 276
 277     ff_framesync_uninit(&s->fs);
 278     av_freep(&s->weights);
 279
 280     if (!s->tmix) {
 281         for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
 282             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 283     } else {
 284         for (i = 0; i < s->nb_frames; i++)
 285             av_frame_free(&s->frames[i]);
 286     }
 287     av_freep(&s->frames);
 288 }
 289
 290 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 291 {
 292     MixContext *s = ctx->priv;
 293     return ff_framesync_activate(&s->fs);
 294 }
 295
 296 #define OFFSET(x) offsetof(MixContext, x)
 297 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 298
 299 static const AVOption mix_options[] = {
 300     { "inputs", "set number of inputs", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 2, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 301     { "weights", "set weight for each input", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
 302     { "scale", "set scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 303     { "duration", "how to determine end of stream", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 2, .flags = FLAGS, "duration" },
 304         { "longest",  "Duration of longest input",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 305         { "shortest", "Duration of shortest input", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 306         { "first",    "Duration of first input",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
 307     { NULL },
 308 };
 309
 310 static const AVFilterPad outputs[] = {
 311     {
 312         .name          = "default",
 313         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 314         .config_props  = config_output,
 315     },
 316     { NULL }
 317 };
 318
 319 #if CONFIG_MIX_FILTER
 320 AVFILTER_DEFINE_CLASS(mix);
 321
 322 AVFilter ff_vf_mix = {
 323     .name          = "mix",
 324     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix video inputs."),
 325     .priv_size     = sizeof(MixContext),
 326     .priv_class    = &mix_class,
 327     .query_formats = query_formats,
 328     .outputs       = outputs,
 329     .init          = init,
 330     .uninit        = uninit,
 331     .activate      = activate,
 332     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 333 };
 334
 335 #endif /* CONFIG_MIX_FILTER */
 336
 337 #if CONFIG_TMIX_FILTER
 338 static int tmix_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 339 {
 340     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 341     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 342     MixContext *s = ctx->priv;
 343     ThreadData td;
 344     AVFrame *out;
 345
 346     if (s->nb_frames < s->nb_inputs) {
 347         s->frames[s->nb_frames] = in;
 348         s->nb_frames++;
 349         return 0;
 350     } else {
 351         av_frame_free(&s->frames[0]);
 352         memmove(&s->frames[0], &s->frames[1], sizeof(*s->frames) * (s->nb_inputs - 1));
 353         s->frames[s->nb_inputs - 1] = in;
 354     }
 355
 356     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 357     if (!out)
 358         return AVERROR(ENOMEM);
 359     out->pts = s->frames[0]->pts;
 360
 361     td.out = out;
 362     td.in = s->frames;
 363     ctx->internal->execute(ctx, mix_frames, &td, NULL, FFMIN(s->height[0], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 364
 365     return ff_filter_frame(outlink, out);
 366 }
 367
 368 static const AVOption tmix_options[] = {
 369     { "frames", "set number of successive frames to mix", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=3}, 2, 128, .flags = FLAGS },
 370     { "weights", "set weight for each frame", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
 371     { "scale", "set scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, INT16_MAX, .flags = FLAGS },
 372     { NULL },
 373 };
 374
 375 static const AVFilterPad inputs[] = {
 376     {
 377         .name          = "default",
 378         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 379         .filter_frame  = tmix_filter_frame,
 380     },
 381     { NULL }
 382 };
 383
 384 AVFILTER_DEFINE_CLASS(tmix);
 385
 386 AVFilter ff_vf_tmix = {
 387     .name          = "tmix",
 388     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix successive video frames."),
 389     .priv_size     = sizeof(MixContext),
 390     .priv_class    = &tmix_class,
 391     .query_formats = query_formats,
 392     .outputs       = outputs,
 393     .inputs        = inputs,
 394     .init          = init,
 395     .uninit        = uninit,
 396     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 397 };
 398
 399 #endif /* CONFIG_TMIX_FILTER */