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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2010 Stefano Sabatini
   3  * Copyright (c) 2010 Baptiste Coudurier
   4  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * overlay one video on top of another
  26  */
  27
  28 /* #define DEBUG */
  29
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "formats.h"
  32 #include "libavutil/common.h"
  33 #include "libavutil/eval.h"
  34 #include "libavutil/avstring.h"
  35 #include "libavutil/opt.h"
  36 #include "libavutil/pixdesc.h"
  37 #include "libavutil/imgutils.h"
  38 #include "libavutil/mathematics.h"
  39 #include "libavutil/opt.h"
  40 #include "libavutil/timestamp.h"
  41 #include "internal.h"
  42 #include "bufferqueue.h"
  43 #include "drawutils.h"
  44 #include "video.h"
  45
  46 static const char *const var_names[] = {
  47     "main_w",    "W", ///< width  of the main    video
  48     "main_h",    "H", ///< height of the main    video
  49     "overlay_w", "w", ///< width  of the overlay video
  50     "overlay_h", "h", ///< height of the overlay video
  51     "hsub",
  52     "vsub",
  53     "x",
  54     "y",
  55     "n",            ///< number of frame
  56     "pos",          ///< position in the file
  57     "t",            ///< timestamp expressed in seconds
  58     NULL
  59 };
  60
  61 enum var_name {
  62     VAR_MAIN_W,    VAR_MW,
  63     VAR_MAIN_H,    VAR_MH,
  64     VAR_OVERLAY_W, VAR_OW,
  65     VAR_OVERLAY_H, VAR_OH,
  66     VAR_HSUB,
  67     VAR_VSUB,
  68     VAR_X,
  69     VAR_Y,
  70     VAR_N,
  71     VAR_POS,
  72     VAR_T,
  73     VAR_VARS_NB
  74 };
  75
  76 #define MAIN    0
  77 #define OVERLAY 1
  78
  79 #define R 0
  80 #define G 1
  81 #define B 2
  82 #define A 3
  83
  84 #define Y 0
  85 #define U 1
  86 #define V 2
  87
  88 typedef struct {
  89     const AVClass *class;
  90     int x, y;                   ///< position of overlayed picture
  91     double enable;              ///< tells if blending is enabled
  92
  93     int allow_packed_rgb;
  94     uint8_t frame_requested;
  95     uint8_t overlay_eof;
  96     uint8_t main_is_packed_rgb;
  97     uint8_t main_rgba_map[4];
  98     uint8_t main_has_alpha;
  99     uint8_t overlay_is_packed_rgb;
 100     uint8_t overlay_rgba_map[4];
 101     uint8_t overlay_has_alpha;
 102     enum OverlayFormat { OVERLAY_FORMAT_YUV420, OVERLAY_FORMAT_YUV444, OVERLAY_FORMAT_RGB, OVERLAY_FORMAT_NB} format;
 103     enum EvalMode { EVAL_MODE_INIT, EVAL_MODE_FRAME, EVAL_MODE_NB } eval_mode;
 104
 105     AVFrame *overpicref;
 106     struct FFBufQueue queue_main;
 107     struct FFBufQueue queue_over;
 108
 109     int main_pix_step[4];       ///< steps per pixel for each plane of the main output
 110     int overlay_pix_step[4];    ///< steps per pixel for each plane of the overlay
 111     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling values
 112     int shortest;               ///< terminate stream when the shortest input terminates
 113
 114     double var_values[VAR_VARS_NB];
 115     char *x_expr, *y_expr;
 116     char *enable_expr;
 117     AVExpr *x_pexpr, *y_pexpr, *enable_pexpr;
 118 } OverlayContext;
 119
 120 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 121 {
 122     OverlayContext *over = ctx->priv;
 123
 124     if (over->allow_packed_rgb) {
 125         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 126                "The rgb option is deprecated and is overriding the format option, use format instead\n");
 127         over->format = OVERLAY_FORMAT_RGB;
 128     }
 129     return 0;
 130 }
 131
 132 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 133 {
 134     OverlayContext *over = ctx->priv;
 135
 136     av_frame_free(&over->overpicref);
 137     ff_bufqueue_discard_all(&over->queue_main);
 138     ff_bufqueue_discard_all(&over->queue_over);
 139     av_expr_free(over->x_pexpr); over->x_pexpr = NULL;
 140     av_expr_free(over->y_pexpr); over->y_pexpr = NULL;
 141     av_expr_free(over->enable_pexpr); over->enable_pexpr = NULL;
 142 }
 143
 144 static inline int normalize_xy(double d, int chroma_sub)
 145 {
 146     if (isnan(d))
 147         return INT_MAX;
 148     return (int)d & ~((1 << chroma_sub) - 1);
 149 }
 150
 151 enum EvalTarget { EVAL_XY, EVAL_ENABLE, EVAL_ALL };
 152
 153 static void eval_expr(AVFilterContext *ctx, enum EvalTarget eval_tgt)
 154 {
 155     OverlayContext  *over = ctx->priv;
 156
 157     if (eval_tgt == EVAL_XY || eval_tgt == EVAL_ALL) {
 158         over->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(over->x_pexpr, over->var_values, NULL);
 159         over->var_values[VAR_Y] = av_expr_eval(over->y_pexpr, over->var_values, NULL);
 160         over->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(over->x_pexpr, over->var_values, NULL);
 161         over->x = normalize_xy(over->var_values[VAR_X], over->hsub);
 162         over->y = normalize_xy(over->var_values[VAR_Y], over->vsub);
 163     }
 164     if (eval_tgt == EVAL_ENABLE || eval_tgt == EVAL_ALL) {
 165         over->enable = av_expr_eval(over->enable_pexpr, over->var_values, NULL);
 166     }
 167 }
 168
 169 static int set_expr(AVExpr **pexpr, const char *expr, void *log_ctx)
 170 {
 171     int ret;
 172
 173     if (*pexpr)
 174         av_expr_free(*pexpr);
 175     *pexpr = NULL;
 176     ret = av_expr_parse(pexpr, expr, var_names,
 177                         NULL, NULL, NULL, NULL, 0, log_ctx);
 178     if (ret < 0)
 179         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
 180                "Error when evaluating the expression '%s'\n", expr);
 181     return ret;
 182 }
 183
 184 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
 185                            char *res, int res_len, int flags)
 186 {
 187     OverlayContext *over = ctx->priv;
 188     int ret;
 189
 190     if      (!strcmp(cmd, "x"))
 191         ret = set_expr(&over->x_pexpr, args, ctx);
 192     else if (!strcmp(cmd, "y"))
 193         ret = set_expr(&over->y_pexpr, args, ctx);
 194     else if (!strcmp(cmd, "enable"))
 195         ret = set_expr(&over->enable_pexpr, args, ctx);
 196     else
 197         ret = AVERROR(ENOSYS);
 198
 199     if (ret < 0)
 200         return ret;
 201
 202     if (over->eval_mode == EVAL_MODE_INIT) {
 203         eval_expr(ctx, EVAL_ALL);
 204         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "x:%f xi:%d y:%f yi:%d enable:%f\n",
 205                over->var_values[VAR_X], over->x,
 206                over->var_values[VAR_Y], over->y,
 207                over->enable);
 208     }
 209     return ret;
 210 }
 211
 212 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 213 {
 214     OverlayContext *over = ctx->priv;
 215
 216     /* overlay formats contains alpha, for avoiding conversion with alpha information loss */
 217     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv420[] = {
 218         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE
 219     };
 220     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv420[] = {
 221         AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE
 222     };
 223
 224     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv444[] = {
 225         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_NONE
 226     };
 227     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv444[] = {
 228         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_NONE
 229     };
 230
 231     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_rgb[] = {
 232         AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_RGBA,
 233         AV_PIX_FMT_ABGR,  AV_PIX_FMT_BGRA,
 234         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
 235         AV_PIX_FMT_NONE
 236     };
 237     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_rgb[] = {
 238         AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_RGBA,
 239         AV_PIX_FMT_ABGR,  AV_PIX_FMT_BGRA,
 240         AV_PIX_FMT_NONE
 241     };
 242
 243     AVFilterFormats *main_formats;
 244     AVFilterFormats *overlay_formats;
 245
 246     switch (over->format) {
 247     case OVERLAY_FORMAT_YUV420:
 248         main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv420);
 249         overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv420);
 250         break;
 251     case OVERLAY_FORMAT_YUV444:
 252         main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv444);
 253         overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv444);
 254         break;
 255     case OVERLAY_FORMAT_RGB:
 256         main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_rgb);
 257         overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_rgb);
 258         break;
 259     default:
 260         av_assert0(0);
 261     }
 262
 263     ff_formats_ref(main_formats,    &ctx->inputs [MAIN   ]->out_formats);
 264     ff_formats_ref(overlay_formats, &ctx->inputs [OVERLAY]->out_formats);
 265     ff_formats_ref(main_formats,    &ctx->outputs[MAIN   ]->in_formats );
 266
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 static const enum AVPixelFormat alpha_pix_fmts[] = {
 271     AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUVA444P,
 272     AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_RGBA,
 273     AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_NONE
 274 };
 275
 276 static int config_input_main(AVFilterLink *inlink)
 277 {
 278     OverlayContext *over = inlink->dst->priv;
 279     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 280
 281     av_image_fill_max_pixsteps(over->main_pix_step,    NULL, pix_desc);
 282
 283     over->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
 284     over->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
 285
 286     over->main_is_packed_rgb =
 287         ff_fill_rgba_map(over->main_rgba_map, inlink->format) >= 0;
 288     over->main_has_alpha = ff_fmt_is_in(inlink->format, alpha_pix_fmts);
 289     return 0;
 290 }
 291
 292 static int config_input_overlay(AVFilterLink *inlink)
 293 {
 294     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
 295     OverlayContext  *over = inlink->dst->priv;
 296     int ret;
 297     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 298
 299     av_image_fill_max_pixsteps(over->overlay_pix_step, NULL, pix_desc);
 300
 301     /* Finish the configuration by evaluating the expressions
 302        now when both inputs are configured. */
 303     over->var_values[VAR_MAIN_W   ] = over->var_values[VAR_MW] = ctx->inputs[MAIN   ]->w;
 304     over->var_values[VAR_MAIN_H   ] = over->var_values[VAR_MH] = ctx->inputs[MAIN   ]->h;
 305     over->var_values[VAR_OVERLAY_W] = over->var_values[VAR_OW] = ctx->inputs[OVERLAY]->w;
 306     over->var_values[VAR_OVERLAY_H] = over->var_values[VAR_OH] = ctx->inputs[OVERLAY]->h;
 307     over->var_values[VAR_HSUB]  = 1<<pix_desc->log2_chroma_w;
 308     over->var_values[VAR_VSUB]  = 1<<pix_desc->log2_chroma_h;
 309     over->var_values[VAR_X]     = NAN;
 310     over->var_values[VAR_Y]     = NAN;
 311     over->var_values[VAR_N]     = 0;
 312     over->var_values[VAR_T]     = NAN;
 313     over->var_values[VAR_POS]   = NAN;
 314
 315     if ((ret = set_expr(&over->x_pexpr,      over->x_expr,      ctx)) < 0 ||
 316         (ret = set_expr(&over->y_pexpr,      over->y_expr,      ctx)) < 0 ||
 317         (ret = set_expr(&over->enable_pexpr, over->enable_expr, ctx)) < 0)
 318         return ret;
 319
 320     over->overlay_is_packed_rgb =
 321         ff_fill_rgba_map(over->overlay_rgba_map, inlink->format) >= 0;
 322     over->overlay_has_alpha = ff_fmt_is_in(inlink->format, alpha_pix_fmts);
 323
 324     if (over->eval_mode == EVAL_MODE_INIT) {
 325         eval_expr(ctx, EVAL_ALL);
 326         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "x:%f xi:%d y:%f yi:%d enable:%f\n",
 327                over->var_values[VAR_X], over->x,
 328                over->var_values[VAR_Y], over->y,
 329                over->enable);
 330     }
 331
 332     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
 333            "main w:%d h:%d fmt:%s overlay w:%d h:%d fmt:%s\n",
 334            ctx->inputs[MAIN]->w, ctx->inputs[MAIN]->h,
 335            av_get_pix_fmt_name(ctx->inputs[MAIN]->format),
 336            ctx->inputs[OVERLAY]->w, ctx->inputs[OVERLAY]->h,
 337            av_get_pix_fmt_name(ctx->inputs[OVERLAY]->format));
 338     return 0;
 339 }
 340
 341 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 342 {
 343     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 344
 345     outlink->w = ctx->inputs[MAIN]->w;
 346     outlink->h = ctx->inputs[MAIN]->h;
 347     outlink->time_base = ctx->inputs[MAIN]->time_base;
 348
 349     return 0;
 350 }
 351
 352 // divide by 255 and round to nearest
 353 // apply a fast variant: (X+127)/255 = ((X+127)*257+257)>>16 = ((X+128)*257)>>16
 354 #define FAST_DIV255(x) ((((x) + 128) * 257) >> 16)
 355
 356 // calculate the unpremultiplied alpha, applying the general equation:
 357 // alpha = alpha_overlay / ( (alpha_main + alpha_overlay) - (alpha_main * alpha_overlay) )
 358 // (((x) << 16) - ((x) << 9) + (x)) is a faster version of: 255 * 255 * x
 359 // ((((x) + (y)) << 8) - ((x) + (y)) - (y) * (x)) is a faster version of: 255 * (x + y)
 360 #define UNPREMULTIPLY_ALPHA(x, y) ((((x) << 16) - ((x) << 9) + (x)) / ((((x) + (y)) << 8) - ((x) + (y)) - (y) * (x)))
 361
 362 /**
 363  * Blend image in src to destination buffer dst at position (x, y).
 364  */
 365 static void blend_image(AVFilterContext *ctx,
 366                         AVFrame *dst, AVFrame *src,
 367                         int x, int y)
 368 {
 369     OverlayContext *over = ctx->priv;
 370     int i, imax, j, jmax, k, kmax;
 371     const int src_w = src->width;
 372     const int src_h = src->height;
 373     const int dst_w = dst->width;
 374     const int dst_h = dst->height;
 375
 376     if (x >= dst_w || x+dst_w  < 0 ||
 377         y >= dst_h || y+dst_h < 0)
 378         return; /* no intersection */
 379
 380     if (over->main_is_packed_rgb) {
 381         uint8_t alpha;          ///< the amount of overlay to blend on to main
 382         const int dr = over->main_rgba_map[R];
 383         const int dg = over->main_rgba_map[G];
 384         const int db = over->main_rgba_map[B];
 385         const int da = over->main_rgba_map[A];
 386         const int dstep = over->main_pix_step[0];
 387         const int sr = over->overlay_rgba_map[R];
 388         const int sg = over->overlay_rgba_map[G];
 389         const int sb = over->overlay_rgba_map[B];
 390         const int sa = over->overlay_rgba_map[A];
 391         const int sstep = over->overlay_pix_step[0];
 392         const int main_has_alpha = over->main_has_alpha;
 393         uint8_t *s, *sp, *d, *dp;
 394
 395         i = FFMAX(-y, 0);
 396         sp = src->data[0] + i     * src->linesize[0];
 397         dp = dst->data[0] + (y+i) * dst->linesize[0];
 398
 399         for (imax = FFMIN(-y + dst_h, src_h); i < imax; i++) {
 400             j = FFMAX(-x, 0);
 401             s = sp + j     * sstep;
 402             d = dp + (x+j) * dstep;
 403
 404             for (jmax = FFMIN(-x + dst_w, src_w); j < jmax; j++) {
 405                 alpha = s[sa];
 406
 407                 // if the main channel has an alpha channel, alpha has to be calculated
 408                 // to create an un-premultiplied (straight) alpha value
 409                 if (main_has_alpha && alpha != 0 && alpha != 255) {
 410                     uint8_t alpha_d = d[da];
 411                     alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
 412                 }
 413
 414                 switch (alpha) {
 415                 case 0:
 416                     break;
 417                 case 255:
 418                     d[dr] = s[sr];
 419                     d[dg] = s[sg];
 420                     d[db] = s[sb];
 421                     break;
 422                 default:
 423                     // main_value = main_value * (1 - alpha) + overlay_value * alpha
 424                     // since alpha is in the range 0-255, the result must divided by 255
 425                     d[dr] = FAST_DIV255(d[dr] * (255 - alpha) + s[sr] * alpha);
 426                     d[dg] = FAST_DIV255(d[dg] * (255 - alpha) + s[sg] * alpha);
 427                     d[db] = FAST_DIV255(d[db] * (255 - alpha) + s[sb] * alpha);
 428                 }
 429                 if (main_has_alpha) {
 430                     switch (alpha) {
 431                     case 0:
 432                         break;
 433                     case 255:
 434                         d[da] = s[sa];
 435                         break;
 436                     default:
 437                         // apply alpha compositing: main_alpha += (1-main_alpha) * overlay_alpha
 438                         d[da] += FAST_DIV255((255 - d[da]) * s[sa]);
 439                     }
 440                 }
 441                 d += dstep;
 442                 s += sstep;
 443             }
 444             dp += dst->linesize[0];
 445             sp += src->linesize[0];
 446         }
 447     } else {
 448         const int main_has_alpha = over->main_has_alpha;
 449         if (main_has_alpha) {
 450             uint8_t alpha;          ///< the amount of overlay to blend on to main
 451             uint8_t *s, *sa, *d, *da;
 452
 453             i = FFMAX(-y, 0);
 454             sa = src->data[3] + i     * src->linesize[3];
 455             da = dst->data[3] + (y+i) * dst->linesize[3];
 456
 457             for (imax = FFMIN(-y + dst_h, src_h); i < imax; i++) {
 458                 j = FFMAX(-x, 0);
 459                 s = sa + j;
 460                 d = da + x+j;
 461
 462                 for (jmax = FFMIN(-x + dst_w, src_w); j < jmax; j++) {
 463                     alpha = *s;
 464                     if (alpha != 0 && alpha != 255) {
 465                         uint8_t alpha_d = *d;
 466                         alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
 467                     }
 468                     switch (alpha) {
 469                     case 0:
 470                         break;
 471                     case 255:
 472                         *d = *s;
 473                         break;
 474                     default:
 475                         // apply alpha compositing: main_alpha += (1-main_alpha) * overlay_alpha
 476                         *d += FAST_DIV255((255 - *d) * *s);
 477                     }
 478                     d += 1;
 479                     s += 1;
 480                 }
 481                 da += dst->linesize[3];
 482                 sa += src->linesize[3];
 483             }
 484         }
 485         for (i = 0; i < 3; i++) {
 486             int hsub = i ? over->hsub : 0;
 487             int vsub = i ? over->vsub : 0;
 488             int src_wp = FFALIGN(src_w, 1<<hsub) >> hsub;
 489             int src_hp = FFALIGN(src_h, 1<<vsub) >> vsub;
 490             int dst_wp = FFALIGN(dst_w, 1<<hsub) >> hsub;
 491             int dst_hp = FFALIGN(dst_h, 1<<vsub) >> vsub;
 492             int yp = y>>vsub;
 493             int xp = x>>hsub;
 494             uint8_t *s, *sp, *d, *dp, *a, *ap;
 495
 496             j = FFMAX(-yp, 0);
 497             sp = src->data[i] + j         * src->linesize[i];
 498             dp = dst->data[i] + (yp+j)    * dst->linesize[i];
 499             ap = src->data[3] + (j<<vsub) * src->linesize[3];
 500
 501             for (jmax = FFMIN(-yp + dst_hp, src_hp); j < jmax; j++) {
 502                 k = FFMAX(-xp, 0);
 503                 d = dp + xp+k;
 504                 s = sp + k;
 505                 a = ap + (k<<hsub);
 506
 507                 for (kmax = FFMIN(-xp + dst_wp, src_wp); k < kmax; k++) {
 508                     int alpha_v, alpha_h, alpha;
 509
 510                     // average alpha for color components, improve quality
 511                     if (hsub && vsub && j+1 < src_hp && k+1 < src_wp) {
 512                         alpha = (a[0] + a[src->linesize[3]] +
 513                                  a[1] + a[src->linesize[3]+1]) >> 2;
 514                     } else if (hsub || vsub) {
 515                         alpha_h = hsub && k+1 < src_wp ?
 516                             (a[0] + a[1]) >> 1 : a[0];
 517                         alpha_v = vsub && j+1 < src_hp ?
 518                             (a[0] + a[src->linesize[3]]) >> 1 : a[0];
 519                         alpha = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
 520                     } else
 521                         alpha = a[0];
 522                     // if the main channel has an alpha channel, alpha has to be calculated
 523                     // to create an un-premultiplied (straight) alpha value
 524                     if (main_has_alpha && alpha != 0 && alpha != 255) {
 525                         // average alpha for color components, improve quality
 526                         uint8_t alpha_d;
 527                         if (hsub && vsub && j+1 < src_hp && k+1 < src_wp) {
 528                             alpha_d = (d[0] + d[src->linesize[3]] +
 529                                        d[1] + d[src->linesize[3]+1]) >> 2;
 530                         } else if (hsub || vsub) {
 531                             alpha_h = hsub && k+1 < src_wp ?
 532                                 (d[0] + d[1]) >> 1 : d[0];
 533                             alpha_v = vsub && j+1 < src_hp ?
 534                                 (d[0] + d[src->linesize[3]]) >> 1 : d[0];
 535                             alpha_d = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
 536                         } else
 537                             alpha_d = d[0];
 538                         alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
 539                     }
 540                     *d = FAST_DIV255(*d * (255 - alpha) + *s * alpha);
 541                     s++;
 542                     d++;
 543                     a += 1 << hsub;
 544                 }
 545                 dp += dst->linesize[i];
 546                 sp += src->linesize[i];
 547                 ap += (1 << vsub) * src->linesize[3];
 548             }
 549         }
 550     }
 551 }
 552
 553 static int try_filter_frame(AVFilterContext *ctx, AVFrame *mainpic)
 554 {
 555     OverlayContext *over = ctx->priv;
 556     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 557     AVFrame *next_overpic;
 558     int ret;
 559
 560     /* Discard obsolete overlay frames: if there is a next overlay frame with pts
 561      * before the main frame, we can drop the current overlay. */
 562     while (1) {
 563         next_overpic = ff_bufqueue_peek(&over->queue_over, 0);
 564         if (!next_overpic || av_compare_ts(next_overpic->pts, ctx->inputs[OVERLAY]->time_base,
 565                                            mainpic->pts     , ctx->inputs[MAIN]->time_base) > 0)
 566             break;
 567         ff_bufqueue_get(&over->queue_over);
 568         av_frame_free(&over->overpicref);
 569         over->overpicref = next_overpic;
 570     }
 571
 572     /* If there is no next frame and no EOF and the overlay frame is before
 573      * the main frame, we can not know yet if it will be superseded. */
 574     if (!over->queue_over.available && !over->overlay_eof &&
 575         (!over->overpicref || av_compare_ts(over->overpicref->pts, ctx->inputs[OVERLAY]->time_base,
 576                                             mainpic->pts         , ctx->inputs[MAIN]->time_base) < 0))
 577         return AVERROR(EAGAIN);
 578
 579     /* At this point, we know that the current overlay frame extends to the
 580      * time of the main frame. */
 581     av_dlog(ctx, "main_pts:%s main_pts_time:%s",
 582             av_ts2str(mainpic->pts), av_ts2timestr(mainpic->pts, &ctx->inputs[MAIN]->time_base));
 583     if (over->overpicref)
 584         av_dlog(ctx, " over_pts:%s over_pts_time:%s",
 585                 av_ts2str(over->overpicref->pts), av_ts2timestr(over->overpicref->pts, &ctx->inputs[OVERLAY]->time_base));
 586     av_dlog(ctx, "\n");
 587
 588     if (over->overpicref) {
 589         if (over->eval_mode == EVAL_MODE_FRAME) {
 590             int64_t pos = av_frame_get_pkt_pos(mainpic);
 591
 592             over->var_values[VAR_T] = mainpic->pts == AV_NOPTS_VALUE ?
 593                 NAN : mainpic->pts * av_q2d(inlink->time_base);
 594             over->var_values[VAR_POS] = pos == -1 ? NAN : pos;
 595
 596             eval_expr(ctx, EVAL_ALL);
 597             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "n:%f t:%f pos:%f x:%f xi:%d y:%f yi:%d enable:%f\n",
 598                    over->var_values[VAR_N], over->var_values[VAR_T], over->var_values[VAR_POS],
 599                    over->var_values[VAR_X], over->x,
 600                    over->var_values[VAR_Y], over->y,
 601                    over->enable);
 602         }
 603         if (over->enable)
 604             blend_image(ctx, mainpic, over->overpicref, over->x, over->y);
 605
 606         over->var_values[VAR_N] += 1.0;
 607     }
 608     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], mainpic);
 609     av_assert1(ret != AVERROR(EAGAIN));
 610     over->frame_requested = 0;
 611     return ret;
 612 }
 613
 614 static int try_filter_next_frame(AVFilterContext *ctx)
 615 {
 616     OverlayContext *over = ctx->priv;
 617     AVFrame *next_mainpic = ff_bufqueue_peek(&over->queue_main, 0);
 618     int ret;
 619
 620     if (!next_mainpic)
 621         return AVERROR(EAGAIN);
 622     if ((ret = try_filter_frame(ctx, next_mainpic)) == AVERROR(EAGAIN))
 623         return ret;
 624     ff_bufqueue_get(&over->queue_main);
 625     return ret;
 626 }
 627
 628 static int flush_frames(AVFilterContext *ctx)
 629 {
 630     int ret;
 631
 632     while (!(ret = try_filter_next_frame(ctx)));
 633     return ret == AVERROR(EAGAIN) ? 0 : ret;
 634 }
 635
 636 static int filter_frame_main(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpicref)
 637 {
 638     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 639     OverlayContext *over = ctx->priv;
 640     int ret;
 641
 642     if ((ret = flush_frames(ctx)) < 0)
 643         return ret;
 644     if ((ret = try_filter_frame(ctx, inpicref)) < 0) {
 645         if (ret != AVERROR(EAGAIN))
 646             return ret;
 647         ff_bufqueue_add(ctx, &over->queue_main, inpicref);
 648     }
 649
 650     if (!over->overpicref)
 651         return 0;
 652     flush_frames(ctx);
 653
 654     return 0;
 655 }
 656
 657 static int filter_frame_over(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpicref)
 658 {
 659     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 660     OverlayContext *over = ctx->priv;
 661     int ret;
 662
 663     if ((ret = flush_frames(ctx)) < 0)
 664         return ret;
 665     ff_bufqueue_add(ctx, &over->queue_over, inpicref);
 666     ret = try_filter_next_frame(ctx);
 667     return ret == AVERROR(EAGAIN) ? 0 : ret;
 668 }
 669
 670 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 671 {
 672     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 673     OverlayContext *over = ctx->priv;
 674     int input, ret;
 675
 676     if (!try_filter_next_frame(ctx))
 677         return 0;
 678     over->frame_requested = 1;
 679     while (over->frame_requested) {
 680         /* TODO if we had a frame duration, we could guess more accurately */
 681         input = !over->overlay_eof && (over->queue_main.available ||
 682                                        over->queue_over.available < 2) ?
 683                 OVERLAY : MAIN;
 684         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[input]);
 685         /* EOF on main is reported immediately */
 686         if (ret == AVERROR_EOF && input == OVERLAY) {
 687             over->overlay_eof = 1;
 688             if (over->shortest)
 689                 return ret;
 690             if ((ret = try_filter_next_frame(ctx)) != AVERROR(EAGAIN))
 691                 return ret;
 692             ret = 0; /* continue requesting frames on main */
 693         }
 694         if (ret < 0)
 695             return ret;
 696     }
 697     return 0;
 698 }
 699
 700 #define OFFSET(x) offsetof(OverlayContext, x)
 701 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 702
 703 static const AVOption overlay_options[] = {
 704     { "x", "set the x expression", OFFSET(x_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
 705     { "y", "set the y expression", OFFSET(y_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
 706     { "enable", "set expression which enables overlay", OFFSET(enable_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "1"}, .flags = FLAGS },
 707
 708     { "eval", "specify when to evaluate expressions", OFFSET(eval_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = EVAL_MODE_FRAME}, 0, EVAL_MODE_NB-1, FLAGS, "eval" },
 709     { "init",  "eval expressions once during initialization", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EVAL_MODE_INIT}, .flags = FLAGS, .unit = "eval" },
 710     { "frame", "eval expressions per-frame",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EVAL_MODE_FRAME}, .flags = FLAGS, .unit = "eval" },
 711
 712     { "rgb", "force packed RGB in input and output (deprecated)", OFFSET(allow_packed_rgb), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
 713     { "shortest", "force termination when the shortest input terminates", OFFSET(shortest), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, FLAGS },
 714
 715     { "format", "set output format", OFFSET(format), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV420}, 0, OVERLAY_FORMAT_NB-1, FLAGS, "format" },
 716     { "yuv420", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV420}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
 717     { "yuv444", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV444}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
 718     { "rgb",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_RGB},    .flags = FLAGS, .unit = "format" },
 719
 720     { NULL }
 721 };
 722
 723 AVFILTER_DEFINE_CLASS(overlay);
 724
 725 static const AVFilterPad avfilter_vf_overlay_inputs[] = {
 726     {
 727         .name         = "main",
 728         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 729         .get_video_buffer = ff_null_get_video_buffer,
 730         .config_props = config_input_main,
 731         .filter_frame = filter_frame_main,
 732         .needs_writable = 1,
 733     },
 734     {
 735         .name         = "overlay",
 736         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 737         .config_props = config_input_overlay,
 738         .filter_frame = filter_frame_over,
 739     },
 740     { NULL }
 741 };
 742
 743 static const AVFilterPad avfilter_vf_overlay_outputs[] = {
 744     {
 745         .name          = "default",
 746         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 747         .config_props  = config_output,
 748         .request_frame = request_frame,
 749     },
 750     { NULL }
 751 };
 752
 753 AVFilter avfilter_vf_overlay = {
 754     .name      = "overlay",
 755     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Overlay a video source on top of the input."),
 756
 757     .init      = init,
 758     .uninit    = uninit,
 759
 760     .priv_size = sizeof(OverlayContext),
 761     .priv_class = &overlay_class,
 762
 763     .query_formats = query_formats,
 764     .process_command = process_command,
 765
 766     .inputs    = avfilter_vf_overlay_inputs,
 767     .outputs   = avfilter_vf_overlay_outputs,
 768 };