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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
   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 /**
  22  * @file
  23  * scale video filter
  24  */
  25
  26 #include "avfilter.h"
  27 #include "libavutil/avstring.h"
  28 #include "libavutil/eval.h"
  29 #include "libavutil/mathematics.h"
  30 #include "libavutil/opt.h"
  31 #include "libavutil/pixdesc.h"
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33 #include "libavutil/avassert.h"
  34 #include "libswscale/swscale.h"
  35
  36 static const char *const var_names[] = {
  37     "in_w",   "iw",
  38     "in_h",   "ih",
  39     "out_w",  "ow",
  40     "out_h",  "oh",
  41     "a",
  42     "sar",
  43     "dar",
  44     "hsub",
  45     "vsub",
  46     NULL
  47 };
  48
  49 enum var_name {
  50     VAR_IN_W,   VAR_IW,
  51     VAR_IN_H,   VAR_IH,
  52     VAR_OUT_W,  VAR_OW,
  53     VAR_OUT_H,  VAR_OH,
  54     VAR_A,
  55     VAR_SAR,
  56     VAR_DAR,
  57     VAR_HSUB,
  58     VAR_VSUB,
  59     VARS_NB
  60 };
  61
  62 typedef struct {
  63     struct SwsContext *sws;     ///< software scaler context
  64     struct SwsContext *isws[2]; ///< software scaler context for interlaced material
  65
  66     /**
  67      * New dimensions. Special values are:
  68      *   0 = original width/height
  69      *  -1 = keep original aspect
  70      */
  71     int w, h;
  72     unsigned int flags;         ///sws flags
  73
  74     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling
  75     int slice_y;                ///< top of current output slice
  76     int input_is_pal;           ///< set to 1 if the input format is paletted
  77     int output_is_pal;          ///< set to 1 if the output format is paletted
  78     int interlaced;
  79
  80     char w_expr[256];           ///< width  expression string
  81     char h_expr[256];           ///< height expression string
  82 } ScaleContext;
  83
  84 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
  85 {
  86     ScaleContext *scale = ctx->priv;
  87     const char *p;
  88
  89     av_strlcpy(scale->w_expr, "iw", sizeof(scale->w_expr));
  90     av_strlcpy(scale->h_expr, "ih", sizeof(scale->h_expr));
  91
  92     scale->flags = SWS_BILINEAR;
  93     if (args) {
  94         sscanf(args, "%255[^:]:%255[^:]", scale->w_expr, scale->h_expr);
  95         p = strstr(args,"flags=");
  96         if (p) {
  97             const AVClass *class = sws_get_class();
  98             const AVOption    *o = av_opt_find(&class, "sws_flags", NULL, 0,
  99                                                AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ);
 100             int ret = av_opt_eval_flags(&class, o, p + 6, &scale->flags);
 101
 102             if (ret < 0)
 103                 return ret;
 104         }
 105         if(strstr(args,"interl=1")){
 106             scale->interlaced=1;
 107         }else if(strstr(args,"interl=-1"))
 108             scale->interlaced=-1;
 109     }
 110
 111     return 0;
 112 }
 113
 114 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 115 {
 116     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 117     sws_freeContext(scale->sws);
 118     sws_freeContext(scale->isws[0]);
 119     sws_freeContext(scale->isws[1]);
 120     scale->sws = NULL;
 121 }
 122
 123 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 124 {
 125     AVFilterFormats *formats;
 126     enum PixelFormat pix_fmt;
 127     int ret;
 128
 129     if (ctx->inputs[0]) {
 130         formats = NULL;
 131         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 132             if (   sws_isSupportedInput(pix_fmt)
 133                 && (ret = avfilter_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
 134                 avfilter_formats_unref(&formats);
 135                 return ret;
 136             }
 137         avfilter_formats_ref(formats, &ctx->inputs[0]->out_formats);
 138     }
 139     if (ctx->outputs[0]) {
 140         formats = NULL;
 141         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 142             if (   (sws_isSupportedOutput(pix_fmt) || pix_fmt == PIX_FMT_PAL8)
 143                 && (ret = avfilter_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
 144                 avfilter_formats_unref(&formats);
 145                 return ret;
 146             }
 147         avfilter_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->in_formats);
 148     }
 149
 150     return 0;
 151 }
 152
 153 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 154 {
 155     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 156     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 157     enum PixelFormat outfmt = outlink->format;
 158     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 159     int64_t w, h;
 160     double var_values[VARS_NB], res;
 161     char *expr;
 162     int ret;
 163
 164     var_values[VAR_IN_W]  = var_values[VAR_IW] = inlink->w;
 165     var_values[VAR_IN_H]  = var_values[VAR_IH] = inlink->h;
 166     var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = NAN;
 167     var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = NAN;
 168     var_values[VAR_A]     = (float) inlink->w / inlink->h;
 169     var_values[VAR_SAR]   = inlink->sample_aspect_ratio.num ?
 170         (float) inlink->sample_aspect_ratio.num / inlink->sample_aspect_ratio.den : 1;
 171     var_values[VAR_DAR]   = var_values[VAR_A] * var_values[VAR_SAR];
 172     var_values[VAR_HSUB]  = 1<<av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_w;
 173     var_values[VAR_VSUB]  = 1<<av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_h;
 174
 175     /* evaluate width and height */
 176     av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 177                            var_names, var_values,
 178                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 179     scale->w = var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = res;
 180     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->h_expr),
 181                                       var_names, var_values,
 182                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 183         goto fail;
 184     scale->h = var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = res;
 185     /* evaluate again the width, as it may depend on the output height */
 186     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 187                                       var_names, var_values,
 188                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 189         goto fail;
 190     scale->w = res;
 191
 192     w = scale->w;
 193     h = scale->h;
 194
 195     /* sanity check params */
 196     if (w <  -1 || h <  -1) {
 197         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Size values less than -1 are not acceptable.\n");
 198         return AVERROR(EINVAL);
 199     }
 200     if (w == -1 && h == -1)
 201         scale->w = scale->h = 0;
 202
 203     if (!(w = scale->w))
 204         w = inlink->w;
 205     if (!(h = scale->h))
 206         h = inlink->h;
 207     if (w == -1)
 208         w = av_rescale(h, inlink->w, inlink->h);
 209     if (h == -1)
 210         h = av_rescale(w, inlink->h, inlink->w);
 211
 212     if (w > INT_MAX || h > INT_MAX ||
 213         (h * inlink->w) > INT_MAX  ||
 214         (w * inlink->h) > INT_MAX)
 215         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Rescaled value for width or height is too big.\n");
 216
 217     outlink->w = w;
 218     outlink->h = h;
 219
 220     /* TODO: make algorithm configurable */
 221
 222     scale->input_is_pal = av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].flags & PIX_FMT_PAL ||
 223                           av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 224     if (outfmt == PIX_FMT_PAL8) outfmt = PIX_FMT_BGR8;
 225     scale->output_is_pal = av_pix_fmt_descriptors[outfmt].flags & PIX_FMT_PAL ||
 226                            av_pix_fmt_descriptors[outfmt].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 227
 228     if (scale->sws)
 229         sws_freeContext(scale->sws);
 230     if (inlink->w == outlink->w && inlink->h == outlink->h &&
 231         inlink->format == outlink->format)
 232         scale->sws = NULL;
 233     else {
 234         scale->sws = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h, inlink ->format,
 235                                     outlink->w, outlink->h, outfmt,
 236                                     scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 237         if (scale->isws[0])
 238             sws_freeContext(scale->isws[0]);
 239         scale->isws[0] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 240                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 241                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 242         if (scale->isws[1])
 243             sws_freeContext(scale->isws[1]);
 244         scale->isws[1] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 245                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 246                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 247         if (!scale->sws || !scale->isws[0] || !scale->isws[1])
 248             return AVERROR(EINVAL);
 249     }
 250
 251     if (inlink->sample_aspect_ratio.num){
 252         outlink->sample_aspect_ratio = av_mul_q((AVRational){outlink->h * inlink->w, outlink->w * inlink->h}, inlink->sample_aspect_ratio);
 253     } else
 254         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 255
 256     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "w:%d h:%d fmt:%s sar:%d/%d -> w:%d h:%d fmt:%s sar:%d/%d flags:0x%0x\n",
 257            inlink ->w, inlink ->h, av_pix_fmt_descriptors[ inlink->format].name,
 258            inlink->sample_aspect_ratio.num, inlink->sample_aspect_ratio.den,
 259            outlink->w, outlink->h, av_pix_fmt_descriptors[outlink->format].name,
 260            outlink->sample_aspect_ratio.num, outlink->sample_aspect_ratio.den,
 261            scale->flags);
 262     return 0;
 263
 264 fail:
 265     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
 266            "Error when evaluating the expression '%s'.\n"
 267            "Maybe the expression for out_w:'%s' or for out_h:'%s' is self-referencing.\n",
 268            expr, scale->w_expr, scale->h_expr);
 269     return ret;
 270 }
 271
 272 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 273 {
 274     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 275     AVFilterLink *outlink = link->dst->outputs[0];
 276     AVFilterBufferRef *outpicref;
 277
 278     if(   picref->video->w != link->w
 279        || picref->video->h != link->h
 280        || picref->format   != link->format) {
 281         AVFilterLink *out_link;
 282         int ret;
 283         snprintf(scale->w_expr, sizeof(scale->w_expr)-1, "%d", outlink->w);
 284         snprintf(scale->h_expr, sizeof(scale->h_expr)-1, "%d", outlink->h);
 285
 286         link->dst->inputs[0]->format = picref->format;
 287         link->dst->inputs[0]->w      = picref->video->w;
 288         link->dst->inputs[0]->h      = picref->video->h;
 289
 290         if ((ret = config_props(outlink)) < 0)
 291             av_assert0(0); //what to do here ?
 292     }
 293
 294
 295     if (!scale->sws) {
 296         avfilter_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(picref, ~0));
 297         return;
 298     }
 299
 300     scale->hsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_w;
 301     scale->vsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_h;
 302
 303     outpicref = avfilter_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE|AV_PERM_ALIGN, outlink->w, outlink->h);
 304     avfilter_copy_buffer_ref_props(outpicref, picref);
 305     outpicref->video->w = outlink->w;
 306     outpicref->video->h = outlink->h;
 307
 308     outlink->out_buf = outpicref;
 309     if(scale->output_is_pal)
 310         ff_set_systematic_pal2(outpicref->data[1], outlink->format == PIX_FMT_PAL8 ? PIX_FMT_BGR8 : outlink->format);
 311
 312     av_reduce(&outpicref->video->sample_aspect_ratio.num, &outpicref->video->sample_aspect_ratio.den,
 313               (int64_t)picref->video->sample_aspect_ratio.num * outlink->h * link->w,
 314               (int64_t)picref->video->sample_aspect_ratio.den * outlink->w * link->h,
 315               INT_MAX);
 316
 317     scale->slice_y = 0;
 318     avfilter_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(outpicref, ~0));
 319 }
 320
 321 static int scale_slice(AVFilterLink *link, struct SwsContext *sws, int y, int h, int mul, int field)
 322 {
 323     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 324     AVFilterBufferRef *cur_pic = link->cur_buf;
 325     AVFilterBufferRef *out_buf = link->dst->outputs[0]->out_buf;
 326     const uint8_t *in[4];
 327     uint8_t *out[4];
 328     int in_stride[4],out_stride[4];
 329     int i;
 330
 331     for(i=0; i<4; i++){
 332         int vsub= ((i+1)&2) ? scale->vsub : 0;
 333          in_stride[i] = cur_pic->linesize[i] * mul;
 334         out_stride[i] = out_buf->linesize[i] * mul;
 335          in[i] = cur_pic->data[i] + ((y>>vsub)+field) * cur_pic->linesize[i];
 336         out[i] = out_buf->data[i] +            field  * out_buf->linesize[i];
 337     }
 338     if(scale->input_is_pal)
 339          in[1] = cur_pic->data[1];
 340     if(scale->output_is_pal)
 341         out[1] = out_buf->data[1];
 342
 343     return sws_scale(sws, in, in_stride, y/mul, h,
 344                          out,out_stride);
 345 }
 346
 347 static void draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
 348 {
 349     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 350     int out_h;
 351
 352     if (!scale->sws) {
 353         avfilter_draw_slice(link->dst->outputs[0], y, h, slice_dir);
 354         return;
 355     }
 356
 357     if (scale->slice_y == 0 && slice_dir == -1)
 358         scale->slice_y = link->dst->outputs[0]->h;
 359
 360     if(scale->interlaced>0 || (scale->interlaced<0 && link->cur_buf->video->interlaced)){
 361         av_assert0(y%(2<<scale->vsub) == 0);
 362         out_h = scale_slice(link, scale->isws[0], y, (h+1)/2, 2, 0);
 363         out_h+= scale_slice(link, scale->isws[1], y,  h   /2, 2, 1);
 364     }else{
 365         out_h = scale_slice(link, scale->sws, y, h, 1, 0);
 366     }
 367
 368     if (slice_dir == -1)
 369         scale->slice_y -= out_h;
 370     avfilter_draw_slice(link->dst->outputs[0], scale->slice_y, out_h, slice_dir);
 371     if (slice_dir == 1)
 372         scale->slice_y += out_h;
 373 }
 374
 375 AVFilter avfilter_vf_scale = {
 376     .name      = "scale",
 377     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input video to width:height size and/or convert the image format."),
 378
 379     .init      = init,
 380     .uninit    = uninit,
 381
 382     .query_formats = query_formats,
 383
 384     .priv_size = sizeof(ScaleContext),
 385
 386     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 387                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 388                                     .start_frame      = start_frame,
 389                                     .draw_slice       = draw_slice,
 390                                     .min_perms        = AV_PERM_READ, },
 391                                   { .name = NULL}},
 392     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 393                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 394                                     .config_props     = config_props, },
 395                                   { .name = NULL}},
 396 };