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 <stdio.h>
  27 #include <string.h>
  28
  29 #include "avfilter.h"
  30 #include "formats.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "video.h"
  33 #include "libavutil/avstring.h"
  34 #include "libavutil/eval.h"
  35 #include "libavutil/internal.h"
  36 #include "libavutil/mathematics.h"
  37 #include "libavutil/opt.h"
  38 #include "libavutil/parseutils.h"
  39 #include "libavutil/pixdesc.h"
  40 #include "libavutil/imgutils.h"
  41 #include "libavutil/avassert.h"
  42 #include "libswscale/swscale.h"
  43
  44 static const char *const var_names[] = {
  45     "in_w",   "iw",
  46     "in_h",   "ih",
  47     "out_w",  "ow",
  48     "out_h",  "oh",
  49     "a",
  50     "sar",
  51     "dar",
  52     "hsub",
  53     "vsub",
  54     NULL
  55 };
  56
  57 enum var_name {
  58     VAR_IN_W,   VAR_IW,
  59     VAR_IN_H,   VAR_IH,
  60     VAR_OUT_W,  VAR_OW,
  61     VAR_OUT_H,  VAR_OH,
  62     VAR_A,
  63     VAR_SAR,
  64     VAR_DAR,
  65     VAR_HSUB,
  66     VAR_VSUB,
  67     VARS_NB
  68 };
  69
  70 typedef struct {
  71     const AVClass *class;
  72     struct SwsContext *sws;     ///< software scaler context
  73     struct SwsContext *isws[2]; ///< software scaler context for interlaced material
  74
  75     /**
  76      * New dimensions. Special values are:
  77      *   0 = original width/height
  78      *  -1 = keep original aspect
  79      */
  80     int w, h;
  81     char *size_str;
  82     unsigned int flags;         ///sws flags
  83
  84     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling
  85     int slice_y;                ///< top of current output slice
  86     int input_is_pal;           ///< set to 1 if the input format is paletted
  87     int output_is_pal;          ///< set to 1 if the output format is paletted
  88     int interlaced;
  89
  90     char *w_expr;               ///< width  expression string
  91     char *h_expr;               ///< height expression string
  92     char *flags_str;
  93 } ScaleContext;
  94
  95 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  96 {
  97     ScaleContext *scale = ctx->priv;
  98 #if 1
  99     static const char *shorthand[] = { "w", "h", NULL };
 100     int ret;
 101     const char *args0 = args;
 102
 103     if (args && (scale->size_str = av_get_token(&args, ":"))) {
 104         if (av_parse_video_size(&scale->w, &scale->h, scale->size_str) < 0) {
 105             av_freep(&scale->size_str);
 106             args = args0;
 107         } else if (*args)
 108             args++;
 109     }
 110
 111     if ((ret = av_opt_set_from_string(scale, args, shorthand, "=", ":")) < 0)
 112         return ret;
 113
 114     if (scale->size_str && (scale->w_expr || scale->h_expr)) {
 115         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 116                "Size and width/height expressions cannot be set at the same time.\n");
 117             return AVERROR(EINVAL);
 118     }
 119
 120     if (scale->size_str) {
 121         char buf[32];
 122         if ((ret = av_parse_video_size(&scale->w, &scale->h, scale->size_str)) < 0) {
 123             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 124                    "Invalid size '%s'\n", scale->size_str);
 125             return ret;
 126         }
 127         snprintf(buf, sizeof(buf)-1, "%d", scale->w);
 128         av_opt_set(scale, "w", buf, 0);
 129         snprintf(buf, sizeof(buf)-1, "%d", scale->h);
 130         av_opt_set(scale, "h", buf, 0);
 131     }
 132     if (!scale->w_expr)
 133         av_opt_set(scale, "w", "iw", 0);
 134     if (!scale->h_expr)
 135         av_opt_set(scale, "h", "ih", 0);
 136
 137     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "w:%s h:%s flags:'%s' interl:%d\n",
 138            scale->w_expr, scale->h_expr, (char *)av_x_if_null(scale->flags_str, ""), scale->interlaced);
 139
 140     scale->flags = SWS_BILINEAR;
 141 #endif
 142     if (scale->flags_str) {
 143         const AVClass *class = sws_get_class();
 144         const AVOption    *o = av_opt_find(&class, "sws_flags", NULL, 0,
 145                                            AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ);
 146         int ret = av_opt_eval_flags(&class, o, scale->flags_str, &scale->flags);
 147         if (ret < 0)
 148             return ret;
 149     }
 150
 151     return 0;
 152 }
 153
 154 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 155 {
 156     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 157     sws_freeContext(scale->sws);
 158     sws_freeContext(scale->isws[0]);
 159     sws_freeContext(scale->isws[1]);
 160     scale->sws = NULL;
 161     av_opt_free(scale);
 162 }
 163
 164 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 165 {
 166     AVFilterFormats *formats;
 167     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 168     int ret;
 169
 170     if (ctx->inputs[0]) {
 171         formats = NULL;
 172         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < AV_PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 173             if (   sws_isSupportedInput(pix_fmt)
 174                 && (ret = ff_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
 175                 ff_formats_unref(&formats);
 176                 return ret;
 177             }
 178         ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[0]->out_formats);
 179     }
 180     if (ctx->outputs[0]) {
 181         formats = NULL;
 182         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < AV_PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 183             if (   (sws_isSupportedOutput(pix_fmt) || pix_fmt == AV_PIX_FMT_PAL8)
 184                 && (ret = ff_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
 185                 ff_formats_unref(&formats);
 186                 return ret;
 187             }
 188         ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->in_formats);
 189     }
 190
 191     return 0;
 192 }
 193
 194 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 195 {
 196     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 197     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 198     enum AVPixelFormat outfmt = outlink->format;
 199     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 200     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 201     int64_t w, h;
 202     double var_values[VARS_NB], res;
 203     char *expr;
 204     int ret;
 205
 206     var_values[VAR_IN_W]  = var_values[VAR_IW] = inlink->w;
 207     var_values[VAR_IN_H]  = var_values[VAR_IH] = inlink->h;
 208     var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = NAN;
 209     var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = NAN;
 210     var_values[VAR_A]     = (double) inlink->w / inlink->h;
 211     var_values[VAR_SAR]   = inlink->sample_aspect_ratio.num ?
 212         (double) inlink->sample_aspect_ratio.num / inlink->sample_aspect_ratio.den : 1;
 213     var_values[VAR_DAR]   = var_values[VAR_A] * var_values[VAR_SAR];
 214     var_values[VAR_HSUB]  = 1 << desc->log2_chroma_w;
 215     var_values[VAR_VSUB]  = 1 << desc->log2_chroma_h;
 216
 217     /* evaluate width and height */
 218     av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 219                            var_names, var_values,
 220                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 221     scale->w = var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = res;
 222     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->h_expr),
 223                                       var_names, var_values,
 224                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 225         goto fail;
 226     scale->h = var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = res;
 227     /* evaluate again the width, as it may depend on the output height */
 228     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 229                                       var_names, var_values,
 230                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 231         goto fail;
 232     scale->w = res;
 233
 234     w = scale->w;
 235     h = scale->h;
 236
 237     /* sanity check params */
 238     if (w <  -1 || h <  -1) {
 239         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Size values less than -1 are not acceptable.\n");
 240         return AVERROR(EINVAL);
 241     }
 242     if (w == -1 && h == -1)
 243         scale->w = scale->h = 0;
 244
 245     if (!(w = scale->w))
 246         w = inlink->w;
 247     if (!(h = scale->h))
 248         h = inlink->h;
 249     if (w == -1)
 250         w = av_rescale(h, inlink->w, inlink->h);
 251     if (h == -1)
 252         h = av_rescale(w, inlink->h, inlink->w);
 253
 254     if (w > INT_MAX || h > INT_MAX ||
 255         (h * inlink->w) > INT_MAX  ||
 256         (w * inlink->h) > INT_MAX)
 257         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Rescaled value for width or height is too big.\n");
 258
 259     outlink->w = w;
 260     outlink->h = h;
 261
 262     /* TODO: make algorithm configurable */
 263
 264     scale->input_is_pal = desc->flags & PIX_FMT_PAL ||
 265                           desc->flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 266     if (outfmt == AV_PIX_FMT_PAL8) outfmt = AV_PIX_FMT_BGR8;
 267     scale->output_is_pal = av_pix_fmt_desc_get(outfmt)->flags & PIX_FMT_PAL ||
 268                            av_pix_fmt_desc_get(outfmt)->flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 269
 270     if (scale->sws)
 271         sws_freeContext(scale->sws);
 272     if (inlink->w == outlink->w && inlink->h == outlink->h &&
 273         inlink->format == outlink->format)
 274         scale->sws = NULL;
 275     else {
 276         scale->sws = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h, inlink ->format,
 277                                     outlink->w, outlink->h, outfmt,
 278                                     scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 279         if (scale->isws[0])
 280             sws_freeContext(scale->isws[0]);
 281         scale->isws[0] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 282                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 283                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 284         if (scale->isws[1])
 285             sws_freeContext(scale->isws[1]);
 286         scale->isws[1] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 287                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 288                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 289         if (!scale->sws || !scale->isws[0] || !scale->isws[1])
 290             return AVERROR(EINVAL);
 291     }
 292
 293     if (inlink->sample_aspect_ratio.num){
 294         outlink->sample_aspect_ratio = av_mul_q((AVRational){outlink->h * inlink->w, outlink->w * inlink->h}, inlink->sample_aspect_ratio);
 295     } else
 296         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 297
 298     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "w:%d h:%d fmt:%s sar:%d/%d -> w:%d h:%d fmt:%s sar:%d/%d flags:0x%0x\n",
 299            inlink ->w, inlink ->h, av_get_pix_fmt_name( inlink->format),
 300            inlink->sample_aspect_ratio.num, inlink->sample_aspect_ratio.den,
 301            outlink->w, outlink->h, av_get_pix_fmt_name(outlink->format),
 302            outlink->sample_aspect_ratio.num, outlink->sample_aspect_ratio.den,
 303            scale->flags);
 304     return 0;
 305
 306 fail:
 307     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
 308            "Error when evaluating the expression '%s'.\n"
 309            "Maybe the expression for out_w:'%s' or for out_h:'%s' is self-referencing.\n",
 310            expr, scale->w_expr, scale->h_expr);
 311     return ret;
 312 }
 313
 314 static int scale_slice(AVFilterLink *link, AVFrame *out_buf, AVFrame *cur_pic, struct SwsContext *sws, int y, int h, int mul, int field)
 315 {
 316     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 317     const uint8_t *in[4];
 318     uint8_t *out[4];
 319     int in_stride[4],out_stride[4];
 320     int i;
 321
 322     for(i=0; i<4; i++){
 323         int vsub= ((i+1)&2) ? scale->vsub : 0;
 324          in_stride[i] = cur_pic->linesize[i] * mul;
 325         out_stride[i] = out_buf->linesize[i] * mul;
 326          in[i] = cur_pic->data[i] + ((y>>vsub)+field) * cur_pic->linesize[i];
 327         out[i] = out_buf->data[i] +            field  * out_buf->linesize[i];
 328     }
 329     if(scale->input_is_pal)
 330          in[1] = cur_pic->data[1];
 331     if(scale->output_is_pal)
 332         out[1] = out_buf->data[1];
 333
 334     return sws_scale(sws, in, in_stride, y/mul, h,
 335                          out,out_stride);
 336 }
 337
 338 static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *in)
 339 {
 340     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 341     AVFilterLink *outlink = link->dst->outputs[0];
 342     AVFrame *out;
 343     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 344     char buf[32];
 345
 346     if(   in->width  != link->w
 347        || in->height != link->h
 348        || in->format != link->format) {
 349         int ret;
 350         snprintf(buf, sizeof(buf)-1, "%d", outlink->w);
 351         av_opt_set(scale, "w", buf, 0);
 352         snprintf(buf, sizeof(buf)-1, "%d", outlink->h);
 353         av_opt_set(scale, "h", buf, 0);
 354
 355         link->dst->inputs[0]->format = in->format;
 356         link->dst->inputs[0]->w      = in->width;
 357         link->dst->inputs[0]->h      = in->height;
 358
 359         if ((ret = config_props(outlink)) < 0)
 360             return ret;
 361     }
 362
 363     if (!scale->sws)
 364         return ff_filter_frame(outlink, in);
 365
 366     scale->hsub = desc->log2_chroma_w;
 367     scale->vsub = desc->log2_chroma_h;
 368
 369     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 370     if (!out) {
 371         av_frame_free(&in);
 372         return AVERROR(ENOMEM);
 373     }
 374
 375     av_frame_copy_props(out, in);
 376     out->width  = outlink->w;
 377     out->height = outlink->h;
 378
 379     if(scale->output_is_pal)
 380         avpriv_set_systematic_pal2((uint32_t*)out->data[1], outlink->format == AV_PIX_FMT_PAL8 ? AV_PIX_FMT_BGR8 : outlink->format);
 381
 382     av_reduce(&out->sample_aspect_ratio.num, &out->sample_aspect_ratio.den,
 383               (int64_t)in->sample_aspect_ratio.num * outlink->h * link->w,
 384               (int64_t)in->sample_aspect_ratio.den * outlink->w * link->h,
 385               INT_MAX);
 386
 387     if(scale->interlaced>0 || (scale->interlaced<0 && in->interlaced_frame)){
 388         scale_slice(link, out, in, scale->isws[0], 0, (link->h+1)/2, 2, 0);
 389         scale_slice(link, out, in, scale->isws[1], 0,  link->h   /2, 2, 1);
 390     }else{
 391         scale_slice(link, out, in, scale->sws, 0, link->h, 1, 0);
 392     }
 393
 394     av_frame_free(&in);
 395     return ff_filter_frame(outlink, out);
 396 }
 397
 398 #define OFFSET(x) offsetof(ScaleContext, x)
 399 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 400
 401 static const AVOption scale_options[] = {
 402     { "w",     "Output video width",          OFFSET(w_expr),    AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "iw" },       .flags = FLAGS },
 403     { "width", "Output video width",          OFFSET(w_expr),    AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "iw" },       .flags = FLAGS },
 404     { "h",     "Output video height",         OFFSET(h_expr),    AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "ih" },       .flags = FLAGS },
 405     { "height","Output video height",         OFFSET(h_expr),    AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "ih" },       .flags = FLAGS },
 406     { "flags", "Flags to pass to libswscale", OFFSET(flags_str), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "bilinear" }, .flags = FLAGS },
 407     { "interl", "set interlacing", OFFSET(interlaced), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, -1, 1, FLAGS },
 408     { "size",   "set video size",          OFFSET(size_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, FLAGS },
 409     { "s",      "set video size",          OFFSET(size_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, FLAGS },
 410     { NULL },
 411 };
 412
 413 AVFILTER_DEFINE_CLASS(scale);
 414
 415 static const AVFilterPad avfilter_vf_scale_inputs[] = {
 416     {
 417         .name        = "default",
 418         .type        = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 419         .filter_frame = filter_frame,
 420     },
 421     { NULL }
 422 };
 423
 424 static const AVFilterPad avfilter_vf_scale_outputs[] = {
 425     {
 426         .name         = "default",
 427         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 428         .config_props = config_props,
 429     },
 430     { NULL }
 431 };
 432
 433 AVFilter avfilter_vf_scale = {
 434     .name      = "scale",
 435     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input video to width:height size and/or convert the image format."),
 436
 437     .init      = init,
 438     .uninit    = uninit,
 439
 440     .query_formats = query_formats,
 441
 442     .priv_size = sizeof(ScaleContext),
 443     .priv_class = &scale_class,
 444
 445     .inputs    = avfilter_vf_scale_inputs,
 446     .outputs   = avfilter_vf_scale_outputs,
 447 };