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