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 "formats.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "video.h"
  30 #include "libavutil/avstring.h"
  31 #include "libavutil/eval.h"
  32 #include "libavutil/mathematics.h"
  33 #include "libavutil/opt.h"
  34 #include "libavutil/pixdesc.h"
  35 #include "libavutil/imgutils.h"
  36 #include "libavutil/avassert.h"
  37 #include "libswscale/swscale.h"
  38
  39 static const char *const var_names[] = {
  40     "in_w",   "iw",
  41     "in_h",   "ih",
  42     "out_w",  "ow",
  43     "out_h",  "oh",
  44     "a",
  45     "sar",
  46     "dar",
  47     "hsub",
  48     "vsub",
  49     NULL
  50 };
  51
  52 enum var_name {
  53     VAR_IN_W,   VAR_IW,
  54     VAR_IN_H,   VAR_IH,
  55     VAR_OUT_W,  VAR_OW,
  56     VAR_OUT_H,  VAR_OH,
  57     VAR_A,
  58     VAR_SAR,
  59     VAR_DAR,
  60     VAR_HSUB,
  61     VAR_VSUB,
  62     VARS_NB
  63 };
  64
  65 typedef struct {
  66     struct SwsContext *sws;     ///< software scaler context
  67     struct SwsContext *isws[2]; ///< software scaler context for interlaced material
  68
  69     /**
  70      * New dimensions. Special values are:
  71      *   0 = original width/height
  72      *  -1 = keep original aspect
  73      */
  74     int w, h;
  75     unsigned int flags;         ///sws flags
  76
  77     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling
  78     int slice_y;                ///< top of current output slice
  79     int input_is_pal;           ///< set to 1 if the input format is paletted
  80     int output_is_pal;          ///< set to 1 if the output format is paletted
  81     int interlaced;
  82
  83     char w_expr[256];           ///< width  expression string
  84     char h_expr[256];           ///< height expression string
  85 } ScaleContext;
  86
  87 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
  88 {
  89     ScaleContext *scale = ctx->priv;
  90     const char *p;
  91
  92     av_strlcpy(scale->w_expr, "iw", sizeof(scale->w_expr));
  93     av_strlcpy(scale->h_expr, "ih", sizeof(scale->h_expr));
  94
  95     scale->flags = SWS_BILINEAR;
  96     if (args) {
  97         sscanf(args, "%255[^:]:%255[^:]", scale->w_expr, scale->h_expr);
  98         p = strstr(args,"flags=");
  99         if (p) {
 100             const AVClass *class = sws_get_class();
 101             const AVOption    *o = av_opt_find(&class, "sws_flags", NULL, 0,
 102                                                AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ);
 103             int ret = av_opt_eval_flags(&class, o, p + 6, &scale->flags);
 104
 105             if (ret < 0)
 106                 return ret;
 107         }
 108         if(strstr(args,"interl=1")){
 109             scale->interlaced=1;
 110         }else if(strstr(args,"interl=-1"))
 111             scale->interlaced=-1;
 112     }
 113
 114     return 0;
 115 }
 116
 117 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 118 {
 119     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 120     sws_freeContext(scale->sws);
 121     sws_freeContext(scale->isws[0]);
 122     sws_freeContext(scale->isws[1]);
 123     scale->sws = NULL;
 124 }
 125
 126 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 127 {
 128     AVFilterFormats *formats;
 129     enum PixelFormat pix_fmt;
 130     int ret;
 131
 132     if (ctx->inputs[0]) {
 133         formats = NULL;
 134         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 135             if (   sws_isSupportedInput(pix_fmt)
 136                 && (ret = ff_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
 137                 ff_formats_unref(&formats);
 138                 return ret;
 139             }
 140         ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[0]->out_formats);
 141     }
 142     if (ctx->outputs[0]) {
 143         formats = NULL;
 144         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 145             if (   (sws_isSupportedOutput(pix_fmt) || pix_fmt == PIX_FMT_PAL8)
 146                 && (ret = ff_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
 147                 ff_formats_unref(&formats);
 148                 return ret;
 149             }
 150         ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->in_formats);
 151     }
 152
 153     return 0;
 154 }
 155
 156 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 157 {
 158     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 159     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 160     enum PixelFormat outfmt = outlink->format;
 161     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 162     int64_t w, h;
 163     double var_values[VARS_NB], res;
 164     char *expr;
 165     int ret;
 166
 167     var_values[VAR_IN_W]  = var_values[VAR_IW] = inlink->w;
 168     var_values[VAR_IN_H]  = var_values[VAR_IH] = inlink->h;
 169     var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = NAN;
 170     var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = NAN;
 171     var_values[VAR_A]     = (float) inlink->w / inlink->h;
 172     var_values[VAR_SAR]   = inlink->sample_aspect_ratio.num ?
 173         (float) inlink->sample_aspect_ratio.num / inlink->sample_aspect_ratio.den : 1;
 174     var_values[VAR_DAR]   = var_values[VAR_A] * var_values[VAR_SAR];
 175     var_values[VAR_HSUB]  = 1<<av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_w;
 176     var_values[VAR_VSUB]  = 1<<av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_h;
 177
 178     /* evaluate width and height */
 179     av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 180                            var_names, var_values,
 181                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 182     scale->w = var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = res;
 183     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->h_expr),
 184                                       var_names, var_values,
 185                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 186         goto fail;
 187     scale->h = var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = res;
 188     /* evaluate again the width, as it may depend on the output height */
 189     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 190                                       var_names, var_values,
 191                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 192         goto fail;
 193     scale->w = res;
 194
 195     w = scale->w;
 196     h = scale->h;
 197
 198     /* sanity check params */
 199     if (w <  -1 || h <  -1) {
 200         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Size values less than -1 are not acceptable.\n");
 201         return AVERROR(EINVAL);
 202     }
 203     if (w == -1 && h == -1)
 204         scale->w = scale->h = 0;
 205
 206     if (!(w = scale->w))
 207         w = inlink->w;
 208     if (!(h = scale->h))
 209         h = inlink->h;
 210     if (w == -1)
 211         w = av_rescale(h, inlink->w, inlink->h);
 212     if (h == -1)
 213         h = av_rescale(w, inlink->h, inlink->w);
 214
 215     if (w > INT_MAX || h > INT_MAX ||
 216         (h * inlink->w) > INT_MAX  ||
 217         (w * inlink->h) > INT_MAX)
 218         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Rescaled value for width or height is too big.\n");
 219
 220     outlink->w = w;
 221     outlink->h = h;
 222
 223     /* TODO: make algorithm configurable */
 224
 225     scale->input_is_pal = av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].flags & PIX_FMT_PAL ||
 226                           av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 227     if (outfmt == PIX_FMT_PAL8) outfmt = PIX_FMT_BGR8;
 228     scale->output_is_pal = av_pix_fmt_descriptors[outfmt].flags & PIX_FMT_PAL ||
 229                            av_pix_fmt_descriptors[outfmt].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 230
 231     if (scale->sws)
 232         sws_freeContext(scale->sws);
 233     if (inlink->w == outlink->w && inlink->h == outlink->h &&
 234         inlink->format == outlink->format)
 235         scale->sws = NULL;
 236     else {
 237         scale->sws = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h, inlink ->format,
 238                                     outlink->w, outlink->h, outfmt,
 239                                     scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 240         if (scale->isws[0])
 241             sws_freeContext(scale->isws[0]);
 242         scale->isws[0] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 243                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 244                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 245         if (scale->isws[1])
 246             sws_freeContext(scale->isws[1]);
 247         scale->isws[1] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 248                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 249                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 250         if (!scale->sws || !scale->isws[0] || !scale->isws[1])
 251             return AVERROR(EINVAL);
 252     }
 253
 254     if (inlink->sample_aspect_ratio.num){
 255         outlink->sample_aspect_ratio = av_mul_q((AVRational){outlink->h * inlink->w, outlink->w * inlink->h}, inlink->sample_aspect_ratio);
 256     } else
 257         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 258
 259     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",
 260            inlink ->w, inlink ->h, av_pix_fmt_descriptors[ inlink->format].name,
 261            inlink->sample_aspect_ratio.num, inlink->sample_aspect_ratio.den,
 262            outlink->w, outlink->h, av_pix_fmt_descriptors[outlink->format].name,
 263            outlink->sample_aspect_ratio.num, outlink->sample_aspect_ratio.den,
 264            scale->flags);
 265     return 0;
 266
 267 fail:
 268     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
 269            "Error when evaluating the expression '%s'.\n"
 270            "Maybe the expression for out_w:'%s' or for out_h:'%s' is self-referencing.\n",
 271            expr, scale->w_expr, scale->h_expr);
 272     return ret;
 273 }
 274
 275 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 276 {
 277     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 278     AVFilterLink *outlink = link->dst->outputs[0];
 279     AVFilterBufferRef *outpicref;
 280
 281     if(   picref->video->w != link->w
 282        || picref->video->h != link->h
 283        || picref->format   != link->format) {
 284         int ret;
 285         snprintf(scale->w_expr, sizeof(scale->w_expr)-1, "%d", outlink->w);
 286         snprintf(scale->h_expr, sizeof(scale->h_expr)-1, "%d", outlink->h);
 287
 288         link->dst->inputs[0]->format = picref->format;
 289         link->dst->inputs[0]->w      = picref->video->w;
 290         link->dst->inputs[0]->h      = picref->video->h;
 291
 292         if ((ret = config_props(outlink)) < 0)
 293             av_assert0(0); //what to do here ?
 294     }
 295
 296
 297     if (!scale->sws) {
 298         ff_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(picref, ~0));
 299         return;
 300     }
 301
 302     scale->hsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_w;
 303     scale->vsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_h;
 304
 305     outpicref = ff_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE|AV_PERM_ALIGN, outlink->w, outlink->h);
 306     avfilter_copy_buffer_ref_props(outpicref, picref);
 307     outpicref->video->w = outlink->w;
 308     outpicref->video->h = outlink->h;
 309
 310     outlink->out_buf = outpicref;
 311     if(scale->output_is_pal)
 312         ff_set_systematic_pal2(outpicref->data[1], outlink->format == PIX_FMT_PAL8 ? PIX_FMT_BGR8 : outlink->format);
 313
 314     av_reduce(&outpicref->video->sample_aspect_ratio.num, &outpicref->video->sample_aspect_ratio.den,
 315               (int64_t)picref->video->sample_aspect_ratio.num * outlink->h * link->w,
 316               (int64_t)picref->video->sample_aspect_ratio.den * outlink->w * link->h,
 317               INT_MAX);
 318
 319     scale->slice_y = 0;
 320     ff_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(outpicref, ~0));
 321 }
 322
 323 static int scale_slice(AVFilterLink *link, struct SwsContext *sws, int y, int h, int mul, int field)
 324 {
 325     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 326     AVFilterBufferRef *cur_pic = link->cur_buf;
 327     AVFilterBufferRef *out_buf = link->dst->outputs[0]->out_buf;
 328     const uint8_t *in[4];
 329     uint8_t *out[4];
 330     int in_stride[4],out_stride[4];
 331     int i;
 332
 333     for(i=0; i<4; i++){
 334         int vsub= ((i+1)&2) ? scale->vsub : 0;
 335          in_stride[i] = cur_pic->linesize[i] * mul;
 336         out_stride[i] = out_buf->linesize[i] * mul;
 337          in[i] = cur_pic->data[i] + ((y>>vsub)+field) * cur_pic->linesize[i];
 338         out[i] = out_buf->data[i] +            field  * out_buf->linesize[i];
 339     }
 340     if(scale->input_is_pal)
 341          in[1] = cur_pic->data[1];
 342     if(scale->output_is_pal)
 343         out[1] = out_buf->data[1];
 344
 345     return sws_scale(sws, in, in_stride, y/mul, h,
 346                          out,out_stride);
 347 }
 348
 349 static void draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
 350 {
 351     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 352     int out_h;
 353
 354     if (!scale->sws) {
 355         ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], y, h, slice_dir);
 356         return;
 357     }
 358
 359     if (scale->slice_y == 0 && slice_dir == -1)
 360         scale->slice_y = link->dst->outputs[0]->h;
 361
 362     if(scale->interlaced>0 || (scale->interlaced<0 && link->cur_buf->video->interlaced)){
 363         av_assert0(y%(2<<scale->vsub) == 0);
 364         out_h = scale_slice(link, scale->isws[0], y, (h+1)/2, 2, 0);
 365         out_h+= scale_slice(link, scale->isws[1], y,  h   /2, 2, 1);
 366     }else{
 367         out_h = scale_slice(link, scale->sws, y, h, 1, 0);
 368     }
 369
 370     if (slice_dir == -1)
 371         scale->slice_y -= out_h;
 372     ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], scale->slice_y, out_h, slice_dir);
 373     if (slice_dir == 1)
 374         scale->slice_y += out_h;
 375 }
 376
 377 AVFilter avfilter_vf_scale = {
 378     .name      = "scale",
 379     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input video to width:height size and/or convert the image format."),
 380
 381     .init      = init,
 382     .uninit    = uninit,
 383
 384     .query_formats = query_formats,
 385
 386     .priv_size = sizeof(ScaleContext),
 387
 388     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 389                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 390                                     .start_frame      = start_frame,
 391                                     .draw_slice       = draw_slice,
 392                                     .min_perms        = AV_PERM_READ, },
 393                                   { .name = NULL}},
 394     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name       = "default",
 395                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 396                                     .config_props     = config_props, },
 397                                   { .name = NULL}},
 398 };