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/pixdesc.h"
  39 #include "libavutil/imgutils.h"
  40 #include "libavutil/avassert.h"
  41 #include "libswscale/swscale.h"
  42
  43 static const char *const var_names[] = {
  44     "in_w",   "iw",
  45     "in_h",   "ih",
  46     "out_w",  "ow",
  47     "out_h",  "oh",
  48     "a",
  49     "sar",
  50     "dar",
  51     "hsub",
  52     "vsub",
  53     NULL
  54 };
  55
  56 enum var_name {
  57     VAR_IN_W,   VAR_IW,
  58     VAR_IN_H,   VAR_IH,
  59     VAR_OUT_W,  VAR_OW,
  60     VAR_OUT_H,  VAR_OH,
  61     VAR_A,
  62     VAR_SAR,
  63     VAR_DAR,
  64     VAR_HSUB,
  65     VAR_VSUB,
  66     VARS_NB
  67 };
  68
  69 typedef struct {
  70     struct SwsContext *sws;     ///< software scaler context
  71     struct SwsContext *isws[2]; ///< software scaler context for interlaced material
  72
  73     /**
  74      * New dimensions. Special values are:
  75      *   0 = original width/height
  76      *  -1 = keep original aspect
  77      */
  78     int w, h;
  79     unsigned int flags;         ///sws flags
  80
  81     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling
  82     int slice_y;                ///< top of current output slice
  83     int input_is_pal;           ///< set to 1 if the input format is paletted
  84     int output_is_pal;          ///< set to 1 if the output format is paletted
  85     int interlaced;
  86
  87     char w_expr[256];           ///< width  expression string
  88     char h_expr[256];           ///< height expression string
  89 } ScaleContext;
  90
  91 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  92 {
  93     ScaleContext *scale = ctx->priv;
  94     const char *p;
  95
  96     av_strlcpy(scale->w_expr, "iw", sizeof(scale->w_expr));
  97     av_strlcpy(scale->h_expr, "ih", sizeof(scale->h_expr));
  98
  99     scale->flags = SWS_BILINEAR;
 100     if (args) {
 101         sscanf(args, "%255[^:]:%255[^:]", scale->w_expr, scale->h_expr);
 102         p = strstr(args,"flags=");
 103         if (p) {
 104             const AVClass *class = sws_get_class();
 105             const AVOption    *o = av_opt_find(&class, "sws_flags", NULL, 0,
 106                                                AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ);
 107             int ret = av_opt_eval_flags(&class, o, p + 6, &scale->flags);
 108
 109             if (ret < 0)
 110                 return ret;
 111         }
 112         if(strstr(args,"interl=1")){
 113             scale->interlaced=1;
 114         }else if(strstr(args,"interl=-1"))
 115             scale->interlaced=-1;
 116     }
 117
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 122 {
 123     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 124     sws_freeContext(scale->sws);
 125     sws_freeContext(scale->isws[0]);
 126     sws_freeContext(scale->isws[1]);
 127     scale->sws = NULL;
 128 }
 129
 130 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 131 {
 132     AVFilterFormats *formats;
 133     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 134     int ret;
 135
 136     if (ctx->inputs[0]) {
 137         formats = NULL;
 138         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < AV_PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 139             if (   sws_isSupportedInput(pix_fmt)
 140                 && (ret = ff_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
 141                 ff_formats_unref(&formats);
 142                 return ret;
 143             }
 144         ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[0]->out_formats);
 145     }
 146     if (ctx->outputs[0]) {
 147         formats = NULL;
 148         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < AV_PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 149             if (   (sws_isSupportedOutput(pix_fmt) || pix_fmt == AV_PIX_FMT_PAL8)
 150                 && (ret = ff_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
 151                 ff_formats_unref(&formats);
 152                 return ret;
 153             }
 154         ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->in_formats);
 155     }
 156
 157     return 0;
 158 }
 159
 160 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 161 {
 162     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 163     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 164     enum AVPixelFormat outfmt = outlink->format;
 165     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 166     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 167     int64_t w, h;
 168     double var_values[VARS_NB], res;
 169     char *expr;
 170     int ret;
 171
 172     var_values[VAR_IN_W]  = var_values[VAR_IW] = inlink->w;
 173     var_values[VAR_IN_H]  = var_values[VAR_IH] = inlink->h;
 174     var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = NAN;
 175     var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = NAN;
 176     var_values[VAR_A]     = (double) inlink->w / inlink->h;
 177     var_values[VAR_SAR]   = inlink->sample_aspect_ratio.num ?
 178         (double) inlink->sample_aspect_ratio.num / inlink->sample_aspect_ratio.den : 1;
 179     var_values[VAR_DAR]   = var_values[VAR_A] * var_values[VAR_SAR];
 180     var_values[VAR_HSUB]  = 1 << desc->log2_chroma_w;
 181     var_values[VAR_VSUB]  = 1 << desc->log2_chroma_h;
 182
 183     /* evaluate width and height */
 184     av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 185                            var_names, var_values,
 186                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 187     scale->w = var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = res;
 188     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->h_expr),
 189                                       var_names, var_values,
 190                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 191         goto fail;
 192     scale->h = var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = res;
 193     /* evaluate again the width, as it may depend on the output height */
 194     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 195                                       var_names, var_values,
 196                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 197         goto fail;
 198     scale->w = res;
 199
 200     w = scale->w;
 201     h = scale->h;
 202
 203     /* sanity check params */
 204     if (w <  -1 || h <  -1) {
 205         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Size values less than -1 are not acceptable.\n");
 206         return AVERROR(EINVAL);
 207     }
 208     if (w == -1 && h == -1)
 209         scale->w = scale->h = 0;
 210
 211     if (!(w = scale->w))
 212         w = inlink->w;
 213     if (!(h = scale->h))
 214         h = inlink->h;
 215     if (w == -1)
 216         w = av_rescale(h, inlink->w, inlink->h);
 217     if (h == -1)
 218         h = av_rescale(w, inlink->h, inlink->w);
 219
 220     if (w > INT_MAX || h > INT_MAX ||
 221         (h * inlink->w) > INT_MAX  ||
 222         (w * inlink->h) > INT_MAX)
 223         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Rescaled value for width or height is too big.\n");
 224
 225     outlink->w = w;
 226     outlink->h = h;
 227
 228     /* TODO: make algorithm configurable */
 229
 230     scale->input_is_pal = desc->flags & PIX_FMT_PAL ||
 231                           desc->flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 232     if (outfmt == AV_PIX_FMT_PAL8) outfmt = AV_PIX_FMT_BGR8;
 233     scale->output_is_pal = av_pix_fmt_desc_get(outfmt)->flags & PIX_FMT_PAL ||
 234                            av_pix_fmt_desc_get(outfmt)->flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 235
 236     if (scale->sws)
 237         sws_freeContext(scale->sws);
 238     if (inlink->w == outlink->w && inlink->h == outlink->h &&
 239         inlink->format == outlink->format)
 240         scale->sws = NULL;
 241     else {
 242         scale->sws = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h, inlink ->format,
 243                                     outlink->w, outlink->h, outfmt,
 244                                     scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 245         if (scale->isws[0])
 246             sws_freeContext(scale->isws[0]);
 247         scale->isws[0] = 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->isws[1])
 251             sws_freeContext(scale->isws[1]);
 252         scale->isws[1] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 253                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 254                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 255         if (!scale->sws || !scale->isws[0] || !scale->isws[1])
 256             return AVERROR(EINVAL);
 257     }
 258
 259     if (inlink->sample_aspect_ratio.num){
 260         outlink->sample_aspect_ratio = av_mul_q((AVRational){outlink->h * inlink->w, outlink->w * inlink->h}, inlink->sample_aspect_ratio);
 261     } else
 262         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 263
 264     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",
 265            inlink ->w, inlink ->h, av_get_pix_fmt_name( inlink->format),
 266            inlink->sample_aspect_ratio.num, inlink->sample_aspect_ratio.den,
 267            outlink->w, outlink->h, av_get_pix_fmt_name(outlink->format),
 268            outlink->sample_aspect_ratio.num, outlink->sample_aspect_ratio.den,
 269            scale->flags);
 270     return 0;
 271
 272 fail:
 273     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
 274            "Error when evaluating the expression '%s'.\n"
 275            "Maybe the expression for out_w:'%s' or for out_h:'%s' is self-referencing.\n",
 276            expr, scale->w_expr, scale->h_expr);
 277     return ret;
 278 }
 279
 280 static int start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 281 {
 282     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 283     AVFilterLink *outlink = link->dst->outputs[0];
 284     AVFilterBufferRef *outpicref, *for_next_filter;
 285     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(link->format);
 286     int ret = 0;
 287
 288     if(   picref->video->w != link->w
 289        || picref->video->h != link->h
 290        || picref->format   != link->format) {
 291         int ret;
 292         snprintf(scale->w_expr, sizeof(scale->w_expr)-1, "%d", outlink->w);
 293         snprintf(scale->h_expr, sizeof(scale->h_expr)-1, "%d", outlink->h);
 294
 295         link->dst->inputs[0]->format = picref->format;
 296         link->dst->inputs[0]->w      = picref->video->w;
 297         link->dst->inputs[0]->h      = picref->video->h;
 298
 299         if ((ret = config_props(outlink)) < 0)
 300             av_assert0(0); //what to do here ?
 301     }
 302
 303
 304     if (!scale->sws) {
 305         outpicref = avfilter_ref_buffer(picref, ~0);
 306         if (!outpicref)
 307             return AVERROR(ENOMEM);
 308         return ff_start_frame(outlink, outpicref);
 309     }
 310
 311     scale->hsub = desc->log2_chroma_w;
 312     scale->vsub = desc->log2_chroma_h;
 313
 314     outpicref = ff_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE|AV_PERM_ALIGN, outlink->w, outlink->h);
 315     if (!outpicref)
 316         return AVERROR(ENOMEM);
 317
 318     avfilter_copy_buffer_ref_props(outpicref, picref);
 319     outpicref->video->w = outlink->w;
 320     outpicref->video->h = outlink->h;
 321
 322     if(scale->output_is_pal)
 323         avpriv_set_systematic_pal2((uint32_t*)outpicref->data[1], outlink->format == AV_PIX_FMT_PAL8 ? AV_PIX_FMT_BGR8 : outlink->format);
 324
 325     av_reduce(&outpicref->video->sample_aspect_ratio.num, &outpicref->video->sample_aspect_ratio.den,
 326               (int64_t)picref->video->sample_aspect_ratio.num * outlink->h * link->w,
 327               (int64_t)picref->video->sample_aspect_ratio.den * outlink->w * link->h,
 328               INT_MAX);
 329
 330     scale->slice_y = 0;
 331     for_next_filter = avfilter_ref_buffer(outpicref, ~0);
 332     if (for_next_filter)
 333         ret = ff_start_frame(outlink, for_next_filter);
 334     else
 335         ret = AVERROR(ENOMEM);
 336
 337     if (ret < 0) {
 338         avfilter_unref_bufferp(&outpicref);
 339         return ret;
 340     }
 341
 342     outlink->out_buf = outpicref;
 343     return 0;
 344 }
 345
 346 static int scale_slice(AVFilterLink *link, struct SwsContext *sws, int y, int h, int mul, int field)
 347 {
 348     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 349     AVFilterBufferRef *cur_pic = link->cur_buf;
 350     AVFilterBufferRef *out_buf = link->dst->outputs[0]->out_buf;
 351     const uint8_t *in[4];
 352     uint8_t *out[4];
 353     int in_stride[4],out_stride[4];
 354     int i;
 355
 356     for(i=0; i<4; i++){
 357         int vsub= ((i+1)&2) ? scale->vsub : 0;
 358          in_stride[i] = cur_pic->linesize[i] * mul;
 359         out_stride[i] = out_buf->linesize[i] * mul;
 360          in[i] = cur_pic->data[i] + ((y>>vsub)+field) * cur_pic->linesize[i];
 361         out[i] = out_buf->data[i] +            field  * out_buf->linesize[i];
 362     }
 363     if(scale->input_is_pal)
 364          in[1] = cur_pic->data[1];
 365     if(scale->output_is_pal)
 366         out[1] = out_buf->data[1];
 367
 368     return sws_scale(sws, in, in_stride, y/mul, h,
 369                          out,out_stride);
 370 }
 371
 372 static int draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
 373 {
 374     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 375     int out_h, ret;
 376
 377     if (!scale->sws) {
 378         return ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], y, h, slice_dir);
 379     }
 380
 381     if (scale->slice_y == 0 && slice_dir == -1)
 382         scale->slice_y = link->dst->outputs[0]->h;
 383
 384     if(scale->interlaced>0 || (scale->interlaced<0 && link->cur_buf->video->interlaced)){
 385         av_assert0(y%(2<<scale->vsub) == 0);
 386         out_h = scale_slice(link, scale->isws[0], y, (h+1)/2, 2, 0);
 387         out_h+= scale_slice(link, scale->isws[1], y,  h   /2, 2, 1);
 388     }else{
 389         out_h = scale_slice(link, scale->sws, y, h, 1, 0);
 390     }
 391
 392     if (slice_dir == -1)
 393         scale->slice_y -= out_h;
 394     ret = ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], scale->slice_y, out_h, slice_dir);
 395     if (slice_dir == 1)
 396         scale->slice_y += out_h;
 397     return ret;
 398 }
 399
 400 static const AVFilterPad avfilter_vf_scale_inputs[] = {
 401     {
 402         .name        = "default",
 403         .type        = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 404         .start_frame = start_frame,
 405         .draw_slice  = draw_slice,
 406         .min_perms   = AV_PERM_READ,
 407     },
 408     { NULL }
 409 };
 410
 411 static const AVFilterPad avfilter_vf_scale_outputs[] = {
 412     {
 413         .name         = "default",
 414         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 415         .config_props = config_props,
 416     },
 417     { NULL }
 418 };
 419
 420 AVFilter avfilter_vf_scale = {
 421     .name      = "scale",
 422     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input video to width:height size and/or convert the image format."),
 423
 424     .init      = init,
 425     .uninit    = uninit,
 426
 427     .query_formats = query_formats,
 428
 429     .priv_size = sizeof(ScaleContext),
 430
 431     .inputs    = avfilter_vf_scale_inputs,
 432     .outputs   = avfilter_vf_scale_outputs,
 433 };