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