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 PixelFormat pix_fmt;
 134     int ret;
 135
 136     if (ctx->inputs[0]) {
 137         formats = NULL;
 138         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < 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 < PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
 149             if (   (sws_isSupportedOutput(pix_fmt) || pix_fmt == 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 PixelFormat outfmt = outlink->format;
 165     ScaleContext *scale = ctx->priv;
 166     int64_t w, h;
 167     double var_values[VARS_NB], res;
 168     char *expr;
 169     int ret;
 170
 171     var_values[VAR_IN_W]  = var_values[VAR_IW] = inlink->w;
 172     var_values[VAR_IN_H]  = var_values[VAR_IH] = inlink->h;
 173     var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = NAN;
 174     var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = NAN;
 175     var_values[VAR_A]     = (float) inlink->w / inlink->h;
 176     var_values[VAR_SAR]   = inlink->sample_aspect_ratio.num ?
 177         (float) inlink->sample_aspect_ratio.num / inlink->sample_aspect_ratio.den : 1;
 178     var_values[VAR_DAR]   = var_values[VAR_A] * var_values[VAR_SAR];
 179     var_values[VAR_HSUB]  = 1<<av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_w;
 180     var_values[VAR_VSUB]  = 1<<av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_h;
 181
 182     /* evaluate width and height */
 183     av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 184                            var_names, var_values,
 185                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 186     scale->w = var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = res;
 187     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->h_expr),
 188                                       var_names, var_values,
 189                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 190         goto fail;
 191     scale->h = var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = res;
 192     /* evaluate again the width, as it may depend on the output height */
 193     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
 194                                       var_names, var_values,
 195                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
 196         goto fail;
 197     scale->w = res;
 198
 199     w = scale->w;
 200     h = scale->h;
 201
 202     /* sanity check params */
 203     if (w <  -1 || h <  -1) {
 204         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Size values less than -1 are not acceptable.\n");
 205         return AVERROR(EINVAL);
 206     }
 207     if (w == -1 && h == -1)
 208         scale->w = scale->h = 0;
 209
 210     if (!(w = scale->w))
 211         w = inlink->w;
 212     if (!(h = scale->h))
 213         h = inlink->h;
 214     if (w == -1)
 215         w = av_rescale(h, inlink->w, inlink->h);
 216     if (h == -1)
 217         h = av_rescale(w, inlink->h, inlink->w);
 218
 219     if (w > INT_MAX || h > INT_MAX ||
 220         (h * inlink->w) > INT_MAX  ||
 221         (w * inlink->h) > INT_MAX)
 222         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Rescaled value for width or height is too big.\n");
 223
 224     outlink->w = w;
 225     outlink->h = h;
 226
 227     /* TODO: make algorithm configurable */
 228
 229     scale->input_is_pal = av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].flags & PIX_FMT_PAL ||
 230                           av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 231     if (outfmt == PIX_FMT_PAL8) outfmt = PIX_FMT_BGR8;
 232     scale->output_is_pal = av_pix_fmt_descriptors[outfmt].flags & PIX_FMT_PAL ||
 233                            av_pix_fmt_descriptors[outfmt].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
 234
 235     if (scale->sws)
 236         sws_freeContext(scale->sws);
 237     if (inlink->w == outlink->w && inlink->h == outlink->h &&
 238         inlink->format == outlink->format)
 239         scale->sws = NULL;
 240     else {
 241         scale->sws = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h, inlink ->format,
 242                                     outlink->w, outlink->h, outfmt,
 243                                     scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 244         if (scale->isws[0])
 245             sws_freeContext(scale->isws[0]);
 246         scale->isws[0] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 247                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 248                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 249         if (scale->isws[1])
 250             sws_freeContext(scale->isws[1]);
 251         scale->isws[1] = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h/2, inlink ->format,
 252                                         outlink->w, outlink->h/2, outfmt,
 253                                         scale->flags, NULL, NULL, NULL);
 254         if (!scale->sws || !scale->isws[0] || !scale->isws[1])
 255             return AVERROR(EINVAL);
 256     }
 257
 258     if (inlink->sample_aspect_ratio.num){
 259         outlink->sample_aspect_ratio = av_mul_q((AVRational){outlink->h * inlink->w, outlink->w * inlink->h}, inlink->sample_aspect_ratio);
 260     } else
 261         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 262
 263     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",
 264            inlink ->w, inlink ->h, av_pix_fmt_descriptors[ inlink->format].name,
 265            inlink->sample_aspect_ratio.num, inlink->sample_aspect_ratio.den,
 266            outlink->w, outlink->h, av_pix_fmt_descriptors[outlink->format].name,
 267            outlink->sample_aspect_ratio.num, outlink->sample_aspect_ratio.den,
 268            scale->flags);
 269     return 0;
 270
 271 fail:
 272     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
 273            "Error when evaluating the expression '%s'.\n"
 274            "Maybe the expression for out_w:'%s' or for out_h:'%s' is self-referencing.\n",
 275            expr, scale->w_expr, scale->h_expr);
 276     return ret;
 277 }
 278
 279 static int start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
 280 {
 281     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 282     AVFilterLink *outlink = link->dst->outputs[0];
 283     AVFilterBufferRef *outpicref, *for_next_filter;
 284     int ret = 0;
 285
 286     if(   picref->video->w != link->w
 287        || picref->video->h != link->h
 288        || picref->format   != link->format) {
 289         int ret;
 290         snprintf(scale->w_expr, sizeof(scale->w_expr)-1, "%d", outlink->w);
 291         snprintf(scale->h_expr, sizeof(scale->h_expr)-1, "%d", outlink->h);
 292
 293         link->dst->inputs[0]->format = picref->format;
 294         link->dst->inputs[0]->w      = picref->video->w;
 295         link->dst->inputs[0]->h      = picref->video->h;
 296
 297         if ((ret = config_props(outlink)) < 0)
 298             av_assert0(0); //what to do here ?
 299     }
 300
 301
 302     if (!scale->sws) {
 303         outpicref = avfilter_ref_buffer(picref, ~0);
 304         if (!outpicref)
 305             return AVERROR(ENOMEM);
 306         return ff_start_frame(outlink, outpicref);
 307     }
 308
 309     scale->hsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_w;
 310     scale->vsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_h;
 311
 312     outpicref = ff_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE|AV_PERM_ALIGN, outlink->w, outlink->h);
 313     if (!outpicref)
 314         return AVERROR(ENOMEM);
 315
 316     avfilter_copy_buffer_ref_props(outpicref, picref);
 317     outpicref->video->w = outlink->w;
 318     outpicref->video->h = outlink->h;
 319
 320     if(scale->output_is_pal)
 321         ff_set_systematic_pal2(outpicref->data[1], outlink->format == PIX_FMT_PAL8 ? PIX_FMT_BGR8 : outlink->format);
 322
 323     av_reduce(&outpicref->video->sample_aspect_ratio.num, &outpicref->video->sample_aspect_ratio.den,
 324               (int64_t)picref->video->sample_aspect_ratio.num * outlink->h * link->w,
 325               (int64_t)picref->video->sample_aspect_ratio.den * outlink->w * link->h,
 326               INT_MAX);
 327
 328     scale->slice_y = 0;
 329     for_next_filter = avfilter_ref_buffer(outpicref, ~0);
 330     if (for_next_filter)
 331         ret = ff_start_frame(outlink, for_next_filter);
 332     else
 333         ret = AVERROR(ENOMEM);
 334
 335     if (ret < 0) {
 336         avfilter_unref_bufferp(&outpicref);
 337         return ret;
 338     }
 339
 340     outlink->out_buf = outpicref;
 341     return 0;
 342 }
 343
 344 static int scale_slice(AVFilterLink *link, struct SwsContext *sws, int y, int h, int mul, int field)
 345 {
 346     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 347     AVFilterBufferRef *cur_pic = link->cur_buf;
 348     AVFilterBufferRef *out_buf = link->dst->outputs[0]->out_buf;
 349     const uint8_t *in[4];
 350     uint8_t *out[4];
 351     int in_stride[4],out_stride[4];
 352     int i;
 353
 354     for(i=0; i<4; i++){
 355         int vsub= ((i+1)&2) ? scale->vsub : 0;
 356          in_stride[i] = cur_pic->linesize[i] * mul;
 357         out_stride[i] = out_buf->linesize[i] * mul;
 358          in[i] = cur_pic->data[i] + ((y>>vsub)+field) * cur_pic->linesize[i];
 359         out[i] = out_buf->data[i] +            field  * out_buf->linesize[i];
 360     }
 361     if(scale->input_is_pal)
 362          in[1] = cur_pic->data[1];
 363     if(scale->output_is_pal)
 364         out[1] = out_buf->data[1];
 365
 366     return sws_scale(sws, in, in_stride, y/mul, h,
 367                          out,out_stride);
 368 }
 369
 370 static int draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
 371 {
 372     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
 373     int out_h, ret;
 374
 375     if (!scale->sws) {
 376         return ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], y, h, slice_dir);
 377     }
 378
 379     if (scale->slice_y == 0 && slice_dir == -1)
 380         scale->slice_y = link->dst->outputs[0]->h;
 381
 382     if(scale->interlaced>0 || (scale->interlaced<0 && link->cur_buf->video->interlaced)){
 383         av_assert0(y%(2<<scale->vsub) == 0);
 384         out_h = scale_slice(link, scale->isws[0], y, (h+1)/2, 2, 0);
 385         out_h+= scale_slice(link, scale->isws[1], y,  h   /2, 2, 1);
 386     }else{
 387         out_h = scale_slice(link, scale->sws, y, h, 1, 0);
 388     }
 389
 390     if (slice_dir == -1)
 391         scale->slice_y -= out_h;
 392     ret = ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], scale->slice_y, out_h, slice_dir);
 393     if (slice_dir == 1)
 394         scale->slice_y += out_h;
 395     return ret;
 396 }
 397
 398 AVFilter avfilter_vf_scale = {
 399     .name      = "scale",
 400     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input video to width:height size and/or convert the image format."),
 401
 402     .init      = init,
 403     .uninit    = uninit,
 404
 405     .query_formats = query_formats,
 406
 407     .priv_size = sizeof(ScaleContext),
 408
 409     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 410                                           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 411                                           .start_frame      = start_frame,
 412                                           .draw_slice       = draw_slice,
 413                                           .min_perms        = AV_PERM_READ, },
 414                                         { .name = NULL}},
 415     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
 416                                           .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 417                                           .config_props     = config_props, },
 418                                         { .name = NULL}},
 419 };