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