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