git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_vpp_qsv.c

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 /**
  20  ** @file
  21  ** Hardware accelerated common filters based on Intel Quick Sync Video VPP
  22  **/
  23
  24 #include <float.h>
  25
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "libavutil/eval.h"
  28 #include "libavutil/avassert.h"
  29 #include "libavutil/pixdesc.h"
  30
  31 #include "formats.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "avfilter.h"
  34 #include "libavcodec/avcodec.h"
  35 #include "libavformat/avformat.h"
  36
  37 #include "qsvvpp.h"
  38
  39 #define OFFSET(x) offsetof(VPPContext, x)
  40 #define FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM)
  41
  42 /* number of video enhancement filters */
  43 #define ENH_FILTERS_COUNT (5)
  44
  45 typedef struct VPPContext{
  46     const AVClass *class;
  47
  48     QSVVPPContext *qsv;
  49
  50     /* Video Enhancement Algorithms */
  51     mfxExtVPPDeinterlacing  deinterlace_conf;
  52     mfxExtVPPFrameRateConversion frc_conf;
  53     mfxExtVPPDenoise denoise_conf;
  54     mfxExtVPPDetail detail_conf;
  55     mfxExtVPPProcAmp procamp_conf;
  56
  57     int out_width;
  58     int out_height;
  59
  60     AVRational framerate;       /* target framerate */
  61     int use_frc;                /* use framerate conversion */
  62     int deinterlace;            /* deinterlace mode : 0=off, 1=bob, 2=advanced */
  63     int denoise;                /* Enable Denoise algorithm. Value [0, 100] */
  64     int detail;                 /* Enable Detail Enhancement algorithm. */
  65                                 /* Level is the optional, value [0, 100] */
  66     int use_crop;               /* 1 = use crop; 0=none */
  67     int crop_w;
  68     int crop_h;
  69     int crop_x;
  70     int crop_y;
  71
  72     /* param for the procamp */
  73     int    procamp;            /* enable procamp */
  74     float  hue;
  75     float  saturation;
  76     float  contrast;
  77     float  brightness;
  78
  79     char *cx, *cy, *cw, *ch;
  80     char *ow, *oh;
  81 } VPPContext;
  82
  83 static const AVOption options[] = {
  84     { "deinterlace", "deinterlace mode: 0=off, 1=bob, 2=advanced", OFFSET(deinterlace), AV_OPT_TYPE_INT,      { .i64 = 0 }, 0, MFX_DEINTERLACING_ADVANCED, .flags = FLAGS, "deinterlace" },
  85     { "bob",         "Bob deinterlace mode.",                      0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,    { .i64 = MFX_DEINTERLACING_BOB },            .flags = FLAGS, "deinterlace" },
  86     { "advanced",    "Advanced deinterlace mode. ",                0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,    { .i64 = MFX_DEINTERLACING_ADVANCED },       .flags = FLAGS, "deinterlace" },
  87
  88     { "denoise",     "denoise level [0, 100]",       OFFSET(denoise),     AV_OPT_TYPE_INT,      { .i64 = 0 }, 0, 100, .flags = FLAGS },
  89     { "detail",      "enhancement level [0, 100]",   OFFSET(detail),      AV_OPT_TYPE_INT,      { .i64 = 0 }, 0, 100, .flags = FLAGS },
  90     { "framerate",   "output framerate",             OFFSET(framerate),   AV_OPT_TYPE_RATIONAL, { .dbl = 0.0 },0, DBL_MAX, .flags = FLAGS },
  91     { "procamp",     "Enable ProcAmp",               OFFSET(procamp),     AV_OPT_TYPE_INT,      { .i64 = 0 }, 0, 1, .flags = FLAGS},
  92     { "hue",         "ProcAmp hue",                  OFFSET(hue),         AV_OPT_TYPE_FLOAT,    { .dbl = 0.0 }, -180.0, 180.0, .flags = FLAGS},
  93     { "saturation",  "ProcAmp saturation",           OFFSET(saturation),  AV_OPT_TYPE_FLOAT,    { .dbl = 1.0 }, 0.0, 10.0, .flags = FLAGS},
  94     { "contrast",    "ProcAmp contrast",             OFFSET(contrast),    AV_OPT_TYPE_FLOAT,    { .dbl = 1.0 }, 0.0, 10.0, .flags = FLAGS},
  95     { "brightness",  "ProcAmp brightness",           OFFSET(brightness),  AV_OPT_TYPE_FLOAT,    { .dbl = 0.0 }, -100.0, 100.0, .flags = FLAGS},
  96
  97     { "cw",   "set the width crop area expression",   OFFSET(cw), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "iw" }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  98     { "ch",   "set the height crop area expression",  OFFSET(ch), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "ih" }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  99     { "cx",   "set the x crop area expression",       OFFSET(cx), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "(in_w-out_w)/2" }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
 100     { "cy",   "set the y crop area expression",       OFFSET(cy), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "(in_h-out_h)/2" }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
 101
 102     { "w",      "Output video width",  OFFSET(ow), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str="cw" }, 0, 255, .flags = FLAGS },
 103     { "width",  "Output video width",  OFFSET(ow), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str="cw" }, 0, 255, .flags = FLAGS },
 104     { "h",      "Output video height", OFFSET(oh), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str="w*ch/cw" }, 0, 255, .flags = FLAGS },
 105     { "height", "Output video height", OFFSET(oh), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str="w*ch/cw" }, 0, 255, .flags = FLAGS },
 106     { NULL }
 107 };
 108
 109 static const char *const var_names[] = {
 110     "iw", "in_w",
 111     "ih", "in_h",
 112     "ow", "out_w", "w",
 113     "oh", "out_h", "h",
 114     "cw",
 115     "ch",
 116     "cx",
 117     "cy",
 118     NULL
 119 };
 120
 121 enum var_name {
 122     VAR_iW, VAR_IN_W,
 123     VAR_iH, VAR_IN_H,
 124     VAR_oW, VAR_OUT_W, VAR_W,
 125     VAR_oH, VAR_OUT_H, VAR_H,
 126     CW,
 127     CH,
 128     CX,
 129     CY,
 130     VAR_VARS_NB
 131 };
 132
 133 static int eval_expr(AVFilterContext *ctx)
 134 {
 135 #define PASS_EXPR(e, s) {\
 136     ret = av_expr_parse(&e, s, var_names, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx); \
 137     if (ret < 0) {\
 138         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error when passing '%s'.\n", s);\
 139         goto release;\
 140     }\
 141 }
 142 #define CALC_EXPR(e, v, i) {\
 143     i = v = av_expr_eval(e, var_values, NULL); \
 144 }
 145     VPPContext *vpp = ctx->priv;
 146     double  var_values[VAR_VARS_NB] = { NAN };
 147     AVExpr *w_expr  = NULL, *h_expr  = NULL;
 148     AVExpr *cw_expr = NULL, *ch_expr = NULL;
 149     AVExpr *cx_expr = NULL, *cy_expr = NULL;
 150     int     ret = 0;
 151
 152     PASS_EXPR(cw_expr, vpp->cw);
 153     PASS_EXPR(ch_expr, vpp->ch);
 154
 155     PASS_EXPR(w_expr, vpp->ow);
 156     PASS_EXPR(h_expr, vpp->oh);
 157
 158     PASS_EXPR(cx_expr, vpp->cx);
 159     PASS_EXPR(cy_expr, vpp->cy);
 160
 161     var_values[VAR_iW] =
 162     var_values[VAR_IN_W] = ctx->inputs[0]->w;
 163
 164     var_values[VAR_iH] =
 165     var_values[VAR_IN_H] = ctx->inputs[0]->h;
 166
 167     /* crop params */
 168     CALC_EXPR(cw_expr, var_values[CW], vpp->crop_w);
 169     CALC_EXPR(ch_expr, var_values[CH], vpp->crop_h);
 170
 171     /* calc again in case cw is relative to ch */
 172     CALC_EXPR(cw_expr, var_values[CW], vpp->crop_w);
 173
 174     CALC_EXPR(w_expr,
 175             var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_oW] = var_values[VAR_W],
 176             vpp->out_width);
 177     CALC_EXPR(h_expr,
 178             var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_oH] = var_values[VAR_H],
 179             vpp->out_height);
 180
 181     /* calc again in case ow is relative to oh */
 182     CALC_EXPR(w_expr,
 183             var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_oW] = var_values[VAR_W],
 184             vpp->out_width);
 185
 186
 187     CALC_EXPR(cx_expr, var_values[CX], vpp->crop_x);
 188     CALC_EXPR(cy_expr, var_values[CY], vpp->crop_y);
 189
 190     /* calc again in case cx is relative to cy */
 191     CALC_EXPR(cx_expr, var_values[CX], vpp->crop_x);
 192
 193     if ((vpp->crop_w != var_values[VAR_iW]) || (vpp->crop_h != var_values[VAR_iH]))
 194         vpp->use_crop = 1;
 195
 196 release:
 197     av_expr_free(w_expr);
 198     av_expr_free(h_expr);
 199     av_expr_free(cw_expr);
 200     av_expr_free(ch_expr);
 201     av_expr_free(cx_expr);
 202     av_expr_free(cy_expr);
 203 #undef PASS_EXPR
 204 #undef CALC_EXPR
 205
 206     return ret;
 207 }
 208
 209 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 210 {
 211     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 212     VPPContext      *vpp = ctx->priv;
 213     int              ret;
 214
 215     if (vpp->framerate.den == 0 || vpp->framerate.num == 0)
 216         vpp->framerate = inlink->frame_rate;
 217
 218     if (av_cmp_q(vpp->framerate, inlink->frame_rate))
 219         vpp->use_frc = 1;
 220
 221     ret = eval_expr(ctx);
 222     if (ret != 0) {
 223         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Fail to eval expr.\n");
 224         return ret;
 225     }
 226
 227     if (vpp->out_height == 0 || vpp->out_width == 0) {
 228         vpp->out_width  = inlink->w;
 229         vpp->out_height = inlink->h;
 230     }
 231
 232     if (vpp->use_crop) {
 233         vpp->crop_x = FFMAX(vpp->crop_x, 0);
 234         vpp->crop_y = FFMAX(vpp->crop_y, 0);
 235
 236         if(vpp->crop_w + vpp->crop_x > inlink->w)
 237            vpp->crop_x = inlink->w - vpp->crop_w;
 238         if(vpp->crop_h + vpp->crop_y > inlink->h)
 239            vpp->crop_y = inlink->h - vpp->crop_h;
 240     }
 241
 242     return 0;
 243 }
 244
 245 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 246 {
 247     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 248     VPPContext      *vpp = ctx->priv;
 249     QSVVPPParam     param = { NULL };
 250     QSVVPPCrop      crop  = { 0 };
 251     mfxExtBuffer    *ext_buf[ENH_FILTERS_COUNT];
 252
 253     outlink->w          = vpp->out_width;
 254     outlink->h          = vpp->out_height;
 255     outlink->frame_rate = vpp->framerate;
 256     outlink->time_base  = av_inv_q(vpp->framerate);
 257
 258     param.filter_frame  = NULL;
 259     param.out_sw_format = AV_PIX_FMT_NV12;
 260     param.num_ext_buf   = 0;
 261     param.ext_buf       = ext_buf;
 262
 263     if (vpp->use_crop) {
 264         crop.in_idx = 0;
 265         crop.x = vpp->crop_x;
 266         crop.y = vpp->crop_y;
 267         crop.w = vpp->crop_w;
 268         crop.h = vpp->crop_h;
 269
 270         param.num_crop = 1;
 271         param.crop     = &crop;
 272     }
 273
 274     if (vpp->deinterlace) {
 275         memset(&vpp->deinterlace_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPDeinterlacing));
 276         vpp->deinterlace_conf.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VPP_DEINTERLACING;
 277         vpp->deinterlace_conf.Header.BufferSz = sizeof(mfxExtVPPDeinterlacing);
 278         vpp->deinterlace_conf.Mode = vpp->deinterlace == 1 ?
 279                                      MFX_DEINTERLACING_BOB : MFX_DEINTERLACING_ADVANCED;
 280
 281         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->deinterlace_conf;
 282     }
 283
 284     if (vpp->use_frc) {
 285         memset(&vpp->frc_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPFrameRateConversion));
 286         vpp->frc_conf.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VPP_FRAME_RATE_CONVERSION;
 287         vpp->frc_conf.Header.BufferSz = sizeof(mfxExtVPPFrameRateConversion);
 288         vpp->frc_conf.Algorithm = MFX_FRCALGM_DISTRIBUTED_TIMESTAMP;
 289
 290         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->frc_conf;
 291     }
 292
 293     if (vpp->denoise) {
 294         memset(&vpp->denoise_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPDenoise));
 295         vpp->denoise_conf.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VPP_DENOISE;
 296         vpp->denoise_conf.Header.BufferSz = sizeof(mfxExtVPPDenoise);
 297         vpp->denoise_conf.DenoiseFactor   = vpp->denoise;
 298
 299         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->denoise_conf;
 300     }
 301
 302     if (vpp->detail) {
 303         memset(&vpp->detail_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPDetail));
 304         vpp->detail_conf.Header.BufferId  = MFX_EXTBUFF_VPP_DETAIL;
 305         vpp->detail_conf.Header.BufferSz  = sizeof(mfxExtVPPDetail);
 306         vpp->detail_conf.DetailFactor = vpp->detail;
 307
 308         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->detail_conf;
 309     }
 310
 311     if (vpp->procamp) {
 312         memset(&vpp->procamp_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPProcAmp));
 313         vpp->procamp_conf.Header.BufferId  = MFX_EXTBUFF_VPP_PROCAMP;
 314         vpp->procamp_conf.Header.BufferSz  = sizeof(mfxExtVPPProcAmp);
 315         vpp->procamp_conf.Hue              = vpp->hue;
 316         vpp->procamp_conf.Saturation       = vpp->saturation;
 317         vpp->procamp_conf.Contrast         = vpp->contrast;
 318         vpp->procamp_conf.Brightness       = vpp->brightness;
 319
 320         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->procamp_conf;
 321     }
 322
 323     return ff_qsvvpp_create(ctx, &vpp->qsv, &param);
 324 }
 325
 326 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *picref)
 327 {
 328     VPPContext *vpp = inlink->dst->priv;
 329
 330     return ff_qsvvpp_filter_frame(vpp->qsv, inlink, picref);
 331 }
 332
 333 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 334 {
 335     int ret;
 336     AVFilterFormats *in_fmts, *out_fmts;
 337     static const enum AVPixelFormat in_pix_fmts[] = {
 338         AV_PIX_FMT_YUV420P,
 339         AV_PIX_FMT_NV12,
 340         AV_PIX_FMT_YUYV422,
 341         AV_PIX_FMT_RGB32,
 342         AV_PIX_FMT_QSV,
 343         AV_PIX_FMT_NONE
 344     };
 345     static const enum AVPixelFormat out_pix_fmts[] = {
 346         AV_PIX_FMT_NV12,
 347         AV_PIX_FMT_QSV,
 348         AV_PIX_FMT_NONE
 349     };
 350
 351     in_fmts  = ff_make_format_list(in_pix_fmts);
 352     out_fmts = ff_make_format_list(out_pix_fmts);
 353     ret = ff_formats_ref(in_fmts, &ctx->inputs[0]->out_formats);
 354     if (ret < 0)
 355         return ret;
 356     ret = ff_formats_ref(out_fmts, &ctx->outputs[0]->in_formats);
 357     if (ret < 0)
 358         return ret;
 359
 360     return 0;
 361 }
 362
 363 static av_cold void vpp_uninit(AVFilterContext *ctx)
 364 {
 365     VPPContext *vpp = ctx->priv;
 366
 367     ff_qsvvpp_free(&vpp->qsv);
 368 }
 369
 370 static const AVClass vpp_class = {
 371     .class_name = "vpp_qsv",
 372     .item_name  = av_default_item_name,
 373     .option     = options,
 374     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 375 };
 376
 377 static const AVFilterPad vpp_inputs[] = {
 378     {
 379         .name          = "default",
 380         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 381         .config_props  = config_input,
 382         .filter_frame  = filter_frame,
 383     },
 384     { NULL }
 385 };
 386
 387 static const AVFilterPad vpp_outputs[] = {
 388     {
 389         .name          = "default",
 390         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 391         .config_props  = config_output,
 392     },
 393     { NULL }
 394 };
 395
 396 AVFilter ff_vf_vpp_qsv = {
 397     .name          = "vpp_qsv",
 398     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Quick Sync Video VPP."),
 399     .priv_size     = sizeof(VPPContext),
 400     .query_formats = query_formats,
 401     .uninit        = vpp_uninit,
 402     .inputs        = vpp_inputs,
 403     .outputs       = vpp_outputs,
 404     .priv_class    = &vpp_class,
 405     .flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE,
 406 };