lavfi/drawtext: allow to format pts as HH:MM:SS.mmm.
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_boxblur.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  * (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
18  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
19  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * Apply a boxblur filter to the input video.
25  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_boxblur.c.
26  */
27
28 #include "libavutil/avstring.h"
29 #include "libavutil/common.h"
30 #include "libavutil/eval.h"
31 #include "libavutil/opt.h"
32 #include "libavutil/pixdesc.h"
33 #include "avfilter.h"
34 #include "formats.h"
35 #include "internal.h"
36 #include "video.h"
37
38 static const char *const var_names[] = {
39     "w",
40     "h",
41     "cw",
42     "ch",
43     "hsub",
44     "vsub",
45     NULL
46 };
47
48 enum var_name {
49     VAR_W,
50     VAR_H,
51     VAR_CW,
52     VAR_CH,
53     VAR_HSUB,
54     VAR_VSUB,
55     VARS_NB
56 };
57
58 typedef struct FilterParam {
59     int radius;
60     int power;
61     char *radius_expr;
62 } FilterParam;
63
64 typedef struct BoxBlurContext {
65     const AVClass *class;
66     FilterParam luma_param;
67     FilterParam chroma_param;
68     FilterParam alpha_param;
69
70     int hsub, vsub;
71     int radius[4];
72     int power[4];
73     uint8_t *temp[2]; ///< temporary buffer used in blur_power()
74 } BoxBlurContext;
75
76 #define Y 0
77 #define U 1
78 #define V 2
79 #define A 3
80
81 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
82 {
83     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
84
85     if (!s->luma_param.radius_expr) {
86         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Luma radius expression is not set.\n");
87         return AVERROR(EINVAL);
88     }
89
90     /* fill missing params */
91     if (!s->chroma_param.radius_expr) {
92         s->chroma_param.radius_expr = av_strdup(s->luma_param.radius_expr);
93         if (!s->chroma_param.radius_expr)
94             return AVERROR(ENOMEM);
95     }
96     if (s->chroma_param.power < 0)
97         s->chroma_param.power = s->luma_param.power;
98
99     if (!s->alpha_param.radius_expr) {
100         s->alpha_param.radius_expr = av_strdup(s->luma_param.radius_expr);
101         if (!s->alpha_param.radius_expr)
102             return AVERROR(ENOMEM);
103     }
104     if (s->alpha_param.power < 0)
105         s->alpha_param.power = s->luma_param.power;
106
107     return 0;
108 }
109
110 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
111 {
112     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
113
114     av_freep(&s->temp[0]);
115     av_freep(&s->temp[1]);
116 }
117
118 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
119 {
120     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
121         AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV420P,
122         AV_PIX_FMT_YUV411P,  AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUVA420P,
123         AV_PIX_FMT_YUV440P,  AV_PIX_FMT_GRAY8,
124         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
125         AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
126         AV_PIX_FMT_NONE
127     };
128
129     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
130     return 0;
131 }
132
133 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
134 {
135     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
136     AVFilterContext    *ctx = inlink->dst;
137     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
138     int w = inlink->w, h = inlink->h;
139     int cw, ch;
140     double var_values[VARS_NB], res;
141     char *expr;
142     int ret;
143
144     if (!(s->temp[0] = av_malloc(FFMAX(w, h))) ||
145         !(s->temp[1] = av_malloc(FFMAX(w, h))))
146         return AVERROR(ENOMEM);
147
148     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
149     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
150
151     var_values[VAR_W]       = inlink->w;
152     var_values[VAR_H]       = inlink->h;
153     var_values[VAR_CW] = cw = w>>s->hsub;
154     var_values[VAR_CH] = ch = h>>s->vsub;
155     var_values[VAR_HSUB]    = 1<<s->hsub;
156     var_values[VAR_VSUB]    = 1<<s->vsub;
157
158 #define EVAL_RADIUS_EXPR(comp)                                          \
159     expr = s->comp##_param.radius_expr;                                 \
160     ret = av_expr_parse_and_eval(&res, expr, var_names, var_values,     \
161                                  NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx); \
162     s->comp##_param.radius = res;                                       \
163     if (ret < 0) {                                                      \
164         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,                                      \
165                "Error when evaluating " #comp " radius expression '%s'\n", expr); \
166         return ret;                                                     \
167     }
168     EVAL_RADIUS_EXPR(luma);
169     EVAL_RADIUS_EXPR(chroma);
170     EVAL_RADIUS_EXPR(alpha);
171
172     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
173            "luma_radius:%d luma_power:%d "
174            "chroma_radius:%d chroma_power:%d "
175            "alpha_radius:%d alpha_power:%d "
176            "w:%d chroma_w:%d h:%d chroma_h:%d\n",
177            s->luma_param  .radius, s->luma_param  .power,
178            s->chroma_param.radius, s->chroma_param.power,
179            s->alpha_param .radius, s->alpha_param .power,
180            w, cw, h, ch);
181
182 #define CHECK_RADIUS_VAL(w_, h_, comp)                                  \
183     if (s->comp##_param.radius < 0 ||                                   \
184         2*s->comp##_param.radius > FFMIN(w_, h_)) {                     \
185         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,                                       \
186                "Invalid " #comp " radius value %d, must be >= 0 and <= %d\n", \
187                s->comp##_param.radius, FFMIN(w_, h_)/2);                \
188         return AVERROR(EINVAL);                                         \
189     }
190     CHECK_RADIUS_VAL(w,  h,  luma);
191     CHECK_RADIUS_VAL(cw, ch, chroma);
192     CHECK_RADIUS_VAL(w,  h,  alpha);
193
194     s->radius[Y] = s->luma_param.radius;
195     s->radius[U] = s->radius[V] = s->chroma_param.radius;
196     s->radius[A] = s->alpha_param.radius;
197
198     s->power[Y] = s->luma_param.power;
199     s->power[U] = s->power[V] = s->chroma_param.power;
200     s->power[A] = s->alpha_param.power;
201
202     return 0;
203 }
204
205 static inline void blur(uint8_t *dst, int dst_step, const uint8_t *src, int src_step,
206                         int len, int radius)
207 {
208     /* Naive boxblur would sum source pixels from x-radius .. x+radius
209      * for destination pixel x. That would be O(radius*width).
210      * If you now look at what source pixels represent 2 consecutive
211      * output pixels, then you see they are almost identical and only
212      * differ by 2 pixels, like:
213      * src0       111111111
214      * dst0           1
215      * src1        111111111
216      * dst1            1
217      * src0-src1  1       -1
218      * so when you know one output pixel you can find the next by just adding
219      * and subtracting 1 input pixel.
220      * The following code adopts this faster variant.
221      */
222     const int length = radius*2 + 1;
223     const int inv = ((1<<16) + length/2)/length;
224     int x, sum = 0;
225
226     for (x = 0; x < radius; x++)
227         sum += src[x*src_step]<<1;
228     sum += src[radius*src_step];
229
230     for (x = 0; x <= radius; x++) {
231         sum += src[(radius+x)*src_step] - src[(radius-x)*src_step];
232         dst[x*dst_step] = (sum*inv + (1<<15))>>16;
233     }
234
235     for (; x < len-radius; x++) {
236         sum += src[(radius+x)*src_step] - src[(x-radius-1)*src_step];
237         dst[x*dst_step] = (sum*inv + (1<<15))>>16;
238     }
239
240     for (; x < len; x++) {
241         sum += src[(2*len-radius-x-1)*src_step] - src[(x-radius-1)*src_step];
242         dst[x*dst_step] = (sum*inv + (1<<15))>>16;
243     }
244 }
245
246 static inline void blur_power(uint8_t *dst, int dst_step, const uint8_t *src, int src_step,
247                               int len, int radius, int power, uint8_t *temp[2])
248 {
249     uint8_t *a = temp[0], *b = temp[1];
250
251     if (radius && power) {
252         blur(a, 1, src, src_step, len, radius);
253         for (; power > 2; power--) {
254             uint8_t *c;
255             blur(b, 1, a, 1, len, radius);
256             c = a; a = b; b = c;
257         }
258         if (power > 1) {
259             blur(dst, dst_step, a, 1, len, radius);
260         } else {
261             int i;
262             for (i = 0; i < len; i++)
263                 dst[i*dst_step] = a[i];
264         }
265     } else {
266         int i;
267         for (i = 0; i < len; i++)
268             dst[i*dst_step] = src[i*src_step];
269     }
270 }
271
272 static void hblur(uint8_t *dst, int dst_linesize, const uint8_t *src, int src_linesize,
273                   int w, int h, int radius, int power, uint8_t *temp[2])
274 {
275     int y;
276
277     if (radius == 0 && dst == src)
278         return;
279
280     for (y = 0; y < h; y++)
281         blur_power(dst + y*dst_linesize, 1, src + y*src_linesize, 1,
282                    w, radius, power, temp);
283 }
284
285 static void vblur(uint8_t *dst, int dst_linesize, const uint8_t *src, int src_linesize,
286                   int w, int h, int radius, int power, uint8_t *temp[2])
287 {
288     int x;
289
290     if (radius == 0 && dst == src)
291         return;
292
293     for (x = 0; x < w; x++)
294         blur_power(dst + x, dst_linesize, src + x, src_linesize,
295                    h, radius, power, temp);
296 }
297
298 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
299 {
300     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
301     BoxBlurContext *s = ctx->priv;
302     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
303     AVFrame *out;
304     int plane;
305     int cw = FF_CEIL_RSHIFT(inlink->w, s->hsub), ch = FF_CEIL_RSHIFT(in->height, s->vsub);
306     int w[4] = { inlink->w, cw, cw, inlink->w };
307     int h[4] = { in->height, ch, ch, in->height };
308
309     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
310     if (!out) {
311         av_frame_free(&in);
312         return AVERROR(ENOMEM);
313     }
314     av_frame_copy_props(out, in);
315
316     for (plane = 0; plane < 4 && in->data[plane] && in->linesize[plane]; plane++)
317         hblur(out->data[plane], out->linesize[plane],
318               in ->data[plane], in ->linesize[plane],
319               w[plane], h[plane], s->radius[plane], s->power[plane],
320               s->temp);
321
322     for (plane = 0; plane < 4 && in->data[plane] && in->linesize[plane]; plane++)
323         vblur(out->data[plane], out->linesize[plane],
324               out->data[plane], out->linesize[plane],
325               w[plane], h[plane], s->radius[plane], s->power[plane],
326               s->temp);
327
328     av_frame_free(&in);
329
330     return ff_filter_frame(outlink, out);
331 }
332
333 #define OFFSET(x) offsetof(BoxBlurContext, x)
334 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
335
336 static const AVOption boxblur_options[] = {
337     { "luma_radius", "Radius of the luma blurring box", OFFSET(luma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="2"}, .flags = FLAGS },
338     { "lr",          "Radius of the luma blurring box", OFFSET(luma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="2"}, .flags = FLAGS },
339     { "luma_power",  "How many times should the boxblur be applied to luma",  OFFSET(luma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 0, INT_MAX, .flags = FLAGS },
340     { "lp",          "How many times should the boxblur be applied to luma",  OFFSET(luma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 0, INT_MAX, .flags = FLAGS },
341
342     { "chroma_radius", "Radius of the chroma blurring box", OFFSET(chroma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
343     { "cr",            "Radius of the chroma blurring box", OFFSET(chroma_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
344     { "chroma_power",  "How many times should the boxblur be applied to chroma",  OFFSET(chroma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
345     { "cp",            "How many times should the boxblur be applied to chroma",  OFFSET(chroma_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
346
347     { "alpha_radius", "Radius of the alpha blurring box", OFFSET(alpha_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
348     { "ar",           "Radius of the alpha blurring box", OFFSET(alpha_param.radius_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
349     { "alpha_power",  "How many times should the boxblur be applied to alpha",  OFFSET(alpha_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
350     { "ap",           "How many times should the boxblur be applied to alpha",  OFFSET(alpha_param.power), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1}, -1, INT_MAX, .flags = FLAGS },
351
352     { NULL }
353 };
354
355 AVFILTER_DEFINE_CLASS(boxblur);
356
357 static const AVFilterPad avfilter_vf_boxblur_inputs[] = {
358     {
359         .name         = "default",
360         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
361         .config_props = config_input,
362         .filter_frame = filter_frame,
363     },
364     { NULL }
365 };
366
367 static const AVFilterPad avfilter_vf_boxblur_outputs[] = {
368     {
369         .name = "default",
370         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
371     },
372     { NULL }
373 };
374
375 AVFilter ff_vf_boxblur = {
376     .name          = "boxblur",
377     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blur the input."),
378     .priv_size     = sizeof(BoxBlurContext),
379     .priv_class    = &boxblur_class,
380     .init          = init,
381     .uninit        = uninit,
382     .query_formats = query_formats,
383     .inputs        = avfilter_vf_boxblur_inputs,
384     .outputs       = avfilter_vf_boxblur_outputs,
385     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
386 };