avfilter/vf_thumbnail_cuda: Avoid mixing declaration and statements
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_codecview.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  * Copyright (c) 2014 Clément Bœsch <u pkh me>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (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 GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * Codec debug viewer filter.
25  *
26  * All the MV drawing code from Michael Niedermayer is extracted from
27  * libavcodec/mpegvideo.c.
28  *
29  * TODO: segmentation
30  */
31
32 #include "libavutil/imgutils.h"
33 #include "libavutil/motion_vector.h"
34 #include "libavutil/opt.h"
35 #include "avfilter.h"
36 #include "internal.h"
37
38 #define MV_P_FOR  (1<<0)
39 #define MV_B_FOR  (1<<1)
40 #define MV_B_BACK (1<<2)
41 #define MV_TYPE_FOR  (1<<0)
42 #define MV_TYPE_BACK (1<<1)
43 #define FRAME_TYPE_I (1<<0)
44 #define FRAME_TYPE_P (1<<1)
45 #define FRAME_TYPE_B (1<<2)
46
47 typedef struct CodecViewContext {
48     const AVClass *class;
49     unsigned mv;
50     unsigned frame_type;
51     unsigned mv_type;
52     int hsub, vsub;
53     int qp;
54 } CodecViewContext;
55
56 #define OFFSET(x) offsetof(CodecViewContext, x)
57 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
58 #define CONST(name, help, val, unit) { name, help, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=val}, 0, 0, FLAGS, unit }
59
60 static const AVOption codecview_options[] = {
61     { "mv", "set motion vectors to visualize", OFFSET(mv), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=0}, 0, INT_MAX, FLAGS, "mv" },
62         CONST("pf", "forward predicted MVs of P-frames",  MV_P_FOR,  "mv"),
63         CONST("bf", "forward predicted MVs of B-frames",  MV_B_FOR,  "mv"),
64         CONST("bb", "backward predicted MVs of B-frames", MV_B_BACK, "mv"),
65     { "qp", NULL, OFFSET(qp), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, .flags = FLAGS },
66     { "mv_type", "set motion vectors type", OFFSET(mv_type), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=0}, 0, INT_MAX, FLAGS, "mv_type" },
67     { "mvt",     "set motion vectors type", OFFSET(mv_type), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=0}, 0, INT_MAX, FLAGS, "mv_type" },
68         CONST("fp", "forward predicted MVs",  MV_TYPE_FOR,  "mv_type"),
69         CONST("bp", "backward predicted MVs", MV_TYPE_BACK, "mv_type"),
70     { "frame_type", "set frame types to visualize motion vectors of", OFFSET(frame_type), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=0}, 0, INT_MAX, FLAGS, "frame_type" },
71     { "ft",         "set frame types to visualize motion vectors of", OFFSET(frame_type), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64=0}, 0, INT_MAX, FLAGS, "frame_type" },
72         CONST("if", "I-frames", FRAME_TYPE_I, "frame_type"),
73         CONST("pf", "P-frames", FRAME_TYPE_P, "frame_type"),
74         CONST("bf", "B-frames", FRAME_TYPE_B, "frame_type"),
75     { NULL }
76 };
77
78 AVFILTER_DEFINE_CLASS(codecview);
79
80 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
81 {
82     // TODO: we can probably add way more pixel formats without any other
83     // changes; anything with 8-bit luma in first plane should be working
84     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_NONE};
85     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
86     if (!fmts_list)
87         return AVERROR(ENOMEM);
88     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
89 }
90
91 static int clip_line(int *sx, int *sy, int *ex, int *ey, int maxx)
92 {
93     if(*sx > *ex)
94         return clip_line(ex, ey, sx, sy, maxx);
95
96     if (*sx < 0) {
97         if (*ex < 0)
98             return 1;
99         *sy = *ey + (*sy - *ey) * (int64_t)*ex / (*ex - *sx);
100         *sx = 0;
101     }
102
103     if (*ex > maxx) {
104         if (*sx > maxx)
105             return 1;
106         *ey = *sy + (*ey - *sy) * (int64_t)(maxx - *sx) / (*ex - *sx);
107         *ex = maxx;
108     }
109     return 0;
110 }
111
112 /**
113  * Draw a line from (ex, ey) -> (sx, sy).
114  * @param w width of the image
115  * @param h height of the image
116  * @param stride stride/linesize of the image
117  * @param color color of the arrow
118  */
119 static void draw_line(uint8_t *buf, int sx, int sy, int ex, int ey,
120                       int w, int h, int stride, int color)
121 {
122     int x, y, fr, f;
123
124     if (clip_line(&sx, &sy, &ex, &ey, w - 1))
125         return;
126     if (clip_line(&sy, &sx, &ey, &ex, h - 1))
127         return;
128
129     sx = av_clip(sx, 0, w - 1);
130     sy = av_clip(sy, 0, h - 1);
131     ex = av_clip(ex, 0, w - 1);
132     ey = av_clip(ey, 0, h - 1);
133
134     buf[sy * stride + sx] += color;
135
136     if (FFABS(ex - sx) > FFABS(ey - sy)) {
137         if (sx > ex) {
138             FFSWAP(int, sx, ex);
139             FFSWAP(int, sy, ey);
140         }
141         buf += sx + sy * stride;
142         ex  -= sx;
143         f    = ((ey - sy) << 16) / ex;
144         for (x = 0; x <= ex; x++) {
145             y  = (x * f) >> 16;
146             fr = (x * f) & 0xFFFF;
147                    buf[ y      * stride + x] += (color * (0x10000 - fr)) >> 16;
148             if(fr) buf[(y + 1) * stride + x] += (color *            fr ) >> 16;
149         }
150     } else {
151         if (sy > ey) {
152             FFSWAP(int, sx, ex);
153             FFSWAP(int, sy, ey);
154         }
155         buf += sx + sy * stride;
156         ey  -= sy;
157         if (ey)
158             f = ((ex - sx) << 16) / ey;
159         else
160             f = 0;
161         for(y= 0; y <= ey; y++){
162             x  = (y*f) >> 16;
163             fr = (y*f) & 0xFFFF;
164                    buf[y * stride + x    ] += (color * (0x10000 - fr)) >> 16;
165             if(fr) buf[y * stride + x + 1] += (color *            fr ) >> 16;
166         }
167     }
168 }
169
170 /**
171  * Draw an arrow from (ex, ey) -> (sx, sy).
172  * @param w width of the image
173  * @param h height of the image
174  * @param stride stride/linesize of the image
175  * @param color color of the arrow
176  */
177 static void draw_arrow(uint8_t *buf, int sx, int sy, int ex,
178                        int ey, int w, int h, int stride, int color, int tail, int direction)
179 {
180     int dx,dy;
181
182     if (direction) {
183         FFSWAP(int, sx, ex);
184         FFSWAP(int, sy, ey);
185     }
186
187     sx = av_clip(sx, -100, w + 100);
188     sy = av_clip(sy, -100, h + 100);
189     ex = av_clip(ex, -100, w + 100);
190     ey = av_clip(ey, -100, h + 100);
191
192     dx = ex - sx;
193     dy = ey - sy;
194
195     if (dx * dx + dy * dy > 3 * 3) {
196         int rx =  dx + dy;
197         int ry = -dx + dy;
198         int length = sqrt((rx * rx + ry * ry) << 8);
199
200         // FIXME subpixel accuracy
201         rx = ROUNDED_DIV(rx * 3 << 4, length);
202         ry = ROUNDED_DIV(ry * 3 << 4, length);
203
204         if (tail) {
205             rx = -rx;
206             ry = -ry;
207         }
208
209         draw_line(buf, sx, sy, sx + rx, sy + ry, w, h, stride, color);
210         draw_line(buf, sx, sy, sx - ry, sy + rx, w, h, stride, color);
211     }
212     draw_line(buf, sx, sy, ex, ey, w, h, stride, color);
213 }
214
215 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
216 {
217     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
218     CodecViewContext *s = ctx->priv;
219     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
220
221     if (s->qp) {
222         int qstride, qp_type;
223         int8_t *qp_table = av_frame_get_qp_table(frame, &qstride, &qp_type);
224
225         if (qp_table) {
226             int x, y;
227             const int w = AV_CEIL_RSHIFT(frame->width,  s->hsub);
228             const int h = AV_CEIL_RSHIFT(frame->height, s->vsub);
229             uint8_t *pu = frame->data[1];
230             uint8_t *pv = frame->data[2];
231             const int lzu = frame->linesize[1];
232             const int lzv = frame->linesize[2];
233
234             for (y = 0; y < h; y++) {
235                 for (x = 0; x < w; x++) {
236                     const int qp = ff_norm_qscale(qp_table[(y >> 3) * qstride + (x >> 3)], qp_type) * 128/31;
237                     pu[x] = pv[x] = qp;
238                 }
239                 pu += lzu;
240                 pv += lzv;
241             }
242         }
243     }
244
245     if (s->mv || s->mv_type) {
246         AVFrameSideData *sd = av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_MOTION_VECTORS);
247         if (sd) {
248             int i;
249             const AVMotionVector *mvs = (const AVMotionVector *)sd->data;
250             const int is_iframe = (s->frame_type & FRAME_TYPE_I) && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I;
251             const int is_pframe = (s->frame_type & FRAME_TYPE_P) && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P;
252             const int is_bframe = (s->frame_type & FRAME_TYPE_B) && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B;
253
254             for (i = 0; i < sd->size / sizeof(*mvs); i++) {
255                 const AVMotionVector *mv = &mvs[i];
256                 const int direction = mv->source > 0;
257
258                 if (s->mv_type) {
259                     const int is_fp = direction == 0 && (s->mv_type & MV_TYPE_FOR);
260                     const int is_bp = direction == 1 && (s->mv_type & MV_TYPE_BACK);
261
262                     if ((!s->frame_type && (is_fp || is_bp)) ||
263                         is_iframe && is_fp || is_iframe && is_bp ||
264                         is_pframe && is_fp ||
265                         is_bframe && is_fp || is_bframe && is_bp)
266                         draw_arrow(frame->data[0], mv->dst_x, mv->dst_y, mv->src_x, mv->src_y,
267                                    frame->width, frame->height, frame->linesize[0],
268                                    100, 0, direction);
269                 } else if (s->mv)
270                     if ((direction == 0 && (s->mv & MV_P_FOR)  && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_P) ||
271                         (direction == 0 && (s->mv & MV_B_FOR)  && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B) ||
272                         (direction == 1 && (s->mv & MV_B_BACK) && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B))
273                         draw_arrow(frame->data[0], mv->dst_x, mv->dst_y, mv->src_x, mv->src_y,
274                                    frame->width, frame->height, frame->linesize[0],
275                                    100, 0, direction);
276             }
277         }
278     }
279
280     return ff_filter_frame(outlink, frame);
281 }
282
283 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
284 {
285     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
286     CodecViewContext *s = ctx->priv;
287     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
288
289     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
290     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
291     return 0;
292 }
293
294 static const AVFilterPad codecview_inputs[] = {
295     {
296         .name           = "default",
297         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
298         .filter_frame   = filter_frame,
299         .config_props   = config_input,
300         .needs_writable = 1,
301     },
302     { NULL }
303 };
304
305 static const AVFilterPad codecview_outputs[] = {
306     {
307         .name = "default",
308         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
309     },
310     { NULL }
311 };
312
313 AVFilter ff_vf_codecview = {
314     .name          = "codecview",
315     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Visualize information about some codecs."),
316     .priv_size     = sizeof(CodecViewContext),
317     .query_formats = query_formats,
318     .inputs        = codecview_inputs,
319     .outputs       = codecview_outputs,
320     .priv_class    = &codecview_class,
321     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
322 };