lavfi/atempo: fix tempo range limit inconsistency
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_displace.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2013 Paul B Mahol
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 #include "libavutil/imgutils.h"
22 #include "libavutil/pixdesc.h"
23 #include "libavutil/opt.h"
24 #include "avfilter.h"
25 #include "formats.h"
26 #include "framesync.h"
27 #include "internal.h"
28 #include "video.h"
29
30 enum EdgeMode {
31     EDGE_BLANK,
32     EDGE_SMEAR,
33     EDGE_WRAP,
34     EDGE_MIRROR,
35     EDGE_NB
36 };
37
38 typedef struct DisplaceContext {
39     const AVClass *class;
40     int width[4], height[4];
41     enum EdgeMode edge;
42     int nb_planes;
43     int nb_components;
44     int step;
45     uint8_t blank[4];
46     FFFrameSync fs;
47
48     void (*displace)(struct DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
49                      const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic, AVFrame *out);
50 } DisplaceContext;
51
52 #define OFFSET(x) offsetof(DisplaceContext, x)
53 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
54
55 static const AVOption displace_options[] = {
56     { "edge", "set edge mode", OFFSET(edge), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=EDGE_SMEAR}, 0, EDGE_NB-1, FLAGS, "edge" },
57     {   "blank",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_BLANK},  0, 0, FLAGS, "edge" },
58     {   "smear",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_SMEAR},  0, 0, FLAGS, "edge" },
59     {   "wrap" ,   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_WRAP},   0, 0, FLAGS, "edge" },
60     {   "mirror" , "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EDGE_MIRROR}, 0, 0, FLAGS, "edge" },
61     { NULL }
62 };
63
64 AVFILTER_DEFINE_CLASS(displace);
65
66 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
67 {
68     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
69         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
70         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
71         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
72         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
73         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
74         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
75         AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_BGRA,
76         AV_PIX_FMT_0RGB, AV_PIX_FMT_0BGR, AV_PIX_FMT_RGB0, AV_PIX_FMT_BGR0,
77         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP,
78         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_NONE
79     };
80
81     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
82 }
83
84 static void displace_planar(DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
85                             const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic,
86                             AVFrame *out)
87 {
88     int plane, x, y;
89
90     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
91         const int h = s->height[plane];
92         const int w = s->width[plane];
93         const int dlinesize = out->linesize[plane];
94         const int slinesize = in->linesize[plane];
95         const int xlinesize = xpic->linesize[plane];
96         const int ylinesize = ypic->linesize[plane];
97         const uint8_t *src = in->data[plane];
98         const uint8_t *ysrc = ypic->data[plane];
99         const uint8_t *xsrc = xpic->data[plane];
100         uint8_t *dst = out->data[plane];
101         const uint8_t blank = s->blank[plane];
102
103         for (y = 0; y < h; y++) {
104             switch (s->edge) {
105             case EDGE_BLANK:
106                 for (x = 0; x < w; x++) {
107                     int Y = y + ysrc[x] - 128;
108                     int X = x + xsrc[x] - 128;
109
110                     if (Y < 0 || Y >= h || X < 0 || X >= w)
111                         dst[x] = blank;
112                     else
113                         dst[x] = src[Y * slinesize + X];
114                 }
115                 break;
116             case EDGE_SMEAR:
117                 for (x = 0; x < w; x++) {
118                     int Y = av_clip(y + ysrc[x] - 128, 0, h - 1);
119                     int X = av_clip(x + xsrc[x] - 128, 0, w - 1);
120                     dst[x] = src[Y * slinesize + X];
121                 }
122                 break;
123             case EDGE_WRAP:
124                 for (x = 0; x < w; x++) {
125                     int Y = (y + ysrc[x] - 128) % h;
126                     int X = (x + xsrc[x] - 128) % w;
127
128                     if (Y < 0)
129                         Y += h;
130                     if (X < 0)
131                         X += w;
132                     dst[x] = src[Y * slinesize + X];
133                 }
134                 break;
135             case EDGE_MIRROR:
136                 for (x = 0; x < w; x++) {
137                     int Y = y + ysrc[x] - 128;
138                     int X = x + xsrc[x] - 128;
139
140                     if (Y < 0)
141                         Y = (-Y) % h;
142                     if (X < 0)
143                         X = (-X) % w;
144                     if (Y >= h)
145                         Y = h - (Y % h) - 1;
146                     if (X >= w)
147                         X = w - (X % w) - 1;
148                     dst[x] = src[Y * slinesize + X];
149                 }
150                 break;
151             }
152
153             ysrc += ylinesize;
154             xsrc += xlinesize;
155             dst  += dlinesize;
156         }
157     }
158 }
159
160 static void displace_packed(DisplaceContext *s, const AVFrame *in,
161                             const AVFrame *xpic, const AVFrame *ypic,
162                             AVFrame *out)
163 {
164     const int step = s->step;
165     const int h = s->height[0];
166     const int w = s->width[0];
167     const int dlinesize = out->linesize[0];
168     const int slinesize = in->linesize[0];
169     const int xlinesize = xpic->linesize[0];
170     const int ylinesize = ypic->linesize[0];
171     const uint8_t *src = in->data[0];
172     const uint8_t *ysrc = ypic->data[0];
173     const uint8_t *xsrc = xpic->data[0];
174     const uint8_t *blank = s->blank;
175     uint8_t *dst = out->data[0];
176     int c, x, y;
177
178     for (y = 0; y < h; y++) {
179         switch (s->edge) {
180         case EDGE_BLANK:
181             for (x = 0; x < w; x++) {
182                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
183                     int Y = y + (ysrc[x * step + c] - 128);
184                     int X = x + (xsrc[x * step + c] - 128);
185
186                     if (Y < 0 || Y >= h || X < 0 || X >= w)
187                         dst[x * step + c] = blank[c];
188                     else
189                         dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
190                 }
191             }
192             break;
193         case EDGE_SMEAR:
194             for (x = 0; x < w; x++) {
195                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
196                     int Y = av_clip(y + (ysrc[x * step + c] - 128), 0, h - 1);
197                     int X = av_clip(x + (xsrc[x * step + c] - 128), 0, w - 1);
198
199                     dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
200                 }
201             }
202             break;
203         case EDGE_WRAP:
204             for (x = 0; x < w; x++) {
205                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
206                     int Y = (y + (ysrc[x * step + c] - 128)) % h;
207                     int X = (x + (xsrc[x * step + c] - 128)) % w;
208
209                     if (Y < 0)
210                         Y += h;
211                     if (X < 0)
212                         X += w;
213                     dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
214                 }
215             }
216             break;
217         case EDGE_MIRROR:
218             for (x = 0; x < w; x++) {
219                 for (c = 0; c < s->nb_components; c++) {
220                     int Y = y + ysrc[x * step + c] - 128;
221                     int X = x + xsrc[x * step + c] - 128;
222
223                     if (Y < 0)
224                         Y = (-Y) % h;
225                     if (X < 0)
226                         X = (-X) % w;
227                     if (Y >= h)
228                         Y = h - (Y % h) - 1;
229                     if (X >= w)
230                         X = w - (X % w) - 1;
231                     dst[x * step + c] = src[Y * slinesize + X * step + c];
232                 }
233             }
234             break;
235         }
236
237         ysrc += ylinesize;
238         xsrc += xlinesize;
239         dst  += dlinesize;
240     }
241 }
242
243 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
244 {
245     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
246     DisplaceContext *s = fs->opaque;
247     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
248     AVFrame *out, *in, *xpic, *ypic;
249     int ret;
250
251     if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 0, &in,   0)) < 0 ||
252         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 1, &xpic, 0)) < 0 ||
253         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 2, &ypic, 0)) < 0)
254         return ret;
255
256     if (ctx->is_disabled) {
257         out = av_frame_clone(in);
258         if (!out)
259             return AVERROR(ENOMEM);
260     } else {
261         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
262         if (!out)
263             return AVERROR(ENOMEM);
264         av_frame_copy_props(out, in);
265
266         s->displace(s, in, xpic, ypic, out);
267     }
268     out->pts = av_rescale_q(in->pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
269
270     return ff_filter_frame(outlink, out);
271 }
272
273 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
274 {
275     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
276     DisplaceContext *s = ctx->priv;
277     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
278     int vsub, hsub;
279
280     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
281     s->nb_components = desc->nb_components;
282
283     if (s->nb_planes > 1 || s->nb_components == 1)
284         s->displace = displace_planar;
285     else
286         s->displace = displace_packed;
287
288     if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB)) {
289         s->blank[1] = s->blank[2] = 128;
290         s->blank[0] = 16;
291     }
292
293     s->step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> 3;
294     hsub = desc->log2_chroma_w;
295     vsub = desc->log2_chroma_h;
296     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub);
297     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
298     s->width[1]  = s->width[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub);
299     s->width[0]  = s->width[3]  = inlink->w;
300
301     return 0;
302 }
303
304 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
305 {
306     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
307     DisplaceContext *s = ctx->priv;
308     AVFilterLink *srclink = ctx->inputs[0];
309     AVFilterLink *xlink = ctx->inputs[1];
310     AVFilterLink *ylink = ctx->inputs[2];
311     FFFrameSyncIn *in;
312     int ret;
313
314     if (srclink->format != xlink->format ||
315         srclink->format != ylink->format) {
316         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
317         return AVERROR(EINVAL);
318     }
319     if (srclink->w != xlink->w ||
320         srclink->h != xlink->h ||
321         srclink->w != ylink->w ||
322         srclink->h != ylink->h) {
323         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
324                "(size %dx%d) do not match the corresponding "
325                "second input link %s parameters (%dx%d) "
326                "and/or third input link %s parameters (%dx%d)\n",
327                ctx->input_pads[0].name, srclink->w, srclink->h,
328                ctx->input_pads[1].name, xlink->w, xlink->h,
329                ctx->input_pads[2].name, ylink->w, ylink->h);
330         return AVERROR(EINVAL);
331     }
332
333     outlink->w = srclink->w;
334     outlink->h = srclink->h;
335     outlink->time_base = srclink->time_base;
336     outlink->sample_aspect_ratio = srclink->sample_aspect_ratio;
337     outlink->frame_rate = srclink->frame_rate;
338
339     ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, 3);
340     if (ret < 0)
341         return ret;
342
343     in = s->fs.in;
344     in[0].time_base = srclink->time_base;
345     in[1].time_base = xlink->time_base;
346     in[2].time_base = ylink->time_base;
347     in[0].sync   = 2;
348     in[0].before = EXT_STOP;
349     in[0].after  = EXT_STOP;
350     in[1].sync   = 1;
351     in[1].before = EXT_NULL;
352     in[1].after  = EXT_INFINITY;
353     in[2].sync   = 1;
354     in[2].before = EXT_NULL;
355     in[2].after  = EXT_INFINITY;
356     s->fs.opaque   = s;
357     s->fs.on_event = process_frame;
358
359     return ff_framesync_configure(&s->fs);
360 }
361
362 static int activate(AVFilterContext *ctx)
363 {
364     DisplaceContext *s = ctx->priv;
365     return ff_framesync_activate(&s->fs);
366 }
367
368 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
369 {
370     DisplaceContext *s = ctx->priv;
371
372     ff_framesync_uninit(&s->fs);
373 }
374
375 static const AVFilterPad displace_inputs[] = {
376     {
377         .name         = "source",
378         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
379         .config_props = config_input,
380     },
381     {
382         .name         = "xmap",
383         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
384     },
385     {
386         .name         = "ymap",
387         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
388     },
389     { NULL }
390 };
391
392 static const AVFilterPad displace_outputs[] = {
393     {
394         .name          = "default",
395         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
396         .config_props  = config_output,
397     },
398     { NULL }
399 };
400
401 AVFilter ff_vf_displace = {
402     .name          = "displace",
403     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Displace pixels."),
404     .priv_size     = sizeof(DisplaceContext),
405     .uninit        = uninit,
406     .query_formats = query_formats,
407     .activate      = activate,
408     .inputs        = displace_inputs,
409     .outputs       = displace_outputs,
410     .priv_class    = &displace_class,
411     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
412 };