1cad2305ade44c47c491c36d61d7747499ce84bd
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_framerate.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Mark Himsley
3  *
4  * get_scene_score() Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
5  * taken from libavfilter/vf_select.c
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 /**
25  * @file
26  * filter for upsampling or downsampling a progressive source
27  */
28
29 #define DEBUG
30
31 #include "libavutil/avassert.h"
32 #include "libavutil/imgutils.h"
33 #include "libavutil/internal.h"
34 #include "libavutil/opt.h"
35 #include "libavutil/pixdesc.h"
36 #include "libavutil/pixelutils.h"
37
38 #include "avfilter.h"
39 #include "internal.h"
40 #include "video.h"
41
42 #define N_SRCE 3
43
44 typedef struct FrameRateContext {
45     const AVClass *class;
46     // parameters
47     AVRational dest_frame_rate;         ///< output frames per second
48     int flags;                          ///< flags affecting frame rate conversion algorithm
49     double scene_score;                 ///< score that denotes a scene change has happened
50     int interp_start;                   ///< start of range to apply linear interpolation
51     int interp_end;                     ///< end of range to apply linear interpolation
52
53     int line_size[4];                   ///< bytes of pixel data per line for each plane
54     int vsub;
55
56     int frst, next, prev, crnt, last;
57     int pending_srce_frames;            ///< how many input frames are still waiting to be processed
58     int flush;                          ///< are we flushing final frames
59     int pending_end_frame;              ///< flag indicating we are waiting to call filter_frame()
60
61     AVRational srce_time_base;          ///< timebase of source
62
63     AVRational dest_time_base;          ///< timebase of destination
64     int32_t dest_frame_num;
65     int64_t last_dest_frame_pts;        ///< pts of the last frame output
66     int64_t average_srce_pts_dest_delta;///< average input pts delta converted from input rate to output rate
67     int64_t average_dest_pts_delta;     ///< calculated average output pts delta
68
69     av_pixelutils_sad_fn sad;           ///< Sum of the absolute difference function (scene detect only)
70     double prev_mafd;                   ///< previous MAFD                           (scene detect only)
71
72     AVFrame *srce[N_SRCE];              ///< buffered source frames
73     int64_t srce_pts_dest[N_SRCE];      ///< pts for source frames scaled to output timebase
74     int64_t pts;                        ///< pts of frame we are working on
75
76     int max;
77     int bitdepth;
78     AVFrame *work;
79 } FrameRateContext;
80
81 #define OFFSET(x) offsetof(FrameRateContext, x)
82 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
83 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
84 #define FRAMERATE_FLAG_SCD 01
85
86 static const AVOption framerate_options[] = {
87     {"fps",                 "required output frames per second rate", OFFSET(dest_frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="50"},             0,       INT_MAX, V|F },
88
89     {"interp_start",        "point to start linear interpolation",    OFFSET(interp_start),    AV_OPT_TYPE_INT,      {.i64=15},                 0,       255,     V|F },
90     {"interp_end",          "point to end linear interpolation",      OFFSET(interp_end),      AV_OPT_TYPE_INT,      {.i64=240},                0,       255,     V|F },
91     {"scene",               "scene change level",                     OFFSET(scene_score),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE,   {.dbl=7.0},                0,       INT_MAX, V|F },
92
93     {"flags",               "set flags",                              OFFSET(flags),           AV_OPT_TYPE_FLAGS,    {.i64=1},                  0,       INT_MAX, V|F, "flags" },
94     {"scene_change_detect", "enable scene change detection",          0,                       AV_OPT_TYPE_CONST,    {.i64=FRAMERATE_FLAG_SCD}, INT_MIN, INT_MAX, V|F, "flags" },
95     {"scd",                 "enable scene change detection",          0,                       AV_OPT_TYPE_CONST,    {.i64=FRAMERATE_FLAG_SCD}, INT_MIN, INT_MAX, V|F, "flags" },
96
97     {NULL}
98 };
99
100 AVFILTER_DEFINE_CLASS(framerate);
101
102 static void next_source(AVFilterContext *ctx)
103 {
104     FrameRateContext *s = ctx->priv;
105     int i;
106
107     ff_dlog(ctx,  "next_source()\n");
108
109     if (s->srce[s->last] && s->srce[s->last] != s->srce[s->last-1]) {
110         ff_dlog(ctx, "next_source() unlink %d\n", s->last);
111         av_frame_free(&s->srce[s->last]);
112     }
113     for (i = s->last; i > s->frst; i--) {
114         ff_dlog(ctx, "next_source() copy %d to %d\n", i - 1, i);
115         s->srce[i] = s->srce[i - 1];
116     }
117     ff_dlog(ctx, "next_source() make %d null\n", s->frst);
118     s->srce[s->frst] = NULL;
119 }
120
121 static av_always_inline int64_t sad_8x8_16(const uint16_t *src1, ptrdiff_t stride1,
122                                            const uint16_t *src2, ptrdiff_t stride2)
123 {
124     int sum = 0;
125     int x, y;
126
127     for (y = 0; y < 8; y++) {
128         for (x = 0; x < 8; x++)
129             sum += FFABS(src1[x] - src2[x]);
130         src1 += stride1;
131         src2 += stride2;
132     }
133     return sum;
134 }
135
136 static int64_t scene_sad16(FrameRateContext *s, const uint16_t *p1, int p1_linesize, const uint16_t* p2, int p2_linesize, int height)
137 {
138     int64_t sad;
139     int x, y;
140     for (sad = y = 0; y < height; y += 8) {
141         for (x = 0; x < p1_linesize; x += 8) {
142             sad += sad_8x8_16(p1 + y * p1_linesize + x,
143                               p1_linesize,
144                               p2 + y * p2_linesize + x,
145                               p2_linesize);
146         }
147     }
148     return sad;
149 }
150
151 static int64_t scene_sad8(FrameRateContext *s, uint8_t *p1, int p1_linesize, uint8_t* p2, int p2_linesize, int height)
152 {
153     int64_t sad;
154     int x, y;
155     for (sad = y = 0; y < height; y += 8) {
156         for (x = 0; x < p1_linesize; x += 8) {
157             sad += s->sad(p1 + y * p1_linesize + x,
158                           p1_linesize,
159                           p2 + y * p2_linesize + x,
160                           p2_linesize);
161         }
162     }
163     emms_c();
164     return sad;
165 }
166
167 static double get_scene_score(AVFilterContext *ctx, AVFrame *crnt, AVFrame *next)
168 {
169     FrameRateContext *s = ctx->priv;
170     double ret = 0;
171
172     ff_dlog(ctx, "get_scene_score()\n");
173
174     if (crnt &&
175         crnt->height == next->height &&
176         crnt->width  == next->width) {
177         int64_t sad;
178         double mafd, diff;
179
180         ff_dlog(ctx, "get_scene_score() process\n");
181         if (s->bitdepth == 8)
182             sad = scene_sad8(s, crnt->data[0], crnt->linesize[0], next->data[0], next->linesize[0], crnt->height);
183         else
184             sad = scene_sad16(s, (const uint16_t*)crnt->data[0], crnt->linesize[0] >> 1, (const uint16_t*)next->data[0], next->linesize[0] >> 1, crnt->height);
185
186         mafd = sad / (crnt->height * crnt->width * 3);
187         diff = fabs(mafd - s->prev_mafd);
188         ret  = av_clipf(FFMIN(mafd, diff), 0, 100.0);
189         s->prev_mafd = mafd;
190     }
191     ff_dlog(ctx, "get_scene_score() result is:%f\n", ret);
192     return ret;
193 }
194
195 typedef struct ThreadData {
196     AVFrame *copy_src1, *copy_src2;
197     uint16_t src1_factor, src2_factor;
198 } ThreadData;
199
200 static int filter_slice8(AVFilterContext *ctx, void *arg, int job, int nb_jobs)
201 {
202     FrameRateContext *s = ctx->priv;
203     ThreadData *td = arg;
204     uint16_t src1_factor = td->src1_factor;
205     uint16_t src2_factor = td->src2_factor;
206     int plane, line, pixel;
207
208     for (plane = 0; plane < 4 && td->copy_src1->data[plane] && td->copy_src2->data[plane]; plane++) {
209         int cpy_line_width = s->line_size[plane];
210         uint8_t *cpy_src1_data = td->copy_src1->data[plane];
211         int cpy_src1_line_size = td->copy_src1->linesize[plane];
212         uint8_t *cpy_src2_data = td->copy_src2->data[plane];
213         int cpy_src2_line_size = td->copy_src2->linesize[plane];
214         int cpy_src_h = (plane > 0 && plane < 3) ? (td->copy_src1->height >> s->vsub) : (td->copy_src1->height);
215         uint8_t *cpy_dst_data = s->work->data[plane];
216         int cpy_dst_line_size = s->work->linesize[plane];
217         const int start = (cpy_src_h *  job   ) / nb_jobs;
218         const int end   = (cpy_src_h * (job+1)) / nb_jobs;
219         cpy_src1_data += start * cpy_src1_line_size;
220         cpy_src2_data += start * cpy_src2_line_size;
221         cpy_dst_data += start * cpy_dst_line_size;
222
223         if (plane <1 || plane >2) {
224             // luma or alpha
225             for (line = start; line < end; line++) {
226                 for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
227                     // integer version of (src1 * src1_factor) + (src2 + src2_factor) + 0.5
228                     // 0.5 is for rounding
229                     // 128 is the integer representation of 0.5 << 8
230                     cpy_dst_data[pixel] = ((cpy_src1_data[pixel] * src1_factor) + (cpy_src2_data[pixel] * src2_factor) + 128) >> 8;
231                 }
232                 cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
233                 cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
234                 cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
235             }
236         } else {
237             // chroma
238             for (line = start; line < end; line++) {
239                 for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
240                     // as above
241                     // because U and V are based around 128 we have to subtract 128 from the components.
242                     // 32896 is the integer representation of 128.5 << 8
243                     cpy_dst_data[pixel] = (((cpy_src1_data[pixel] - 128) * src1_factor) + ((cpy_src2_data[pixel] - 128) * src2_factor) + 32896) >> 8;
244                 }
245                 cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
246                 cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
247                 cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
248             }
249         }
250     }
251
252     return 0;
253 }
254
255 static int filter_slice16(AVFilterContext *ctx, void *arg, int job, int nb_jobs)
256 {
257     FrameRateContext *s = ctx->priv;
258     ThreadData *td = arg;
259     uint16_t src1_factor = td->src1_factor;
260     uint16_t src2_factor = td->src2_factor;
261     const int half = s->max / 2;
262     const int uv = (s->max + 1) * half;
263     const int shift = s->bitdepth;
264     int plane, line, pixel;
265
266     for (plane = 0; plane < 4 && td->copy_src1->data[plane] && td->copy_src2->data[plane]; plane++) {
267         int cpy_line_width = s->line_size[plane];
268         const uint16_t *cpy_src1_data = (const uint16_t *)td->copy_src1->data[plane];
269         int cpy_src1_line_size = td->copy_src1->linesize[plane] / 2;
270         const uint16_t *cpy_src2_data = (const uint16_t *)td->copy_src2->data[plane];
271         int cpy_src2_line_size = td->copy_src2->linesize[plane] / 2;
272         int cpy_src_h = (plane > 0 && plane < 3) ? (td->copy_src1->height >> s->vsub) : (td->copy_src1->height);
273         uint16_t *cpy_dst_data = (uint16_t *)s->work->data[plane];
274         int cpy_dst_line_size = s->work->linesize[plane] / 2;
275         const int start = (cpy_src_h *  job   ) / nb_jobs;
276         const int end   = (cpy_src_h * (job+1)) / nb_jobs;
277         cpy_src1_data += start * cpy_src1_line_size;
278         cpy_src2_data += start * cpy_src2_line_size;
279         cpy_dst_data += start * cpy_dst_line_size;
280
281         if (plane <1 || plane >2) {
282             // luma or alpha
283             for (line = start; line < end; line++) {
284                 for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++)
285                     cpy_dst_data[pixel] = ((cpy_src1_data[pixel] * src1_factor) + (cpy_src2_data[pixel] * src2_factor) + half) >> shift;
286                 cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
287                 cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
288                 cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
289             }
290         } else {
291             // chroma
292             for (line = start; line < end; line++) {
293                 for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
294                     cpy_dst_data[pixel] = (((cpy_src1_data[pixel] - half) * src1_factor) + ((cpy_src2_data[pixel] - half) * src2_factor) + uv) >> shift;
295                 }
296                 cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
297                 cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
298                 cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
299             }
300         }
301     }
302
303     return 0;
304 }
305
306 static int blend_frames(AVFilterContext *ctx, float interpolate,
307                         AVFrame *copy_src1, AVFrame *copy_src2)
308 {
309     FrameRateContext *s = ctx->priv;
310     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
311     double interpolate_scene_score = 0;
312
313     if ((s->flags & FRAMERATE_FLAG_SCD) && copy_src2) {
314         interpolate_scene_score = get_scene_score(ctx, copy_src1, copy_src2);
315         ff_dlog(ctx, "blend_frames() interpolate scene score:%f\n", interpolate_scene_score);
316     }
317     // decide if the shot-change detection allows us to blend two frames
318     if (interpolate_scene_score < s->scene_score && copy_src2) {
319         ThreadData td;
320         td.copy_src1 = copy_src1;
321         td.copy_src2 = copy_src2;
322         td.src2_factor = fabsf(interpolate) * (1 << (s->bitdepth - 8));
323         td.src1_factor = s->max - td.src2_factor;
324
325         // get work-space for output frame
326         s->work = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
327         if (!s->work)
328             return AVERROR(ENOMEM);
329
330         av_frame_copy_props(s->work, s->srce[s->crnt]);
331
332         ff_dlog(ctx, "blend_frames() INTERPOLATE to create work frame\n");
333         ctx->internal->execute(ctx, s->bitdepth == 8 ? filter_slice8 : filter_slice16, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
334         return 1;
335     }
336     return 0;
337 }
338
339 static int process_work_frame(AVFilterContext *ctx, int stop)
340 {
341     FrameRateContext *s = ctx->priv;
342     int64_t work_next_pts;
343     AVFrame *copy_src1;
344     float interpolate;
345
346     ff_dlog(ctx, "process_work_frame()\n");
347
348     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() pending_input_frames %d\n", s->pending_srce_frames);
349
350     if (s->srce[s->prev]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce prev pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->prev]->pts);
351     if (s->srce[s->crnt]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce crnt pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->crnt]->pts);
352     if (s->srce[s->next]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce next pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->next]->pts);
353
354     if (!s->srce[s->crnt]) {
355         // the filter cannot do anything
356         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() no current frame cached: move on to next frame, do not output a frame\n");
357         next_source(ctx);
358         return 0;
359     }
360
361     work_next_pts = s->pts + s->average_dest_pts_delta;
362
363     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() work crnt pts:%"PRId64"\n", s->pts);
364     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() work next pts:%"PRId64"\n", work_next_pts);
365     if (s->srce[s->prev])
366         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce prev pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
367             s->srce_pts_dest[s->prev], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
368     if (s->srce[s->crnt])
369         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce crnt pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
370             s->srce_pts_dest[s->crnt], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
371     if (s->srce[s->next])
372         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce next pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
373             s->srce_pts_dest[s->next], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
374
375     av_assert0(s->srce[s->next]);
376
377     // should filter be skipping input frame (output frame rate is lower than input frame rate)
378     if (!s->flush && s->pts >= s->srce_pts_dest[s->next]) {
379         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() work crnt pts >= srce next pts: SKIP FRAME, move on to next frame, do not output a frame\n");
380         next_source(ctx);
381         s->pending_srce_frames--;
382         return 0;
383     }
384
385     // calculate interpolation
386     interpolate = ((s->pts - s->srce_pts_dest[s->crnt]) * 256.0 / s->average_srce_pts_dest_delta);
387     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate:%f/256\n", interpolate);
388     copy_src1 = s->srce[s->crnt];
389     if (interpolate > s->interp_end) {
390         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() source is:NEXT\n");
391         copy_src1 = s->srce[s->next];
392     }
393     if (s->srce[s->prev] && interpolate < -s->interp_end) {
394         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() source is:PREV\n");
395         copy_src1 = s->srce[s->prev];
396     }
397
398     // decide whether to blend two frames
399     if ((interpolate >= s->interp_start && interpolate <= s->interp_end) || (interpolate <= -s->interp_start && interpolate >= -s->interp_end)) {
400         AVFrame *copy_src2;
401
402         if (interpolate > 0) {
403             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate source is:NEXT\n");
404             copy_src2 = s->srce[s->next];
405         } else {
406             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate source is:PREV\n");
407             copy_src2 = s->srce[s->prev];
408         }
409         if (blend_frames(ctx, interpolate, copy_src1, copy_src2))
410             goto copy_done;
411         else
412             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() CUT - DON'T INTERPOLATE\n");
413     }
414
415     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() COPY to the work frame\n");
416     // copy the frame we decided is our base source
417     s->work = av_frame_clone(copy_src1);
418     if (!s->work)
419         return AVERROR(ENOMEM);
420
421 copy_done:
422     s->work->pts = s->pts;
423
424     // should filter be re-using input frame (output frame rate is higher than input frame rate)
425     if (!s->flush && (work_next_pts + s->average_dest_pts_delta) < (s->srce_pts_dest[s->crnt] + s->average_srce_pts_dest_delta)) {
426         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() REPEAT FRAME\n");
427     } else {
428         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() CONSUME FRAME, move to next frame\n");
429         s->pending_srce_frames--;
430         next_source(ctx);
431     }
432     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() output a frame\n");
433     s->dest_frame_num++;
434     if (stop)
435         s->pending_end_frame = 0;
436     s->last_dest_frame_pts = s->work->pts;
437
438     return 1;
439 }
440
441 static void set_srce_frame_dest_pts(AVFilterContext *ctx)
442 {
443     FrameRateContext *s = ctx->priv;
444
445     ff_dlog(ctx, "set_srce_frame_output_pts()\n");
446
447     // scale the input pts from the timebase difference between input and output
448     if (s->srce[s->prev])
449         s->srce_pts_dest[s->prev] = av_rescale_q(s->srce[s->prev]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
450     if (s->srce[s->crnt])
451         s->srce_pts_dest[s->crnt] = av_rescale_q(s->srce[s->crnt]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
452     if (s->srce[s->next])
453         s->srce_pts_dest[s->next] = av_rescale_q(s->srce[s->next]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
454 }
455
456 static void set_work_frame_pts(AVFilterContext *ctx)
457 {
458     FrameRateContext *s = ctx->priv;
459     int64_t pts, average_srce_pts_delta = 0;
460
461     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts()\n");
462
463     av_assert0(s->srce[s->next]);
464     av_assert0(s->srce[s->crnt]);
465
466     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce crnt pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->crnt]->pts);
467     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce next pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->next]->pts);
468     if (s->srce[s->prev])
469         ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce prev pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->prev]->pts);
470
471     average_srce_pts_delta = s->average_srce_pts_dest_delta;
472     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() initial average srce pts:%"PRId64"\n", average_srce_pts_delta);
473
474     set_srce_frame_dest_pts(ctx);
475
476     // calculate the PTS delta
477     if ((pts = (s->srce_pts_dest[s->next] - s->srce_pts_dest[s->crnt]))) {
478         average_srce_pts_delta = average_srce_pts_delta?((average_srce_pts_delta+pts)>>1):pts;
479     } else if (s->srce[s->prev] && (pts = (s->srce_pts_dest[s->crnt] - s->srce_pts_dest[s->prev]))) {
480         average_srce_pts_delta = average_srce_pts_delta?((average_srce_pts_delta+pts)>>1):pts;
481     }
482
483     s->average_srce_pts_dest_delta = average_srce_pts_delta;
484     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average srce pts:%"PRId64"\n", average_srce_pts_delta);
485     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average srce pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
486             s->average_srce_pts_dest_delta, s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
487
488     if (ctx->inputs[0] && !s->average_dest_pts_delta) {
489         int64_t d = av_q2d(av_inv_q(av_mul_q(s->dest_time_base, s->dest_frame_rate)));
490         s->average_dest_pts_delta = d;
491         ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average dest pts delta:%"PRId64"\n", s->average_dest_pts_delta);
492     }
493
494     if (!s->dest_frame_num) {
495         s->pts = s->last_dest_frame_pts = s->srce_pts_dest[s->crnt];
496     } else {
497         s->pts = s->last_dest_frame_pts + s->average_dest_pts_delta;
498     }
499
500     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() calculated pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
501             s->pts, s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
502 }
503
504 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
505 {
506     FrameRateContext *s = ctx->priv;
507
508     s->dest_frame_num = 0;
509
510     s->crnt = (N_SRCE)>>1;
511     s->last = N_SRCE - 1;
512
513     s->next = s->crnt - 1;
514     s->prev = s->crnt + 1;
515
516     return 0;
517 }
518
519 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
520 {
521     FrameRateContext *s = ctx->priv;
522     int i;
523
524     for (i = s->frst; i < s->last; i++) {
525         if (s->srce[i] && (s->srce[i] != s->srce[i + 1]))
526             av_frame_free(&s->srce[i]);
527     }
528     av_frame_free(&s->srce[s->last]);
529 }
530
531 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
532 {
533     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
534         AV_PIX_FMT_YUV410P,
535         AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
536         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
537         AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
538         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
539         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
540         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
541         AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV422P12,
542         AV_PIX_FMT_YUV444P9, AV_PIX_FMT_YUV444P10, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
543         AV_PIX_FMT_NONE
544     };
545
546     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
547     if (!fmts_list)
548         return AVERROR(ENOMEM);
549     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
550 }
551
552 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
553 {
554     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
555     FrameRateContext *s = ctx->priv;
556     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
557     int plane;
558
559     for (plane = 0; plane < 4; plane++) {
560         s->line_size[plane] = av_image_get_linesize(inlink->format, inlink->w,
561                                                     plane);
562     }
563
564     s->bitdepth = pix_desc->comp[0].depth;
565     s->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
566
567     s->sad = av_pixelutils_get_sad_fn(3, 3, 2, s); // 8x8 both sources aligned
568     if (!s->sad)
569         return AVERROR(EINVAL);
570
571     s->srce_time_base = inlink->time_base;
572
573     s->max = 1 << (s->bitdepth);
574
575     return 0;
576 }
577
578 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpicref)
579 {
580     int ret;
581     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
582     FrameRateContext *s = ctx->priv;
583
584     // we have one new frame
585     s->pending_srce_frames++;
586
587     if (inpicref->interlaced_frame)
588         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Interlaced frame found - the output will not be correct.\n");
589
590     // store the pointer to the new frame
591     av_frame_free(&s->srce[s->frst]);
592     s->srce[s->frst] = inpicref;
593
594     if (!s->pending_end_frame && s->srce[s->crnt]) {
595         set_work_frame_pts(ctx);
596         s->pending_end_frame = 1;
597     } else {
598         set_srce_frame_dest_pts(ctx);
599     }
600
601     ret = process_work_frame(ctx, 1);
602     if (ret < 0)
603         return ret;
604     return ret ? ff_filter_frame(ctx->outputs[0], s->work) : 0;
605 }
606
607 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
608 {
609     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
610     FrameRateContext *s = ctx->priv;
611     int exact;
612
613     ff_dlog(ctx, "config_output()\n");
614
615     ff_dlog(ctx,
616            "config_output() input time base:%u/%u (%f)\n",
617            ctx->inputs[0]->time_base.num,ctx->inputs[0]->time_base.den,
618            av_q2d(ctx->inputs[0]->time_base));
619
620     // make sure timebase is small enough to hold the framerate
621
622     exact = av_reduce(&s->dest_time_base.num, &s->dest_time_base.den,
623                       av_gcd((int64_t)s->srce_time_base.num * s->dest_frame_rate.num,
624                              (int64_t)s->srce_time_base.den * s->dest_frame_rate.den ),
625                       (int64_t)s->srce_time_base.den * s->dest_frame_rate.num, INT_MAX);
626
627     av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
628            "time base:%u/%u -> %u/%u exact:%d\n",
629            s->srce_time_base.num, s->srce_time_base.den,
630            s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den, exact);
631     if (!exact) {
632         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Timebase conversion is not exact\n");
633     }
634
635     outlink->frame_rate = s->dest_frame_rate;
636     outlink->time_base = s->dest_time_base;
637
638     ff_dlog(ctx,
639            "config_output() output time base:%u/%u (%f) w:%d h:%d\n",
640            outlink->time_base.num, outlink->time_base.den,
641            av_q2d(outlink->time_base),
642            outlink->w, outlink->h);
643
644
645     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "fps -> fps:%u/%u scene score:%f interpolate start:%d end:%d\n",
646             s->dest_frame_rate.num, s->dest_frame_rate.den,
647             s->scene_score, s->interp_start, s->interp_end);
648
649     return 0;
650 }
651
652 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
653 {
654     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
655     FrameRateContext *s = ctx->priv;
656     int ret, i;
657
658     ff_dlog(ctx, "request_frame()\n");
659
660     // if there is no "next" frame AND we are not in flush then get one from our input filter
661     if (!s->srce[s->frst] && !s->flush)
662         goto request;
663
664     ff_dlog(ctx, "request_frame() REPEAT or FLUSH\n");
665
666     if (s->pending_srce_frames <= 0) {
667         ff_dlog(ctx, "request_frame() nothing else to do, return:EOF\n");
668         return AVERROR_EOF;
669     }
670
671     // otherwise, make brand-new frame and pass to our output filter
672     ff_dlog(ctx, "request_frame() FLUSH\n");
673
674     // back fill at end of file when source has no more frames
675     for (i = s->last; i > s->frst; i--) {
676         if (!s->srce[i - 1] && s->srce[i]) {
677             ff_dlog(ctx, "request_frame() copy:%d to:%d\n", i, i - 1);
678             s->srce[i - 1] = s->srce[i];
679         }
680     }
681
682     set_work_frame_pts(ctx);
683     ret = process_work_frame(ctx, 0);
684     if (ret < 0)
685         return ret;
686     if (ret)
687         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], s->work);
688
689 request:
690     ff_dlog(ctx, "request_frame() call source's request_frame()\n");
691     ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
692     if (ret < 0 && (ret != AVERROR_EOF)) {
693         ff_dlog(ctx, "request_frame() source's request_frame() returned error:%d\n", ret);
694         return ret;
695     } else if (ret == AVERROR_EOF) {
696         s->flush = 1;
697     }
698     ff_dlog(ctx, "request_frame() source's request_frame() returned:%d\n", ret);
699     return 0;
700 }
701
702 static const AVFilterPad framerate_inputs[] = {
703     {
704         .name         = "default",
705         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
706         .config_props = config_input,
707         .filter_frame = filter_frame,
708     },
709     { NULL }
710 };
711
712 static const AVFilterPad framerate_outputs[] = {
713     {
714         .name          = "default",
715         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
716         .request_frame = request_frame,
717         .config_props  = config_output,
718     },
719     { NULL }
720 };
721
722 AVFilter ff_vf_framerate = {
723     .name          = "framerate",
724     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Upsamples or downsamples progressive source between specified frame rates."),
725     .priv_size     = sizeof(FrameRateContext),
726     .priv_class    = &framerate_class,
727     .init          = init,
728     .uninit        = uninit,
729     .query_formats = query_formats,
730     .inputs        = framerate_inputs,
731     .outputs       = framerate_outputs,
732     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
733 };