lavfi: use the consume helpers in ff_filter_frame_to_filter().
[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 (*blend_frames)(AVFilterContext *ctx, float interpolate,
77                         AVFrame *copy_src1, AVFrame *copy_src2);
78     int max;
79     int bitdepth;
80     AVFrame *work;
81 } FrameRateContext;
82
83 #define OFFSET(x) offsetof(FrameRateContext, x)
84 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
85 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
86 #define FRAMERATE_FLAG_SCD 01
87
88 static const AVOption framerate_options[] = {
89     {"fps",                 "required output frames per second rate", OFFSET(dest_frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="50"},             0,       INT_MAX, V|F },
90
91     {"interp_start",        "point to start linear interpolation",    OFFSET(interp_start),    AV_OPT_TYPE_INT,      {.i64=15},                 0,       255,     V|F },
92     {"interp_end",          "point to end linear interpolation",      OFFSET(interp_end),      AV_OPT_TYPE_INT,      {.i64=240},                0,       255,     V|F },
93     {"scene",               "scene change level",                     OFFSET(scene_score),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE,   {.dbl=7.0},                0,       INT_MAX, V|F },
94
95     {"flags",               "set flags",                              OFFSET(flags),           AV_OPT_TYPE_FLAGS,    {.i64=1},                  0,       INT_MAX, V|F, "flags" },
96     {"scene_change_detect", "enable scene change detection",          0,                       AV_OPT_TYPE_CONST,    {.i64=FRAMERATE_FLAG_SCD}, INT_MIN, INT_MAX, V|F, "flags" },
97     {"scd",                 "enable scene change detection",          0,                       AV_OPT_TYPE_CONST,    {.i64=FRAMERATE_FLAG_SCD}, INT_MIN, INT_MAX, V|F, "flags" },
98
99     {NULL}
100 };
101
102 AVFILTER_DEFINE_CLASS(framerate);
103
104 static void next_source(AVFilterContext *ctx)
105 {
106     FrameRateContext *s = ctx->priv;
107     int i;
108
109     ff_dlog(ctx,  "next_source()\n");
110
111     if (s->srce[s->last] && s->srce[s->last] != s->srce[s->last-1]) {
112         ff_dlog(ctx, "next_source() unlink %d\n", s->last);
113         av_frame_free(&s->srce[s->last]);
114     }
115     for (i = s->last; i > s->frst; i--) {
116         ff_dlog(ctx, "next_source() copy %d to %d\n", i - 1, i);
117         s->srce[i] = s->srce[i - 1];
118     }
119     ff_dlog(ctx, "next_source() make %d null\n", s->frst);
120     s->srce[s->frst] = NULL;
121 }
122
123 static av_always_inline int64_t sad_8x8_16(const uint16_t *src1, ptrdiff_t stride1,
124                                            const uint16_t *src2, ptrdiff_t stride2)
125 {
126     int sum = 0;
127     int x, y;
128
129     for (y = 0; y < 8; y++) {
130         for (x = 0; x < 8; x++)
131             sum += FFABS(src1[x] - src2[x]);
132         src1 += stride1;
133         src2 += stride2;
134     }
135     return sum;
136 }
137
138 static double get_scene_score16(AVFilterContext *ctx, AVFrame *crnt, AVFrame *next)
139 {
140     FrameRateContext *s = ctx->priv;
141     double ret = 0;
142
143     ff_dlog(ctx, "get_scene_score16()\n");
144
145     if (crnt &&
146         crnt->height == next->height &&
147         crnt->width  == next->width) {
148         int x, y;
149         int64_t sad;
150         double mafd, diff;
151         const uint16_t *p1 = (const uint16_t *)crnt->data[0];
152         const uint16_t *p2 = (const uint16_t *)next->data[0];
153         const int p1_linesize = crnt->linesize[0] / 2;
154         const int p2_linesize = next->linesize[0] / 2;
155
156         ff_dlog(ctx, "get_scene_score16() process\n");
157
158         for (sad = y = 0; y < crnt->height; y += 8) {
159             for (x = 0; x < p1_linesize; x += 8) {
160                 sad += sad_8x8_16(p1 + y * p1_linesize + x,
161                                   p1_linesize,
162                                   p2 + y * p2_linesize + x,
163                                   p2_linesize);
164             }
165         }
166         mafd = sad / (crnt->height * crnt->width * 3);
167         diff = fabs(mafd - s->prev_mafd);
168         ret  = av_clipf(FFMIN(mafd, diff), 0, 100.0);
169         s->prev_mafd = mafd;
170     }
171     ff_dlog(ctx, "get_scene_score16() result is:%f\n", ret);
172     return ret;
173 }
174
175 static double get_scene_score(AVFilterContext *ctx, AVFrame *crnt, AVFrame *next)
176 {
177     FrameRateContext *s = ctx->priv;
178     double ret = 0;
179
180     ff_dlog(ctx, "get_scene_score()\n");
181
182     if (crnt &&
183         crnt->height == next->height &&
184         crnt->width  == next->width) {
185         int x, y;
186         int64_t sad;
187         double mafd, diff;
188         uint8_t *p1 = crnt->data[0];
189         uint8_t *p2 = next->data[0];
190         const int p1_linesize = crnt->linesize[0];
191         const int p2_linesize = next->linesize[0];
192
193         ff_dlog(ctx, "get_scene_score() process\n");
194
195         for (sad = y = 0; y < crnt->height; y += 8) {
196             for (x = 0; x < p1_linesize; x += 8) {
197                 sad += s->sad(p1 + y * p1_linesize + x,
198                               p1_linesize,
199                               p2 + y * p2_linesize + x,
200                               p2_linesize);
201             }
202         }
203         emms_c();
204         mafd = sad / (crnt->height * crnt->width * 3);
205         diff = fabs(mafd - s->prev_mafd);
206         ret  = av_clipf(FFMIN(mafd, diff), 0, 100.0);
207         s->prev_mafd = mafd;
208     }
209         ff_dlog(ctx, "get_scene_score() result is:%f\n", ret);
210     return ret;
211 }
212
213 static int blend_frames16(AVFilterContext *ctx, float interpolate,
214                           AVFrame *copy_src1, AVFrame *copy_src2)
215 {
216     FrameRateContext *s = ctx->priv;
217     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
218     double interpolate_scene_score = 0;
219
220     if ((s->flags & FRAMERATE_FLAG_SCD) && copy_src2) {
221         interpolate_scene_score = get_scene_score16(ctx, copy_src1, copy_src2);
222         ff_dlog(ctx, "blend_frames16() interpolate scene score:%f\n", interpolate_scene_score);
223     }
224     // decide if the shot-change detection allows us to blend two frames
225     if (interpolate_scene_score < s->scene_score && copy_src2) {
226         uint16_t src2_factor = fabsf(interpolate) * (1 << (s->bitdepth - 8));
227         uint16_t src1_factor = s->max - src2_factor;
228         const int half = s->max / 2;
229         const int uv = (s->max + 1) * half;
230         const int shift = s->bitdepth;
231         int plane, line, pixel;
232
233         // get work-space for output frame
234         s->work = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
235         if (!s->work)
236             return AVERROR(ENOMEM);
237
238         av_frame_copy_props(s->work, s->srce[s->crnt]);
239
240         ff_dlog(ctx, "blend_frames16() INTERPOLATE to create work frame\n");
241         for (plane = 0; plane < 4 && copy_src1->data[plane] && copy_src2->data[plane]; plane++) {
242             int cpy_line_width = s->line_size[plane];
243             const uint16_t *cpy_src1_data = (const uint16_t *)copy_src1->data[plane];
244             int cpy_src1_line_size = copy_src1->linesize[plane] / 2;
245             const uint16_t *cpy_src2_data = (const uint16_t *)copy_src2->data[plane];
246             int cpy_src2_line_size = copy_src2->linesize[plane] / 2;
247             int cpy_src_h = (plane > 0 && plane < 3) ? (copy_src1->height >> s->vsub) : (copy_src1->height);
248             uint16_t *cpy_dst_data = (uint16_t *)s->work->data[plane];
249             int cpy_dst_line_size = s->work->linesize[plane] / 2;
250
251             if (plane <1 || plane >2) {
252                 // luma or alpha
253                 for (line = 0; line < cpy_src_h; line++) {
254                     for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++)
255                         cpy_dst_data[pixel] = ((cpy_src1_data[pixel] * src1_factor) + (cpy_src2_data[pixel] * src2_factor) + half) >> shift;
256                     cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
257                     cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
258                     cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
259                 }
260             } else {
261                 // chroma
262                 for (line = 0; line < cpy_src_h; line++) {
263                     for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
264                         cpy_dst_data[pixel] = (((cpy_src1_data[pixel] - half) * src1_factor) + ((cpy_src2_data[pixel] - half) * src2_factor) + uv) >> shift;
265                     }
266                     cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
267                     cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
268                     cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
269                 }
270             }
271         }
272         return 1;
273     }
274     return 0;
275 }
276
277 static int blend_frames8(AVFilterContext *ctx, float interpolate,
278                          AVFrame *copy_src1, AVFrame *copy_src2)
279 {
280     FrameRateContext *s = ctx->priv;
281     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
282     double interpolate_scene_score = 0;
283
284     if ((s->flags & FRAMERATE_FLAG_SCD) && copy_src2) {
285         interpolate_scene_score = get_scene_score(ctx, copy_src1, copy_src2);
286         ff_dlog(ctx, "blend_frames8() interpolate scene score:%f\n", interpolate_scene_score);
287     }
288     // decide if the shot-change detection allows us to blend two frames
289     if (interpolate_scene_score < s->scene_score && copy_src2) {
290         uint16_t src2_factor = fabsf(interpolate);
291         uint16_t src1_factor = 256 - src2_factor;
292         int plane, line, pixel;
293
294         // get work-space for output frame
295         s->work = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
296         if (!s->work)
297             return AVERROR(ENOMEM);
298
299         av_frame_copy_props(s->work, s->srce[s->crnt]);
300
301         ff_dlog(ctx, "blend_frames8() INTERPOLATE to create work frame\n");
302         for (plane = 0; plane < 4 && copy_src1->data[plane] && copy_src2->data[plane]; plane++) {
303             int cpy_line_width = s->line_size[plane];
304             uint8_t *cpy_src1_data = copy_src1->data[plane];
305             int cpy_src1_line_size = copy_src1->linesize[plane];
306             uint8_t *cpy_src2_data = copy_src2->data[plane];
307             int cpy_src2_line_size = copy_src2->linesize[plane];
308             int cpy_src_h = (plane > 0 && plane < 3) ? (copy_src1->height >> s->vsub) : (copy_src1->height);
309             uint8_t *cpy_dst_data = s->work->data[plane];
310             int cpy_dst_line_size = s->work->linesize[plane];
311             if (plane <1 || plane >2) {
312                 // luma or alpha
313                 for (line = 0; line < cpy_src_h; line++) {
314                     for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
315                         // integer version of (src1 * src1_factor) + (src2 + src2_factor) + 0.5
316                         // 0.5 is for rounding
317                         // 128 is the integer representation of 0.5 << 8
318                         cpy_dst_data[pixel] = ((cpy_src1_data[pixel] * src1_factor) + (cpy_src2_data[pixel] * src2_factor) + 128) >> 8;
319                     }
320                     cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
321                     cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
322                     cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
323                 }
324             } else {
325                 // chroma
326                 for (line = 0; line < cpy_src_h; line++) {
327                     for (pixel = 0; pixel < cpy_line_width; pixel++) {
328                         // as above
329                         // because U and V are based around 128 we have to subtract 128 from the components.
330                         // 32896 is the integer representation of 128.5 << 8
331                         cpy_dst_data[pixel] = (((cpy_src1_data[pixel] - 128) * src1_factor) + ((cpy_src2_data[pixel] - 128) * src2_factor) + 32896) >> 8;
332                     }
333                     cpy_src1_data += cpy_src1_line_size;
334                     cpy_src2_data += cpy_src2_line_size;
335                     cpy_dst_data += cpy_dst_line_size;
336                 }
337             }
338         }
339         return 1;
340     }
341     return 0;
342 }
343
344 static int process_work_frame(AVFilterContext *ctx, int stop)
345 {
346     FrameRateContext *s = ctx->priv;
347     int64_t work_next_pts;
348     AVFrame *copy_src1;
349     float interpolate;
350
351     ff_dlog(ctx, "process_work_frame()\n");
352
353     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() pending_input_frames %d\n", s->pending_srce_frames);
354
355     if (s->srce[s->prev]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce prev pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->prev]->pts);
356     if (s->srce[s->crnt]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce crnt pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->crnt]->pts);
357     if (s->srce[s->next]) ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce next pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->next]->pts);
358
359     if (!s->srce[s->crnt]) {
360         // the filter cannot do anything
361         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() no current frame cached: move on to next frame, do not output a frame\n");
362         next_source(ctx);
363         return 0;
364     }
365
366     work_next_pts = s->pts + s->average_dest_pts_delta;
367
368     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() work crnt pts:%"PRId64"\n", s->pts);
369     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() work next pts:%"PRId64"\n", work_next_pts);
370     if (s->srce[s->prev])
371         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce prev pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
372             s->srce_pts_dest[s->prev], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
373     if (s->srce[s->crnt])
374         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce crnt pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
375             s->srce_pts_dest[s->crnt], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
376     if (s->srce[s->next])
377         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() srce next pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
378             s->srce_pts_dest[s->next], s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
379
380     av_assert0(s->srce[s->next]);
381
382     // should filter be skipping input frame (output frame rate is lower than input frame rate)
383     if (!s->flush && s->pts >= s->srce_pts_dest[s->next]) {
384         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");
385         next_source(ctx);
386         s->pending_srce_frames--;
387         return 0;
388     }
389
390     // calculate interpolation
391     interpolate = ((s->pts - s->srce_pts_dest[s->crnt]) * 256.0 / s->average_srce_pts_dest_delta);
392     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate:%f/256\n", interpolate);
393     copy_src1 = s->srce[s->crnt];
394     if (interpolate > s->interp_end) {
395         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() source is:NEXT\n");
396         copy_src1 = s->srce[s->next];
397     }
398     if (s->srce[s->prev] && interpolate < -s->interp_end) {
399         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() source is:PREV\n");
400         copy_src1 = s->srce[s->prev];
401     }
402
403     // decide whether to blend two frames
404     if ((interpolate >= s->interp_start && interpolate <= s->interp_end) || (interpolate <= -s->interp_start && interpolate >= -s->interp_end)) {
405         AVFrame *copy_src2;
406
407         if (interpolate > 0) {
408             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate source is:NEXT\n");
409             copy_src2 = s->srce[s->next];
410         } else {
411             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() interpolate source is:PREV\n");
412             copy_src2 = s->srce[s->prev];
413         }
414         if (s->blend_frames(ctx, interpolate, copy_src1, copy_src2))
415             goto copy_done;
416         else
417             ff_dlog(ctx, "process_work_frame() CUT - DON'T INTERPOLATE\n");
418     }
419
420     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() COPY to the work frame\n");
421     // copy the frame we decided is our base source
422     s->work = av_frame_clone(copy_src1);
423     if (!s->work)
424         return AVERROR(ENOMEM);
425
426 copy_done:
427     s->work->pts = s->pts;
428
429     // should filter be re-using input frame (output frame rate is higher than input frame rate)
430     if (!s->flush && (work_next_pts + s->average_dest_pts_delta) < (s->srce_pts_dest[s->crnt] + s->average_srce_pts_dest_delta)) {
431         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() REPEAT FRAME\n");
432     } else {
433         ff_dlog(ctx, "process_work_frame() CONSUME FRAME, move to next frame\n");
434         s->pending_srce_frames--;
435         next_source(ctx);
436     }
437     ff_dlog(ctx, "process_work_frame() output a frame\n");
438     s->dest_frame_num++;
439     if (stop)
440         s->pending_end_frame = 0;
441     s->last_dest_frame_pts = s->work->pts;
442
443     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], s->work);
444 }
445
446 static void set_srce_frame_dest_pts(AVFilterContext *ctx)
447 {
448     FrameRateContext *s = ctx->priv;
449
450     ff_dlog(ctx, "set_srce_frame_output_pts()\n");
451
452     // scale the input pts from the timebase difference between input and output
453     if (s->srce[s->prev])
454         s->srce_pts_dest[s->prev] = av_rescale_q(s->srce[s->prev]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
455     if (s->srce[s->crnt])
456         s->srce_pts_dest[s->crnt] = av_rescale_q(s->srce[s->crnt]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
457     if (s->srce[s->next])
458         s->srce_pts_dest[s->next] = av_rescale_q(s->srce[s->next]->pts, s->srce_time_base, s->dest_time_base);
459 }
460
461 static void set_work_frame_pts(AVFilterContext *ctx)
462 {
463     FrameRateContext *s = ctx->priv;
464     int64_t pts, average_srce_pts_delta = 0;
465
466     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts()\n");
467
468     av_assert0(s->srce[s->next]);
469     av_assert0(s->srce[s->crnt]);
470
471     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce crnt pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->crnt]->pts);
472     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce next pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->next]->pts);
473     if (s->srce[s->prev])
474         ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() srce prev pts:%"PRId64"\n", s->srce[s->prev]->pts);
475
476     average_srce_pts_delta = s->average_srce_pts_dest_delta;
477     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() initial average srce pts:%"PRId64"\n", average_srce_pts_delta);
478
479     set_srce_frame_dest_pts(ctx);
480
481     // calculate the PTS delta
482     if ((pts = (s->srce_pts_dest[s->next] - s->srce_pts_dest[s->crnt]))) {
483         average_srce_pts_delta = average_srce_pts_delta?((average_srce_pts_delta+pts)>>1):pts;
484     } else if (s->srce[s->prev] && (pts = (s->srce_pts_dest[s->crnt] - s->srce_pts_dest[s->prev]))) {
485         average_srce_pts_delta = average_srce_pts_delta?((average_srce_pts_delta+pts)>>1):pts;
486     }
487
488     s->average_srce_pts_dest_delta = average_srce_pts_delta;
489     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average srce pts:%"PRId64"\n", average_srce_pts_delta);
490     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average srce pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
491             s->average_srce_pts_dest_delta, s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
492
493     if (ctx->inputs[0] && !s->average_dest_pts_delta) {
494         int64_t d = av_q2d(av_inv_q(av_mul_q(s->dest_time_base, s->dest_frame_rate)));
495         s->average_dest_pts_delta = d;
496         ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() average dest pts delta:%"PRId64"\n", s->average_dest_pts_delta);
497     }
498
499     if (!s->dest_frame_num) {
500         s->pts = s->last_dest_frame_pts = s->srce_pts_dest[s->crnt];
501     } else {
502         s->pts = s->last_dest_frame_pts + s->average_dest_pts_delta;
503     }
504
505     ff_dlog(ctx, "set_work_frame_pts() calculated pts:%"PRId64" at dest time base:%u/%u\n",
506             s->pts, s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den);
507 }
508
509 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
510 {
511     FrameRateContext *s = ctx->priv;
512
513     s->dest_frame_num = 0;
514
515     s->crnt = (N_SRCE)>>1;
516     s->last = N_SRCE - 1;
517
518     s->next = s->crnt - 1;
519     s->prev = s->crnt + 1;
520
521     return 0;
522 }
523
524 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
525 {
526     FrameRateContext *s = ctx->priv;
527     int i;
528
529     for (i = s->frst + 1; i < s->last; i++) {
530         if (s->srce[i] && (s->srce[i] != s->srce[i + 1]))
531             av_frame_free(&s->srce[i]);
532     }
533     av_frame_free(&s->srce[s->last]);
534 }
535
536 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
537 {
538     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
539         AV_PIX_FMT_YUV410P,
540         AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
541         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
542         AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
543         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
544         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
545         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
546         AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV422P12,
547         AV_PIX_FMT_YUV444P9, AV_PIX_FMT_YUV444P10, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
548         AV_PIX_FMT_NONE
549     };
550
551     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
552     if (!fmts_list)
553         return AVERROR(ENOMEM);
554     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
555 }
556
557 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
558 {
559     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
560     FrameRateContext *s = ctx->priv;
561     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
562     int plane;
563
564     for (plane = 0; plane < 4; plane++) {
565         s->line_size[plane] = av_image_get_linesize(inlink->format, inlink->w,
566                                                     plane);
567     }
568
569     s->bitdepth = pix_desc->comp[0].depth;
570     s->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
571
572     s->sad = av_pixelutils_get_sad_fn(3, 3, 2, s); // 8x8 both sources aligned
573     if (!s->sad)
574         return AVERROR(EINVAL);
575
576     s->srce_time_base = inlink->time_base;
577
578     if (s->bitdepth == 8)
579         s->blend_frames = blend_frames8;
580     else
581         s->blend_frames = blend_frames16;
582     s->max = 1 << (s->bitdepth);
583
584     return 0;
585 }
586
587 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpicref)
588 {
589     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
590     FrameRateContext *s = ctx->priv;
591
592     // we have one new frame
593     s->pending_srce_frames++;
594
595     if (inpicref->interlaced_frame)
596         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Interlaced frame found - the output will not be correct.\n");
597
598     // store the pointer to the new frame
599     av_frame_free(&s->srce[s->frst]);
600     s->srce[s->frst] = inpicref;
601
602     if (!s->pending_end_frame && s->srce[s->crnt]) {
603         set_work_frame_pts(ctx);
604         s->pending_end_frame = 1;
605     } else {
606         set_srce_frame_dest_pts(ctx);
607     }
608
609     return process_work_frame(ctx, 1);
610 }
611
612 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
613 {
614     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
615     FrameRateContext *s = ctx->priv;
616     int exact;
617
618     ff_dlog(ctx, "config_output()\n");
619
620     ff_dlog(ctx,
621            "config_output() input time base:%u/%u (%f)\n",
622            ctx->inputs[0]->time_base.num,ctx->inputs[0]->time_base.den,
623            av_q2d(ctx->inputs[0]->time_base));
624
625     // make sure timebase is small enough to hold the framerate
626
627     exact = av_reduce(&s->dest_time_base.num, &s->dest_time_base.den,
628                       av_gcd((int64_t)s->srce_time_base.num * s->dest_frame_rate.num,
629                              (int64_t)s->srce_time_base.den * s->dest_frame_rate.den ),
630                       (int64_t)s->srce_time_base.den * s->dest_frame_rate.num, INT_MAX);
631
632     av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
633            "time base:%u/%u -> %u/%u exact:%d\n",
634            s->srce_time_base.num, s->srce_time_base.den,
635            s->dest_time_base.num, s->dest_time_base.den, exact);
636     if (!exact) {
637         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Timebase conversion is not exact\n");
638     }
639
640     outlink->frame_rate = s->dest_frame_rate;
641     outlink->time_base = s->dest_time_base;
642
643     ff_dlog(ctx,
644            "config_output() output time base:%u/%u (%f) w:%d h:%d\n",
645            outlink->time_base.num, outlink->time_base.den,
646            av_q2d(outlink->time_base),
647            outlink->w, outlink->h);
648
649
650     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "fps -> fps:%u/%u scene score:%f interpolate start:%d end:%d\n",
651             s->dest_frame_rate.num, s->dest_frame_rate.den,
652             s->scene_score, s->interp_start, s->interp_end);
653
654     return 0;
655 }
656
657 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
658 {
659     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
660     FrameRateContext *s = ctx->priv;
661     int val, i;
662
663     ff_dlog(ctx, "request_frame()\n");
664
665     // if there is no "next" frame AND we are not in flush then get one from our input filter
666     if (!s->srce[s->frst] && !s->flush) {
667         ff_dlog(ctx, "request_frame() call source's request_frame()\n");
668         val = ff_request_frame(outlink->src->inputs[0]);
669         if (val < 0 && (val != AVERROR_EOF)) {
670             ff_dlog(ctx, "request_frame() source's request_frame() returned error:%d\n", val);
671             return val;
672         } else if (val == AVERROR_EOF) {
673             s->flush = 1;
674         }
675         ff_dlog(ctx, "request_frame() source's request_frame() returned:%d\n", val);
676         return 0;
677     }
678
679     ff_dlog(ctx, "request_frame() REPEAT or FLUSH\n");
680
681     if (s->pending_srce_frames <= 0) {
682         ff_dlog(ctx, "request_frame() nothing else to do, return:EOF\n");
683         return AVERROR_EOF;
684     }
685
686     // otherwise, make brand-new frame and pass to our output filter
687     ff_dlog(ctx, "request_frame() FLUSH\n");
688
689     // back fill at end of file when source has no more frames
690     for (i = s->last; i > s->frst; i--) {
691         if (!s->srce[i - 1] && s->srce[i]) {
692             ff_dlog(ctx, "request_frame() copy:%d to:%d\n", i, i - 1);
693             s->srce[i - 1] = s->srce[i];
694         }
695     }
696
697     set_work_frame_pts(ctx);
698     return process_work_frame(ctx, 0);
699 }
700
701 static const AVFilterPad framerate_inputs[] = {
702     {
703         .name         = "default",
704         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
705         .config_props = config_input,
706         .filter_frame = filter_frame,
707     },
708     { NULL }
709 };
710
711 static const AVFilterPad framerate_outputs[] = {
712     {
713         .name          = "default",
714         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
715         .request_frame = request_frame,
716         .config_props  = config_output,
717     },
718     { NULL }
719 };
720
721 AVFilter ff_vf_framerate = {
722     .name          = "framerate",
723     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Upsamples or downsamples progressive source between specified frame rates."),
724     .priv_size     = sizeof(FrameRateContext),
725     .priv_class    = &framerate_class,
726     .init          = init,
727     .uninit        = uninit,
728     .query_formats = query_formats,
729     .inputs        = framerate_inputs,
730     .outputs       = framerate_outputs,
731 };