avfilter/af_pan: fix null pointer dereference on empty token
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_histogram.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2012-2013 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/avassert.h"
22 #include "libavutil/opt.h"
23 #include "libavutil/parseutils.h"
24 #include "libavutil/pixdesc.h"
25 #include "libavutil/imgutils.h"
26 #include "libavutil/intreadwrite.h"
27 #include "avfilter.h"
28 #include "formats.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "video.h"
31
32 typedef struct HistogramContext {
33     const AVClass *class;               ///< AVClass context for log and options purpose
34     unsigned       histogram[256*256];
35     int            histogram_size;
36     int            mult;
37     int            ncomp;
38     int            dncomp;
39     uint8_t        bg_color[4];
40     uint8_t        fg_color[4];
41     int            level_height;
42     int            scale_height;
43     int            display_mode;
44     int            levels_mode;
45     const AVPixFmtDescriptor *desc, *odesc;
46     int            components;
47     float          fgopacity;
48     float          bgopacity;
49     int            planewidth[4];
50     int            planeheight[4];
51 } HistogramContext;
52
53 #define OFFSET(x) offsetof(HistogramContext, x)
54 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
55
56 static const AVOption histogram_options[] = {
57     { "level_height", "set level height", OFFSET(level_height), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=200}, 50, 2048, FLAGS},
58     { "scale_height", "set scale height", OFFSET(scale_height), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=12}, 0, 40, FLAGS},
59     { "display_mode", "set display mode", OFFSET(display_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS, "display_mode"},
60     { "d",            "set display mode", OFFSET(display_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS, "display_mode"},
61         { "parade",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "display_mode" },
62         { "overlay", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "display_mode" },
63     { "levels_mode", "set levels mode", OFFSET(levels_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS, "levels_mode"},
64     { "m",           "set levels mode", OFFSET(levels_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS, "levels_mode"},
65         { "linear",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "levels_mode" },
66         { "logarithmic", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "levels_mode" },
67     { "components", "set color components to display", OFFSET(components), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=7}, 1, 15, FLAGS},
68     { "c",          "set color components to display", OFFSET(components), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=7}, 1, 15, FLAGS},
69     { "fgopacity", "set foreground opacity", OFFSET(fgopacity), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.7}, 0, 1, FLAGS},
70     { "f",         "set foreground opacity", OFFSET(fgopacity), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.7}, 0, 1, FLAGS},
71     { "bgopacity", "set background opacity", OFFSET(bgopacity), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.5}, 0, 1, FLAGS},
72     { "b",         "set background opacity", OFFSET(bgopacity), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.5}, 0, 1, FLAGS},
73     { NULL }
74 };
75
76 AVFILTER_DEFINE_CLASS(histogram);
77
78 static const enum AVPixelFormat levels_in_pix_fmts[] = {
79     AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
80     AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
81     AV_PIX_FMT_YUV411P,  AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
82     AV_PIX_FMT_YUV440P,  AV_PIX_FMT_YUV410P,
83     AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
84     AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
85     AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
86     AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
87     AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
88     AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV440P12,
89     AV_PIX_FMT_GBRAP,    AV_PIX_FMT_GBRP,
90     AV_PIX_FMT_GBRP9,    AV_PIX_FMT_GBRP10,
91     AV_PIX_FMT_GBRP12,   AV_PIX_FMT_GBRAP12,
92     AV_PIX_FMT_GRAY8,
93     AV_PIX_FMT_NONE
94 };
95
96 static const enum AVPixelFormat levels_out_yuv8_pix_fmts[] = {
97     AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P,
98     AV_PIX_FMT_NONE
99 };
100
101 static const enum AVPixelFormat levels_out_yuv9_pix_fmts[] = {
102     AV_PIX_FMT_YUVA444P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
103     AV_PIX_FMT_NONE
104 };
105
106 static const enum AVPixelFormat levels_out_yuv10_pix_fmts[] = {
107     AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
108     AV_PIX_FMT_NONE
109 };
110
111 static const enum AVPixelFormat levels_out_yuv12_pix_fmts[] = {
112     AV_PIX_FMT_YUV444P12,
113     AV_PIX_FMT_NONE
114 };
115
116 static const enum AVPixelFormat levels_out_rgb8_pix_fmts[] = {
117     AV_PIX_FMT_GBRAP,    AV_PIX_FMT_GBRP,
118     AV_PIX_FMT_NONE
119 };
120
121 static const enum AVPixelFormat levels_out_rgb9_pix_fmts[] = {
122     AV_PIX_FMT_GBRP9,
123     AV_PIX_FMT_NONE
124 };
125
126 static const enum AVPixelFormat levels_out_rgb10_pix_fmts[] = {
127     AV_PIX_FMT_GBRP10,
128     AV_PIX_FMT_NONE
129 };
130
131 static const enum AVPixelFormat levels_out_rgb12_pix_fmts[] = {
132     AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRAP12,
133     AV_PIX_FMT_NONE
134 };
135
136 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
137 {
138     AVFilterFormats *avff;
139     const AVPixFmtDescriptor *desc;
140     const enum AVPixelFormat *out_pix_fmts;
141     int rgb, i, bits;
142     int ret;
143
144     if (!ctx->inputs[0]->in_formats ||
145         !ctx->inputs[0]->in_formats->nb_formats) {
146         return AVERROR(EAGAIN);
147     }
148
149     if (!ctx->inputs[0]->out_formats)
150         if ((ret = ff_formats_ref(ff_make_format_list(levels_in_pix_fmts), &ctx->inputs[0]->out_formats)) < 0)
151             return ret;
152     avff = ctx->inputs[0]->in_formats;
153     desc = av_pix_fmt_desc_get(avff->formats[0]);
154     rgb = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB;
155     bits = desc->comp[0].depth;
156     for (i = 1; i < avff->nb_formats; i++) {
157         desc = av_pix_fmt_desc_get(avff->formats[i]);
158         if ((rgb != (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_RGB)) ||
159             (bits != desc->comp[0].depth))
160             return AVERROR(EAGAIN);
161     }
162
163     if (rgb && bits == 8)
164         out_pix_fmts = levels_out_rgb8_pix_fmts;
165     else if (rgb && bits == 9)
166         out_pix_fmts = levels_out_rgb9_pix_fmts;
167     else if (rgb && bits == 10)
168         out_pix_fmts = levels_out_rgb10_pix_fmts;
169     else if (rgb && bits == 12)
170         out_pix_fmts = levels_out_rgb12_pix_fmts;
171     else if (bits == 8)
172         out_pix_fmts = levels_out_yuv8_pix_fmts;
173     else if (bits == 9)
174         out_pix_fmts = levels_out_yuv9_pix_fmts;
175     else if (bits == 10)
176         out_pix_fmts = levels_out_yuv10_pix_fmts;
177     else if (bits == 12)
178         out_pix_fmts = levels_out_yuv12_pix_fmts;
179     else
180         return AVERROR(EAGAIN);
181     if ((ret = ff_formats_ref(ff_make_format_list(out_pix_fmts), &ctx->outputs[0]->in_formats)) < 0)
182         return ret;
183
184     return 0;
185 }
186
187 static const uint8_t black_yuva_color[4] = { 0, 127, 127, 255 };
188 static const uint8_t black_gbrp_color[4] = { 0, 0, 0, 255 };
189 static const uint8_t white_yuva_color[4] = { 255, 127, 127, 255 };
190 static const uint8_t white_gbrp_color[4] = { 255, 255, 255, 255 };
191
192 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
193 {
194     HistogramContext *h = inlink->dst->priv;
195
196     h->desc  = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
197     h->ncomp = h->desc->nb_components;
198     h->histogram_size = 1 << h->desc->comp[0].depth;
199     h->mult = h->histogram_size / 256;
200
201     switch (inlink->format) {
202     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
203     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
204     case AV_PIX_FMT_GBRP9:
205     case AV_PIX_FMT_GBRAP:
206     case AV_PIX_FMT_GBRP:
207         memcpy(h->bg_color, black_gbrp_color, 4);
208         memcpy(h->fg_color, white_gbrp_color, 4);
209         break;
210     default:
211         memcpy(h->bg_color, black_yuva_color, 4);
212         memcpy(h->fg_color, white_yuva_color, 4);
213     }
214
215     h->fg_color[3] = h->fgopacity * 255;
216     h->bg_color[3] = h->bgopacity * 255;
217
218     h->planeheight[1] = h->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, h->desc->log2_chroma_h);
219     h->planeheight[0] = h->planeheight[3] = inlink->h;
220     h->planewidth[1]  = h->planewidth[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, h->desc->log2_chroma_w);
221     h->planewidth[0]  = h->planewidth[3]  = inlink->w;
222
223     return 0;
224 }
225
226 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
227 {
228     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
229     HistogramContext *h = ctx->priv;
230     int ncomp = 0, i;
231
232     for (i = 0; i < h->ncomp; i++) {
233         if ((1 << i) & h->components)
234             ncomp++;
235     }
236     outlink->w = h->histogram_size;
237     outlink->h = (h->level_height + h->scale_height) * FFMAX(ncomp * h->display_mode, 1);
238
239     h->odesc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
240     h->dncomp = h->odesc->nb_components;
241     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
242
243     return 0;
244 }
245
246 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
247 {
248     HistogramContext *h   = inlink->dst->priv;
249     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
250     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
251     AVFrame *out;
252     int i, j, k, l, m;
253
254     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
255     if (!out) {
256         av_frame_free(&in);
257         return AVERROR(ENOMEM);
258     }
259
260     out->pts = in->pts;
261
262     for (k = 0; k < 4 && out->data[k]; k++) {
263         const int is_chroma = (k == 1 || k == 2);
264         const int dst_h = AV_CEIL_RSHIFT(outlink->h, (is_chroma ? h->odesc->log2_chroma_h : 0));
265         const int dst_w = AV_CEIL_RSHIFT(outlink->w, (is_chroma ? h->odesc->log2_chroma_w : 0));
266
267         if (h->histogram_size <= 256) {
268             for (i = 0; i < dst_h ; i++)
269                 memset(out->data[h->odesc->comp[k].plane] +
270                        i * out->linesize[h->odesc->comp[k].plane],
271                        h->bg_color[k], dst_w);
272         } else {
273             const int mult = h->mult;
274
275             for (i = 0; i < dst_h ; i++)
276                 for (j = 0; j < dst_w; j++)
277                     AV_WN16(out->data[h->odesc->comp[k].plane] +
278                         i * out->linesize[h->odesc->comp[k].plane] + j * 2,
279                         h->bg_color[k] * mult);
280         }
281     }
282
283     for (m = 0, k = 0; k < h->ncomp; k++) {
284         const int p = h->desc->comp[k].plane;
285         const int height = h->planeheight[p];
286         const int width = h->planewidth[p];
287         double max_hval_log;
288         unsigned max_hval = 0;
289         int start;
290
291         if (!((1 << k) & h->components))
292             continue;
293         start = m++ * (h->level_height + h->scale_height) * h->display_mode;
294
295         if (h->histogram_size <= 256) {
296             for (i = 0; i < height; i++) {
297                 const uint8_t *src = in->data[p] + i * in->linesize[p];
298                 for (j = 0; j < width; j++)
299                     h->histogram[src[j]]++;
300             }
301         } else {
302             for (i = 0; i < height; i++) {
303                 const uint16_t *src = (const uint16_t *)(in->data[p] + i * in->linesize[p]);
304                 for (j = 0; j < width; j++)
305                     h->histogram[src[j]]++;
306             }
307         }
308
309         for (i = 0; i < h->histogram_size; i++)
310             max_hval = FFMAX(max_hval, h->histogram[i]);
311         max_hval_log = log2(max_hval + 1);
312
313         for (i = 0; i < outlink->w; i++) {
314             int col_height;
315
316             if (h->levels_mode)
317                 col_height = lrint(h->level_height * (1. - (log2(h->histogram[i] + 1) / max_hval_log)));
318             else
319                 col_height = h->level_height - (h->histogram[i] * (int64_t)h->level_height + max_hval - 1) / max_hval;
320
321             if (h->histogram_size <= 256) {
322                 for (j = h->level_height - 1; j >= col_height; j--) {
323                     if (h->display_mode) {
324                         for (l = 0; l < h->dncomp; l++)
325                             out->data[l][(j + start) * out->linesize[l] + i] = h->fg_color[l];
326                     } else {
327                         out->data[p][(j + start) * out->linesize[p] + i] = 255;
328                     }
329                 }
330                 for (j = h->level_height + h->scale_height - 1; j >= h->level_height; j--)
331                     out->data[p][(j + start) * out->linesize[p] + i] = i;
332             } else {
333                 const int mult = h->mult;
334
335                 for (j = h->level_height - 1; j >= col_height; j--) {
336                     if (h->display_mode) {
337                         for (l = 0; l < h->dncomp; l++)
338                             AV_WN16(out->data[l] + (j + start) * out->linesize[l] + i * 2, h->fg_color[l] * mult);
339                     } else {
340                         AV_WN16(out->data[p] + (j + start) * out->linesize[p] + i * 2, 255 * mult);
341                     }
342                 }
343                 for (j = h->level_height + h->scale_height - 1; j >= h->level_height; j--)
344                     AV_WN16(out->data[p] + (j + start) * out->linesize[p] + i * 2, i);
345             }
346         }
347
348         memset(h->histogram, 0, h->histogram_size * sizeof(unsigned));
349     }
350
351     av_frame_free(&in);
352     return ff_filter_frame(outlink, out);
353 }
354
355 static const AVFilterPad inputs[] = {
356     {
357         .name         = "default",
358         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
359         .filter_frame = filter_frame,
360         .config_props = config_input,
361     },
362     { NULL }
363 };
364
365 static const AVFilterPad outputs[] = {
366     {
367         .name         = "default",
368         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
369         .config_props = config_output,
370     },
371     { NULL }
372 };
373
374 AVFilter ff_vf_histogram = {
375     .name          = "histogram",
376     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Compute and draw a histogram."),
377     .priv_size     = sizeof(HistogramContext),
378     .query_formats = query_formats,
379     .inputs        = inputs,
380     .outputs       = outputs,
381     .priv_class    = &histogram_class,
382 };