avfilter/vsrc_testsrc: fix a preprocessor check
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_hysteresis.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2013 Oka Motofumi (chikuzen.mo at gmail dot com)
3  * Copyright (c) 2016 Paul B Mahol
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/imgutils.h"
23 #include "libavutil/pixdesc.h"
24 #include "libavutil/opt.h"
25 #include "avfilter.h"
26 #include "formats.h"
27 #include "internal.h"
28 #include "video.h"
29 #include "framesync.h"
30
31 #define OFFSET(x) offsetof(HysteresisContext, x)
32 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
33
34 typedef struct HysteresisContext {
35     const AVClass *class;
36     FFFrameSync fs;
37
38     int planes;
39     int threshold;
40
41     int width[4], height[4];
42     int nb_planes;
43     int depth;
44
45     uint8_t *map;
46     uint32_t *xy;
47     int index;
48
49     void (*hysteresis)(struct HysteresisContext *s, const uint8_t *bsrc, const uint8_t *osrc, uint8_t *dst,
50                        ptrdiff_t blinesize, ptrdiff_t olinesize,
51                        ptrdiff_t destlinesize,
52                        int w, int h);
53 } HysteresisContext;
54
55 static const AVOption hysteresis_options[] = {
56     { "planes",    "set planes",    OFFSET(planes),    AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0xF}, 0, 0xF, FLAGS },
57     { "threshold", "set threshold", OFFSET(threshold), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0},   0, UINT16_MAX, FLAGS },
58     { NULL }
59 };
60
61 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
62 {
63     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
64         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
65         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
66         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
67         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
68         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
69         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
70         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
71         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV440P12,
72         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV444P14,
73         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
74         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
75         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
76         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
77         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
78         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
79         AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GBRAP10, AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
80         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9, AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY16,
81         AV_PIX_FMT_NONE
82     };
83
84     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
85 }
86
87 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
88 {
89     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
90     HysteresisContext *s = fs->opaque;
91     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
92     AVFrame *out, *base, *alt;
93     int ret;
94
95     if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 0, &base, 0)) < 0 ||
96         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 1, &alt,  0)) < 0)
97         return ret;
98
99     if (ctx->is_disabled) {
100         out = av_frame_clone(base);
101         if (!out)
102             return AVERROR(ENOMEM);
103     } else {
104         int p;
105
106         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
107         if (!out)
108             return AVERROR(ENOMEM);
109         av_frame_copy_props(out, base);
110
111         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
112             if (!((1 << p) & s->planes)) {
113                 av_image_copy_plane(out->data[p], out->linesize[p], base->data[p], base->linesize[p],
114                                     s->width[p], s->height[p]);
115                 continue;
116             } else {
117                 int y;
118
119                 for (y = 0; y < s->height[p]; y++) {
120                     memset(out->data[p] + y * out->linesize[p], 0, s->width[p]);
121                 }
122             }
123
124             s->index = -1;
125             memset(s->map, 0, s->width[0] * s->height[0]);
126             memset(s->xy, 0, s->width[0] * s->height[0] * 4);
127
128             s->hysteresis(s, base->data[p], alt->data[p],
129                           out->data[p],
130                           base->linesize[p], alt->linesize[p],
131                           out->linesize[p],
132                           s->width[p], s->height[p]);
133         }
134     }
135     out->pts = av_rescale_q(s->fs.pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
136
137     return ff_filter_frame(outlink, out);
138 }
139
140 static int passed(HysteresisContext *s, int x, int y, int w)
141 {
142     return s->map[x + y * w];
143 }
144
145 static void push(HysteresisContext *s, int x, int y, int w)
146 {
147     s->map[x + y * w] = 0xff;
148     s->xy[++s->index] = (uint16_t)(x) << 16 | (uint16_t)y;
149 }
150
151 static void pop(HysteresisContext *s, int *x, int *y)
152 {
153     uint32_t val = s->xy[s->index--];
154
155     *x = val >> 16;
156     *y = val & 0x0000FFFF;
157 }
158
159 static int is_empty(HysteresisContext *s)
160 {
161     return s->index < 0;
162 }
163
164 static void hysteresis8(HysteresisContext *s, const uint8_t *bsrc, const uint8_t *asrc,
165                         uint8_t *dst,
166                         ptrdiff_t blinesize, ptrdiff_t alinesize,
167                         ptrdiff_t dlinesize,
168                         int w, int h)
169 {
170     const int t = s->threshold;
171     int x, y;
172
173     for (y = 0; y < h; y++) {
174         for (x = 0; x < w; x++) {
175             if ((bsrc[x + y * blinesize] > t) && (asrc[x + y * alinesize] > t) && !passed(s, x, y, w)) {
176                 int posx, posy;
177
178                 dst[x + y * dlinesize] = asrc[x + y * alinesize];
179
180                 push(s, x, y, w);
181
182                 while (!is_empty(s)) {
183                     int x_min, x_max, y_min, y_max, yy, xx;
184
185                     pop(s, &posx, &posy);
186
187                     x_min = posx > 0 ? posx - 1 : 0;
188                     x_max = posx < w - 1 ? posx + 1 : posx;
189                     y_min = posy > 0 ? posy - 1 : 0;
190                     y_max = posy < h - 1 ? posy + 1 : posy;
191
192                     for (yy = y_min; yy <= y_max; yy++) {
193                         for (xx = x_min; xx <= x_max; xx++) {
194                             if ((asrc[xx + yy * alinesize] > t) && !passed(s, xx, yy, w)) {
195                                 dst[xx + yy * dlinesize] = asrc[xx + yy * alinesize];
196                                 push(s, xx, yy, w);
197                             }
198                         }
199                     }
200                 }
201             }
202         }
203     }
204 }
205
206 static void hysteresis16(HysteresisContext *s, const uint8_t *bbsrc, const uint8_t *aasrc,
207                         uint8_t *ddst,
208                         ptrdiff_t blinesize, ptrdiff_t alinesize,
209                         ptrdiff_t dlinesize,
210                         int w, int h)
211 {
212     const uint16_t *bsrc = (const uint16_t *)bbsrc;
213     const uint16_t *asrc = (const uint16_t *)aasrc;
214     uint16_t *dst = (uint16_t *)ddst;
215     const int t = s->threshold;
216     int x, y;
217
218     blinesize /= 2;
219     alinesize /= 2;
220     dlinesize /= 2;
221
222     for (y = 0; y < h; y++) {
223         for (x = 0; x < w; x++) {
224             if ((bsrc[x + y * blinesize] > t) && (asrc[x + y * alinesize] > t) && !passed(s, x, y, w)) {
225                 int posx, posy;
226
227                 dst[x + y * dlinesize] = asrc[x + y * alinesize];
228
229                 push(s, x, y, w);
230
231                 while (!is_empty(s)) {
232                     int x_min, x_max, y_min, y_max, yy, xx;
233
234                     pop(s, &posx, &posy);
235
236                     x_min = posx > 0 ? posx - 1 : 0;
237                     x_max = posx < w - 1 ? posx + 1 : posx;
238                     y_min = posy > 0 ? posy - 1 : 0;
239                     y_max = posy < h - 1 ? posy + 1 : posy;
240
241                     for (yy = y_min; yy <= y_max; yy++) {
242                         for (xx = x_min; xx <= x_max; xx++) {
243                             if ((asrc[xx + yy * alinesize] > t) && !passed(s, xx, yy, w)) {
244                                 dst[xx + yy * dlinesize] = asrc[xx + yy * alinesize];
245                                 push(s, xx, yy, w);
246                             }
247                         }
248                     }
249                 }
250             }
251         }
252     }
253 }
254
255 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
256 {
257     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
258     HysteresisContext *s = ctx->priv;
259     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
260     int vsub, hsub;
261
262     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
263
264     hsub = desc->log2_chroma_w;
265     vsub = desc->log2_chroma_h;
266     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub);
267     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
268     s->width[1]  = s->width[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub);
269     s->width[0]  = s->width[3]  = inlink->w;
270
271     s->depth = desc->comp[0].depth;
272
273     if (desc->comp[0].depth == 8)
274         s->hysteresis = hysteresis8;
275     else
276         s->hysteresis = hysteresis16;
277
278     s->map = av_calloc(inlink->w, inlink->h * sizeof (*s->map));
279     if (!s->map)
280         return AVERROR(ENOMEM);
281
282     s->xy = av_calloc(inlink->w, inlink->h * sizeof(*s->xy));
283     if (!s->xy)
284         return AVERROR(ENOMEM);
285
286     return 0;
287 }
288
289 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
290 {
291     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
292     HysteresisContext *s = ctx->priv;
293     AVFilterLink *base = ctx->inputs[0];
294     AVFilterLink *alt = ctx->inputs[1];
295     FFFrameSyncIn *in;
296     int ret;
297
298     if (base->format != alt->format) {
299         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
300         return AVERROR(EINVAL);
301     }
302     if (base->w != alt->w || base->h != alt->h) {
303         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
304                "(size %dx%d) do not match the corresponding "
305                "second input link %s parameters (size %dx%d)\n",
306                ctx->input_pads[0].name, base->w, base->h,
307                ctx->input_pads[1].name,
308                alt->w, alt->h);
309         return AVERROR(EINVAL);
310     }
311
312     outlink->w = base->w;
313     outlink->h = base->h;
314     outlink->time_base = base->time_base;
315     outlink->sample_aspect_ratio = base->sample_aspect_ratio;
316     outlink->frame_rate = base->frame_rate;
317
318     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, 2)) < 0)
319         return ret;
320
321     in = s->fs.in;
322     in[0].time_base = base->time_base;
323     in[1].time_base = alt->time_base;
324     in[0].sync   = 1;
325     in[0].before = EXT_STOP;
326     in[0].after  = EXT_INFINITY;
327     in[1].sync   = 1;
328     in[1].before = EXT_STOP;
329     in[1].after  = EXT_INFINITY;
330     s->fs.opaque   = s;
331     s->fs.on_event = process_frame;
332
333     return ff_framesync_configure(&s->fs);
334 }
335
336 static int activate(AVFilterContext *ctx)
337 {
338     HysteresisContext *s = ctx->priv;
339     return ff_framesync_activate(&s->fs);
340 }
341
342 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
343 {
344     HysteresisContext *s = ctx->priv;
345
346     ff_framesync_uninit(&s->fs);
347     av_freep(&s->map);
348     av_freep(&s->xy);
349 }
350
351 FRAMESYNC_DEFINE_CLASS(hysteresis, HysteresisContext, fs);
352
353 static const AVFilterPad hysteresis_inputs[] = {
354     {
355         .name         = "base",
356         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
357         .config_props = config_input,
358     },
359     {
360         .name         = "alt",
361         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
362     },
363     { NULL }
364 };
365
366 static const AVFilterPad hysteresis_outputs[] = {
367     {
368         .name          = "default",
369         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
370         .config_props  = config_output,
371     },
372     { NULL }
373 };
374
375 AVFilter ff_vf_hysteresis = {
376     .name          = "hysteresis",
377     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Grow first stream into second stream by connecting components."),
378     .preinit       = hysteresis_framesync_preinit,
379     .priv_size     = sizeof(HysteresisContext),
380     .uninit        = uninit,
381     .query_formats = query_formats,
382     .activate      = activate,
383     .inputs        = hysteresis_inputs,
384     .outputs       = hysteresis_outputs,
385     .priv_class    = &hysteresis_class,
386     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
387 };