261ab066efc899cfcd2693bb9fbd7c11cde184d3
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_mix.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2017 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/avstring.h"
22 #include "libavutil/imgutils.h"
23 #include "libavutil/intreadwrite.h"
24 #include "libavutil/opt.h"
25 #include "libavutil/pixdesc.h"
26
27 #include "avfilter.h"
28 #include "formats.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "framesync.h"
31 #include "video.h"
32
33 typedef struct MixContext {
34     const AVClass *class;
35     const AVPixFmtDescriptor *desc;
36     char *weights_str;
37     int nb_inputs;
38     int duration;
39     float *weights;
40     float wfactor;
41
42     int depth;
43     int nb_planes;
44     int linesize[4];
45     int height[4];
46
47     AVFrame **frames;
48     FFFrameSync fs;
49 } MixContext;
50
51 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
52 {
53     AVFilterFormats *pix_fmts = NULL;
54     int fmt, ret;
55
56     for (fmt = 0; av_pix_fmt_desc_get(fmt); fmt++) {
57         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(fmt);
58         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
59               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL ||
60               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BITSTREAM) &&
61             (ret = ff_add_format(&pix_fmts, fmt)) < 0)
62             return ret;
63     }
64
65     return ff_set_common_formats(ctx, pix_fmts);
66 }
67
68 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
69 {
70     MixContext *s = ctx->priv;
71     char *p, *arg, *saveptr = NULL;
72     int i, ret;
73
74     s->frames = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->frames));
75     if (!s->frames)
76         return AVERROR(ENOMEM);
77
78     s->weights = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->weights));
79     if (!s->weights)
80         return AVERROR(ENOMEM);
81
82     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
83         AVFilterPad pad = { 0 };
84
85         pad.type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
86         pad.name = av_asprintf("input%d", i);
87         if (!pad.name)
88             return AVERROR(ENOMEM);
89
90         if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, i, &pad)) < 0) {
91             av_freep(&pad.name);
92             return ret;
93         }
94     }
95
96     p = s->weights_str;
97     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
98         if (!(arg = av_strtok(p, " ", &saveptr)))
99             break;
100
101         p = NULL;
102         sscanf(arg, "%f", &s->weights[i]);
103         s->wfactor += s->weights[i];
104     }
105     s->wfactor = 1 / s->wfactor;
106
107     return 0;
108 }
109
110 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
111 {
112     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
113     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
114     MixContext *s = fs->opaque;
115     AVFrame **in = s->frames;
116     AVFrame *out;
117     int i, p, ret, x, y;
118
119     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
120         if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, i, &in[i], 0)) < 0)
121             return ret;
122     }
123
124     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
125     if (!out)
126         return AVERROR(ENOMEM);
127     out->pts = av_rescale_q(s->fs.pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
128
129     if (s->depth <= 8) {
130         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
131             uint8_t *dst = out->data[p];
132
133             for (y = 0; y < s->height[p]; y++) {
134                 for (x = 0; x < s->linesize[p]; x++) {
135                     int val = 0;
136
137                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
138                         uint8_t src = in[i]->data[p][y * s->linesize[p] + x];
139
140                         val += src * s->weights[i];
141                     }
142
143                     dst[x] = val * s->wfactor;
144                 }
145
146                 dst += out->linesize[p];
147             }
148         }
149     } else {
150         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
151             uint16_t *dst = (uint16_t *)out->data[p];
152
153             for (y = 0; y < s->height[p]; y++) {
154                 for (x = 0; x < s->linesize[p]; x++) {
155                     int val = 0;
156
157                     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
158                         uint16_t src = AV_RN16(in[i]->data[p] + y * s->linesize[p] + x * 2);
159
160                         val += src * s->weights[i];
161                     }
162
163                     dst[x] = val * s->wfactor;
164                 }
165
166                 dst += out->linesize[p] / 2;
167             }
168         }
169     }
170
171     return ff_filter_frame(outlink, out);
172 }
173
174 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
175 {
176     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
177     MixContext *s = ctx->priv;
178     AVRational time_base = ctx->inputs[0]->time_base;
179     AVRational frame_rate = ctx->inputs[0]->frame_rate;
180     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
181     int height = ctx->inputs[0]->h;
182     int width = ctx->inputs[0]->w;
183     FFFrameSyncIn *in;
184     int i, ret;
185
186     for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
187         if (ctx->inputs[i]->h != height || ctx->inputs[i]->w != width) {
188             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input %d size (%dx%d) does not match input %d size (%dx%d).\n", i, ctx->inputs[i]->w, ctx->inputs[i]->h, 0, width, height);
189             return AVERROR(EINVAL);
190         }
191     }
192
193     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
194     if (!s->desc)
195         return AVERROR_BUG;
196     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
197     s->depth = s->desc->comp[0].depth;
198
199     outlink->w          = width;
200     outlink->h          = height;
201     outlink->time_base  = time_base;
202     outlink->frame_rate = frame_rate;
203
204     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, s->nb_inputs)) < 0)
205         return ret;
206
207     in = s->fs.in;
208     s->fs.opaque = s;
209     s->fs.on_event = process_frame;
210
211     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
212         return ret;
213
214     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, s->desc->log2_chroma_h);
215     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
216
217     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
218         AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[i];
219
220         in[i].time_base = inlink->time_base;
221         in[i].sync   = 1;
222         in[i].before = EXT_STOP;
223         in[i].after  = (s->duration == 1 || (s->duration == 2 && i == 0)) ? EXT_STOP : EXT_INFINITY;
224     }
225
226     return ff_framesync_configure(&s->fs);
227 }
228
229 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
230 {
231     MixContext *s = ctx->priv;
232     int i;
233
234     ff_framesync_uninit(&s->fs);
235     av_freep(&s->frames);
236     av_freep(&s->weights);
237
238     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
239         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
240 }
241
242 static int activate(AVFilterContext *ctx)
243 {
244     MixContext *s = ctx->priv;
245     return ff_framesync_activate(&s->fs);
246 }
247
248 #define OFFSET(x) offsetof(MixContext, x)
249 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
250
251 static const AVOption mix_options[] = {
252     { "inputs", "set number of inputs", OFFSET(nb_inputs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=2}, 2, INT_MAX, .flags = FLAGS },
253     { "weights", "set weight for each input", OFFSET(weights_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1 1"}, 0, 0, .flags = FLAGS },
254     { "duration", "how to determine end of stream", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 2, .flags = FLAGS, "duration" },
255         { "longest",  "Duration of longest input",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
256         { "shortest", "Duration of shortest input", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
257         { "first",    "Duration of first input",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2}, 0, 0, FLAGS, "duration" },
258     { NULL },
259 };
260
261 static const AVFilterPad outputs[] = {
262     {
263         .name          = "default",
264         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
265         .config_props  = config_output,
266     },
267     { NULL }
268 };
269
270 AVFILTER_DEFINE_CLASS(mix);
271
272 AVFilter ff_vf_mix = {
273     .name          = "mix",
274     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Mix video inputs."),
275     .priv_size     = sizeof(MixContext),
276     .priv_class    = &mix_class,
277     .query_formats = query_formats,
278     .outputs       = outputs,
279     .init          = init,
280     .uninit        = uninit,
281     .activate      = activate,
282     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
283 };