1cab9d87d61039783c9987d104103333a40afe65
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_overlay.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2010 Stefano Sabatini
3  * Copyright (c) 2010 Baptiste Coudurier
4  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * overlay one video on top of another
26  */
27
28 /* #define DEBUG */
29
30 #include "avfilter.h"
31 #include "formats.h"
32 #include "libavutil/common.h"
33 #include "libavutil/eval.h"
34 #include "libavutil/avstring.h"
35 #include "libavutil/opt.h"
36 #include "libavutil/pixdesc.h"
37 #include "libavutil/imgutils.h"
38 #include "libavutil/mathematics.h"
39 #include "libavutil/timestamp.h"
40 #include "internal.h"
41 #include "bufferqueue.h"
42 #include "drawutils.h"
43 #include "video.h"
44
45 static const char *const var_names[] = {
46     "main_w",    "W", ///< width  of the main    video
47     "main_h",    "H", ///< height of the main    video
48     "overlay_w", "w", ///< width  of the overlay video
49     "overlay_h", "h", ///< height of the overlay video
50     NULL
51 };
52
53 enum var_name {
54     VAR_MAIN_W,    VAR_MW,
55     VAR_MAIN_H,    VAR_MH,
56     VAR_OVERLAY_W, VAR_OW,
57     VAR_OVERLAY_H, VAR_OH,
58     VAR_VARS_NB
59 };
60
61 #define MAIN    0
62 #define OVERLAY 1
63
64 #define R 0
65 #define G 1
66 #define B 2
67 #define A 3
68
69 #define Y 0
70 #define U 1
71 #define V 2
72
73 typedef struct {
74     const AVClass *class;
75     int x, y;                   ///< position of overlayed picture
76
77     int allow_packed_rgb;
78     uint8_t frame_requested;
79     uint8_t overlay_eof;
80     uint8_t main_is_packed_rgb;
81     uint8_t main_rgba_map[4];
82     uint8_t main_has_alpha;
83     uint8_t overlay_is_packed_rgb;
84     uint8_t overlay_rgba_map[4];
85     uint8_t overlay_has_alpha;
86     enum OverlayFormat { OVERLAY_FORMAT_YUV420, OVERLAY_FORMAT_YUV444, OVERLAY_FORMAT_RGB, OVERLAY_FORMAT_NB} format;
87
88     AVFilterBufferRef *overpicref;
89     struct FFBufQueue queue_main;
90     struct FFBufQueue queue_over;
91
92     int main_pix_step[4];       ///< steps per pixel for each plane of the main output
93     int overlay_pix_step[4];    ///< steps per pixel for each plane of the overlay
94     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling values
95     int shortest;               ///< terminate stream when the shortest input terminates
96
97     char *x_expr, *y_expr;
98 } OverlayContext;
99
100 #define OFFSET(x) offsetof(OverlayContext, x)
101 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
102
103 static const AVOption overlay_options[] = {
104     { "x", "set the x expression", OFFSET(x_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
105     { "y", "set the y expression", OFFSET(y_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
106     { "rgb", "force packed RGB in input and output (deprecated)", OFFSET(allow_packed_rgb), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
107     { "shortest", "force termination when the shortest input terminates", OFFSET(shortest), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, FLAGS },
108
109     { "format", "set output format", OFFSET(format), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV420}, 0, OVERLAY_FORMAT_NB-1, FLAGS, "format" },
110     { "yuv420", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV420}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
111     { "yuv444", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV444}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
112     { "rgb",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_RGB},    .flags = FLAGS, .unit = "format" },
113
114     { NULL }
115 };
116
117 AVFILTER_DEFINE_CLASS(overlay);
118
119 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
120 {
121     OverlayContext *over = ctx->priv;
122     static const char *shorthand[] = { "x", "y", NULL };
123     int ret;
124
125     over->class = &overlay_class;
126     av_opt_set_defaults(over);
127
128     ret = av_opt_set_from_string(over, args, shorthand, "=", ":");
129     if (ret < 0)
130         return ret;
131
132     if (over->allow_packed_rgb) {
133         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
134                "The rgb option is deprecated and is overriding the format option, use format instead\n");
135         over->format = OVERLAY_FORMAT_RGB;
136     }
137     return 0;
138 }
139
140 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
141 {
142     OverlayContext *over = ctx->priv;
143
144     av_opt_free(over);
145
146     avfilter_unref_bufferp(&over->overpicref);
147     ff_bufqueue_discard_all(&over->queue_main);
148     ff_bufqueue_discard_all(&over->queue_over);
149 }
150
151 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
152 {
153     OverlayContext *over = ctx->priv;
154
155     /* overlay formats contains alpha, for avoiding conversion with alpha information loss */
156     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv420[] = {
157         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE
158     };
159     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv420[] = {
160         AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE
161     };
162
163     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv444[] = {
164         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_NONE
165     };
166     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv444[] = {
167         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_NONE
168     };
169
170     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_rgb[] = {
171         AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_RGBA,
172         AV_PIX_FMT_ABGR,  AV_PIX_FMT_BGRA,
173         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
174         AV_PIX_FMT_NONE
175     };
176     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_rgb[] = {
177         AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_RGBA,
178         AV_PIX_FMT_ABGR,  AV_PIX_FMT_BGRA,
179         AV_PIX_FMT_NONE
180     };
181
182     AVFilterFormats *main_formats;
183     AVFilterFormats *overlay_formats;
184
185     switch (over->format) {
186     case OVERLAY_FORMAT_YUV420:
187         main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv420);
188         overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv420);
189         break;
190     case OVERLAY_FORMAT_YUV444:
191         main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv444);
192         overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv444);
193         break;
194     case OVERLAY_FORMAT_RGB:
195         main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_rgb);
196         overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_rgb);
197         break;
198     default:
199         av_assert0(0);
200     }
201
202     ff_formats_ref(main_formats,    &ctx->inputs [MAIN   ]->out_formats);
203     ff_formats_ref(overlay_formats, &ctx->inputs [OVERLAY]->out_formats);
204     ff_formats_ref(main_formats,    &ctx->outputs[MAIN   ]->in_formats );
205
206     return 0;
207 }
208
209 static const enum AVPixelFormat alpha_pix_fmts[] = {
210     AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUVA444P,
211     AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_RGBA,
212     AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_NONE
213 };
214
215 static int config_input_main(AVFilterLink *inlink)
216 {
217     OverlayContext *over = inlink->dst->priv;
218     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
219
220     av_image_fill_max_pixsteps(over->main_pix_step,    NULL, pix_desc);
221
222     over->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
223     over->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
224
225     over->main_is_packed_rgb =
226         ff_fill_rgba_map(over->main_rgba_map, inlink->format) >= 0;
227     over->main_has_alpha = ff_fmt_is_in(inlink->format, alpha_pix_fmts);
228     return 0;
229 }
230
231 static int config_input_overlay(AVFilterLink *inlink)
232 {
233     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
234     OverlayContext  *over = inlink->dst->priv;
235     char *expr;
236     double var_values[VAR_VARS_NB], res;
237     int ret;
238     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
239
240     av_image_fill_max_pixsteps(over->overlay_pix_step, NULL, pix_desc);
241
242     /* Finish the configuration by evaluating the expressions
243        now when both inputs are configured. */
244     var_values[VAR_MAIN_W   ] = var_values[VAR_MW] = ctx->inputs[MAIN   ]->w;
245     var_values[VAR_MAIN_H   ] = var_values[VAR_MH] = ctx->inputs[MAIN   ]->h;
246     var_values[VAR_OVERLAY_W] = var_values[VAR_OW] = ctx->inputs[OVERLAY]->w;
247     var_values[VAR_OVERLAY_H] = var_values[VAR_OH] = ctx->inputs[OVERLAY]->h;
248
249     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = over->x_expr), var_names, var_values,
250                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
251         goto fail;
252     over->x = res;
253     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = over->y_expr), var_names, var_values,
254                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)))
255         goto fail;
256     over->y = res;
257     /* x may depend on y */
258     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = over->x_expr), var_names, var_values,
259                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
260         goto fail;
261     over->x = res;
262
263     over->overlay_is_packed_rgb =
264         ff_fill_rgba_map(over->overlay_rgba_map, inlink->format) >= 0;
265     over->overlay_has_alpha = ff_fmt_is_in(inlink->format, alpha_pix_fmts);
266
267     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
268            "main w:%d h:%d fmt:%s overlay x:%d y:%d w:%d h:%d fmt:%s\n",
269            ctx->inputs[MAIN]->w, ctx->inputs[MAIN]->h,
270            av_get_pix_fmt_name(ctx->inputs[MAIN]->format),
271            over->x, over->y,
272            ctx->inputs[OVERLAY]->w, ctx->inputs[OVERLAY]->h,
273            av_get_pix_fmt_name(ctx->inputs[OVERLAY]->format));
274
275     if (over->x < 0 || over->y < 0 ||
276         over->x + var_values[VAR_OVERLAY_W] > var_values[VAR_MAIN_W] ||
277         over->y + var_values[VAR_OVERLAY_H] > var_values[VAR_MAIN_H]) {
278         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
279                "Overlay area (%d,%d)<->(%d,%d) not within the main area (0,0)<->(%d,%d) or zero-sized\n",
280                over->x, over->y,
281                (int)(over->x + var_values[VAR_OVERLAY_W]),
282                (int)(over->y + var_values[VAR_OVERLAY_H]),
283                (int)var_values[VAR_MAIN_W], (int)var_values[VAR_MAIN_H]);
284     }
285     return 0;
286
287 fail:
288     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
289            "Error when evaluating the expression '%s'\n", expr);
290     return ret;
291 }
292
293 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
294 {
295     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
296
297     outlink->w = ctx->inputs[MAIN]->w;
298     outlink->h = ctx->inputs[MAIN]->h;
299     outlink->time_base = ctx->inputs[MAIN]->time_base;
300
301     return 0;
302 }
303
304 // divide by 255 and round to nearest
305 // apply a fast variant: (X+127)/255 = ((X+127)*257+257)>>16 = ((X+128)*257)>>16
306 #define FAST_DIV255(x) ((((x) + 128) * 257) >> 16)
307
308 // calculate the unpremultiplied alpha, applying the general equation:
309 // alpha = alpha_overlay / ( (alpha_main + alpha_overlay) - (alpha_main * alpha_overlay) )
310 // (((x) << 16) - ((x) << 9) + (x)) is a faster version of: 255 * 255 * x
311 // ((((x) + (y)) << 8) - ((x) + (y)) - (y) * (x)) is a faster version of: 255 * (x + y)
312 #define UNPREMULTIPLY_ALPHA(x, y) ((((x) << 16) - ((x) << 9) + (x)) / ((((x) + (y)) << 8) - ((x) + (y)) - (y) * (x)))
313
314 /**
315  * Blend image in src to destination buffer dst at position (x, y).
316  */
317 static void blend_image(AVFilterContext *ctx,
318                         AVFilterBufferRef *dst, AVFilterBufferRef *src,
319                         int x, int y)
320 {
321     OverlayContext *over = ctx->priv;
322     int i, imax, j, jmax, k, kmax;
323     const int src_w = src->video->w;
324     const int src_h = src->video->h;
325     const int dst_w = dst->video->w;
326     const int dst_h = dst->video->h;
327
328     if (x >= dst_w || x+dst_w  < 0 ||
329         y >= dst_h || y+dst_h < 0)
330         return; /* no intersection */
331
332     if (over->main_is_packed_rgb) {
333         uint8_t alpha;          ///< the amount of overlay to blend on to main
334         const int dr = over->main_rgba_map[R];
335         const int dg = over->main_rgba_map[G];
336         const int db = over->main_rgba_map[B];
337         const int da = over->main_rgba_map[A];
338         const int dstep = over->main_pix_step[0];
339         const int sr = over->overlay_rgba_map[R];
340         const int sg = over->overlay_rgba_map[G];
341         const int sb = over->overlay_rgba_map[B];
342         const int sa = over->overlay_rgba_map[A];
343         const int sstep = over->overlay_pix_step[0];
344         const int main_has_alpha = over->main_has_alpha;
345         uint8_t *s, *sp, *d, *dp;
346
347         i = FFMAX(-y, 0);
348         sp = src->data[0] + i     * src->linesize[0];
349         dp = dst->data[0] + (y+i) * dst->linesize[0];
350
351         for (imax = FFMIN(-y + dst_h, src_h); i < imax; i++) {
352             j = FFMAX(-x, 0);
353             s = sp + j     * sstep;
354             d = dp + (x+j) * dstep;
355
356             for (jmax = FFMIN(-x + dst_w, src_w); j < jmax; j++) {
357                 alpha = s[sa];
358
359                 // if the main channel has an alpha channel, alpha has to be calculated
360                 // to create an un-premultiplied (straight) alpha value
361                 if (main_has_alpha && alpha != 0 && alpha != 255) {
362                     uint8_t alpha_d = d[da];
363                     alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
364                 }
365
366                 switch (alpha) {
367                 case 0:
368                     break;
369                 case 255:
370                     d[dr] = s[sr];
371                     d[dg] = s[sg];
372                     d[db] = s[sb];
373                     break;
374                 default:
375                     // main_value = main_value * (1 - alpha) + overlay_value * alpha
376                     // since alpha is in the range 0-255, the result must divided by 255
377                     d[dr] = FAST_DIV255(d[dr] * (255 - alpha) + s[sr] * alpha);
378                     d[dg] = FAST_DIV255(d[dg] * (255 - alpha) + s[sg] * alpha);
379                     d[db] = FAST_DIV255(d[db] * (255 - alpha) + s[sb] * alpha);
380                 }
381                 if (main_has_alpha) {
382                     switch (alpha) {
383                     case 0:
384                         break;
385                     case 255:
386                         d[da] = s[sa];
387                         break;
388                     default:
389                         // apply alpha compositing: main_alpha += (1-main_alpha) * overlay_alpha
390                         d[da] += FAST_DIV255((255 - d[da]) * s[sa]);
391                     }
392                 }
393                 d += dstep;
394                 s += sstep;
395             }
396             dp += dst->linesize[0];
397             sp += src->linesize[0];
398         }
399     } else {
400         const int main_has_alpha = over->main_has_alpha;
401         if (main_has_alpha) {
402             uint8_t alpha;          ///< the amount of overlay to blend on to main
403             uint8_t *s, *sa, *d, *da;
404
405             i = FFMAX(-y, 0);
406             sa = src->data[3] + i     * src->linesize[3];
407             da = dst->data[3] + (y+i) * dst->linesize[3];
408
409             for (imax = FFMIN(-y + dst_h, src_h); i < imax; i++) {
410                 j = FFMAX(-x, 0);
411                 s = sa + j;
412                 d = da + x+j;
413
414                 for (jmax = FFMIN(-x + dst_w, src_w); j < jmax; j++) {
415                     alpha = *s;
416                     if (alpha != 0 && alpha != 255) {
417                         uint8_t alpha_d = *d;
418                         alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
419                     }
420                     switch (alpha) {
421                     case 0:
422                         break;
423                     case 255:
424                         *d = *s;
425                         break;
426                     default:
427                         // apply alpha compositing: main_alpha += (1-main_alpha) * overlay_alpha
428                         *d += FAST_DIV255((255 - *d) * *s);
429                     }
430                     d += 1;
431                     s += 1;
432                 }
433                 da += dst->linesize[3];
434                 sa += src->linesize[3];
435             }
436         }
437         for (i = 0; i < 3; i++) {
438             int hsub = i ? over->hsub : 0;
439             int vsub = i ? over->vsub : 0;
440             int src_wp = FFALIGN(src_w, 1<<hsub) >> hsub;
441             int src_hp = FFALIGN(src_h, 1<<vsub) >> vsub;
442             int dst_wp = FFALIGN(dst_w, 1<<hsub) >> hsub;
443             int dst_hp = FFALIGN(dst_h, 1<<vsub) >> vsub;
444             int yp = y>>vsub;
445             int xp = x>>hsub;
446             uint8_t *s, *sp, *d, *dp, *a, *ap;
447
448             j = FFMAX(-yp, 0);
449             sp = src->data[i] + j         * src->linesize[i];
450             dp = dst->data[i] + (yp+j)    * dst->linesize[i];
451             ap = src->data[3] + (j<<vsub) * src->linesize[3];
452
453             for (jmax = FFMIN(-yp + dst_hp, src_hp); j < jmax; j++) {
454                 k = FFMAX(-xp, 0);
455                 d = dp + xp+k;
456                 s = sp + k;
457                 a = ap + (k<<hsub);
458
459                 for (kmax = FFMIN(-xp + dst_wp, src_wp); k < kmax; k++) {
460                     int alpha_v, alpha_h, alpha;
461
462                     // average alpha for color components, improve quality
463                     if (hsub && vsub && j+1 < src_hp && k+1 < src_wp) {
464                         alpha = (a[0] + a[src->linesize[3]] +
465                                  a[1] + a[src->linesize[3]+1]) >> 2;
466                     } else if (hsub || vsub) {
467                         alpha_h = hsub && k+1 < src_wp ?
468                             (a[0] + a[1]) >> 1 : a[0];
469                         alpha_v = vsub && j+1 < src_hp ?
470                             (a[0] + a[src->linesize[3]]) >> 1 : a[0];
471                         alpha = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
472                     } else
473                         alpha = a[0];
474                     // if the main channel has an alpha channel, alpha has to be calculated
475                     // to create an un-premultiplied (straight) alpha value
476                     if (main_has_alpha && alpha != 0 && alpha != 255) {
477                         // average alpha for color components, improve quality
478                         uint8_t alpha_d;
479                         if (hsub && vsub && j+1 < src_hp && k+1 < src_wp) {
480                             alpha_d = (d[0] + d[src->linesize[3]] +
481                                        d[1] + d[src->linesize[3]+1]) >> 2;
482                         } else if (hsub || vsub) {
483                             alpha_h = hsub && k+1 < src_wp ?
484                                 (d[0] + d[1]) >> 1 : d[0];
485                             alpha_v = vsub && j+1 < src_hp ?
486                                 (d[0] + d[src->linesize[3]]) >> 1 : d[0];
487                             alpha_d = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
488                         } else
489                             alpha_d = d[0];
490                         alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
491                     }
492                     *d = FAST_DIV255(*d * (255 - alpha) + *s * alpha);
493                     s++;
494                     d++;
495                     a += 1 << hsub;
496                 }
497                 dp += dst->linesize[i];
498                 sp += src->linesize[i];
499                 ap += (1 << vsub) * src->linesize[3];
500             }
501         }
502     }
503 }
504
505 static int try_filter_frame(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *mainpic)
506 {
507     OverlayContext *over = ctx->priv;
508     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
509     AVFilterBufferRef *next_overpic;
510     int ret;
511
512     /* Discard obsolete overlay frames: if there is a next overlay frame with pts
513      * before the main frame, we can drop the current overlay. */
514     while (1) {
515         next_overpic = ff_bufqueue_peek(&over->queue_over, 0);
516         if (!next_overpic || av_compare_ts(next_overpic->pts, ctx->inputs[OVERLAY]->time_base,
517                                            mainpic->pts     , ctx->inputs[MAIN]->time_base) > 0)
518             break;
519         ff_bufqueue_get(&over->queue_over);
520         avfilter_unref_buffer(over->overpicref);
521         over->overpicref = next_overpic;
522     }
523
524     /* If there is no next frame and no EOF and the overlay frame is before
525      * the main frame, we can not know yet if it will be superseded. */
526     if (!over->queue_over.available && !over->overlay_eof &&
527         (!over->overpicref || av_compare_ts(over->overpicref->pts, ctx->inputs[OVERLAY]->time_base,
528                                             mainpic->pts         , ctx->inputs[MAIN]->time_base) < 0))
529         return AVERROR(EAGAIN);
530
531     /* At this point, we know that the current overlay frame extends to the
532      * time of the main frame. */
533     av_dlog(ctx, "main_pts:%s main_pts_time:%s",
534             av_ts2str(mainpic->pts), av_ts2timestr(mainpic->pts, &outlink->time_base));
535     if (over->overpicref)
536         av_dlog(ctx, " over_pts:%s over_pts_time:%s",
537                 av_ts2str(over->overpicref->pts), av_ts2timestr(over->overpicref->pts, &outlink->time_base));
538     av_dlog(ctx, "\n");
539
540     if (over->overpicref)
541         blend_image(ctx, mainpic, over->overpicref, over->x, over->y);
542     ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[0], mainpic);
543     av_assert1(ret != AVERROR(EAGAIN));
544     over->frame_requested = 0;
545     return ret;
546 }
547
548 static int try_filter_next_frame(AVFilterContext *ctx)
549 {
550     OverlayContext *over = ctx->priv;
551     AVFilterBufferRef *next_mainpic = ff_bufqueue_peek(&over->queue_main, 0);
552     int ret;
553
554     if (!next_mainpic)
555         return AVERROR(EAGAIN);
556     if ((ret = try_filter_frame(ctx, next_mainpic)) == AVERROR(EAGAIN))
557         return ret;
558     ff_bufqueue_get(&over->queue_main);
559     return ret;
560 }
561
562 static int flush_frames(AVFilterContext *ctx)
563 {
564     int ret;
565
566     while (!(ret = try_filter_next_frame(ctx)));
567     return ret == AVERROR(EAGAIN) ? 0 : ret;
568 }
569
570 static int filter_frame_main(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *inpicref)
571 {
572     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
573     OverlayContext *over = ctx->priv;
574     int ret;
575
576     if ((ret = flush_frames(ctx)) < 0)
577         return ret;
578     if ((ret = try_filter_frame(ctx, inpicref)) < 0) {
579         if (ret != AVERROR(EAGAIN))
580             return ret;
581         ff_bufqueue_add(ctx, &over->queue_main, inpicref);
582     }
583
584     if (!over->overpicref)
585         return 0;
586     flush_frames(ctx);
587
588     return 0;
589 }
590
591 static int filter_frame_over(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *inpicref)
592 {
593     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
594     OverlayContext *over = ctx->priv;
595     int ret;
596
597     if ((ret = flush_frames(ctx)) < 0)
598         return ret;
599     ff_bufqueue_add(ctx, &over->queue_over, inpicref);
600     ret = try_filter_next_frame(ctx);
601     return ret == AVERROR(EAGAIN) ? 0 : ret;
602 }
603
604 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
605 {
606     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
607     OverlayContext *over = ctx->priv;
608     int input, ret;
609
610     if (!try_filter_next_frame(ctx))
611         return 0;
612     over->frame_requested = 1;
613     while (over->frame_requested) {
614         /* TODO if we had a frame duration, we could guess more accurately */
615         input = !over->overlay_eof && (over->queue_main.available ||
616                                        over->queue_over.available < 2) ?
617                 OVERLAY : MAIN;
618         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[input]);
619         /* EOF on main is reported immediately */
620         if (ret == AVERROR_EOF && input == OVERLAY) {
621             over->overlay_eof = 1;
622             if (over->shortest)
623                 return ret;
624             if ((ret = try_filter_next_frame(ctx)) != AVERROR(EAGAIN))
625                 return ret;
626             ret = 0; /* continue requesting frames on main */
627         }
628         if (ret < 0)
629             return ret;
630     }
631     return 0;
632 }
633
634 static const AVFilterPad avfilter_vf_overlay_inputs[] = {
635     {
636         .name         = "main",
637         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
638         .get_video_buffer = ff_null_get_video_buffer,
639         .config_props = config_input_main,
640         .filter_frame = filter_frame_main,
641         .min_perms    = AV_PERM_READ | AV_PERM_WRITE | AV_PERM_PRESERVE,
642     },
643     {
644         .name         = "overlay",
645         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
646         .config_props = config_input_overlay,
647         .filter_frame = filter_frame_over,
648         .min_perms    = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
649     },
650     { NULL }
651 };
652
653 static const AVFilterPad avfilter_vf_overlay_outputs[] = {
654     {
655         .name          = "default",
656         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
657         .rej_perms     = AV_PERM_WRITE,
658         .config_props  = config_output,
659         .request_frame = request_frame,
660     },
661     { NULL }
662 };
663
664 AVFilter avfilter_vf_overlay = {
665     .name      = "overlay",
666     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Overlay a video source on top of the input."),
667
668     .init      = init,
669     .uninit    = uninit,
670
671     .priv_size = sizeof(OverlayContext),
672
673     .query_formats = query_formats,
674
675     .inputs    = avfilter_vf_overlay_inputs,
676     .outputs   = avfilter_vf_overlay_outputs,
677     .priv_class = &overlay_class,
678 };