6f33848f202f443845fc2f379179934b1e251b16
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_scale.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
3  *
4  * This file is part of Libav.
5  *
6  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /**
22  * @file
23  * scale video filter
24  */
25
26 #include "avfilter.h"
27 #include "formats.h"
28 #include "video.h"
29 #include "libavutil/avstring.h"
30 #include "libavutil/eval.h"
31 #include "libavutil/mathematics.h"
32 #include "libavutil/opt.h"
33 #include "libavutil/pixdesc.h"
34 #include "libswscale/swscale.h"
35
36 static const char *const var_names[] = {
37     "PI",
38     "PHI",
39     "E",
40     "in_w",   "iw",
41     "in_h",   "ih",
42     "out_w",  "ow",
43     "out_h",  "oh",
44     "a", "dar",
45     "sar",
46     "hsub",
47     "vsub",
48     NULL
49 };
50
51 enum var_name {
52     VAR_PI,
53     VAR_PHI,
54     VAR_E,
55     VAR_IN_W,   VAR_IW,
56     VAR_IN_H,   VAR_IH,
57     VAR_OUT_W,  VAR_OW,
58     VAR_OUT_H,  VAR_OH,
59     VAR_A, VAR_DAR,
60     VAR_SAR,
61     VAR_HSUB,
62     VAR_VSUB,
63     VARS_NB
64 };
65
66 typedef struct {
67     struct SwsContext *sws;     ///< software scaler context
68
69     /**
70      * New dimensions. Special values are:
71      *   0 = original width/height
72      *  -1 = keep original aspect
73      */
74     int w, h;
75     unsigned int flags;         ///sws flags
76
77     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling
78     int slice_y;                ///< top of current output slice
79     int input_is_pal;           ///< set to 1 if the input format is paletted
80
81     char w_expr[256];           ///< width  expression string
82     char h_expr[256];           ///< height expression string
83 } ScaleContext;
84
85 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
86 {
87     ScaleContext *scale = ctx->priv;
88     const char *p;
89
90     av_strlcpy(scale->w_expr, "iw", sizeof(scale->w_expr));
91     av_strlcpy(scale->h_expr, "ih", sizeof(scale->h_expr));
92
93     scale->flags = SWS_BILINEAR;
94     if (args) {
95         sscanf(args, "%255[^:]:%255[^:]", scale->w_expr, scale->h_expr);
96         p = strstr(args,"flags=");
97         if (p) {
98             const AVClass *class = sws_get_class();
99             const AVOption    *o = av_opt_find(&class, "sws_flags", NULL, 0,
100                                                AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ);
101             int ret = av_opt_eval_flags(&class, o, p + 6, &scale->flags);
102
103             if (ret < 0)
104                 return ret;
105         }
106     }
107
108     return 0;
109 }
110
111 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
112 {
113     ScaleContext *scale = ctx->priv;
114     sws_freeContext(scale->sws);
115     scale->sws = NULL;
116 }
117
118 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
119 {
120     AVFilterFormats *formats;
121     enum PixelFormat pix_fmt;
122     int ret;
123
124     if (ctx->inputs[0]) {
125         formats = NULL;
126         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
127             if (   sws_isSupportedInput(pix_fmt)
128                 && (ret = ff_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
129                 ff_formats_unref(&formats);
130                 return ret;
131             }
132         ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[0]->out_formats);
133     }
134     if (ctx->outputs[0]) {
135         formats = NULL;
136         for (pix_fmt = 0; pix_fmt < PIX_FMT_NB; pix_fmt++)
137             if (    sws_isSupportedOutput(pix_fmt)
138                 && (ret = ff_add_format(&formats, pix_fmt)) < 0) {
139                 ff_formats_unref(&formats);
140                 return ret;
141             }
142         ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->in_formats);
143     }
144
145     return 0;
146 }
147
148 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
149 {
150     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
151     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
152     ScaleContext *scale = ctx->priv;
153     int64_t w, h;
154     double var_values[VARS_NB], res;
155     char *expr;
156     int ret;
157
158     var_values[VAR_PI]    = M_PI;
159     var_values[VAR_PHI]   = M_PHI;
160     var_values[VAR_E]     = M_E;
161     var_values[VAR_IN_W]  = var_values[VAR_IW] = inlink->w;
162     var_values[VAR_IN_H]  = var_values[VAR_IH] = inlink->h;
163     var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = NAN;
164     var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = NAN;
165     var_values[VAR_DAR]   = var_values[VAR_A]  = (float) inlink->w / inlink->h;
166     var_values[VAR_SAR]   = inlink->sample_aspect_ratio.num ?
167         (float) inlink->sample_aspect_ratio.num / inlink->sample_aspect_ratio.den : 1;
168     var_values[VAR_HSUB]  = 1<<av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_w;
169     var_values[VAR_VSUB]  = 1<<av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].log2_chroma_h;
170
171     /* evaluate width and height */
172     av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
173                            var_names, var_values,
174                            NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
175     scale->w = var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_OW] = res;
176     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->h_expr),
177                                       var_names, var_values,
178                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
179         goto fail;
180     scale->h = var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_OH] = res;
181     /* evaluate again the width, as it may depend on the output height */
182     if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = scale->w_expr),
183                                       var_names, var_values,
184                                       NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
185         goto fail;
186     scale->w = res;
187
188     w = scale->w;
189     h = scale->h;
190
191     /* sanity check params */
192     if (w <  -1 || h <  -1) {
193         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Size values less than -1 are not acceptable.\n");
194         return AVERROR(EINVAL);
195     }
196     if (w == -1 && h == -1)
197         scale->w = scale->h = 0;
198
199     if (!(w = scale->w))
200         w = inlink->w;
201     if (!(h = scale->h))
202         h = inlink->h;
203     if (w == -1)
204         w = av_rescale(h, inlink->w, inlink->h);
205     if (h == -1)
206         h = av_rescale(w, inlink->h, inlink->w);
207
208     if (w > INT_MAX || h > INT_MAX ||
209         (h * inlink->w) > INT_MAX  ||
210         (w * inlink->h) > INT_MAX)
211         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Rescaled value for width or height is too big.\n");
212
213     outlink->w = w;
214     outlink->h = h;
215
216     /* TODO: make algorithm configurable */
217     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "w:%d h:%d fmt:%s -> w:%d h:%d fmt:%s flags:0x%0x\n",
218            inlink ->w, inlink ->h, av_pix_fmt_descriptors[ inlink->format].name,
219            outlink->w, outlink->h, av_pix_fmt_descriptors[outlink->format].name,
220            scale->flags);
221
222     scale->input_is_pal = av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].flags & PIX_FMT_PAL ||
223                           av_pix_fmt_descriptors[inlink->format].flags & PIX_FMT_PSEUDOPAL;
224
225     if (scale->sws)
226         sws_freeContext(scale->sws);
227     if (inlink->w == outlink->w && inlink->h == outlink->h &&
228         inlink->format == outlink->format)
229         scale->sws = NULL;
230     else {
231         scale->sws = sws_getContext(inlink ->w, inlink ->h, inlink ->format,
232                                     outlink->w, outlink->h, outlink->format,
233                                     scale->flags, NULL, NULL, NULL);
234         if (!scale->sws)
235             return AVERROR(EINVAL);
236     }
237
238
239     if (inlink->sample_aspect_ratio.num)
240         outlink->sample_aspect_ratio = av_mul_q((AVRational){outlink->h*inlink->w,
241                                                              outlink->w*inlink->h},
242                                                 inlink->sample_aspect_ratio);
243     else
244         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
245
246     return 0;
247
248 fail:
249     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
250            "Error when evaluating the expression '%s'\n", expr);
251     return ret;
252 }
253
254 static void start_frame(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref)
255 {
256     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
257     AVFilterLink *outlink = link->dst->outputs[0];
258     AVFilterBufferRef *outpicref;
259
260     if (!scale->sws) {
261         ff_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(picref, ~0));
262         return;
263     }
264
265     scale->hsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_w;
266     scale->vsub = av_pix_fmt_descriptors[link->format].log2_chroma_h;
267
268     outpicref = avfilter_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, outlink->w, outlink->h);
269     avfilter_copy_buffer_ref_props(outpicref, picref);
270     outpicref->video->w = outlink->w;
271     outpicref->video->h = outlink->h;
272
273     outlink->out_buf = outpicref;
274
275     av_reduce(&outpicref->video->pixel_aspect.num, &outpicref->video->pixel_aspect.den,
276               (int64_t)picref->video->pixel_aspect.num * outlink->h * link->w,
277               (int64_t)picref->video->pixel_aspect.den * outlink->w * link->h,
278               INT_MAX);
279
280     scale->slice_y = 0;
281     ff_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(outpicref, ~0));
282 }
283
284 static void draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
285 {
286     ScaleContext *scale = link->dst->priv;
287     int out_h;
288     AVFilterBufferRef *cur_pic = link->cur_buf;
289     const uint8_t *data[4];
290
291     if (!scale->sws) {
292         ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], y, h, slice_dir);
293         return;
294     }
295
296     if (scale->slice_y == 0 && slice_dir == -1)
297         scale->slice_y = link->dst->outputs[0]->h;
298
299     data[0] = cur_pic->data[0] +  y               * cur_pic->linesize[0];
300     data[1] = scale->input_is_pal ?
301               cur_pic->data[1] :
302               cur_pic->data[1] + (y>>scale->vsub) * cur_pic->linesize[1];
303     data[2] = cur_pic->data[2] + (y>>scale->vsub) * cur_pic->linesize[2];
304     data[3] = cur_pic->data[3] +  y               * cur_pic->linesize[3];
305
306     out_h = sws_scale(scale->sws, data, cur_pic->linesize, y, h,
307                       link->dst->outputs[0]->out_buf->data,
308                       link->dst->outputs[0]->out_buf->linesize);
309
310     if (slice_dir == -1)
311         scale->slice_y -= out_h;
312     ff_draw_slice(link->dst->outputs[0], scale->slice_y, out_h, slice_dir);
313     if (slice_dir == 1)
314         scale->slice_y += out_h;
315 }
316
317 AVFilter avfilter_vf_scale = {
318     .name      = "scale",
319     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale the input video to width:height size and/or convert the image format."),
320
321     .init      = init,
322     .uninit    = uninit,
323
324     .query_formats = query_formats,
325
326     .priv_size = sizeof(ScaleContext),
327
328     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
329                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
330                                     .start_frame      = start_frame,
331                                     .draw_slice       = draw_slice,
332                                     .min_perms        = AV_PERM_READ, },
333                                   { .name = NULL}},
334     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
335                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
336                                     .config_props     = config_props, },
337                                   { .name = NULL}},
338 };