libavfilter/ebur128: add target value to statistics line
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_threshold.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2016 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 /**
22  * @file
23  * threshold video filter
24  */
25
26 #include "libavutil/imgutils.h"
27 #include "libavutil/internal.h"
28 #include "libavutil/opt.h"
29 #include "libavutil/pixdesc.h"
30 #include "avfilter.h"
31 #include "framesync.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "video.h"
34 #include "threshold.h"
35
36 #define OFFSET(x) offsetof(ThresholdContext, x)
37 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
38
39 static const AVOption threshold_options[] = {
40     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
41     { NULL }
42 };
43
44 AVFILTER_DEFINE_CLASS(threshold);
45
46 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
47 {
48     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
49         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
50         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
51         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
52         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
53         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
54         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
55         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
56         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
57         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
58         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
59         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
60         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
61         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
62         AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GBRAP10, AV_PIX_FMT_GBRAP12 , AV_PIX_FMT_GBRAP16,
63         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9, AV_PIX_FMT_GRAY10,
64         AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
65         AV_PIX_FMT_NONE
66     };
67
68     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
69 }
70
71 typedef struct ThreadData {
72     AVFrame *in;
73     AVFrame *threshold;
74     AVFrame *min;
75     AVFrame *max;
76     AVFrame *out;
77 } ThreadData;
78
79 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
80 {
81     ThresholdContext *s = ctx->priv;
82     ThreadData *td = arg;
83     AVFrame *min = td->min;
84     AVFrame *max = td->max;
85     AVFrame *threshold = td->threshold;
86     AVFrame *in = td->in;
87     AVFrame *out = td->out;
88
89     for (int p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
90         const int h = s->height[p];
91         const int slice_start = (h * jobnr) / nb_jobs;
92         const int slice_end = (h * (jobnr+1)) / nb_jobs;
93
94         if (!(s->planes & (1 << p))) {
95             av_image_copy_plane(out->data[p] + slice_start * out->linesize[p],
96                                 out->linesize[p],
97                                 in->data[p] + slice_start * in->linesize[p],
98                                 in->linesize[p],
99                                 s->width[p] * s->bpc,
100                                 slice_end - slice_start);
101             continue;
102         }
103         s->threshold(in->data[p] + slice_start * in->linesize[p],
104                      threshold->data[p] + slice_start * threshold->linesize[p],
105                      min->data[p] + slice_start * min->linesize[p],
106                      max->data[p] + slice_start * max->linesize[p],
107                      out->data[p] + slice_start * out->linesize[p],
108                      in->linesize[p], threshold->linesize[p],
109                      min->linesize[p], max->linesize[p],
110                      out->linesize[p],
111                      s->width[p], slice_end - slice_start);
112     }
113
114     return 0;
115 }
116
117 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
118 {
119     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
120     ThresholdContext *s = fs->opaque;
121     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
122     AVFrame *out, *in, *threshold, *min, *max;
123     ThreadData td;
124     int ret;
125
126     if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 0, &in,        0)) < 0 ||
127         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 1, &threshold, 0)) < 0 ||
128         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 2, &min,       0)) < 0 ||
129         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 3, &max,       0)) < 0)
130         return ret;
131
132     if (ctx->is_disabled) {
133         out = av_frame_clone(in);
134         if (!out)
135             return AVERROR(ENOMEM);
136     } else {
137         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
138         if (!out)
139             return AVERROR(ENOMEM);
140         av_frame_copy_props(out, in);
141
142         td.out = out;
143         td.in = in;
144         td.threshold = threshold;
145         td.min = min;
146         td.max = max;
147         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL,
148                                FFMIN(s->height[2], ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
149     }
150
151     out->pts = av_rescale_q(s->fs.pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
152
153     return ff_filter_frame(outlink, out);
154 }
155
156 static void threshold8(const uint8_t *in, const uint8_t *threshold,
157                        const uint8_t *min, const uint8_t *max,
158                        uint8_t *out,
159                        ptrdiff_t ilinesize, ptrdiff_t tlinesize,
160                        ptrdiff_t flinesize, ptrdiff_t slinesize,
161                        ptrdiff_t olinesize,
162                        int w, int h)
163 {
164     int x, y;
165
166     for (y = 0; y < h; y++) {
167         for (x = 0; x < w; x++) {
168             out[x] = in[x] < threshold[x] ? min[x] : max[x];
169         }
170
171         in        += ilinesize;
172         threshold += tlinesize;
173         min       += flinesize;
174         max       += slinesize;
175         out       += olinesize;
176     }
177 }
178
179 static void threshold16(const uint8_t *iin, const uint8_t *tthreshold,
180                         const uint8_t *ffirst, const uint8_t *ssecond,
181                         uint8_t *oout,
182                         ptrdiff_t ilinesize, ptrdiff_t tlinesize,
183                         ptrdiff_t flinesize, ptrdiff_t slinesize,
184                         ptrdiff_t olinesize,
185                         int w, int h)
186 {
187     const uint16_t *in = (const uint16_t *)iin;
188     const uint16_t *threshold = (const uint16_t *)tthreshold;
189     const uint16_t *min = (const uint16_t *)ffirst;
190     const uint16_t *max = (const uint16_t *)ssecond;
191     uint16_t *out = (uint16_t *)oout;
192     int x, y;
193
194     for (y = 0; y < h; y++) {
195         for (x = 0; x < w; x++) {
196             out[x] = in[x] < threshold[x] ? min[x] : max[x];
197         }
198
199         in        += ilinesize / 2;
200         threshold += tlinesize / 2;
201         min       += flinesize / 2;
202         max       += slinesize / 2;
203         out       += olinesize / 2;
204     }
205 }
206
207 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
208 {
209     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
210     ThresholdContext *s = ctx->priv;
211     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
212     int vsub, hsub;
213
214     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
215
216     hsub = desc->log2_chroma_w;
217     vsub = desc->log2_chroma_h;
218     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub);
219     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
220     s->width[1]  = s->width[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub);
221     s->width[0]  = s->width[3]  = inlink->w;
222     s->depth = desc->comp[0].depth;
223
224     ff_threshold_init(s);
225
226     return 0;
227 }
228
229 void ff_threshold_init(ThresholdContext *s)
230 {
231     if (s->depth == 8) {
232         s->threshold = threshold8;
233         s->bpc = 1;
234     } else {
235         s->threshold = threshold16;
236         s->bpc = 2;
237     }
238
239     if (ARCH_X86)
240         ff_threshold_init_x86(s);
241 }
242
243 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
244 {
245     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
246     ThresholdContext *s = ctx->priv;
247     AVFilterLink *base = ctx->inputs[0];
248     AVFilterLink *threshold = ctx->inputs[1];
249     AVFilterLink *min = ctx->inputs[2];
250     AVFilterLink *max = ctx->inputs[3];
251     FFFrameSyncIn *in;
252     int ret;
253
254     if (base->format != threshold->format ||
255         base->format != min->format ||
256         base->format != max->format) {
257         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
258         return AVERROR(EINVAL);
259     }
260     if (base->w                       != threshold->w ||
261         base->h                       != threshold->h ||
262         base->w                       != min->w ||
263         base->h                       != min->h ||
264         base->w                       != max->w ||
265         base->h                       != max->h) {
266         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
267                "(size %dx%d) do not match the corresponding "
268                "second input link %s parameters (%dx%d) "
269                "and/or third input link %s parameters (%dx%d) "
270                "and/or fourth input link %s parameters (%dx%d)\n",
271                ctx->input_pads[0].name, base->w, base->h,
272                ctx->input_pads[1].name, threshold->w, threshold->h,
273                ctx->input_pads[2].name, min->w, min->h,
274                ctx->input_pads[3].name, max->w, max->h);
275         return AVERROR(EINVAL);
276     }
277
278     outlink->w = base->w;
279     outlink->h = base->h;
280     outlink->time_base = base->time_base;
281     outlink->sample_aspect_ratio = base->sample_aspect_ratio;
282     outlink->frame_rate = base->frame_rate;
283
284     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, 4)) < 0)
285         return ret;
286
287     in = s->fs.in;
288     in[0].time_base = base->time_base;
289     in[1].time_base = threshold->time_base;
290     in[2].time_base = min->time_base;
291     in[3].time_base = max->time_base;
292     in[0].sync   = 1;
293     in[0].before = EXT_STOP;
294     in[0].after  = EXT_STOP;
295     in[1].sync   = 1;
296     in[1].before = EXT_STOP;
297     in[1].after  = EXT_STOP;
298     in[2].sync   = 1;
299     in[2].before = EXT_STOP;
300     in[2].after  = EXT_STOP;
301     in[3].sync   = 1;
302     in[3].before = EXT_STOP;
303     in[3].after  = EXT_STOP;
304     s->fs.opaque   = s;
305     s->fs.on_event = process_frame;
306
307     return ff_framesync_configure(&s->fs);
308 }
309
310 static int activate(AVFilterContext *ctx)
311 {
312     ThresholdContext *s = ctx->priv;
313     return ff_framesync_activate(&s->fs);
314 }
315
316 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
317 {
318     ThresholdContext *s = ctx->priv;
319
320     ff_framesync_uninit(&s->fs);
321 }
322
323 static const AVFilterPad inputs[] = {
324     {
325         .name         = "default",
326         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
327         .config_props = config_input,
328     },
329     {
330         .name         = "threshold",
331         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
332     },
333     {
334         .name         = "min",
335         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
336     },
337     {
338         .name         = "max",
339         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
340     },
341     { NULL }
342 };
343
344 static const AVFilterPad outputs[] = {
345     {
346         .name          = "default",
347         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
348         .config_props  = config_output,
349     },
350     { NULL }
351 };
352
353 AVFilter ff_vf_threshold = {
354     .name          = "threshold",
355     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Threshold first video stream using other video streams."),
356     .priv_size     = sizeof(ThresholdContext),
357     .priv_class    = &threshold_class,
358     .uninit        = uninit,
359     .query_formats = query_formats,
360     .activate      = activate,
361     .inputs        = inputs,
362     .outputs       = outputs,
363     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
364 };