cmdutils: print missing caps in print_codec().
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_vpp_qsv.c
1 /*
2  * This file is part of FFmpeg.
3  *
4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 /**
20  ** @file
21  ** Hardware accelerated common filters based on Intel Quick Sync Video VPP
22  **/
23
24 #include <float.h>
25
26 #include "libavutil/opt.h"
27 #include "libavutil/eval.h"
28 #include "libavutil/avassert.h"
29 #include "libavutil/pixdesc.h"
30 #include "libavutil/mathematics.h"
31
32 #include "formats.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "avfilter.h"
35 #include "libavcodec/avcodec.h"
36 #include "libavformat/avformat.h"
37
38 #include "qsvvpp.h"
39
40 #define OFFSET(x) offsetof(VPPContext, x)
41 #define FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM)
42
43 /* number of video enhancement filters */
44 #define ENH_FILTERS_COUNT (5)
45
46 typedef struct VPPContext{
47     const AVClass *class;
48
49     QSVVPPContext *qsv;
50
51     /* Video Enhancement Algorithms */
52     mfxExtVPPDeinterlacing  deinterlace_conf;
53     mfxExtVPPFrameRateConversion frc_conf;
54     mfxExtVPPDenoise denoise_conf;
55     mfxExtVPPDetail detail_conf;
56     mfxExtVPPProcAmp procamp_conf;
57
58     int out_width;
59     int out_height;
60
61     AVRational framerate;       /* target framerate */
62     int use_frc;                /* use framerate conversion */
63     int deinterlace;            /* deinterlace mode : 0=off, 1=bob, 2=advanced */
64     int denoise;                /* Enable Denoise algorithm. Value [0, 100] */
65     int detail;                 /* Enable Detail Enhancement algorithm. */
66                                 /* Level is the optional, value [0, 100] */
67     int use_crop;               /* 1 = use crop; 0=none */
68     int crop_w;
69     int crop_h;
70     int crop_x;
71     int crop_y;
72
73     /* param for the procamp */
74     int    procamp;            /* enable procamp */
75     float  hue;
76     float  saturation;
77     float  contrast;
78     float  brightness;
79
80     char *cx, *cy, *cw, *ch;
81     char *ow, *oh;
82 } VPPContext;
83
84 static const AVOption options[] = {
85     { "deinterlace", "deinterlace mode: 0=off, 1=bob, 2=advanced", OFFSET(deinterlace), AV_OPT_TYPE_INT,      { .i64 = 0 }, 0, MFX_DEINTERLACING_ADVANCED, .flags = FLAGS, "deinterlace" },
86     { "bob",         "Bob deinterlace mode.",                      0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,    { .i64 = MFX_DEINTERLACING_BOB },            .flags = FLAGS, "deinterlace" },
87     { "advanced",    "Advanced deinterlace mode. ",                0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,    { .i64 = MFX_DEINTERLACING_ADVANCED },       .flags = FLAGS, "deinterlace" },
88
89     { "denoise",     "denoise level [0, 100]",       OFFSET(denoise),     AV_OPT_TYPE_INT,      { .i64 = 0 }, 0, 100, .flags = FLAGS },
90     { "detail",      "enhancement level [0, 100]",   OFFSET(detail),      AV_OPT_TYPE_INT,      { .i64 = 0 }, 0, 100, .flags = FLAGS },
91     { "framerate",   "output framerate",             OFFSET(framerate),   AV_OPT_TYPE_RATIONAL, { .dbl = 0.0 },0, DBL_MAX, .flags = FLAGS },
92     { "procamp",     "Enable ProcAmp",               OFFSET(procamp),     AV_OPT_TYPE_INT,      { .i64 = 0 }, 0, 1, .flags = FLAGS},
93     { "hue",         "ProcAmp hue",                  OFFSET(hue),         AV_OPT_TYPE_FLOAT,    { .dbl = 0.0 }, -180.0, 180.0, .flags = FLAGS},
94     { "saturation",  "ProcAmp saturation",           OFFSET(saturation),  AV_OPT_TYPE_FLOAT,    { .dbl = 1.0 }, 0.0, 10.0, .flags = FLAGS},
95     { "contrast",    "ProcAmp contrast",             OFFSET(contrast),    AV_OPT_TYPE_FLOAT,    { .dbl = 1.0 }, 0.0, 10.0, .flags = FLAGS},
96     { "brightness",  "ProcAmp brightness",           OFFSET(brightness),  AV_OPT_TYPE_FLOAT,    { .dbl = 0.0 }, -100.0, 100.0, .flags = FLAGS},
97
98     { "cw",   "set the width crop area expression",   OFFSET(cw), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "iw" }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
99     { "ch",   "set the height crop area expression",  OFFSET(ch), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "ih" }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
100     { "cx",   "set the x crop area expression",       OFFSET(cx), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "(in_w-out_w)/2" }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
101     { "cy",   "set the y crop area expression",       OFFSET(cy), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "(in_h-out_h)/2" }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
102
103     { "w",      "Output video width",  OFFSET(ow), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str="cw" }, 0, 255, .flags = FLAGS },
104     { "width",  "Output video width",  OFFSET(ow), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str="cw" }, 0, 255, .flags = FLAGS },
105     { "h",      "Output video height", OFFSET(oh), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str="w*ch/cw" }, 0, 255, .flags = FLAGS },
106     { "height", "Output video height", OFFSET(oh), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str="w*ch/cw" }, 0, 255, .flags = FLAGS },
107     { NULL }
108 };
109
110 static const char *const var_names[] = {
111     "iw", "in_w",
112     "ih", "in_h",
113     "ow", "out_w", "w",
114     "oh", "out_h", "h",
115     "cw",
116     "ch",
117     "cx",
118     "cy",
119     NULL
120 };
121
122 enum var_name {
123     VAR_iW, VAR_IN_W,
124     VAR_iH, VAR_IN_H,
125     VAR_oW, VAR_OUT_W, VAR_W,
126     VAR_oH, VAR_OUT_H, VAR_H,
127     CW,
128     CH,
129     CX,
130     CY,
131     VAR_VARS_NB
132 };
133
134 static int eval_expr(AVFilterContext *ctx)
135 {
136 #define PASS_EXPR(e, s) {\
137     ret = av_expr_parse(&e, s, var_names, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx); \
138     if (ret < 0) {\
139         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error when passing '%s'.\n", s);\
140         goto release;\
141     }\
142 }
143 #define CALC_EXPR(e, v, i) {\
144     i = v = av_expr_eval(e, var_values, NULL); \
145 }
146     VPPContext *vpp = ctx->priv;
147     double  var_values[VAR_VARS_NB] = { NAN };
148     AVExpr *w_expr  = NULL, *h_expr  = NULL;
149     AVExpr *cw_expr = NULL, *ch_expr = NULL;
150     AVExpr *cx_expr = NULL, *cy_expr = NULL;
151     int     ret = 0;
152
153     PASS_EXPR(cw_expr, vpp->cw);
154     PASS_EXPR(ch_expr, vpp->ch);
155
156     PASS_EXPR(w_expr, vpp->ow);
157     PASS_EXPR(h_expr, vpp->oh);
158
159     PASS_EXPR(cx_expr, vpp->cx);
160     PASS_EXPR(cy_expr, vpp->cy);
161
162     var_values[VAR_iW] =
163     var_values[VAR_IN_W] = ctx->inputs[0]->w;
164
165     var_values[VAR_iH] =
166     var_values[VAR_IN_H] = ctx->inputs[0]->h;
167
168     /* crop params */
169     CALC_EXPR(cw_expr, var_values[CW], vpp->crop_w);
170     CALC_EXPR(ch_expr, var_values[CH], vpp->crop_h);
171
172     /* calc again in case cw is relative to ch */
173     CALC_EXPR(cw_expr, var_values[CW], vpp->crop_w);
174
175     CALC_EXPR(w_expr,
176             var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_oW] = var_values[VAR_W],
177             vpp->out_width);
178     CALC_EXPR(h_expr,
179             var_values[VAR_OUT_H] = var_values[VAR_oH] = var_values[VAR_H],
180             vpp->out_height);
181
182     /* calc again in case ow is relative to oh */
183     CALC_EXPR(w_expr,
184             var_values[VAR_OUT_W] = var_values[VAR_oW] = var_values[VAR_W],
185             vpp->out_width);
186
187
188     CALC_EXPR(cx_expr, var_values[CX], vpp->crop_x);
189     CALC_EXPR(cy_expr, var_values[CY], vpp->crop_y);
190
191     /* calc again in case cx is relative to cy */
192     CALC_EXPR(cx_expr, var_values[CX], vpp->crop_x);
193
194     if ((vpp->crop_w != var_values[VAR_iW]) || (vpp->crop_h != var_values[VAR_iH]))
195         vpp->use_crop = 1;
196
197 release:
198     av_expr_free(w_expr);
199     av_expr_free(h_expr);
200     av_expr_free(cw_expr);
201     av_expr_free(ch_expr);
202     av_expr_free(cx_expr);
203     av_expr_free(cy_expr);
204 #undef PASS_EXPR
205 #undef CALC_EXPR
206
207     return ret;
208 }
209
210 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
211 {
212     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
213     VPPContext      *vpp = ctx->priv;
214     int              ret;
215
216     if (vpp->framerate.den == 0 || vpp->framerate.num == 0)
217         vpp->framerate = inlink->frame_rate;
218
219     if (av_cmp_q(vpp->framerate, inlink->frame_rate))
220         vpp->use_frc = 1;
221
222     ret = eval_expr(ctx);
223     if (ret != 0) {
224         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Fail to eval expr.\n");
225         return ret;
226     }
227
228     if (vpp->out_height == 0 || vpp->out_width == 0) {
229         vpp->out_width  = inlink->w;
230         vpp->out_height = inlink->h;
231     }
232
233     if (vpp->use_crop) {
234         vpp->crop_x = FFMAX(vpp->crop_x, 0);
235         vpp->crop_y = FFMAX(vpp->crop_y, 0);
236
237         if(vpp->crop_w + vpp->crop_x > inlink->w)
238            vpp->crop_x = inlink->w - vpp->crop_w;
239         if(vpp->crop_h + vpp->crop_y > inlink->h)
240            vpp->crop_y = inlink->h - vpp->crop_h;
241     }
242
243     return 0;
244 }
245
246 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
247 {
248     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
249     VPPContext      *vpp = ctx->priv;
250     QSVVPPParam     param = { NULL };
251     QSVVPPCrop      crop  = { 0 };
252     mfxExtBuffer    *ext_buf[ENH_FILTERS_COUNT];
253     AVFilterLink    *inlink = ctx->inputs[0];
254
255     outlink->w          = vpp->out_width;
256     outlink->h          = vpp->out_height;
257     outlink->frame_rate = vpp->framerate;
258     outlink->time_base  = av_inv_q(vpp->framerate);
259
260     param.filter_frame  = NULL;
261     param.out_sw_format = AV_PIX_FMT_NV12;
262     param.num_ext_buf   = 0;
263     param.ext_buf       = ext_buf;
264
265     if (vpp->use_crop) {
266         crop.in_idx = 0;
267         crop.x = vpp->crop_x;
268         crop.y = vpp->crop_y;
269         crop.w = vpp->crop_w;
270         crop.h = vpp->crop_h;
271
272         param.num_crop = 1;
273         param.crop     = &crop;
274     }
275
276     if (vpp->deinterlace) {
277         memset(&vpp->deinterlace_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPDeinterlacing));
278         vpp->deinterlace_conf.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VPP_DEINTERLACING;
279         vpp->deinterlace_conf.Header.BufferSz = sizeof(mfxExtVPPDeinterlacing);
280         vpp->deinterlace_conf.Mode = vpp->deinterlace == 1 ?
281                                      MFX_DEINTERLACING_BOB : MFX_DEINTERLACING_ADVANCED;
282
283         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->deinterlace_conf;
284     }
285
286     if (vpp->use_frc) {
287         memset(&vpp->frc_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPFrameRateConversion));
288         vpp->frc_conf.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VPP_FRAME_RATE_CONVERSION;
289         vpp->frc_conf.Header.BufferSz = sizeof(mfxExtVPPFrameRateConversion);
290         vpp->frc_conf.Algorithm = MFX_FRCALGM_DISTRIBUTED_TIMESTAMP;
291
292         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->frc_conf;
293     }
294
295     if (vpp->denoise) {
296         memset(&vpp->denoise_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPDenoise));
297         vpp->denoise_conf.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_VPP_DENOISE;
298         vpp->denoise_conf.Header.BufferSz = sizeof(mfxExtVPPDenoise);
299         vpp->denoise_conf.DenoiseFactor   = vpp->denoise;
300
301         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->denoise_conf;
302     }
303
304     if (vpp->detail) {
305         memset(&vpp->detail_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPDetail));
306         vpp->detail_conf.Header.BufferId  = MFX_EXTBUFF_VPP_DETAIL;
307         vpp->detail_conf.Header.BufferSz  = sizeof(mfxExtVPPDetail);
308         vpp->detail_conf.DetailFactor = vpp->detail;
309
310         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->detail_conf;
311     }
312
313     if (vpp->procamp) {
314         memset(&vpp->procamp_conf, 0, sizeof(mfxExtVPPProcAmp));
315         vpp->procamp_conf.Header.BufferId  = MFX_EXTBUFF_VPP_PROCAMP;
316         vpp->procamp_conf.Header.BufferSz  = sizeof(mfxExtVPPProcAmp);
317         vpp->procamp_conf.Hue              = vpp->hue;
318         vpp->procamp_conf.Saturation       = vpp->saturation;
319         vpp->procamp_conf.Contrast         = vpp->contrast;
320         vpp->procamp_conf.Brightness       = vpp->brightness;
321
322         param.ext_buf[param.num_ext_buf++] = (mfxExtBuffer*)&vpp->procamp_conf;
323     }
324
325     if (vpp->use_frc || vpp->use_crop || vpp->deinterlace || vpp->denoise ||
326         vpp->detail || vpp->procamp || inlink->w != outlink->w || inlink->h != outlink->h)
327         return ff_qsvvpp_create(ctx, &vpp->qsv, &param);
328     else {
329         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "qsv vpp pass through mode.\n");
330         if (inlink->hw_frames_ctx)
331             outlink->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(inlink->hw_frames_ctx);
332     }
333
334     return 0;
335 }
336
337 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *picref)
338 {
339     int              ret = 0;
340     AVFilterContext  *ctx = inlink->dst;
341     VPPContext       *vpp = inlink->dst->priv;
342     AVFilterLink     *outlink = ctx->outputs[0];
343
344     if (vpp->qsv) {
345         ret = ff_qsvvpp_filter_frame(vpp->qsv, inlink, picref);
346         av_frame_free(&picref);
347     } else {
348         if (picref->pts != AV_NOPTS_VALUE)
349             picref->pts = av_rescale_q(picref->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
350         ret = ff_filter_frame(outlink, picref);
351     }
352
353     return ret;
354 }
355
356 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
357 {
358     int ret;
359     AVFilterFormats *in_fmts, *out_fmts;
360     static const enum AVPixelFormat in_pix_fmts[] = {
361         AV_PIX_FMT_YUV420P,
362         AV_PIX_FMT_NV12,
363         AV_PIX_FMT_YUYV422,
364         AV_PIX_FMT_RGB32,
365         AV_PIX_FMT_QSV,
366         AV_PIX_FMT_NONE
367     };
368     static const enum AVPixelFormat out_pix_fmts[] = {
369         AV_PIX_FMT_NV12,
370         AV_PIX_FMT_QSV,
371         AV_PIX_FMT_NONE
372     };
373
374     in_fmts  = ff_make_format_list(in_pix_fmts);
375     out_fmts = ff_make_format_list(out_pix_fmts);
376     ret = ff_formats_ref(in_fmts, &ctx->inputs[0]->out_formats);
377     if (ret < 0)
378         return ret;
379     ret = ff_formats_ref(out_fmts, &ctx->outputs[0]->in_formats);
380     if (ret < 0)
381         return ret;
382
383     return 0;
384 }
385
386 static av_cold void vpp_uninit(AVFilterContext *ctx)
387 {
388     VPPContext *vpp = ctx->priv;
389
390     ff_qsvvpp_free(&vpp->qsv);
391 }
392
393 static const AVClass vpp_class = {
394     .class_name = "vpp_qsv",
395     .item_name  = av_default_item_name,
396     .option     = options,
397     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
398 };
399
400 static const AVFilterPad vpp_inputs[] = {
401     {
402         .name          = "default",
403         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
404         .config_props  = config_input,
405         .filter_frame  = filter_frame,
406     },
407     { NULL }
408 };
409
410 static const AVFilterPad vpp_outputs[] = {
411     {
412         .name          = "default",
413         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
414         .config_props  = config_output,
415     },
416     { NULL }
417 };
418
419 AVFilter ff_vf_vpp_qsv = {
420     .name          = "vpp_qsv",
421     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Quick Sync Video VPP."),
422     .priv_size     = sizeof(VPPContext),
423     .query_formats = query_formats,
424     .uninit        = vpp_uninit,
425     .inputs        = vpp_inputs,
426     .outputs       = vpp_outputs,
427     .priv_class    = &vpp_class,
428     .flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE,
429 };