libavfilter/vf_maskedmerge.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 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/imgutils.h"
  22 #include "libavutil/pixdesc.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "avfilter.h"
  25 #include "formats.h"
  26 #include "internal.h"
  27 #include "video.h"
  28 #include "maskedmerge.h"
  29
  30 #define OFFSET(x) offsetof(MaskedMergeContext, x)
  31 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  32
  33 static const AVOption maskedmerge_options[] = {
  34     { "planes", "set planes", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0xF}, 0, 0xF, FLAGS },
  35     { NULL }
  36 };
  37
  38 AVFILTER_DEFINE_CLASS(maskedmerge);
  39
  40 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  41 {
  42     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  43         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
  44         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  45         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
  46         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  47         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
  48         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
  49         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
  50         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV440P12,
  51         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV444P14,
  52         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
  53         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
  54         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
  55         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
  56         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
  57         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
  58         AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
  59         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY16,
  60         AV_PIX_FMT_NONE
  61     };
  62
  63     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  64 }
  65
  66 static int process_frame(FFFrameSync *fs)
  67 {
  68     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
  69     MaskedMergeContext *s = fs->opaque;
  70     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  71     AVFrame *out, *base, *overlay, *mask;
  72     int ret;
  73
  74     if ((ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 0, &base,    0)) < 0 ||
  75         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 1, &overlay, 0)) < 0 ||
  76         (ret = ff_framesync_get_frame(&s->fs, 2, &mask,    0)) < 0)
  77         return ret;
  78
  79     if (ctx->is_disabled) {
  80         out = av_frame_clone(base);
  81         if (!out)
  82             return AVERROR(ENOMEM);
  83     } else {
  84         int p;
  85
  86         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
  87         if (!out)
  88             return AVERROR(ENOMEM);
  89         av_frame_copy_props(out, base);
  90
  91         for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
  92             if (!((1 << p) & s->planes)) {
  93                 av_image_copy_plane(out->data[p], out->linesize[p], base->data[p], base->linesize[p],
  94                                     s->linesize[p], s->height[p]);
  95                 continue;
  96             }
  97
  98             s->maskedmerge(base->data[p], overlay->data[p],
  99                            mask->data[p], out->data[p],
 100                            base->linesize[p], overlay->linesize[p],
 101                            mask->linesize[p], out->linesize[p],
 102                            s->width[p], s->height[p],
 103                            s->half, s->depth);
 104         }
 105     }
 106     out->pts = av_rescale_q(base->pts, s->fs.time_base, outlink->time_base);
 107
 108     return ff_filter_frame(outlink, out);
 109 }
 110
 111 static void maskedmerge8(const uint8_t *bsrc, const uint8_t *osrc,
 112                          const uint8_t *msrc, uint8_t *dst,
 113                          ptrdiff_t blinesize, ptrdiff_t olinesize,
 114                          ptrdiff_t mlinesize, ptrdiff_t dlinesize,
 115                          int w, int h,
 116                          int half, int shift)
 117 {
 118     int x, y;
 119
 120     for (y = 0; y < h; y++) {
 121         for (x = 0; x < w; x++) {
 122             dst[x] = bsrc[x] + ((msrc[x] * (osrc[x] - bsrc[x]) + 128) >> 8);
 123         }
 124
 125         dst  += dlinesize;
 126         bsrc += blinesize;
 127         osrc += olinesize;
 128         msrc += mlinesize;
 129     }
 130 }
 131
 132 static void maskedmerge16(const uint8_t *bbsrc, const uint8_t *oosrc,
 133                           const uint8_t *mmsrc, uint8_t *ddst,
 134                           ptrdiff_t blinesize, ptrdiff_t olinesize,
 135                           ptrdiff_t mlinesize, ptrdiff_t dlinesize,
 136                           int w, int h,
 137                           int half, int shift)
 138 {
 139     const uint16_t *bsrc = (const uint16_t *)bbsrc;
 140     const uint16_t *osrc = (const uint16_t *)oosrc;
 141     const uint16_t *msrc = (const uint16_t *)mmsrc;
 142     uint16_t *dst = (uint16_t *)ddst;
 143     int x, y;
 144
 145     for (y = 0; y < h; y++) {
 146         for (x = 0; x < w; x++) {
 147             dst[x] = bsrc[x] + ((msrc[x] * (osrc[x] - bsrc[x]) + half) >> shift);
 148         }
 149
 150         dst  += dlinesize / 2;
 151         bsrc += blinesize / 2;
 152         osrc += olinesize / 2;
 153         msrc += mlinesize / 2;
 154     }
 155 }
 156
 157 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 158 {
 159     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 160     MaskedMergeContext *s = ctx->priv;
 161     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 162     int vsub, hsub;
 163
 164     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
 165
 166     hsub = desc->log2_chroma_w;
 167     vsub = desc->log2_chroma_h;
 168     s->height[1] = s->height[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub);
 169     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
 170     s->width[1]  = s->width[2]  = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub);
 171     s->width[0]  = s->width[3]  = inlink->w;
 172
 173     s->depth = desc->comp[0].depth;
 174     s->half = (1 << s->depth) / 2;
 175
 176     if (desc->comp[0].depth == 8)
 177         s->maskedmerge = maskedmerge8;
 178     else
 179         s->maskedmerge = maskedmerge16;
 180
 181     if (ARCH_X86)
 182         ff_maskedmerge_init_x86(s);
 183
 184     return 0;
 185 }
 186
 187 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 188 {
 189     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 190     MaskedMergeContext *s = ctx->priv;
 191     AVFilterLink *base = ctx->inputs[0];
 192     AVFilterLink *overlay = ctx->inputs[1];
 193     AVFilterLink *mask = ctx->inputs[2];
 194     FFFrameSyncIn *in;
 195     int ret;
 196
 197     if (base->format != overlay->format ||
 198         base->format != mask->format) {
 199         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
 200         return AVERROR(EINVAL);
 201     }
 202     if (base->w                       != overlay->w ||
 203         base->h                       != overlay->h ||
 204         base->sample_aspect_ratio.num != overlay->sample_aspect_ratio.num ||
 205         base->sample_aspect_ratio.den != overlay->sample_aspect_ratio.den ||
 206         base->w                       != mask->w ||
 207         base->h                       != mask->h ||
 208         base->sample_aspect_ratio.num != mask->sample_aspect_ratio.num ||
 209         base->sample_aspect_ratio.den != mask->sample_aspect_ratio.den) {
 210         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
 211                "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
 212                "second input link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d) "
 213                "and/or third input link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
 214                ctx->input_pads[0].name, base->w, base->h,
 215                base->sample_aspect_ratio.num,
 216                base->sample_aspect_ratio.den,
 217                ctx->input_pads[1].name, overlay->w, overlay->h,
 218                overlay->sample_aspect_ratio.num,
 219                overlay->sample_aspect_ratio.den,
 220                ctx->input_pads[2].name, mask->w, mask->h,
 221                mask->sample_aspect_ratio.num,
 222                mask->sample_aspect_ratio.den);
 223         return AVERROR(EINVAL);
 224     }
 225
 226     outlink->w = base->w;
 227     outlink->h = base->h;
 228     outlink->time_base = base->time_base;
 229     outlink->sample_aspect_ratio = base->sample_aspect_ratio;
 230     outlink->frame_rate = base->frame_rate;
 231
 232     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, outlink->format, outlink->w)) < 0)
 233         return ret;
 234
 235     if ((ret = ff_framesync_init(&s->fs, ctx, 3)) < 0)
 236         return ret;
 237
 238     in = s->fs.in;
 239     in[0].time_base = base->time_base;
 240     in[1].time_base = overlay->time_base;
 241     in[2].time_base = mask->time_base;
 242     in[0].sync   = 1;
 243     in[0].before = EXT_STOP;
 244     in[0].after  = EXT_INFINITY;
 245     in[1].sync   = 1;
 246     in[1].before = EXT_STOP;
 247     in[1].after  = EXT_INFINITY;
 248     in[2].sync   = 1;
 249     in[2].before = EXT_STOP;
 250     in[2].after  = EXT_INFINITY;
 251     s->fs.opaque   = s;
 252     s->fs.on_event = process_frame;
 253
 254     return ff_framesync_configure(&s->fs);
 255 }
 256
 257 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 258 {
 259     MaskedMergeContext *s = inlink->dst->priv;
 260     return ff_framesync_filter_frame(&s->fs, inlink, buf);
 261 }
 262
 263 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 264 {
 265     MaskedMergeContext *s = outlink->src->priv;
 266     return ff_framesync_request_frame(&s->fs, outlink);
 267 }
 268
 269 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 270 {
 271     MaskedMergeContext *s = ctx->priv;
 272
 273     ff_framesync_uninit(&s->fs);
 274 }
 275
 276 static const AVFilterPad maskedmerge_inputs[] = {
 277     {
 278         .name         = "base",
 279         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 280         .filter_frame = filter_frame,
 281         .config_props = config_input,
 282     },
 283     {
 284         .name         = "overlay",
 285         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 286         .filter_frame = filter_frame,
 287     },
 288     {
 289         .name         = "mask",
 290         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 291         .filter_frame = filter_frame,
 292     },
 293     { NULL }
 294 };
 295
 296 static const AVFilterPad maskedmerge_outputs[] = {
 297     {
 298         .name          = "default",
 299         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 300         .config_props  = config_output,
 301         .request_frame = request_frame,
 302     },
 303     { NULL }
 304 };
 305
 306 AVFilter ff_vf_maskedmerge = {
 307     .name          = "maskedmerge",
 308     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge first stream with second stream using third stream as mask."),
 309     .priv_size     = sizeof(MaskedMergeContext),
 310     .uninit        = uninit,
 311     .query_formats = query_formats,
 312     .inputs        = maskedmerge_inputs,
 313     .outputs       = maskedmerge_outputs,
 314     .priv_class    = &maskedmerge_class,
 315     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
 316 };