Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  1. /*
  2.  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer
  3.  * Copyright (c) 2012 Jeremy Tran
  4.  *
  5.  * This file is part of FFmpeg.
  6.  *
  7.  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  8.  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  9.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10.  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11.  *
  12.  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15.  * Lesser General Public License for more details.
  16.  *
  17.  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18.  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19.  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20.  */
  21.  
  22. /**
  23.  * @file
  24.  * Apply a hue/saturation filter to the input video
  25.  * Ported from MPlayer libmpcodecs/vf_hue.c.
  26.  */
  27.  
  28. #include <float.h>
  29. #include "libavutil/eval.h"
  30. #include "libavutil/imgutils.h"
  31. #include "libavutil/opt.h"
  32. #include "libavutil/pixdesc.h"
  33.  
  34. #include "avfilter.h"
  35. #include "formats.h"
  36. #include "internal.h"
  37. #include "video.h"
  38.  
  39. #define SAT_MIN_VAL -10
  40. #define SAT_MAX_VAL 10
  41.  
  42. static const char *const var_names[] = {
  43.     "n",   // frame count
  44.     "pts", // presentation timestamp expressed in AV_TIME_BASE units
  45.     "r",   // frame rate
  46.     "t",   // timestamp expressed in seconds
  47.     "tb",  // timebase
  48.     NULL
  49. };
  50.  
  51. enum var_name {
  52.     VAR_N,
  53.     VAR_PTS,
  54.     VAR_R,
  55.     VAR_T,
  56.     VAR_TB,
  57.     VAR_NB
  58. };
  59.  
  60. typedef struct {
  61.     const    AVClass *class;
  62.     float    hue_deg; /* hue expressed in degrees */
  63.     float    hue; /* hue expressed in radians */
  64.     char     *hue_deg_expr;
  65.     char     *hue_expr;
  66.     AVExpr   *hue_deg_pexpr;
  67.     AVExpr   *hue_pexpr;
  68.     float    saturation;
  69.     char     *saturation_expr;
  70.     AVExpr   *saturation_pexpr;
  71.     float    brightness;
  72.     char     *brightness_expr;
  73.     AVExpr   *brightness_pexpr;
  74.     int      hsub;
  75.     int      vsub;
  76.     int32_t hue_sin;
  77.     int32_t hue_cos;
  78.     double   var_values[VAR_NB];
  79.     uint8_t  lut_l[256];
  80.     uint8_t  lut_u[256][256];
  81.     uint8_t  lut_v[256][256];
  82. } HueContext;
  83.  
  84. #define OFFSET(x) offsetof(HueContext, x)
  85. #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  86. static const AVOption hue_options[] = {
  87.     { "h", "set the hue angle degrees expression", OFFSET(hue_deg_expr), AV_OPT_TYPE_STRING,
  88.       { .str = NULL }, .flags = FLAGS },
  89.     { "s", "set the saturation expression", OFFSET(saturation_expr), AV_OPT_TYPE_STRING,
  90.       { .str = "1" }, .flags = FLAGS },
  91.     { "H", "set the hue angle radians expression", OFFSET(hue_expr), AV_OPT_TYPE_STRING,
  92.       { .str = NULL }, .flags = FLAGS },
  93.     { "b", "set the brightness expression", OFFSET(brightness_expr), AV_OPT_TYPE_STRING,
  94.       { .str = "0" }, .flags = FLAGS },
  95.     { NULL }
  96. };
  97.  
  98. AVFILTER_DEFINE_CLASS(hue);
  99.  
  100. static inline void compute_sin_and_cos(HueContext *hue)
  101. {
  102.     /*
  103.      * Scale the value to the norm of the resulting (U,V) vector, that is
  104.      * the saturation.
  105.      * This will be useful in the apply_lut function.
  106.      */
  107.     hue->hue_sin = rint(sin(hue->hue) * (1 << 16) * hue->saturation);
  108.     hue->hue_cos = rint(cos(hue->hue) * (1 << 16) * hue->saturation);
  109. }
  110.  
  111. static inline void create_luma_lut(HueContext *h)
  112. {
  113.     const float b = h->brightness;
  114.     int i;
  115.  
  116.     for (i = 0; i < 256; i++) {
  117.         h->lut_l[i] = av_clip_uint8(i + b * 25.5);
  118.     }
  119. }
  120.  
  121. static inline void create_chrominance_lut(HueContext *h, const int32_t c,
  122.                                           const int32_t s)
  123. {
  124.     int32_t i, j, u, v, new_u, new_v;
  125.  
  126.     /*
  127.      * If we consider U and V as the components of a 2D vector then its angle
  128.      * is the hue and the norm is the saturation
  129.      */
  130.     for (i = 0; i < 256; i++) {
  131.         for (j = 0; j < 256; j++) {
  132.             /* Normalize the components from range [16;140] to [-112;112] */
  133.             u = i - 128;
  134.             v = j - 128;
  135.             /*
  136.              * Apply the rotation of the vector : (c * u) - (s * v)
  137.              *                                    (s * u) + (c * v)
  138.              * De-normalize the components (without forgetting to scale 128
  139.              * by << 16)
  140.              * Finally scale back the result by >> 16
  141.              */
  142.             new_u = ((c * u) - (s * v) + (1 << 15) + (128 << 16)) >> 16;
  143.             new_v = ((s * u) + (c * v) + (1 << 15) + (128 << 16)) >> 16;
  144.  
  145.             /* Prevent a potential overflow */
  146.             h->lut_u[i][j] = av_clip_uint8_c(new_u);
  147.             h->lut_v[i][j] = av_clip_uint8_c(new_v);
  148.         }
  149.     }
  150. }
  151.  
  152. static int set_expr(AVExpr **pexpr_ptr, char **expr_ptr,
  153.                     const char *expr, const char *option, void *log_ctx)
  154. {
  155.     int ret;
  156.     AVExpr *new_pexpr;
  157.     char *new_expr;
  158.  
  159.     new_expr = av_strdup(expr);
  160.     if (!new_expr)
  161.         return AVERROR(ENOMEM);
  162.     ret = av_expr_parse(&new_pexpr, expr, var_names,
  163.                         NULL, NULL, NULL, NULL, 0, log_ctx);
  164.     if (ret < 0) {
  165.         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
  166.                "Error when evaluating the expression '%s' for %s\n",
  167.                expr, option);
  168.         av_free(new_expr);
  169.         return ret;
  170.     }
  171.  
  172.     if (*pexpr_ptr)
  173.         av_expr_free(*pexpr_ptr);
  174.     *pexpr_ptr = new_pexpr;
  175.     av_freep(expr_ptr);
  176.     *expr_ptr = new_expr;
  177.  
  178.     return 0;
  179. }
  180.  
  181. static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  182. {
  183.     HueContext *hue = ctx->priv;
  184.     int ret;
  185.  
  186.     if (hue->hue_expr && hue->hue_deg_expr) {
  187.         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  188.                "H and h options are incompatible and cannot be specified "
  189.                "at the same time\n");
  190.         return AVERROR(EINVAL);
  191.     }
  192.  
  193. #define SET_EXPR(expr, option)                                          \
  194.     if (hue->expr##_expr) do {                                          \
  195.         ret = set_expr(&hue->expr##_pexpr, &hue->expr##_expr,           \
  196.                        hue->expr##_expr, option, ctx);                  \
  197.         if (ret < 0)                                                    \
  198.             return ret;                                                 \
  199.     } while (0)
  200.     SET_EXPR(brightness, "b");
  201.     SET_EXPR(saturation, "s");
  202.     SET_EXPR(hue_deg,    "h");
  203.     SET_EXPR(hue,        "H");
  204. #undef SET_EXPR
  205.  
  206.     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
  207.            "H_expr:%s h_deg_expr:%s s_expr:%s b_expr:%s\n",
  208.            hue->hue_expr, hue->hue_deg_expr, hue->saturation_expr, hue->brightness_expr);
  209.     compute_sin_and_cos(hue);
  210.  
  211.     return 0;
  212. }
  213.  
  214. static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  215. {
  216.     HueContext *hue = ctx->priv;
  217.  
  218.     av_expr_free(hue->brightness_pexpr);
  219.     av_expr_free(hue->hue_deg_pexpr);
  220.     av_expr_free(hue->hue_pexpr);
  221.     av_expr_free(hue->saturation_pexpr);
  222. }
  223.  
  224. static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  225. {
  226.     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  227.         AV_PIX_FMT_YUV444P,      AV_PIX_FMT_YUV422P,
  228.         AV_PIX_FMT_YUV420P,      AV_PIX_FMT_YUV411P,
  229.         AV_PIX_FMT_YUV410P,      AV_PIX_FMT_YUV440P,
  230.         AV_PIX_FMT_YUVA444P,     AV_PIX_FMT_YUVA422P,
  231.         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
  232.         AV_PIX_FMT_NONE
  233.     };
  234.  
  235.     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  236.  
  237.     return 0;
  238. }
  239.  
  240. static int config_props(AVFilterLink *inlink)
  241. {
  242.     HueContext *hue = inlink->dst->priv;
  243.     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
  244.  
  245.     hue->hsub = desc->log2_chroma_w;
  246.     hue->vsub = desc->log2_chroma_h;
  247.  
  248.     hue->var_values[VAR_N]  = 0;
  249.     hue->var_values[VAR_TB] = av_q2d(inlink->time_base);
  250.     hue->var_values[VAR_R]  = inlink->frame_rate.num == 0 || inlink->frame_rate.den == 0 ?
  251.         NAN : av_q2d(inlink->frame_rate);
  252.  
  253.     return 0;
  254. }
  255.  
  256. static void apply_luma_lut(HueContext *s,
  257.                            uint8_t *ldst, const int dst_linesize,
  258.                            uint8_t *lsrc, const int src_linesize,
  259.                            int w, int h)
  260. {
  261.     int i;
  262.  
  263.     while (h--) {
  264.         for (i = 0; i < w; i++)
  265.             ldst[i] = s->lut_l[lsrc[i]];
  266.  
  267.         lsrc += src_linesize;
  268.         ldst += dst_linesize;
  269.     }
  270. }
  271.  
  272. static void apply_lut(HueContext *s,
  273.                       uint8_t *udst, uint8_t *vdst, const int dst_linesize,
  274.                       uint8_t *usrc, uint8_t *vsrc, const int src_linesize,
  275.                       int w, int h)
  276. {
  277.     int i;
  278.  
  279.     while (h--) {
  280.         for (i = 0; i < w; i++) {
  281.             const int u = usrc[i];
  282.             const int v = vsrc[i];
  283.  
  284.             udst[i] = s->lut_u[u][v];
  285.             vdst[i] = s->lut_v[u][v];
  286.         }
  287.  
  288.         usrc += src_linesize;
  289.         vsrc += src_linesize;
  290.         udst += dst_linesize;
  291.         vdst += dst_linesize;
  292.     }
  293. }
  294.  
  295. #define TS2D(ts) ((ts) == AV_NOPTS_VALUE ? NAN : (double)(ts))
  296. #define TS2T(ts, tb) ((ts) == AV_NOPTS_VALUE ? NAN : (double)(ts) * av_q2d(tb))
  297.  
  298. static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpic)
  299. {
  300.     HueContext *hue = inlink->dst->priv;
  301.     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
  302.     AVFrame *outpic;
  303.     const int32_t old_hue_sin = hue->hue_sin, old_hue_cos = hue->hue_cos;
  304.     const float old_brightness = hue->brightness;
  305.     int direct = 0;
  306.  
  307.     if (av_frame_is_writable(inpic)) {
  308.         direct = 1;
  309.         outpic = inpic;
  310.     } else {
  311.         outpic = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
  312.         if (!outpic) {
  313.             av_frame_free(&inpic);
  314.             return AVERROR(ENOMEM);
  315.         }
  316.         av_frame_copy_props(outpic, inpic);
  317.     }
  318.  
  319.     hue->var_values[VAR_N]   = inlink->frame_count;
  320.     hue->var_values[VAR_T]   = TS2T(inpic->pts, inlink->time_base);
  321.     hue->var_values[VAR_PTS] = TS2D(inpic->pts);
  322.  
  323.     if (hue->saturation_expr) {
  324.         hue->saturation = av_expr_eval(hue->saturation_pexpr, hue->var_values, NULL);
  325.  
  326.         if (hue->saturation < SAT_MIN_VAL || hue->saturation > SAT_MAX_VAL) {
  327.             hue->saturation = av_clip(hue->saturation, SAT_MIN_VAL, SAT_MAX_VAL);
  328.             av_log(inlink->dst, AV_LOG_WARNING,
  329.                    "Saturation value not in range [%d,%d]: clipping value to %0.1f\n",
  330.                    SAT_MIN_VAL, SAT_MAX_VAL, hue->saturation);
  331.         }
  332.     }
  333.  
  334.     if (hue->brightness_expr) {
  335.         hue->brightness = av_expr_eval(hue->brightness_pexpr, hue->var_values, NULL);
  336.  
  337.         if (hue->brightness < -10 || hue->brightness > 10) {
  338.             hue->brightness = av_clipf(hue->brightness, -10, 10);
  339.             av_log(inlink->dst, AV_LOG_WARNING,
  340.                    "Brightness value not in range [%d,%d]: clipping value to %0.1f\n",
  341.                    -10, 10, hue->brightness);
  342.         }
  343.     }
  344.  
  345.     if (hue->hue_deg_expr) {
  346.         hue->hue_deg = av_expr_eval(hue->hue_deg_pexpr, hue->var_values, NULL);
  347.         hue->hue = hue->hue_deg * M_PI / 180;
  348.     } else if (hue->hue_expr) {
  349.         hue->hue = av_expr_eval(hue->hue_pexpr, hue->var_values, NULL);
  350.         hue->hue_deg = hue->hue * 180 / M_PI;
  351.     }
  352.  
  353.     av_log(inlink->dst, AV_LOG_DEBUG,
  354.            "H:%0.1f*PI h:%0.1f s:%0.f b:%0.f t:%0.1f n:%d\n",
  355.            hue->hue/M_PI, hue->hue_deg, hue->saturation, hue->brightness,
  356.            hue->var_values[VAR_T], (int)hue->var_values[VAR_N]);
  357.  
  358.     compute_sin_and_cos(hue);
  359.     if (old_hue_sin != hue->hue_sin || old_hue_cos != hue->hue_cos)
  360.         create_chrominance_lut(hue, hue->hue_cos, hue->hue_sin);
  361.  
  362.     if (old_brightness != hue->brightness && hue->brightness)
  363.         create_luma_lut(hue);
  364.  
  365.     if (!direct) {
  366.         if (!hue->brightness)
  367.             av_image_copy_plane(outpic->data[0], outpic->linesize[0],
  368.                                 inpic->data[0],  inpic->linesize[0],
  369.                                 inlink->w, inlink->h);
  370.         if (inpic->data[3])
  371.             av_image_copy_plane(outpic->data[3], outpic->linesize[3],
  372.                                 inpic->data[3],  inpic->linesize[3],
  373.                                 inlink->w, inlink->h);
  374.     }
  375.  
  376.     apply_lut(hue, outpic->data[1], outpic->data[2], outpic->linesize[1],
  377.               inpic->data[1],  inpic->data[2],  inpic->linesize[1],
  378.               FF_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hue->hsub),
  379.               FF_CEIL_RSHIFT(inlink->h, hue->vsub));
  380.     if (hue->brightness)
  381.         apply_luma_lut(hue, outpic->data[0], outpic->linesize[0],
  382.                        inpic->data[0], inpic->linesize[0], inlink->w, inlink->h);
  383.  
  384.     if (!direct)
  385.         av_frame_free(&inpic);
  386.     return ff_filter_frame(outlink, outpic);
  387. }
  388.  
  389. static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
  390.                            char *res, int res_len, int flags)
  391. {
  392.     HueContext *hue = ctx->priv;
  393.     int ret;
  394.  
  395. #define SET_EXPR(expr, option)                                          \
  396.     do {                                                                \
  397.         ret = set_expr(&hue->expr##_pexpr, &hue->expr##_expr,           \
  398.                        args, option, ctx);                              \
  399.         if (ret < 0)                                                    \
  400.             return ret;                                                 \
  401.     } while (0)
  402.  
  403.     if (!strcmp(cmd, "h")) {
  404.         SET_EXPR(hue_deg, "h");
  405.         av_freep(&hue->hue_expr);
  406.     } else if (!strcmp(cmd, "H")) {
  407.         SET_EXPR(hue, "H");
  408.         av_freep(&hue->hue_deg_expr);
  409.     } else if (!strcmp(cmd, "s")) {
  410.         SET_EXPR(saturation, "s");
  411.     } else if (!strcmp(cmd, "b")) {
  412.         SET_EXPR(brightness, "b");
  413.     } else
  414.         return AVERROR(ENOSYS);
  415.  
  416.     return 0;
  417. }
  418.  
  419. static const AVFilterPad hue_inputs[] = {
  420.     {
  421.         .name         = "default",
  422.         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
  423.         .filter_frame = filter_frame,
  424.         .config_props = config_props,
  425.     },
  426.     { NULL }
  427. };
  428.  
  429. static const AVFilterPad hue_outputs[] = {
  430.     {
  431.         .name = "default",
  432.         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
  433.     },
  434.     { NULL }
  435. };
  436.  
  437. AVFilter avfilter_vf_hue = {
  438.     .name            = "hue",
  439.     .description     = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust the hue and saturation of the input video."),
  440.     .priv_size       = sizeof(HueContext),
  441.     .init            = init,
  442.     .uninit          = uninit,
  443.     .query_formats   = query_formats,
  444.     .process_command = process_command,
  445.     .inputs          = hue_inputs,
  446.     .outputs         = hue_outputs,
  447.     .priv_class      = &hue_class,
  448.     .flags           = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
  449. };
  450.