Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Go to most recent revision | Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  1. /*
  2.  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  3.  * Copyright (c) 2013 Paul B Mahol
  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 General Public
  9.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10.  * version 2 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
  15.  * GNU General Public License for more details.
  16.  *
  17.  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  18.  * 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. #include "libavutil/eval.h"
  23. #include "libavutil/imgutils.h"
  24. #include "libavutil/pixdesc.h"
  25. #include "libavutil/opt.h"
  26. #include "avfilter.h"
  27. #include "formats.h"
  28. #include "internal.h"
  29. #include "video.h"
  30.  
  31. #define SUB_PIXEL_BITS  8
  32. #define SUB_PIXELS      (1 << SUB_PIXEL_BITS)
  33. #define COEFF_BITS      11
  34.  
  35. #define LINEAR 0
  36. #define CUBIC  1
  37.  
  38. typedef struct PerspectiveContext {
  39.     const AVClass *class;
  40.     char *expr_str[4][2];
  41.     double ref[4][2];
  42.     int32_t (*pv)[2];
  43.     int32_t coeff[SUB_PIXELS][4];
  44.     int interpolation;
  45.     int linesize[4];
  46.     int height[4];
  47.     int hsub, vsub;
  48.     int nb_planes;
  49.  
  50.     void (*perspective)(struct PerspectiveContext *s,
  51.                         uint8_t *dst, int dst_linesize,
  52.                         uint8_t *src, int src_linesize,
  53.                         int w, int h, int hsub, int vsub);
  54. } PerspectiveContext;
  55.  
  56. #define OFFSET(x) offsetof(PerspectiveContext, x)
  57. #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  58.  
  59. static const AVOption perspective_options[] = {
  60.     { "x0", "set top left x coordinate",     OFFSET(expr_str[0][0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, 0, 0, FLAGS },
  61.     { "y0", "set top left y coordinate",     OFFSET(expr_str[0][1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, 0, 0, FLAGS },
  62.     { "x1", "set top right x coordinate",    OFFSET(expr_str[1][0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="W"}, 0, 0, FLAGS },
  63.     { "y1", "set top right y coordinate",    OFFSET(expr_str[1][1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, 0, 0, FLAGS },
  64.     { "x2", "set bottom left x coordinate",  OFFSET(expr_str[2][0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, 0, 0, FLAGS },
  65.     { "y2", "set bottom left y coordinate",  OFFSET(expr_str[2][1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="H"}, 0, 0, FLAGS },
  66.     { "x3", "set bottom right x coordinate", OFFSET(expr_str[3][0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="W"}, 0, 0, FLAGS },
  67.     { "y3", "set bottom right y coordinate", OFFSET(expr_str[3][1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="H"}, 0, 0, FLAGS },
  68.     { "interpolation", "set interpolation", OFFSET(interpolation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=LINEAR}, 0, 1, FLAGS, "interpolation" },
  69.     {      "linear", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "interpolation" },
  70.     {       "cubic", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CUBIC},  0, 0, FLAGS, "interpolation" },
  71.     { NULL }
  72. };
  73.  
  74. AVFILTER_DEFINE_CLASS(perspective);
  75.  
  76. static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  77. {
  78.     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  79.         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
  80.         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
  81.         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
  82.         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_NONE
  83.     };
  84.  
  85.     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  86.     return 0;
  87. }
  88.  
  89. static inline double get_coeff(double d)
  90. {
  91.     double coeff, A = -0.60;
  92.  
  93.     d = fabs(d);
  94.  
  95.     if (d < 1.0)
  96.         coeff = (1.0 - (A + 3.0) * d * d + (A + 2.0) * d * d * d);
  97.     else if (d < 2.0)
  98.         coeff = (-4.0 * A + 8.0 * A * d - 5.0 * A * d * d + A * d * d * d);
  99.     else
  100.         coeff = 0.0;
  101.  
  102.     return coeff;
  103. }
  104.  
  105. static const char *const var_names[] = {   "W",   "H",        NULL };
  106. enum                                   { VAR_W, VAR_H, VAR_VARS_NB };
  107.  
  108. static int config_input(AVFilterLink *inlink)
  109. {
  110.     double x0, x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, q;
  111.     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
  112.     PerspectiveContext *s = ctx->priv;
  113.     double (*ref)[2] = s->ref;
  114.     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
  115.     double values[VAR_VARS_NB] = { [VAR_W] = inlink->w, [VAR_H] = inlink->h };
  116.     int h = inlink->h;
  117.     int w = inlink->w;
  118.     int x, y, i, j, ret;
  119.  
  120.     for (i = 0; i < 4; i++) {
  121.         for (j = 0; j < 2; j++) {
  122.             if (!s->expr_str[i][j])
  123.                 return AVERROR(EINVAL);
  124.             ret = av_expr_parse_and_eval(&s->ref[i][j], s->expr_str[i][j],
  125.                                          var_names, &values[0],
  126.                                          NULL, NULL, NULL, NULL,
  127.                                          0, 0, ctx);
  128.             if (ret < 0)
  129.                 return ret;
  130.         }
  131.     }
  132.  
  133.     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
  134.     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
  135.     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
  136.     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, inlink->format, inlink->w)) < 0)
  137.         return ret;
  138.  
  139.     s->height[1] = s->height[2] = FF_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
  140.     s->height[0] = s->height[3] = inlink->h;
  141.  
  142.     s->pv = av_realloc_f(s->pv, w * h, 2 * sizeof(*s->pv));
  143.     if (!s->pv)
  144.         return AVERROR(ENOMEM);
  145.  
  146.     x6 = ((ref[0][0] - ref[1][0] - ref[2][0] + ref[3][0]) *
  147.           (ref[2][1] - ref[3][1]) -
  148.          ( ref[0][1] - ref[1][1] - ref[2][1] + ref[3][1]) *
  149.           (ref[2][0] - ref[3][0])) * h;
  150.     x7 = ((ref[0][1] - ref[1][1] - ref[2][1] + ref[3][1]) *
  151.           (ref[1][0] - ref[3][0]) -
  152.          ( ref[0][0] - ref[1][0] - ref[2][0] + ref[3][0]) *
  153.           (ref[1][1] - ref[3][1])) * w;
  154.     q =  ( ref[1][0] - ref[3][0]) * (ref[2][1] - ref[3][1]) -
  155.          ( ref[2][0] - ref[3][0]) * (ref[1][1] - ref[3][1]);
  156.  
  157.     x0 = q * (ref[1][0] - ref[0][0]) * h + x6 * ref[1][0];
  158.     x1 = q * (ref[2][0] - ref[0][0]) * w + x7 * ref[2][0];
  159.     x2 = q *  ref[0][0] * w * h;
  160.     x3 = q * (ref[1][1] - ref[0][1]) * h + x6 * ref[1][1];
  161.     x4 = q * (ref[2][1] - ref[0][1]) * w + x7 * ref[2][1];
  162.     x5 = q *  ref[0][1] * w * h;
  163.  
  164.     for (y = 0; y < h; y++){
  165.         for (x = 0; x < w; x++){
  166.             int u, v;
  167.  
  168.             u = (int)floor(SUB_PIXELS * (x0 * x + x1 * y + x2) /
  169.                                         (x6 * x + x7 * y + q * w * h) + 0.5);
  170.             v = (int)floor(SUB_PIXELS * (x3 * x + x4 * y + x5) /
  171.                                         (x6 * x + x7 * y + q * w * h) + 0.5);
  172.  
  173.             s->pv[x + y * w][0] = u;
  174.             s->pv[x + y * w][1] = v;
  175.         }
  176.     }
  177.  
  178.     for (i = 0; i < SUB_PIXELS; i++){
  179.         double d = i / (double)SUB_PIXELS;
  180.         double temp[4];
  181.         double sum = 0;
  182.  
  183.         for (j = 0; j < 4; j++)
  184.             temp[j] = get_coeff(j - d - 1);
  185.  
  186.         for (j = 0; j < 4; j++)
  187.             sum += temp[j];
  188.  
  189.         for (j = 0; j < 4; j++)
  190.             s->coeff[i][j] = (int)floor((1 << COEFF_BITS) * temp[j] / sum + 0.5);
  191.     }
  192.  
  193.     return 0;
  194. }
  195.  
  196. static void resample_cubic(PerspectiveContext *s,
  197.                            uint8_t *dst, int dst_linesize,
  198.                            uint8_t *src, int src_linesize,
  199.                            int w, int h, int hsub, int vsub)
  200. {
  201.     const int linesize = s->linesize[0];
  202.     int x, y;
  203.  
  204.     for (y = 0; y < h; y++) {
  205.         int sy = y << vsub;
  206.         for (x = 0; x < w; x++) {
  207.             int u, v, subU, subV, sum, sx;
  208.  
  209.             sx   = x << hsub;
  210.             u    = s->pv[sx + sy * linesize][0] >> hsub;
  211.             v    = s->pv[sx + sy * linesize][1] >> vsub;
  212.             subU = u & (SUB_PIXELS - 1);
  213.             subV = v & (SUB_PIXELS - 1);
  214.             u  >>= SUB_PIXEL_BITS;
  215.             v  >>= SUB_PIXEL_BITS;
  216.  
  217.             if (u > 0 && v > 0 && u < w - 2 && v < h - 2){
  218.                 const int index = u + v*src_linesize;
  219.                 const int a = s->coeff[subU][0];
  220.                 const int b = s->coeff[subU][1];
  221.                 const int c = s->coeff[subU][2];
  222.                 const int d = s->coeff[subU][3];
  223.  
  224.                 sum = s->coeff[subV][0] * (a * src[index - 1 -     src_linesize] + b * src[index - 0 -     src_linesize]  +
  225.                                       c *      src[index + 1 -     src_linesize] + d * src[index + 2 -     src_linesize]) +
  226.                       s->coeff[subV][1] * (a * src[index - 1                   ] + b * src[index - 0                   ]  +
  227.                                       c *      src[index + 1                   ] + d * src[index + 2                   ]) +
  228.                       s->coeff[subV][2] * (a * src[index - 1 +     src_linesize] + b * src[index - 0 +     src_linesize]  +
  229.                                       c *      src[index + 1 +     src_linesize] + d * src[index + 2 +     src_linesize]) +
  230.                       s->coeff[subV][3] * (a * src[index - 1 + 2 * src_linesize] + b * src[index - 0 + 2 * src_linesize]  +
  231.                                       c *      src[index + 1 + 2 * src_linesize] + d * src[index + 2 + 2 * src_linesize]);
  232.             } else {
  233.                 int dx, dy;
  234.  
  235.                 sum = 0;
  236.  
  237.                 for (dy = 0; dy < 4; dy++) {
  238.                     int iy = v + dy - 1;
  239.  
  240.                     if (iy < 0)
  241.                         iy = 0;
  242.                     else if (iy >= h)
  243.                         iy = h-1;
  244.                     for (dx = 0; dx < 4; dx++) {
  245.                         int ix = u + dx - 1;
  246.  
  247.                         if (ix < 0)
  248.                             ix = 0;
  249.                         else if (ix >= w)
  250.                             ix = w - 1;
  251.  
  252.                         sum += s->coeff[subU][dx] * s->coeff[subV][dy] * src[ ix + iy * src_linesize];
  253.                     }
  254.                 }
  255.             }
  256.  
  257.             sum = (sum + (1<<(COEFF_BITS * 2 - 1))) >> (COEFF_BITS * 2);
  258.             sum = av_clip(sum, 0, 255);
  259.             dst[x + y * dst_linesize] = sum;
  260.         }
  261.     }
  262. }
  263.  
  264. static void resample_linear(PerspectiveContext *s,
  265.                             uint8_t *dst, int dst_linesize,
  266.                             uint8_t *src, int src_linesize,
  267.                             int w, int h, int hsub, int vsub)
  268. {
  269.     const int linesize = s->linesize[0];
  270.     int x, y;
  271.  
  272.     for (y = 0; y < h; y++){
  273.         int sy = y << vsub;
  274.         for (x = 0; x < w; x++){
  275.             int u, v, subU, subV, sum, sx, index, subUI, subVI;
  276.  
  277.             sx   = x << hsub;
  278.             u    = s->pv[sx + sy * linesize][0] >> hsub;
  279.             v    = s->pv[sx + sy * linesize][1] >> vsub;
  280.             subU = u & (SUB_PIXELS - 1);
  281.             subV = v & (SUB_PIXELS - 1);
  282.             u  >>= SUB_PIXEL_BITS;
  283.             v  >>= SUB_PIXEL_BITS;
  284.  
  285.             index = u + v * src_linesize;
  286.             subUI = SUB_PIXELS - subU;
  287.             subVI = SUB_PIXELS - subV;
  288.  
  289.             if ((unsigned)u < (unsigned)(w - 1)){
  290.                 if((unsigned)v < (unsigned)(h - 1)){
  291.                     sum = subVI * (subUI * src[index] + subU * src[index + 1]) +
  292.                           subV  * (subUI * src[index + src_linesize] + subU * src[index + src_linesize + 1]);
  293.                     sum = (sum + (1 << (SUB_PIXEL_BITS * 2 - 1)))>> (SUB_PIXEL_BITS * 2);
  294.                 } else {
  295.                     if (v < 0)
  296.                         v = 0;
  297.                     else
  298.                         v = h - 1;
  299.                     index = u + v * src_linesize;
  300.                     sum   = subUI * src[index] + subU * src[index + 1];
  301.                     sum   = (sum + (1 << (SUB_PIXEL_BITS - 1))) >> SUB_PIXEL_BITS;
  302.                 }
  303.             } else {
  304.                 if (u < 0)
  305.                     u = 0;
  306.                 else
  307.                     u = w - 1;
  308.                 if ((unsigned)v < (unsigned)(h - 1)){
  309.                     index = u + v * src_linesize;
  310.                     sum   = subVI * src[index] + subV * src[index + src_linesize];
  311.                     sum   = (sum + (1 << (SUB_PIXEL_BITS - 1))) >> SUB_PIXEL_BITS;
  312.                 } else {
  313.                     if (v < 0)
  314.                         v = 0;
  315.                     else
  316.                         v = h - 1;
  317.                     index = u + v * src_linesize;
  318.                     sum   = src[index];
  319.                 }
  320.             }
  321.  
  322.             sum = av_clip(sum, 0, 255);
  323.             dst[x + y * dst_linesize] = sum;
  324.         }
  325.     }
  326. }
  327.  
  328. static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  329. {
  330.     PerspectiveContext *s = ctx->priv;
  331.  
  332.     switch (s->interpolation) {
  333.     case LINEAR: s->perspective = resample_linear; break;
  334.     case CUBIC:  s->perspective = resample_cubic;  break;
  335.     }
  336.  
  337.     return 0;
  338. }
  339.  
  340. static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
  341. {
  342.     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
  343.     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  344.     PerspectiveContext *s = ctx->priv;
  345.     AVFrame *out;
  346.     int plane;
  347.  
  348.     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
  349.     if (!out) {
  350.         av_frame_free(&frame);
  351.         return AVERROR(ENOMEM);
  352.     }
  353.     av_frame_copy_props(out, frame);
  354.  
  355.     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
  356.         int hsub = plane == 1 || plane == 2 ? s->hsub : 0;
  357.         int vsub = plane == 1 || plane == 2 ? s->vsub : 0;
  358.         s->perspective(s, out->data[plane], out->linesize[plane],
  359.                        frame->data[plane], frame->linesize[plane],
  360.                        s->linesize[plane], s->height[plane], hsub, vsub);
  361.     }
  362.  
  363.     av_frame_free(&frame);
  364.     return ff_filter_frame(outlink, out);
  365. }
  366.  
  367. static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  368. {
  369.     PerspectiveContext *s = ctx->priv;
  370.  
  371.     av_freep(&s->pv);
  372. }
  373.  
  374. static const AVFilterPad perspective_inputs[] = {
  375.     {
  376.         .name         = "default",
  377.         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
  378.         .filter_frame = filter_frame,
  379.         .config_props = config_input,
  380.     },
  381.     { NULL }
  382. };
  383.  
  384. static const AVFilterPad perspective_outputs[] = {
  385.     {
  386.         .name = "default",
  387.         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
  388.     },
  389.     { NULL }
  390. };
  391.  
  392. AVFilter avfilter_vf_perspective = {
  393.     .name          = "perspective",
  394.     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Correct the perspective of video."),
  395.     .priv_size     = sizeof(PerspectiveContext),
  396.     .init          = init,
  397.     .uninit        = uninit,
  398.     .query_formats = query_formats,
  399.     .inputs        = perspective_inputs,
  400.     .outputs       = perspective_outputs,
  401.     .priv_class    = &perspective_class,
  402.     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
  403. };
  404.