Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

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

  1. /*
  2.  * Copyright (c) 2013 Stefano Sabatini
  3.  * Copyright (c) 2008 Vitor Sessak
  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.  * rotation filter, partially based on the tests/rotozoom.c program
  25. */
  26.  
  27. #include "libavutil/avstring.h"
  28. #include "libavutil/eval.h"
  29. #include "libavutil/opt.h"
  30. #include "libavutil/intreadwrite.h"
  31. #include "libavutil/parseutils.h"
  32. #include "libavutil/pixdesc.h"
  33.  
  34. #include "avfilter.h"
  35. #include "drawutils.h"
  36. #include "internal.h"
  37. #include "video.h"
  38.  
  39. static const char *var_names[] = {
  40.     "in_w" , "iw",  ///< width of the input video
  41.     "in_h" , "ih",  ///< height of the input video
  42.     "out_w", "ow",  ///< width of the input video
  43.     "out_h", "oh",  ///< height of the input video
  44.     "hsub", "vsub",
  45.     "n",            ///< number of frame
  46.     "t",            ///< timestamp expressed in seconds
  47.     NULL
  48. };
  49.  
  50. enum var_name {
  51.     VAR_IN_W , VAR_IW,
  52.     VAR_IN_H , VAR_IH,
  53.     VAR_OUT_W, VAR_OW,
  54.     VAR_OUT_H, VAR_OH,
  55.     VAR_HSUB, VAR_VSUB,
  56.     VAR_N,
  57.     VAR_T,
  58.     VAR_VARS_NB
  59. };
  60.  
  61. typedef struct {
  62.     const AVClass *class;
  63.     double angle;
  64.     char *angle_expr_str;   ///< expression for the angle
  65.     AVExpr *angle_expr;     ///< parsed expression for the angle
  66.     char *outw_expr_str, *outh_expr_str;
  67.     int outh, outw;
  68.     uint8_t fillcolor[4];   ///< color expressed either in YUVA or RGBA colorspace for the padding area
  69.     char *fillcolor_str;
  70.     int fillcolor_enable;
  71.     int hsub, vsub;
  72.     int nb_planes;
  73.     int use_bilinear;
  74.     float sinx, cosx;
  75.     double var_values[VAR_VARS_NB];
  76.     FFDrawContext draw;
  77.     FFDrawColor color;
  78. } RotContext;
  79.  
  80. typedef struct ThreadData {
  81.     AVFrame *in, *out;
  82.     int inw,  inh;
  83.     int outw, outh;
  84.     int plane;
  85.     int xi, yi;
  86.     int xprime, yprime;
  87.     int c, s;
  88. } ThreadData;
  89.  
  90. #define OFFSET(x) offsetof(RotContext, x)
  91. #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  92.  
  93. static const AVOption rotate_options[] = {
  94.     { "angle",     "set angle (in radians)",       OFFSET(angle_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, .flags=FLAGS },
  95.     { "a",         "set angle (in radians)",       OFFSET(angle_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, .flags=FLAGS },
  96.     { "out_w",     "set output width expression",  OFFSET(outw_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="iw"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, .flags=FLAGS },
  97.     { "ow",        "set output width expression",  OFFSET(outw_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="iw"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, .flags=FLAGS },
  98.     { "out_h",     "set output height expression", OFFSET(outh_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="ih"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, .flags=FLAGS },
  99.     { "oh",        "set output height expression", OFFSET(outh_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="ih"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, .flags=FLAGS },
  100.     { "fillcolor", "set background fill color",    OFFSET(fillcolor_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="black"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, .flags=FLAGS },
  101.     { "c",         "set background fill color",    OFFSET(fillcolor_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="black"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, .flags=FLAGS },
  102.     { "bilinear",  "use bilinear interpolation",   OFFSET(use_bilinear),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, 1, .flags=FLAGS },
  103.     { NULL }
  104. };
  105.  
  106. AVFILTER_DEFINE_CLASS(rotate);
  107.  
  108. static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  109. {
  110.     RotContext *rot = ctx->priv;
  111.  
  112.     if (!strcmp(rot->fillcolor_str, "none"))
  113.         rot->fillcolor_enable = 0;
  114.     else if (av_parse_color(rot->fillcolor, rot->fillcolor_str, -1, ctx) >= 0)
  115.         rot->fillcolor_enable = 1;
  116.     else
  117.         return AVERROR(EINVAL);
  118.     return 0;
  119. }
  120.  
  121. static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  122. {
  123.     RotContext *rot = ctx->priv;
  124.  
  125.     av_expr_free(rot->angle_expr);
  126.     rot->angle_expr = NULL;
  127. }
  128.  
  129. static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  130. {
  131.     static enum PixelFormat pix_fmts[] = {
  132.         AV_PIX_FMT_GBRP,   AV_PIX_FMT_GBRAP,
  133.         AV_PIX_FMT_ARGB,   AV_PIX_FMT_RGBA,
  134.         AV_PIX_FMT_ABGR,   AV_PIX_FMT_BGRA,
  135.         AV_PIX_FMT_0RGB,   AV_PIX_FMT_RGB0,
  136.         AV_PIX_FMT_0BGR,   AV_PIX_FMT_BGR0,
  137.         AV_PIX_FMT_RGB24,  AV_PIX_FMT_BGR24,
  138.         AV_PIX_FMT_GRAY8,
  139.         AV_PIX_FMT_YUV410P,
  140.         AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
  141.         AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  142.         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
  143.         AV_PIX_FMT_NONE
  144.     };
  145.  
  146.     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
  147.     return 0;
  148. }
  149.  
  150. static double get_rotated_w(void *opaque, double angle)
  151. {
  152.     RotContext *rot = opaque;
  153.     double inw = rot->var_values[VAR_IN_W];
  154.     double inh = rot->var_values[VAR_IN_H];
  155.     float sinx = sin(angle);
  156.     float cosx = cos(angle);
  157.  
  158.     return FFMAX(0, inh * sinx) + FFMAX(0, -inw * cosx) +
  159.            FFMAX(0, inw * cosx) + FFMAX(0, -inh * sinx);
  160. }
  161.  
  162. static double get_rotated_h(void *opaque, double angle)
  163. {
  164.     RotContext *rot = opaque;
  165.     double inw = rot->var_values[VAR_IN_W];
  166.     double inh = rot->var_values[VAR_IN_H];
  167.     float sinx = sin(angle);
  168.     float cosx = cos(angle);
  169.  
  170.     return FFMAX(0, -inh * cosx) + FFMAX(0, -inw * sinx) +
  171.            FFMAX(0,  inh * cosx) + FFMAX(0,  inw * sinx);
  172. }
  173.  
  174. static double (* const func1[])(void *, double) = {
  175.     get_rotated_w,
  176.     get_rotated_h,
  177.     NULL
  178. };
  179.  
  180. static const char * const func1_names[] = {
  181.     "rotw",
  182.     "roth",
  183.     NULL
  184. };
  185.  
  186. static int config_props(AVFilterLink *outlink)
  187. {
  188.     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
  189.     RotContext *rot = ctx->priv;
  190.     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
  191.     const AVPixFmtDescriptor *pixdesc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
  192.     int ret;
  193.     double res;
  194.     char *expr;
  195.  
  196.     ff_draw_init(&rot->draw, inlink->format, 0);
  197.     ff_draw_color(&rot->draw, &rot->color, rot->fillcolor);
  198.  
  199.     rot->hsub = pixdesc->log2_chroma_w;
  200.     rot->vsub = pixdesc->log2_chroma_h;
  201.  
  202.     rot->var_values[VAR_IN_W] = rot->var_values[VAR_IW] = inlink->w;
  203.     rot->var_values[VAR_IN_H] = rot->var_values[VAR_IH] = inlink->h;
  204.     rot->var_values[VAR_HSUB] = 1<<rot->hsub;
  205.     rot->var_values[VAR_VSUB] = 1<<rot->vsub;
  206.     rot->var_values[VAR_N] = NAN;
  207.     rot->var_values[VAR_T] = NAN;
  208.     rot->var_values[VAR_OUT_W] = rot->var_values[VAR_OW] = NAN;
  209.     rot->var_values[VAR_OUT_H] = rot->var_values[VAR_OH] = NAN;
  210.  
  211.     av_expr_free(rot->angle_expr);
  212.     rot->angle_expr = NULL;
  213.     if ((ret = av_expr_parse(&rot->angle_expr, expr = rot->angle_expr_str, var_names,
  214.                              func1_names, func1, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) {
  215.         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  216.                "Error occurred parsing angle expression '%s'\n", rot->angle_expr_str);
  217.         return ret;
  218.     }
  219.  
  220. #define SET_SIZE_EXPR(name, opt_name) do {                                         \
  221.     ret = av_expr_parse_and_eval(&res, expr = rot->name##_expr_str,                \
  222.                                  var_names, rot->var_values,                       \
  223.                                  func1_names, func1, NULL, NULL, rot, 0, ctx);     \
  224.     if (ret < 0 || isnan(res) || isinf(res) || res <= 0) {                         \
  225.         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,                                                  \
  226.                "Error parsing or evaluating expression for option %s: "            \
  227.                "invalid expression '%s' or non-positive or indefinite value %f\n", \
  228.                opt_name, expr, res);                                               \
  229.         return ret;                                                                \
  230.     }                                                                              \
  231. } while (0)
  232.  
  233.     /* evaluate width and height */
  234.     av_expr_parse_and_eval(&res, expr = rot->outw_expr_str, var_names, rot->var_values,
  235.                            func1_names, func1, NULL, NULL, rot, 0, ctx);
  236.     rot->var_values[VAR_OUT_W] = rot->var_values[VAR_OW] = res;
  237.     rot->outw = res + 0.5;
  238.     SET_SIZE_EXPR(outh, "out_w");
  239.     rot->var_values[VAR_OUT_H] = rot->var_values[VAR_OH] = res;
  240.     rot->outh = res + 0.5;
  241.  
  242.     /* evaluate the width again, as it may depend on the evaluated output height */
  243.     SET_SIZE_EXPR(outw, "out_h");
  244.     rot->var_values[VAR_OUT_W] = rot->var_values[VAR_OW] = res;
  245.     rot->outw = res + 0.5;
  246.  
  247.     /* compute number of planes */
  248.     rot->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
  249.     outlink->w = rot->outw;
  250.     outlink->h = rot->outh;
  251.     return 0;
  252. }
  253.  
  254. #define FIXP (1<<16)
  255. #define INT_PI 205887 //(M_PI * FIXP)
  256.  
  257. /**
  258.  * Compute the sin of a using integer values.
  259.  * Input and output values are scaled by FIXP.
  260.  */
  261. static int64_t int_sin(int64_t a)
  262. {
  263.     int64_t a2, res = 0;
  264.     int i;
  265.     if (a < 0) a = INT_PI-a; // 0..inf
  266.     a %= 2 * INT_PI;         // 0..2PI
  267.  
  268.     if (a >= INT_PI*3/2) a -= 2*INT_PI;  // -PI/2 .. 3PI/2
  269.     if (a >= INT_PI/2  ) a = INT_PI - a; // -PI/2 ..  PI/2
  270.  
  271.     /* compute sin using Taylor series approximated to the third term */
  272.     a2 = (a*a)/FIXP;
  273.     for (i = 2; i < 7; i += 2) {
  274.         res += a;
  275.         a = -a*a2 / (FIXP*i*(i+1));
  276.     }
  277.     return res;
  278. }
  279.  
  280. /**
  281.  * Interpolate the color in src at position x and y using bilinear
  282.  * interpolation.
  283.  */
  284. static uint8_t *interpolate_bilinear(uint8_t *dst_color,
  285.                                      const uint8_t *src, int src_linesize, int src_linestep,
  286.                                      int x, int y, int max_x, int max_y)
  287. {
  288.     int int_x = av_clip(x>>16, 0, max_x);
  289.     int int_y = av_clip(y>>16, 0, max_y);
  290.     int frac_x = x&0xFFFF;
  291.     int frac_y = y&0xFFFF;
  292.     int i;
  293.     int int_x1 = FFMIN(int_x+1, max_x);
  294.     int int_y1 = FFMIN(int_y+1, max_y);
  295.  
  296.     for (i = 0; i < src_linestep; i++) {
  297.         int s00 = src[src_linestep * int_x  + i + src_linesize * int_y ];
  298.         int s01 = src[src_linestep * int_x1 + i + src_linesize * int_y ];
  299.         int s10 = src[src_linestep * int_x  + i + src_linesize * int_y1];
  300.         int s11 = src[src_linestep * int_x1 + i + src_linesize * int_y1];
  301.         int s0 = (((1<<16) - frac_x)*s00 + frac_x*s01);
  302.         int s1 = (((1<<16) - frac_x)*s10 + frac_x*s11);
  303.  
  304.         dst_color[i] = ((int64_t)((1<<16) - frac_y)*s0 + (int64_t)frac_y*s1) >> 32;
  305.     }
  306.  
  307.     return dst_color;
  308. }
  309.  
  310. #define TS2T(ts, tb) ((ts) == AV_NOPTS_VALUE ? NAN : (double)(ts)*av_q2d(tb))
  311.  
  312. static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int job, int nb_jobs)
  313. {
  314.     ThreadData *td = arg;
  315.     AVFrame *in = td->in;
  316.     AVFrame *out = td->out;
  317.     RotContext *rot = ctx->priv;
  318.     const int outw = td->outw, outh = td->outh;
  319.     const int inw = td->inw, inh = td->inh;
  320.     const int plane = td->plane;
  321.     const int xi = td->xi, yi = td->yi;
  322.     const int c = td->c, s = td->s;
  323.     const int start = (outh *  job   ) / nb_jobs;
  324.     const int end   = (outh * (job+1)) / nb_jobs;
  325.     int xprime = td->xprime + start * s;
  326.     int yprime = td->yprime + start * c;
  327.     int i, j, x, y;
  328.  
  329.     for (j = start; j < end; j++) {
  330.         x = xprime + xi + FIXP*inw/2;
  331.         y = yprime + yi + FIXP*inh/2;
  332.  
  333.         for (i = 0; i < outw; i++) {
  334.             int32_t v;
  335.             int x1, y1;
  336.             uint8_t *pin, *pout;
  337.             x += c;
  338.             y -= s;
  339.             x1 = x>>16;
  340.             y1 = y>>16;
  341.  
  342.             /* the out-of-range values avoid border artifacts */
  343.             if (x1 >= -1 && x1 <= inw && y1 >= -1 && y1 <= inh) {
  344.                 uint8_t inp_inv[4]; /* interpolated input value */
  345.                 pout = out->data[plane] + j * out->linesize[plane] + i * rot->draw.pixelstep[plane];
  346.                 if (rot->use_bilinear) {
  347.                     pin = interpolate_bilinear(inp_inv,
  348.                                                in->data[plane], in->linesize[plane], rot->draw.pixelstep[plane],
  349.                                                x, y, inw-1, inh-1);
  350.                 } else {
  351.                     int x2 = av_clip(x1, 0, inw-1);
  352.                     int y2 = av_clip(y1, 0, inh-1);
  353.                     pin = in->data[plane] + y2 * in->linesize[plane] + x2 * rot->draw.pixelstep[plane];
  354.                 }
  355.                 switch (rot->draw.pixelstep[plane]) {
  356.                 case 1:
  357.                     *pout = *pin;
  358.                     break;
  359.                 case 2:
  360.                     *((uint16_t *)pout) = *((uint16_t *)pin);
  361.                     break;
  362.                 case 3:
  363.                     v = AV_RB24(pin);
  364.                     AV_WB24(pout, v);
  365.                     break;
  366.                 case 4:
  367.                     *((uint32_t *)pout) = *((uint32_t *)pin);
  368.                     break;
  369.                 default:
  370.                     memcpy(pout, pin, rot->draw.pixelstep[plane]);
  371.                     break;
  372.                 }
  373.             }
  374.         }
  375.         xprime += s;
  376.         yprime += c;
  377.     }
  378.  
  379.     return 0;
  380. }
  381.  
  382. static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
  383. {
  384.     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
  385.     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  386.     AVFrame *out;
  387.     RotContext *rot = ctx->priv;
  388.     int angle_int, s, c, plane;
  389.     double res;
  390.  
  391.     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
  392.     if (!out) {
  393.         av_frame_free(&in);
  394.         return AVERROR(ENOMEM);
  395.     }
  396.     av_frame_copy_props(out, in);
  397.  
  398.     rot->var_values[VAR_N] = inlink->frame_count;
  399.     rot->var_values[VAR_T] = TS2T(in->pts, inlink->time_base);
  400.     rot->angle = res = av_expr_eval(rot->angle_expr, rot->var_values, rot);
  401.  
  402.     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "n:%f time:%f angle:%f/PI\n",
  403.            rot->var_values[VAR_N], rot->var_values[VAR_T], rot->angle/M_PI);
  404.  
  405.     angle_int = res * FIXP;
  406.     s = int_sin(angle_int);
  407.     c = int_sin(angle_int + INT_PI/2);
  408.  
  409.     /* fill background */
  410.     if (rot->fillcolor_enable)
  411.         ff_fill_rectangle(&rot->draw, &rot->color, out->data, out->linesize,
  412.                           0, 0, outlink->w, outlink->h);
  413.  
  414.     for (plane = 0; plane < rot->nb_planes; plane++) {
  415.         int hsub = plane == 1 || plane == 2 ? rot->hsub : 0;
  416.         int vsub = plane == 1 || plane == 2 ? rot->vsub : 0;
  417.         const int outw = FF_CEIL_RSHIFT(outlink->w, hsub);
  418.         const int outh = FF_CEIL_RSHIFT(outlink->h, vsub);
  419.         ThreadData td = { .in = in,   .out  = out,
  420.                           .inw  = FF_CEIL_RSHIFT(inlink->w, hsub),
  421.                           .inh  = FF_CEIL_RSHIFT(inlink->h, vsub),
  422.                           .outh = outh, .outw = outw,
  423.                           .xi = -outw/2 * c, .yi =  outw/2 * s,
  424.                           .xprime = -outh/2 * s,
  425.                           .yprime = -outh/2 * c,
  426.                           .plane = plane, .c = c, .s = s };
  427.  
  428.  
  429.         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN(outh, ctx->graph->nb_threads));
  430.     }
  431.  
  432.     av_frame_free(&in);
  433.     return ff_filter_frame(outlink, out);
  434. }
  435.  
  436. static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
  437.                            char *res, int res_len, int flags)
  438. {
  439.     RotContext *rot = ctx->priv;
  440.     int ret;
  441.  
  442.     if (!strcmp(cmd, "angle") || !strcmp(cmd, "a")) {
  443.         AVExpr *old = rot->angle_expr;
  444.         ret = av_expr_parse(&rot->angle_expr, args, var_names,
  445.                             NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
  446.         if (ret < 0) {
  447.             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  448.                    "Error when parsing the expression '%s' for angle command\n", args);
  449.             rot->angle_expr = old;
  450.             return ret;
  451.         }
  452.         av_expr_free(old);
  453.     } else
  454.         ret = AVERROR(ENOSYS);
  455.  
  456.     return ret;
  457. }
  458.  
  459. static const AVFilterPad rotate_inputs[] = {
  460.     {
  461.         .name         = "default",
  462.         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
  463.         .filter_frame = filter_frame,
  464.     },
  465.     { NULL }
  466. };
  467.  
  468. static const AVFilterPad rotate_outputs[] = {
  469.     {
  470.         .name         = "default",
  471.         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
  472.         .config_props = config_props,
  473.     },
  474.     { NULL }
  475. };
  476.  
  477. AVFilter avfilter_vf_rotate = {
  478.     .name          = "rotate",
  479.     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Rotate the input image."),
  480.     .priv_size     = sizeof(RotContext),
  481.     .init          = init,
  482.     .uninit        = uninit,
  483.     .query_formats = query_formats,
  484.     .process_command = process_command,
  485.     .inputs        = rotate_inputs,
  486.     .outputs       = rotate_outputs,
  487.     .priv_class    = &rotate_class,
  488.     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
  489. };
  490.