libavfilter/vsrc_mptestsrc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2002 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (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
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  17  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  18  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * MP test source, ported from MPlayer libmpcodecs/vf_test.c
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "libavutil/pixdesc.h"
  28 #include "avfilter.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "video.h"
  31
  32 #define WIDTH 512
  33 #define HEIGHT 512
  34
  35 enum test_type {
  36     TEST_DC_LUMA,
  37     TEST_DC_CHROMA,
  38     TEST_FREQ_LUMA,
  39     TEST_FREQ_CHROMA,
  40     TEST_AMP_LUMA,
  41     TEST_AMP_CHROMA,
  42     TEST_CBP,
  43     TEST_MV,
  44     TEST_RING1,
  45     TEST_RING2,
  46     TEST_ALL,
  47     TEST_NB
  48 };
  49
  50 typedef struct MPTestContext {
  51     const AVClass *class;
  52     AVRational frame_rate;
  53     int64_t pts, max_pts, duration;
  54     int64_t max_frames;
  55     int hsub, vsub;
  56     int test;           ///< test_type
  57 } MPTestContext;
  58
  59 #define OFFSET(x) offsetof(MPTestContext, x)
  60 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  61 static const AVOption mptestsrc_options[]= {
  62     { "rate",     "set video rate",     OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "25"}, 0, INT_MAX, FLAGS },
  63     { "r",        "set video rate",     OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "25"}, 0, INT_MAX, FLAGS },
  64     { "duration", "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_DURATION, {.i64 = -1}, -1, INT64_MAX, FLAGS },
  65     { "d",        "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_DURATION, {.i64 = -1}, -1, INT64_MAX, FLAGS },
  66
  67     { "test", "set test to perform", OFFSET(test),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=TEST_ALL}, 0, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  68     { "t",    "set test to perform", OFFSET(test),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=TEST_ALL}, 0, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  69         { "dc_luma",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_DC_LUMA},     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  70         { "dc_chroma",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_DC_CHROMA},   INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  71         { "freq_luma",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_FREQ_LUMA},   INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  72         { "freq_chroma", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_FREQ_CHROMA}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  73         { "amp_luma",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_AMP_LUMA},    INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  74         { "amp_chroma",  "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_AMP_CHROMA},  INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  75         { "cbp",         "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_CBP},         INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  76         { "mv",          "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_MV},          INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  77         { "ring1",       "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_RING1},       INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  78         { "ring2",       "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_RING2},       INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  79         { "all",         "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TEST_ALL},         INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "test" },
  80     { "max_frames", "Set the maximum number of frames generated for each test", OFFSET(max_frames),
  81         AV_OPT_TYPE_INT64, {.i64 = 30}, 1, INT64_MAX, FLAGS },
  82     { "m",          "Set the maximum number of frames generated for each test", OFFSET(max_frames),
  83         AV_OPT_TYPE_INT64, {.i64 = 30}, 1, INT64_MAX, FLAGS },
  84     { NULL }
  85 };
  86
  87 AVFILTER_DEFINE_CLASS(mptestsrc);
  88
  89 static double c[64];
  90
  91 static void init_idct(void)
  92 {
  93     int i, j;
  94
  95     for (i = 0; i < 8; i++) {
  96         double s = i == 0 ? sqrt(0.125) : 0.5;
  97
  98         for (j = 0; j < 8; j++)
  99             c[i*8+j] = s*cos((M_PI/8.0)*i*(j+0.5));
 100     }
 101 }
 102
 103 static void idct(uint8_t *dst, int dst_linesize, int src[64])
 104 {
 105     int i, j, k;
 106     double tmp[64];
 107
 108     for (i = 0; i < 8; i++) {
 109         for (j = 0; j < 8; j++) {
 110             double sum = 0.0;
 111
 112             for (k = 0; k < 8; k++)
 113                 sum += c[k*8+j] * src[8*i+k];
 114
 115             tmp[8*i+j] = sum;
 116         }
 117     }
 118
 119     for (j = 0; j < 8; j++) {
 120         for (i = 0; i < 8; i++) {
 121             double sum = 0.0;
 122
 123             for (k = 0; k < 8; k++)
 124                 sum += c[k*8+i]*tmp[8*k+j];
 125
 126             dst[dst_linesize*i + j] = av_clip_uint8(lrint(sum));
 127         }
 128     }
 129 }
 130
 131 static void draw_dc(uint8_t *dst, int dst_linesize, int color, int w, int h)
 132 {
 133     int x, y;
 134
 135     for (y = 0; y < h; y++)
 136         for (x = 0; x < w; x++)
 137             dst[x + y*dst_linesize] = color;
 138 }
 139
 140 static void draw_basis(uint8_t *dst, int dst_linesize, int amp, int freq, int dc)
 141 {
 142     int src[64];
 143
 144     memset(src, 0, 64*sizeof(int));
 145     src[0] = dc;
 146     if (amp)
 147         src[freq] = amp;
 148     idct(dst, dst_linesize, src);
 149 }
 150
 151 static void draw_cbp(uint8_t *dst[3], int dst_linesize[3], int cbp, int amp, int dc)
 152 {
 153     if (cbp&1)  draw_basis(dst[0]                    , dst_linesize[0], amp, 1, dc);
 154     if (cbp&2)  draw_basis(dst[0]+8                  , dst_linesize[0], amp, 1, dc);
 155     if (cbp&4)  draw_basis(dst[0]+  8*dst_linesize[0], dst_linesize[0], amp, 1, dc);
 156     if (cbp&8)  draw_basis(dst[0]+8+8*dst_linesize[0], dst_linesize[0], amp, 1, dc);
 157     if (cbp&16) draw_basis(dst[1]                    , dst_linesize[1], amp, 1, dc);
 158     if (cbp&32) draw_basis(dst[2]                    , dst_linesize[2], amp, 1, dc);
 159 }
 160
 161 static void dc_test(uint8_t *dst, int dst_linesize, int w, int h, int off)
 162 {
 163     const int step = FFMAX(256/(w*h/256), 1);
 164     int x, y, color = off;
 165
 166     for (y = 0; y < h; y += 16) {
 167         for (x = 0; x < w; x += 16) {
 168             draw_dc(dst + x + y*dst_linesize, dst_linesize, color, 8, 8);
 169             color += step;
 170         }
 171     }
 172 }
 173
 174 static void freq_test(uint8_t *dst, int dst_linesize, int off)
 175 {
 176     int x, y, freq = 0;
 177
 178     for (y = 0; y < 8*16; y += 16) {
 179         for (x = 0; x < 8*16; x += 16) {
 180             draw_basis(dst + x + y*dst_linesize, dst_linesize, 4*(96+off), freq, 128*8);
 181             freq++;
 182         }
 183     }
 184 }
 185
 186 static void amp_test(uint8_t *dst, int dst_linesize, int off)
 187 {
 188     int x, y, amp = off;
 189
 190     for (y = 0; y < 16*16; y += 16) {
 191         for (x = 0; x < 16*16; x += 16) {
 192             draw_basis(dst + x + y*dst_linesize, dst_linesize, 4*amp, 1, 128*8);
 193             amp++;
 194         }
 195     }
 196 }
 197
 198 static void cbp_test(uint8_t *dst[3], int dst_linesize[3], int off)
 199 {
 200     int x, y, cbp = 0;
 201
 202     for (y = 0; y < 16*8; y += 16) {
 203         for (x = 0; x < 16*8; x += 16) {
 204             uint8_t *dst1[3];
 205             dst1[0] = dst[0] + x*2 + y*2*dst_linesize[0];
 206             dst1[1] = dst[1] + x   + y*  dst_linesize[1];
 207             dst1[2] = dst[2] + x   + y*  dst_linesize[2];
 208
 209             draw_cbp(dst1, dst_linesize, cbp, (64+off)*4, 128*8);
 210             cbp++;
 211         }
 212     }
 213 }
 214
 215 static void mv_test(uint8_t *dst, int dst_linesize, int off)
 216 {
 217     int x, y;
 218
 219     for (y = 0; y < 16*16; y++) {
 220         if (y&16)
 221             continue;
 222         for (x = 0; x < 16*16; x++)
 223             dst[x + y*dst_linesize] = x + off*8/(y/32+1);
 224     }
 225 }
 226
 227 static void ring1_test(uint8_t *dst, int dst_linesize, int off)
 228 {
 229     int x, y, color = 0;
 230
 231     for (y = off; y < 16*16; y += 16) {
 232         for (x = off; x < 16*16; x += 16) {
 233             draw_dc(dst + x + y*dst_linesize, dst_linesize, ((x+y)&16) ? color : -color, 16, 16);
 234             color++;
 235         }
 236     }
 237 }
 238
 239 static void ring2_test(uint8_t *dst, int dst_linesize, int off)
 240 {
 241     int x, y;
 242
 243     for (y = 0; y < 16*16; y++) {
 244         for (x = 0; x < 16*16; x++) {
 245             double d = hypot(x-8*16, y-8*16);
 246             double r = d/20 - (int)(d/20);
 247             if (r < off/30.0) {
 248                 dst[x + y*dst_linesize]     = 255;
 249                 dst[x + y*dst_linesize+256] = 0;
 250             } else {
 251                 dst[x + y*dst_linesize]     = x;
 252                 dst[x + y*dst_linesize+256] = x;
 253             }
 254         }
 255     }
 256 }
 257
 258 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 259 {
 260     MPTestContext *test = ctx->priv;
 261
 262     test->max_pts = test->duration >= 0 ?
 263         av_rescale_q(test->duration, AV_TIME_BASE_Q, av_inv_q(test->frame_rate)) : -1;
 264     test->pts = 0;
 265
 266     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "rate:%d/%d duration:%f\n",
 267            test->frame_rate.num, test->frame_rate.den,
 268            test->duration < 0 ? -1 : test->max_pts * av_q2d(av_inv_q(test->frame_rate)));
 269     init_idct();
 270
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 275 {
 276     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 277     MPTestContext *test = ctx->priv;
 278     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 279
 280     test->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
 281     test->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
 282
 283     outlink->w = WIDTH;
 284     outlink->h = HEIGHT;
 285     outlink->time_base = av_inv_q(test->frame_rate);
 286     outlink->frame_rate = test->frame_rate;
 287
 288     return 0;
 289 }
 290
 291 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 292 {
 293     MPTestContext *test = outlink->src->priv;
 294     AVFrame *picref;
 295     int w = WIDTH, h = HEIGHT,
 296         cw = AV_CEIL_RSHIFT(w, test->hsub), ch = AV_CEIL_RSHIFT(h, test->vsub);
 297     uint64_t frame = outlink->frame_count_in / test->max_frames;
 298     uint64_t mod = outlink->frame_count_in % test->max_frames;
 299     enum test_type tt = test->test;
 300     int i;
 301
 302     if (test->max_pts >= 0 && test->pts > test->max_pts)
 303         return AVERROR_EOF;
 304     picref = ff_get_video_buffer(outlink, w, h);
 305     if (!picref)
 306         return AVERROR(ENOMEM);
 307     picref->pts = test->pts++;
 308     picref->duration = 1;
 309
 310     // clean image
 311     for (i = 0; i < h; i++)
 312         memset(picref->data[0] + i*picref->linesize[0], 0, w);
 313     for (i = 0; i < ch; i++) {
 314         memset(picref->data[1] + i*picref->linesize[1], 128, cw);
 315         memset(picref->data[2] + i*picref->linesize[2], 128, cw);
 316     }
 317
 318     if (tt == TEST_ALL && mod) /* draw a black frame at the beginning of each test */
 319         tt = frame%(TEST_NB-1);
 320
 321     switch (tt) {
 322     case TEST_DC_LUMA:       dc_test(picref->data[0], picref->linesize[0], 256, 256, mod); break;
 323     case TEST_DC_CHROMA:     dc_test(picref->data[1], picref->linesize[1], 256, 256, mod); break;
 324     case TEST_FREQ_LUMA:   freq_test(picref->data[0], picref->linesize[0], mod); break;
 325     case TEST_FREQ_CHROMA: freq_test(picref->data[1], picref->linesize[1], mod); break;
 326     case TEST_AMP_LUMA:     amp_test(picref->data[0], picref->linesize[0], mod); break;
 327     case TEST_AMP_CHROMA:   amp_test(picref->data[1], picref->linesize[1], mod); break;
 328     case TEST_CBP:          cbp_test(picref->data   , picref->linesize   , mod); break;
 329     case TEST_MV:            mv_test(picref->data[0], picref->linesize[0], mod); break;
 330     case TEST_RING1:      ring1_test(picref->data[0], picref->linesize[0], mod); break;
 331     case TEST_RING2:      ring2_test(picref->data[0], picref->linesize[0], mod); break;
 332     }
 333
 334     return ff_filter_frame(outlink, picref);
 335 }
 336
 337 static const AVFilterPad mptestsrc_outputs[] = {
 338     {
 339         .name          = "default",
 340         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 341         .request_frame = request_frame,
 342         .config_props  = config_props,
 343     },
 344 };
 345
 346 const AVFilter ff_vsrc_mptestsrc = {
 347     .name          = "mptestsrc",
 348     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate various test pattern."),
 349     .priv_size     = sizeof(MPTestContext),
 350     .priv_class    = &mptestsrc_class,
 351     .init          = init,
 352     .inputs        = NULL,
 353     FILTER_OUTPUTS(mptestsrc_outputs),
 354     FILTER_SINGLE_PIXFMT(AV_PIX_FMT_YUV420P),
 355 };