git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - doc/examples/resampling_audio.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Stefano Sabatini
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   5  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   6  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
   7  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
   8  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
   9  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  12  * all copies or substantial portions of the Software.
  13  *
  14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  17  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  18  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  19  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  20  * THE SOFTWARE.
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @example doc/examples/resampling_audio.c
  25  * libswresample API use example.
  26  */
  27
  28 #include <libavutil/opt.h>
  29 #include <libavutil/channel_layout.h>
  30 #include <libavutil/samplefmt.h>
  31 #include <libswresample/swresample.h>
  32
  33 static int get_format_from_sample_fmt(const char **fmt,
  34                                       enum AVSampleFormat sample_fmt)
  35 {
  36     int i;
  37     struct sample_fmt_entry {
  38         enum AVSampleFormat sample_fmt; const char *fmt_be, *fmt_le;
  39     } sample_fmt_entries[] = {
  40         { AV_SAMPLE_FMT_U8,  "u8",    "u8"    },
  41         { AV_SAMPLE_FMT_S16, "s16be", "s16le" },
  42         { AV_SAMPLE_FMT_S32, "s32be", "s32le" },
  43         { AV_SAMPLE_FMT_FLT, "f32be", "f32le" },
  44         { AV_SAMPLE_FMT_DBL, "f64be", "f64le" },
  45     };
  46     *fmt = NULL;
  47
  48     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(sample_fmt_entries); i++) {
  49         struct sample_fmt_entry *entry = &sample_fmt_entries[i];
  50         if (sample_fmt == entry->sample_fmt) {
  51             *fmt = AV_NE(entry->fmt_be, entry->fmt_le);
  52             return 0;
  53         }
  54     }
  55
  56     fprintf(stderr,
  57             "Sample format %s not supported as output format\n",
  58             av_get_sample_fmt_name(sample_fmt));
  59     return AVERROR(EINVAL);
  60 }
  61
  62 /**
  63  * Fill dst buffer with nb_samples, generated starting from t.
  64  */
  65 void fill_samples(double *dst, int nb_samples, int nb_channels, int sample_rate, double *t)
  66 {
  67     int i, j;
  68     double tincr = 1.0 / sample_rate, *dstp = dst;
  69     const double c = 2 * M_PI * 440.0;
  70
  71     /* generate sin tone with 440Hz frequency and duplicated channels */
  72     for (i = 0; i < nb_samples; i++) {
  73         *dstp = sin(c * *t);
  74         for (j = 1; j < nb_channels; j++)
  75             dstp[j] = dstp[0];
  76         dstp += nb_channels;
  77         *t += tincr;
  78     }
  79 }
  80
  81 int alloc_samples_array_and_data(uint8_t ***data, int *linesize, int nb_channels,
  82                                     int nb_samples, enum AVSampleFormat sample_fmt, int align)
  83 {
  84     int nb_planes = av_sample_fmt_is_planar(sample_fmt) ? nb_channels : 1;
  85
  86     *data = av_malloc(sizeof(*data) * nb_planes);
  87     if (!*data)
  88         return AVERROR(ENOMEM);
  89     return av_samples_alloc(*data, linesize, nb_channels,
  90                             nb_samples, sample_fmt, align);
  91 }
  92
  93 int main(int argc, char **argv)
  94 {
  95     int64_t src_ch_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO, dst_ch_layout = AV_CH_LAYOUT_SURROUND;
  96     int src_rate = 48000, dst_rate = 44100;
  97     uint8_t **src_data = NULL, **dst_data = NULL;
  98     int src_nb_channels = 0, dst_nb_channels = 0;
  99     int src_linesize, dst_linesize;
 100     int src_nb_samples = 1024, dst_nb_samples, max_dst_nb_samples;
 101     enum AVSampleFormat src_sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_DBL, dst_sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 102     const char *dst_filename = NULL;
 103     FILE *dst_file;
 104     int dst_bufsize;
 105     const char *fmt;
 106     struct SwrContext *swr_ctx;
 107     double t;
 108     int ret;
 109
 110     if (argc != 2) {
 111         fprintf(stderr, "Usage: %s output_file\n"
 112                 "API example program to show how to resample an audio stream with libswresample.\n"
 113                 "This program generates a series of audio frames, resamples them to a specified "
 114                 "output format and rate and saves them to an output file named output_file.\n",
 115             argv[0]);
 116         exit(1);
 117     }
 118     dst_filename = argv[1];
 119
 120     dst_file = fopen(dst_filename, "wb");
 121     if (!dst_file) {
 122         fprintf(stderr, "Could not open destination file %s\n", dst_filename);
 123         exit(1);
 124     }
 125
 126     /* create resampler context */
 127     swr_ctx = swr_alloc();
 128     if (!swr_ctx) {
 129         fprintf(stderr, "Could not allocate resampler context\n");
 130         ret = AVERROR(ENOMEM);
 131         goto end;
 132     }
 133
 134     /* set options */
 135     av_opt_set_int(swr_ctx, "in_channel_layout",    src_ch_layout, 0);
 136     av_opt_set_int(swr_ctx, "in_sample_rate",       src_rate, 0);
 137     av_opt_set_sample_fmt(swr_ctx, "in_sample_fmt", src_sample_fmt, 0);
 138
 139     av_opt_set_int(swr_ctx, "out_channel_layout",    dst_ch_layout, 0);
 140     av_opt_set_int(swr_ctx, "out_sample_rate",       dst_rate, 0);
 141     av_opt_set_sample_fmt(swr_ctx, "out_sample_fmt", dst_sample_fmt, 0);
 142
 143     /* initialize the resampling context */
 144     if ((ret = swr_init(swr_ctx)) < 0) {
 145         fprintf(stderr, "Failed to initialize the resampling context\n");
 146         goto end;
 147     }
 148
 149     /* allocate source and destination samples buffers */
 150
 151     src_nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(src_ch_layout);
 152     ret = alloc_samples_array_and_data(&src_data, &src_linesize, src_nb_channels,
 153                                        src_nb_samples, src_sample_fmt, 0);
 154     if (ret < 0) {
 155         fprintf(stderr, "Could not allocate source samples\n");
 156         goto end;
 157     }
 158
 159     /* compute the number of converted samples: buffering is avoided
 160      * ensuring that the output buffer will contain at least all the
 161      * converted input samples */
 162     max_dst_nb_samples = dst_nb_samples =
 163         av_rescale_rnd(src_nb_samples, dst_rate, src_rate, AV_ROUND_UP);
 164
 165     /* buffer is going to be directly written to a rawaudio file, no alignment */
 166     dst_nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(dst_ch_layout);
 167     ret = alloc_samples_array_and_data(&dst_data, &dst_linesize, dst_nb_channels,
 168                                        dst_nb_samples, dst_sample_fmt, 0);
 169     if (ret < 0) {
 170         fprintf(stderr, "Could not allocate destination samples\n");
 171         goto end;
 172     }
 173
 174     t = 0;
 175     do {
 176         /* generate synthetic audio */
 177         fill_samples((double *)src_data[0], src_nb_samples, src_nb_channels, src_rate, &t);
 178
 179         /* compute destination number of samples */
 180         dst_nb_samples = av_rescale_rnd(swr_get_delay(swr_ctx, src_rate) +
 181                                         src_nb_samples, dst_rate, src_rate, AV_ROUND_UP);
 182         if (dst_nb_samples > max_dst_nb_samples) {
 183             av_free(dst_data[0]);
 184             ret = av_samples_alloc(dst_data, &dst_linesize, dst_nb_channels,
 185                                    dst_nb_samples, dst_sample_fmt, 1);
 186             if (ret < 0)
 187                 break;
 188             max_dst_nb_samples = dst_nb_samples;
 189         }
 190
 191         /* convert to destination format */
 192         ret = swr_convert(swr_ctx, dst_data, dst_nb_samples, (const uint8_t **)src_data, src_nb_samples);
 193         if (ret < 0) {
 194             fprintf(stderr, "Error while converting\n");
 195             goto end;
 196         }
 197         dst_bufsize = av_samples_get_buffer_size(&dst_linesize, dst_nb_channels,
 198                                                  ret, dst_sample_fmt, 1);
 199         printf("t:%f in:%d out:%d\n", t, src_nb_samples, ret);
 200         fwrite(dst_data[0], 1, dst_bufsize, dst_file);
 201     } while (t < 10);
 202
 203     if ((ret = get_format_from_sample_fmt(&fmt, dst_sample_fmt)) < 0)
 204         goto end;
 205     fprintf(stderr, "Resampling succeeded. Play the output file with the command:\n"
 206             "ffplay -f %s -channel_layout %"PRId64" -channels %d -ar %d %s\n",
 207             fmt, dst_ch_layout, dst_nb_channels, dst_rate, dst_filename);
 208
 209 end:
 210     if (dst_file)
 211         fclose(dst_file);
 212
 213     if (src_data)
 214         av_freep(&src_data[0]);
 215     av_freep(&src_data);
 216
 217     if (dst_data)
 218         av_freep(&dst_data[0]);
 219     av_freep(&dst_data);
 220
 221     swr_free(&swr_ctx);
 222     return ret < 0;
 223 }