git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libfdk-aacenc.c

   1 /*
   2  * AAC encoder wrapper
   3  * Copyright (c) 2012 Martin Storsjo
   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 #include <fdk-aac/aacenc_lib.h>
  23
  24 #include "libavutil/channel_layout.h"
  25 #include "libavutil/common.h"
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "audio_frame_queue.h"
  29 #include "internal.h"
  30
  31 typedef struct AACContext {
  32     const AVClass *class;
  33     HANDLE_AACENCODER handle;
  34     int afterburner;
  35     int eld_sbr;
  36     int signaling;
  37     int latm;
  38     int header_period;
  39     int vbr;
  40
  41     AudioFrameQueue afq;
  42 } AACContext;
  43
  44 static const AVOption aac_enc_options[] = {
  45     { "afterburner", "Afterburner (improved quality)", offsetof(AACContext, afterburner), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  46     { "eld_sbr", "Enable SBR for ELD (for SBR in other configurations, use the -profile parameter)", offsetof(AACContext, eld_sbr), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  47     { "signaling", "SBR/PS signaling style", offsetof(AACContext, signaling), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 2, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  48     { "default", "Choose signaling implicitly (explicit hierarchical by default, implicit if global header is disabled)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = -1 }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  49     { "implicit", "Implicit backwards compatible signaling", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 0 }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  50     { "explicit_sbr", "Explicit SBR, implicit PS signaling", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1 }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  51     { "explicit_hierarchical", "Explicit hierarchical signaling", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 2 }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "signaling" },
  52     { "latm", "Output LATM/LOAS encapsulated data", offsetof(AACContext, latm), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  53     { "header_period", "StreamMuxConfig and PCE repetition period (in frames)", offsetof(AACContext, header_period), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 0xffff, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  54     { "vbr", "VBR mode (1-5)", offsetof(AACContext, vbr), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 5, AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  55     { NULL }
  56 };
  57
  58 static const AVClass aac_enc_class = {
  59     "libfdk_aac", av_default_item_name, aac_enc_options, LIBAVUTIL_VERSION_INT
  60 };
  61
  62 static const char *aac_get_error(AACENC_ERROR err)
  63 {
  64     switch (err) {
  65     case AACENC_OK:
  66         return "No error";
  67     case AACENC_INVALID_HANDLE:
  68         return "Invalid handle";
  69     case AACENC_MEMORY_ERROR:
  70         return "Memory allocation error";
  71     case AACENC_UNSUPPORTED_PARAMETER:
  72         return "Unsupported parameter";
  73     case AACENC_INVALID_CONFIG:
  74         return "Invalid config";
  75     case AACENC_INIT_ERROR:
  76         return "Initialization error";
  77     case AACENC_INIT_AAC_ERROR:
  78         return "AAC library initialization error";
  79     case AACENC_INIT_SBR_ERROR:
  80         return "SBR library initialization error";
  81     case AACENC_INIT_TP_ERROR:
  82         return "Transport library initialization error";
  83     case AACENC_INIT_META_ERROR:
  84         return "Metadata library initialization error";
  85     case AACENC_ENCODE_ERROR:
  86         return "Encoding error";
  87     case AACENC_ENCODE_EOF:
  88         return "End of file";
  89     default:
  90         return "Unknown error";
  91     }
  92 }
  93
  94 static int aac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  95 {
  96     AACContext *s = avctx->priv_data;
  97
  98     if (s->handle)
  99         aacEncClose(&s->handle);
 100     av_freep(&avctx->extradata);
 101     ff_af_queue_close(&s->afq);
 102
 103     return 0;
 104 }
 105
 106 static av_cold int aac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 107 {
 108     AACContext *s = avctx->priv_data;
 109     int ret = AVERROR(EINVAL);
 110     AACENC_InfoStruct info = { 0 };
 111     CHANNEL_MODE mode;
 112     AACENC_ERROR err;
 113     int aot = FF_PROFILE_AAC_LOW + 1;
 114     int sce = 0, cpe = 0;
 115
 116     if ((err = aacEncOpen(&s->handle, 0, avctx->channels)) != AACENC_OK) {
 117         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to open the encoder: %s\n",
 118                aac_get_error(err));
 119         goto error;
 120     }
 121
 122     if (avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN)
 123         aot = avctx->profile + 1;
 124
 125     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_AOT, aot)) != AACENC_OK) {
 126         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the AOT %d: %s\n",
 127                aot, aac_get_error(err));
 128         goto error;
 129     }
 130
 131     if (aot == FF_PROFILE_AAC_ELD + 1 && s->eld_sbr) {
 132         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SBR_MODE,
 133                                        1)) != AACENC_OK) {
 134             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to enable SBR for ELD: %s\n",
 135                    aac_get_error(err));
 136             goto error;
 137         }
 138     }
 139
 140     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SAMPLERATE,
 141                                    avctx->sample_rate)) != AACENC_OK) {
 142         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the sample rate %d: %s\n",
 143                avctx->sample_rate, aac_get_error(err));
 144         goto error;
 145     }
 146
 147     switch (avctx->channels) {
 148     case 1: mode = MODE_1;       sce = 1; cpe = 0; break;
 149     case 2: mode = MODE_2;       sce = 0; cpe = 1; break;
 150     case 3: mode = MODE_1_2;     sce = 1; cpe = 1; break;
 151     case 4: mode = MODE_1_2_1;   sce = 2; cpe = 1; break;
 152     case 5: mode = MODE_1_2_2;   sce = 1; cpe = 2; break;
 153     case 6: mode = MODE_1_2_2_1; sce = 2; cpe = 2; break;
 154     default:
 155         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 156                "Unsupported number of channels %d\n", avctx->channels);
 157         goto error;
 158     }
 159
 160     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_CHANNELMODE,
 161                                    mode)) != AACENC_OK) {
 162         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 163                "Unable to set channel mode %d: %s\n", mode, aac_get_error(err));
 164         goto error;
 165     }
 166
 167     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_CHANNELORDER,
 168                                    1)) != AACENC_OK) {
 169         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 170                "Unable to set wav channel order %d: %s\n",
 171                mode, aac_get_error(err));
 172         goto error;
 173     }
 174
 175     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE || s->vbr) {
 176         int mode = s->vbr ? s->vbr : avctx->global_quality;
 177         if (mode <  1 || mode > 5) {
 178             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 179                    "VBR quality %d out of range, should be 1-5\n", mode);
 180             mode = av_clip(mode, 1, 5);
 181         }
 182         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 183                "Note, the VBR setting is unsupported and only works with "
 184                "some parameter combinations\n");
 185         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BITRATEMODE,
 186                                        mode)) != AACENC_OK) {
 187             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the VBR bitrate mode %d: %s\n",
 188                    mode, aac_get_error(err));
 189             goto error;
 190         }
 191     } else {
 192         if (avctx->bit_rate <= 0) {
 193             if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE_V2) {
 194                 sce = 1;
 195                 cpe = 0;
 196             }
 197             avctx->bit_rate = (96*sce + 128*cpe) * avctx->sample_rate / 44;
 198             if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE ||
 199                 avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE_V2 ||
 200                 s->eld_sbr)
 201                 avctx->bit_rate /= 2;
 202         }
 203         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BITRATE,
 204                                        avctx->bit_rate)) != AACENC_OK) {
 205             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the bitrate %d: %s\n",
 206                    avctx->bit_rate, aac_get_error(err));
 207             goto error;
 208         }
 209     }
 210
 211     /* Choose bitstream format - if global header is requested, use
 212      * raw access units, otherwise use ADTS. */
 213     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_TRANSMUX,
 214                                    avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER ? 0 : s->latm ? 10 : 2)) != AACENC_OK) {
 215         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the transmux format: %s\n",
 216                aac_get_error(err));
 217         goto error;
 218     }
 219
 220     if (s->latm && s->header_period) {
 221         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_HEADER_PERIOD,
 222                                        s->header_period)) != AACENC_OK) {
 223              av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set header period: %s\n",
 224                     aac_get_error(err));
 225              goto error;
 226         }
 227     }
 228
 229     /* If no signaling mode is chosen, use explicit hierarchical signaling
 230      * if using mp4 mode (raw access units, with global header) and
 231      * implicit signaling if using ADTS. */
 232     if (s->signaling < 0)
 233         s->signaling = avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER ? 2 : 0;
 234
 235     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SIGNALING_MODE,
 236                                    s->signaling)) != AACENC_OK) {
 237         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set signaling mode %d: %s\n",
 238                s->signaling, aac_get_error(err));
 239         goto error;
 240     }
 241
 242     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_AFTERBURNER,
 243                                    s->afterburner)) != AACENC_OK) {
 244         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set afterburner to %d: %s\n",
 245                s->afterburner, aac_get_error(err));
 246         goto error;
 247     }
 248
 249     if (avctx->cutoff > 0) {
 250         if (avctx->cutoff < (avctx->sample_rate + 255) >> 8 || avctx->cutoff > 20000) {
 251             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cutoff valid range is %d-20000\n",
 252                    (avctx->sample_rate + 255) >> 8);
 253             goto error;
 254         }
 255         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BANDWIDTH,
 256                                        avctx->cutoff)) != AACENC_OK) {
 257             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the encoder bandwidth to %d: %s\n",
 258                    avctx->cutoff, aac_get_error(err));
 259             goto error;
 260         }
 261     }
 262
 263     if ((err = aacEncEncode(s->handle, NULL, NULL, NULL, NULL)) != AACENC_OK) {
 264         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to initialize the encoder: %s\n",
 265                aac_get_error(err));
 266         return AVERROR(EINVAL);
 267     }
 268
 269     if ((err = aacEncInfo(s->handle, &info)) != AACENC_OK) {
 270         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to get encoder info: %s\n",
 271                aac_get_error(err));
 272         goto error;
 273     }
 274
 275     avctx->frame_size = info.frameLength;
 276     avctx->delay      = info.encoderDelay;
 277     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 278
 279     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 280         avctx->extradata_size = info.confSize;
 281         avctx->extradata      = av_mallocz(avctx->extradata_size +
 282                                            FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 283         if (!avctx->extradata) {
 284             ret = AVERROR(ENOMEM);
 285             goto error;
 286         }
 287
 288         memcpy(avctx->extradata, info.confBuf, info.confSize);
 289     }
 290     return 0;
 291 error:
 292     aac_encode_close(avctx);
 293     return ret;
 294 }
 295
 296 static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 297                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 298 {
 299     AACContext    *s        = avctx->priv_data;
 300     AACENC_BufDesc in_buf   = { 0 }, out_buf = { 0 };
 301     AACENC_InArgs  in_args  = { 0 };
 302     AACENC_OutArgs out_args = { 0 };
 303     int in_buffer_identifier = IN_AUDIO_DATA;
 304     int in_buffer_size, in_buffer_element_size;
 305     int out_buffer_identifier = OUT_BITSTREAM_DATA;
 306     int out_buffer_size, out_buffer_element_size;
 307     void *in_ptr, *out_ptr;
 308     int ret;
 309     AACENC_ERROR err;
 310
 311     /* handle end-of-stream small frame and flushing */
 312     if (!frame) {
 313         in_args.numInSamples = -1;
 314     } else {
 315         in_ptr                   = frame->data[0];
 316         in_buffer_size           = 2 * avctx->channels * frame->nb_samples;
 317         in_buffer_element_size   = 2;
 318
 319         in_args.numInSamples     = avctx->channels * frame->nb_samples;
 320         in_buf.numBufs           = 1;
 321         in_buf.bufs              = &in_ptr;
 322         in_buf.bufferIdentifiers = &in_buffer_identifier;
 323         in_buf.bufSizes          = &in_buffer_size;
 324         in_buf.bufElSizes        = &in_buffer_element_size;
 325
 326         /* add current frame to the queue */
 327         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 328             return ret;
 329     }
 330
 331     /* The maximum packet size is 6144 bits aka 768 bytes per channel. */
 332     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, FFMAX(8192, 768 * avctx->channels))) < 0)
 333         return ret;
 334
 335     out_ptr                   = avpkt->data;
 336     out_buffer_size           = avpkt->size;
 337     out_buffer_element_size   = 1;
 338     out_buf.numBufs           = 1;
 339     out_buf.bufs              = &out_ptr;
 340     out_buf.bufferIdentifiers = &out_buffer_identifier;
 341     out_buf.bufSizes          = &out_buffer_size;
 342     out_buf.bufElSizes        = &out_buffer_element_size;
 343
 344     if ((err = aacEncEncode(s->handle, &in_buf, &out_buf, &in_args,
 345                             &out_args)) != AACENC_OK) {
 346         if (!frame && err == AACENC_ENCODE_EOF)
 347             return 0;
 348         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to encode frame: %s\n",
 349                aac_get_error(err));
 350         return AVERROR(EINVAL);
 351     }
 352
 353     if (!out_args.numOutBytes)
 354         return 0;
 355
 356     /* Get the next frame pts & duration */
 357     ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 358                        &avpkt->duration);
 359
 360     avpkt->size     = out_args.numOutBytes;
 361     *got_packet_ptr = 1;
 362     return 0;
 363 }
 364
 365 static const AVProfile profiles[] = {
 366     { FF_PROFILE_AAC_LOW,   "LC"       },
 367     { FF_PROFILE_AAC_HE,    "HE-AAC"   },
 368     { FF_PROFILE_AAC_HE_V2, "HE-AACv2" },
 369     { FF_PROFILE_AAC_LD,    "LD"       },
 370     { FF_PROFILE_AAC_ELD,   "ELD"      },
 371     { FF_PROFILE_UNKNOWN },
 372 };
 373
 374 static const AVCodecDefault aac_encode_defaults[] = {
 375     { "b", "0" },
 376     { NULL }
 377 };
 378
 379 static const uint64_t aac_channel_layout[] = {
 380     AV_CH_LAYOUT_MONO,
 381     AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 382     AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
 383     AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
 384     AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
 385     AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
 386     0,
 387 };
 388
 389 static const int aac_sample_rates[] = {
 390     96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,
 391     24000, 22050, 16000, 12000, 11025, 8000, 0
 392 };
 393
 394 AVCodec ff_libfdk_aac_encoder = {
 395     .name                  = "libfdk_aac",
 396     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 397     .id                    = AV_CODEC_ID_AAC,
 398     .priv_data_size        = sizeof(AACContext),
 399     .init                  = aac_encode_init,
 400     .encode2               = aac_encode_frame,
 401     .close                 = aac_encode_close,
 402     .capabilities          = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
 403     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
 404                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 405     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Fraunhofer FDK AAC"),
 406     .priv_class            = &aac_enc_class,
 407     .defaults              = aac_encode_defaults,
 408     .profiles              = profiles,
 409     .supported_samplerates = aac_sample_rates,
 410     .channel_layouts       = aac_channel_layout,
 411 };