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  * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
   8  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
   9  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
  10  *
  11  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
  12  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
  13  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
  14  * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
  15  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
  16  * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
  17  * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
  18  */
  19
  20 #include <fdk-aac/aacenc_lib.h>
  21
  22 #include "libavutil/channel_layout.h"
  23 #include "libavutil/common.h"
  24 #include "libavutil/opt.h"
  25 #include "avcodec.h"
  26 #include "audio_frame_queue.h"
  27 #include "internal.h"
  28
  29 typedef struct AACContext {
  30     const AVClass *class;
  31     HANDLE_AACENCODER handle;
  32     int afterburner;
  33     int eld_sbr;
  34     int signaling;
  35     int latm;
  36     int header_period;
  37     int vbr;
  38
  39     AudioFrameQueue afq;
  40 } AACContext;
  41
  42 static const AVOption aac_enc_options[] = {
  43     { "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 },
  44     { "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 },
  45     { "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" },
  46     { "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" },
  47     { "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" },
  48     { "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" },
  49     { "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" },
  50     { "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 },
  51     { "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 },
  52     { "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 },
  53     { NULL }
  54 };
  55
  56 static const AVClass aac_enc_class = {
  57     .class_name = "libfdk_aac",
  58     .item_name  = av_default_item_name,
  59     .option     = aac_enc_options,
  60     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  61 };
  62
  63 static const char *aac_get_error(AACENC_ERROR err)
  64 {
  65     switch (err) {
  66     case AACENC_OK:
  67         return "No error";
  68     case AACENC_INVALID_HANDLE:
  69         return "Invalid handle";
  70     case AACENC_MEMORY_ERROR:
  71         return "Memory allocation error";
  72     case AACENC_UNSUPPORTED_PARAMETER:
  73         return "Unsupported parameter";
  74     case AACENC_INVALID_CONFIG:
  75         return "Invalid config";
  76     case AACENC_INIT_ERROR:
  77         return "Initialization error";
  78     case AACENC_INIT_AAC_ERROR:
  79         return "AAC library initialization error";
  80     case AACENC_INIT_SBR_ERROR:
  81         return "SBR library initialization error";
  82     case AACENC_INIT_TP_ERROR:
  83         return "Transport library initialization error";
  84     case AACENC_INIT_META_ERROR:
  85         return "Metadata library initialization error";
  86     case AACENC_ENCODE_ERROR:
  87         return "Encoding error";
  88     case AACENC_ENCODE_EOF:
  89         return "End of file";
  90     default:
  91         return "Unknown error";
  92     }
  93 }
  94
  95 static int aac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  96 {
  97     AACContext *s = avctx->priv_data;
  98
  99     if (s->handle)
 100         aacEncClose(&s->handle);
 101     av_freep(&avctx->extradata);
 102     ff_af_queue_close(&s->afq);
 103
 104     return 0;
 105 }
 106
 107 static av_cold int aac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 108 {
 109     AACContext *s = avctx->priv_data;
 110     int ret = AVERROR(EINVAL);
 111     AACENC_InfoStruct info = { 0 };
 112     CHANNEL_MODE mode;
 113     AACENC_ERROR err;
 114     int aot = FF_PROFILE_AAC_LOW + 1;
 115     int sce = 0, cpe = 0;
 116
 117     if ((err = aacEncOpen(&s->handle, 0, avctx->channels)) != AACENC_OK) {
 118         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to open the encoder: %s\n",
 119                aac_get_error(err));
 120         goto error;
 121     }
 122
 123     if (avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN)
 124         aot = avctx->profile + 1;
 125
 126     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_AOT, aot)) != AACENC_OK) {
 127         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the AOT %d: %s\n",
 128                aot, aac_get_error(err));
 129         goto error;
 130     }
 131
 132     if (aot == FF_PROFILE_AAC_ELD + 1 && s->eld_sbr) {
 133         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SBR_MODE,
 134                                        1)) != AACENC_OK) {
 135             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to enable SBR for ELD: %s\n",
 136                    aac_get_error(err));
 137             goto error;
 138         }
 139     }
 140
 141     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SAMPLERATE,
 142                                    avctx->sample_rate)) != AACENC_OK) {
 143         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the sample rate %d: %s\n",
 144                avctx->sample_rate, aac_get_error(err));
 145         goto error;
 146     }
 147
 148     switch (avctx->channels) {
 149     case 1: mode = MODE_1;       sce = 1; cpe = 0; break;
 150     case 2: mode = MODE_2;       sce = 0; cpe = 1; break;
 151     case 3: mode = MODE_1_2;     sce = 1; cpe = 1; break;
 152     case 4: mode = MODE_1_2_1;   sce = 2; cpe = 1; break;
 153     case 5: mode = MODE_1_2_2;   sce = 1; cpe = 2; break;
 154     case 6: mode = MODE_1_2_2_1; sce = 2; cpe = 2; break;
 155 /* The version macro is introduced the same time as the 7.1 support, so this
 156    should suffice. */
 157 #ifdef AACENCODER_LIB_VL0
 158     case 8:
 159         sce = 2;
 160         cpe = 3;
 161         if (avctx->channel_layout == AV_CH_LAYOUT_7POINT1) {
 162             mode = MODE_7_1_REAR_SURROUND;
 163         } else {
 164             // MODE_1_2_2_2_1 and MODE_7_1_FRONT_CENTER use the same channel layout
 165             mode = MODE_7_1_FRONT_CENTER;
 166         }
 167         break;
 168 #endif
 169     default:
 170         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 171                "Unsupported number of channels %d\n", avctx->channels);
 172         goto error;
 173     }
 174
 175     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_CHANNELMODE,
 176                                    mode)) != AACENC_OK) {
 177         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 178                "Unable to set channel mode %d: %s\n", mode, aac_get_error(err));
 179         goto error;
 180     }
 181
 182     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_CHANNELORDER,
 183                                    1)) != AACENC_OK) {
 184         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 185                "Unable to set wav channel order %d: %s\n",
 186                mode, aac_get_error(err));
 187         goto error;
 188     }
 189
 190     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE || s->vbr) {
 191         int mode = s->vbr ? s->vbr : avctx->global_quality;
 192         if (mode <  1 || mode > 5) {
 193             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 194                    "VBR quality %d out of range, should be 1-5\n", mode);
 195             mode = av_clip(mode, 1, 5);
 196         }
 197         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 198                "Note, the VBR setting is unsupported and only works with "
 199                "some parameter combinations\n");
 200         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BITRATEMODE,
 201                                        mode)) != AACENC_OK) {
 202             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the VBR bitrate mode %d: %s\n",
 203                    mode, aac_get_error(err));
 204             goto error;
 205         }
 206     } else {
 207         if (avctx->bit_rate <= 0) {
 208             if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE_V2) {
 209                 sce = 1;
 210                 cpe = 0;
 211             }
 212             avctx->bit_rate = (96*sce + 128*cpe) * avctx->sample_rate / 44;
 213             if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE ||
 214                 avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE_V2 ||
 215                 avctx->profile == FF_PROFILE_MPEG2_AAC_HE ||
 216                 s->eld_sbr)
 217                 avctx->bit_rate /= 2;
 218         }
 219         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BITRATE,
 220                                        avctx->bit_rate)) != AACENC_OK) {
 221             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the bitrate %"PRId64": %s\n",
 222                    avctx->bit_rate, aac_get_error(err));
 223             goto error;
 224         }
 225     }
 226
 227     /* Choose bitstream format - if global header is requested, use
 228      * raw access units, otherwise use ADTS. */
 229     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_TRANSMUX,
 230                                    avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER ? TT_MP4_RAW :
 231                                    s->latm ? TT_MP4_LOAS : TT_MP4_ADTS)) != AACENC_OK) {
 232         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the transmux format: %s\n",
 233                aac_get_error(err));
 234         goto error;
 235     }
 236
 237     if (s->latm && s->header_period) {
 238         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_HEADER_PERIOD,
 239                                        s->header_period)) != AACENC_OK) {
 240              av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set header period: %s\n",
 241                     aac_get_error(err));
 242              goto error;
 243         }
 244     }
 245
 246     /* If no signaling mode is chosen, use explicit hierarchical signaling
 247      * if using mp4 mode (raw access units, with global header) and
 248      * implicit signaling if using ADTS. */
 249     if (s->signaling < 0)
 250         s->signaling = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER ? 2 : 0;
 251
 252     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SIGNALING_MODE,
 253                                    s->signaling)) != AACENC_OK) {
 254         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set signaling mode %d: %s\n",
 255                s->signaling, aac_get_error(err));
 256         goto error;
 257     }
 258
 259     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_AFTERBURNER,
 260                                    s->afterburner)) != AACENC_OK) {
 261         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set afterburner to %d: %s\n",
 262                s->afterburner, aac_get_error(err));
 263         goto error;
 264     }
 265
 266     if (avctx->cutoff > 0) {
 267         if (avctx->cutoff < (avctx->sample_rate + 255) >> 8 || avctx->cutoff > 20000) {
 268             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cutoff valid range is %d-20000\n",
 269                    (avctx->sample_rate + 255) >> 8);
 270             goto error;
 271         }
 272         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BANDWIDTH,
 273                                        avctx->cutoff)) != AACENC_OK) {
 274             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the encoder bandwidth to %d: %s\n",
 275                    avctx->cutoff, aac_get_error(err));
 276             goto error;
 277         }
 278     }
 279
 280     if ((err = aacEncEncode(s->handle, NULL, NULL, NULL, NULL)) != AACENC_OK) {
 281         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to initialize the encoder: %s\n",
 282                aac_get_error(err));
 283         return AVERROR(EINVAL);
 284     }
 285
 286     if ((err = aacEncInfo(s->handle, &info)) != AACENC_OK) {
 287         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to get encoder info: %s\n",
 288                aac_get_error(err));
 289         goto error;
 290     }
 291
 292     avctx->frame_size = info.frameLength;
 293     avctx->initial_padding = info.encoderDelay;
 294     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 295
 296     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 297         avctx->extradata_size = info.confSize;
 298         avctx->extradata      = av_mallocz(avctx->extradata_size +
 299                                            AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 300         if (!avctx->extradata) {
 301             ret = AVERROR(ENOMEM);
 302             goto error;
 303         }
 304
 305         memcpy(avctx->extradata, info.confBuf, info.confSize);
 306     }
 307     return 0;
 308 error:
 309     aac_encode_close(avctx);
 310     return ret;
 311 }
 312
 313 static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 314                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 315 {
 316     AACContext    *s        = avctx->priv_data;
 317     AACENC_BufDesc in_buf   = { 0 }, out_buf = { 0 };
 318     AACENC_InArgs  in_args  = { 0 };
 319     AACENC_OutArgs out_args = { 0 };
 320     int in_buffer_identifier = IN_AUDIO_DATA;
 321     int in_buffer_size, in_buffer_element_size;
 322     int out_buffer_identifier = OUT_BITSTREAM_DATA;
 323     int out_buffer_size, out_buffer_element_size;
 324     void *in_ptr, *out_ptr;
 325     int ret;
 326     AACENC_ERROR err;
 327
 328     /* handle end-of-stream small frame and flushing */
 329     if (!frame) {
 330         in_args.numInSamples = -1;
 331     } else {
 332         in_ptr                   = frame->data[0];
 333         in_buffer_size           = 2 * avctx->channels * frame->nb_samples;
 334         in_buffer_element_size   = 2;
 335
 336         in_args.numInSamples     = avctx->channels * frame->nb_samples;
 337         in_buf.numBufs           = 1;
 338         in_buf.bufs              = &in_ptr;
 339         in_buf.bufferIdentifiers = &in_buffer_identifier;
 340         in_buf.bufSizes          = &in_buffer_size;
 341         in_buf.bufElSizes        = &in_buffer_element_size;
 342
 343         /* add current frame to the queue */
 344         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 345             return ret;
 346     }
 347
 348     /* The maximum packet size is 6144 bits aka 768 bytes per channel. */
 349     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, FFMAX(8192, 768 * avctx->channels), 0)) < 0)
 350         return ret;
 351
 352     out_ptr                   = avpkt->data;
 353     out_buffer_size           = avpkt->size;
 354     out_buffer_element_size   = 1;
 355     out_buf.numBufs           = 1;
 356     out_buf.bufs              = &out_ptr;
 357     out_buf.bufferIdentifiers = &out_buffer_identifier;
 358     out_buf.bufSizes          = &out_buffer_size;
 359     out_buf.bufElSizes        = &out_buffer_element_size;
 360
 361     if ((err = aacEncEncode(s->handle, &in_buf, &out_buf, &in_args,
 362                             &out_args)) != AACENC_OK) {
 363         if (!frame && err == AACENC_ENCODE_EOF)
 364             return 0;
 365         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to encode frame: %s\n",
 366                aac_get_error(err));
 367         return AVERROR(EINVAL);
 368     }
 369
 370     if (!out_args.numOutBytes)
 371         return 0;
 372
 373     /* Get the next frame pts & duration */
 374     ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 375                        &avpkt->duration);
 376
 377     avpkt->size     = out_args.numOutBytes;
 378     *got_packet_ptr = 1;
 379     return 0;
 380 }
 381
 382 static const AVProfile profiles[] = {
 383     { FF_PROFILE_AAC_LOW,   "LC"       },
 384     { FF_PROFILE_AAC_HE,    "HE-AAC"   },
 385     { FF_PROFILE_AAC_HE_V2, "HE-AACv2" },
 386     { FF_PROFILE_AAC_LD,    "LD"       },
 387     { FF_PROFILE_AAC_ELD,   "ELD"      },
 388     { FF_PROFILE_UNKNOWN },
 389 };
 390
 391 static const AVCodecDefault aac_encode_defaults[] = {
 392     { "b", "0" },
 393     { NULL }
 394 };
 395
 396 static const uint64_t aac_channel_layout[] = {
 397     AV_CH_LAYOUT_MONO,
 398     AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 399     AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
 400     AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
 401     AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
 402     AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
 403 #ifdef AACENCODER_LIB_VL0
 404     AV_CH_LAYOUT_7POINT1_WIDE_BACK,
 405     AV_CH_LAYOUT_7POINT1,
 406 #endif
 407     0,
 408 };
 409
 410 static const int aac_sample_rates[] = {
 411     96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,
 412     24000, 22050, 16000, 12000, 11025, 8000, 0
 413 };
 414
 415 AVCodec ff_libfdk_aac_encoder = {
 416     .name                  = "libfdk_aac",
 417     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Fraunhofer FDK AAC"),
 418     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 419     .id                    = AV_CODEC_ID_AAC,
 420     .priv_data_size        = sizeof(AACContext),
 421     .init                  = aac_encode_init,
 422     .encode2               = aac_encode_frame,
 423     .close                 = aac_encode_close,
 424     .capabilities          = AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | AV_CODEC_CAP_DELAY,
 425     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
 426                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 427     .priv_class            = &aac_enc_class,
 428     .defaults              = aac_encode_defaults,
 429     .profiles              = profiles,
 430     .supported_samplerates = aac_sample_rates,
 431     .channel_layouts       = aac_channel_layout,
 432     .wrapper_name          = "libfdk",
 433 };