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 /* The version macro is introduced the same time as the 7.1 support, so this
 155    should suffice. */
 156 #ifdef AACENCODER_LIB_VL0
 157     case 8:
 158         sce = 2;
 159         cpe = 3;
 160         if (avctx->channel_layout == AV_CH_LAYOUT_7POINT1) {
 161             mode = MODE_7_1_REAR_SURROUND;
 162         } else {
 163             // MODE_1_2_2_2_1 and MODE_7_1_FRONT_CENTER use the same channel layout
 164             mode = MODE_7_1_FRONT_CENTER;
 165         }
 166         break;
 167 #endif
 168     default:
 169         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 170                "Unsupported number of channels %d\n", avctx->channels);
 171         goto error;
 172     }
 173
 174     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_CHANNELMODE,
 175                                    mode)) != AACENC_OK) {
 176         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 177                "Unable to set channel mode %d: %s\n", mode, aac_get_error(err));
 178         goto error;
 179     }
 180
 181     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_CHANNELORDER,
 182                                    1)) != AACENC_OK) {
 183         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 184                "Unable to set wav channel order %d: %s\n",
 185                mode, aac_get_error(err));
 186         goto error;
 187     }
 188
 189     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE || s->vbr) {
 190         int mode = s->vbr ? s->vbr : avctx->global_quality;
 191         if (mode <  1 || mode > 5) {
 192             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 193                    "VBR quality %d out of range, should be 1-5\n", mode);
 194             mode = av_clip(mode, 1, 5);
 195         }
 196         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 197                "Note, the VBR setting is unsupported and only works with "
 198                "some parameter combinations\n");
 199         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BITRATEMODE,
 200                                        mode)) != AACENC_OK) {
 201             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the VBR bitrate mode %d: %s\n",
 202                    mode, aac_get_error(err));
 203             goto error;
 204         }
 205     } else {
 206         if (avctx->bit_rate <= 0) {
 207             if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE_V2) {
 208                 sce = 1;
 209                 cpe = 0;
 210             }
 211             avctx->bit_rate = (96*sce + 128*cpe) * avctx->sample_rate / 44;
 212             if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE ||
 213                 avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_HE_V2 ||
 214                 avctx->profile == FF_PROFILE_MPEG2_AAC_HE ||
 215                 s->eld_sbr)
 216                 avctx->bit_rate /= 2;
 217         }
 218         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BITRATE,
 219                                        avctx->bit_rate)) != AACENC_OK) {
 220             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the bitrate %d: %s\n",
 221                    avctx->bit_rate, aac_get_error(err));
 222             goto error;
 223         }
 224     }
 225
 226     /* Choose bitstream format - if global header is requested, use
 227      * raw access units, otherwise use ADTS. */
 228     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_TRANSMUX,
 229                                    avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER ? 0 : s->latm ? 10 : 2)) != AACENC_OK) {
 230         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the transmux format: %s\n",
 231                aac_get_error(err));
 232         goto error;
 233     }
 234
 235     if (s->latm && s->header_period) {
 236         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_HEADER_PERIOD,
 237                                        s->header_period)) != AACENC_OK) {
 238              av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set header period: %s\n",
 239                     aac_get_error(err));
 240              goto error;
 241         }
 242     }
 243
 244     /* If no signaling mode is chosen, use explicit hierarchical signaling
 245      * if using mp4 mode (raw access units, with global header) and
 246      * implicit signaling if using ADTS. */
 247     if (s->signaling < 0)
 248         s->signaling = avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER ? 2 : 0;
 249
 250     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_SIGNALING_MODE,
 251                                    s->signaling)) != AACENC_OK) {
 252         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set signaling mode %d: %s\n",
 253                s->signaling, aac_get_error(err));
 254         goto error;
 255     }
 256
 257     if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_AFTERBURNER,
 258                                    s->afterburner)) != AACENC_OK) {
 259         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set afterburner to %d: %s\n",
 260                s->afterburner, aac_get_error(err));
 261         goto error;
 262     }
 263
 264     if (avctx->cutoff > 0) {
 265         if (avctx->cutoff < (avctx->sample_rate + 255) >> 8 || avctx->cutoff > 20000) {
 266             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cutoff valid range is %d-20000\n",
 267                    (avctx->sample_rate + 255) >> 8);
 268             goto error;
 269         }
 270         if ((err = aacEncoder_SetParam(s->handle, AACENC_BANDWIDTH,
 271                                        avctx->cutoff)) != AACENC_OK) {
 272             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to set the encoder bandwidth to %d: %s\n",
 273                    avctx->cutoff, aac_get_error(err));
 274             goto error;
 275         }
 276     }
 277
 278     if ((err = aacEncEncode(s->handle, NULL, NULL, NULL, NULL)) != AACENC_OK) {
 279         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to initialize the encoder: %s\n",
 280                aac_get_error(err));
 281         return AVERROR(EINVAL);
 282     }
 283
 284     if ((err = aacEncInfo(s->handle, &info)) != AACENC_OK) {
 285         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to get encoder info: %s\n",
 286                aac_get_error(err));
 287         goto error;
 288     }
 289
 290     avctx->frame_size = info.frameLength;
 291     avctx->delay      = info.encoderDelay;
 292     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 293
 294     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 295         avctx->extradata_size = info.confSize;
 296         avctx->extradata      = av_mallocz(avctx->extradata_size +
 297                                            FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 298         if (!avctx->extradata) {
 299             ret = AVERROR(ENOMEM);
 300             goto error;
 301         }
 302
 303         memcpy(avctx->extradata, info.confBuf, info.confSize);
 304     }
 305     return 0;
 306 error:
 307     aac_encode_close(avctx);
 308     return ret;
 309 }
 310
 311 static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 312                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 313 {
 314     AACContext    *s        = avctx->priv_data;
 315     AACENC_BufDesc in_buf   = { 0 }, out_buf = { 0 };
 316     AACENC_InArgs  in_args  = { 0 };
 317     AACENC_OutArgs out_args = { 0 };
 318     int in_buffer_identifier = IN_AUDIO_DATA;
 319     int in_buffer_size, in_buffer_element_size;
 320     int out_buffer_identifier = OUT_BITSTREAM_DATA;
 321     int out_buffer_size, out_buffer_element_size;
 322     void *in_ptr, *out_ptr;
 323     int ret;
 324     AACENC_ERROR err;
 325
 326     /* handle end-of-stream small frame and flushing */
 327     if (!frame) {
 328         in_args.numInSamples = -1;
 329     } else {
 330         in_ptr                   = frame->data[0];
 331         in_buffer_size           = 2 * avctx->channels * frame->nb_samples;
 332         in_buffer_element_size   = 2;
 333
 334         in_args.numInSamples     = avctx->channels * frame->nb_samples;
 335         in_buf.numBufs           = 1;
 336         in_buf.bufs              = &in_ptr;
 337         in_buf.bufferIdentifiers = &in_buffer_identifier;
 338         in_buf.bufSizes          = &in_buffer_size;
 339         in_buf.bufElSizes        = &in_buffer_element_size;
 340
 341         /* add current frame to the queue */
 342         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 343             return ret;
 344     }
 345
 346     /* The maximum packet size is 6144 bits aka 768 bytes per channel. */
 347     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, FFMAX(8192, 768 * avctx->channels))) < 0)
 348         return ret;
 349
 350     out_ptr                   = avpkt->data;
 351     out_buffer_size           = avpkt->size;
 352     out_buffer_element_size   = 1;
 353     out_buf.numBufs           = 1;
 354     out_buf.bufs              = &out_ptr;
 355     out_buf.bufferIdentifiers = &out_buffer_identifier;
 356     out_buf.bufSizes          = &out_buffer_size;
 357     out_buf.bufElSizes        = &out_buffer_element_size;
 358
 359     if ((err = aacEncEncode(s->handle, &in_buf, &out_buf, &in_args,
 360                             &out_args)) != AACENC_OK) {
 361         if (!frame && err == AACENC_ENCODE_EOF)
 362             return 0;
 363         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to encode frame: %s\n",
 364                aac_get_error(err));
 365         return AVERROR(EINVAL);
 366     }
 367
 368     if (!out_args.numOutBytes)
 369         return 0;
 370
 371     /* Get the next frame pts & duration */
 372     ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 373                        &avpkt->duration);
 374
 375     avpkt->size     = out_args.numOutBytes;
 376     *got_packet_ptr = 1;
 377     return 0;
 378 }
 379
 380 static const AVProfile profiles[] = {
 381     { FF_PROFILE_AAC_LOW,   "LC"       },
 382     { FF_PROFILE_AAC_HE,    "HE-AAC"   },
 383     { FF_PROFILE_AAC_HE_V2, "HE-AACv2" },
 384     { FF_PROFILE_AAC_LD,    "LD"       },
 385     { FF_PROFILE_AAC_ELD,   "ELD"      },
 386     { FF_PROFILE_UNKNOWN },
 387 };
 388
 389 static const AVCodecDefault aac_encode_defaults[] = {
 390     { "b", "0" },
 391     { NULL }
 392 };
 393
 394 static const uint64_t aac_channel_layout[] = {
 395     AV_CH_LAYOUT_MONO,
 396     AV_CH_LAYOUT_STEREO,
 397     AV_CH_LAYOUT_SURROUND,
 398     AV_CH_LAYOUT_4POINT0,
 399     AV_CH_LAYOUT_5POINT0_BACK,
 400     AV_CH_LAYOUT_5POINT1_BACK,
 401 #ifdef AACENCODER_LIB_VL0
 402     AV_CH_LAYOUT_7POINT1_WIDE_BACK,
 403     AV_CH_LAYOUT_7POINT1,
 404 #endif
 405     0,
 406 };
 407
 408 static const int aac_sample_rates[] = {
 409     96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,
 410     24000, 22050, 16000, 12000, 11025, 8000, 0
 411 };
 412
 413 AVCodec ff_libfdk_aac_encoder = {
 414     .name                  = "libfdk_aac",
 415     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Fraunhofer FDK AAC"),
 416     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 417     .id                    = AV_CODEC_ID_AAC,
 418     .priv_data_size        = sizeof(AACContext),
 419     .init                  = aac_encode_init,
 420     .encode2               = aac_encode_frame,
 421     .close                 = aac_encode_close,
 422     .capabilities          = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
 423     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
 424                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 425     .priv_class            = &aac_enc_class,
 426     .defaults              = aac_encode_defaults,
 427     .profiles              = profiles,
 428     .supported_samplerates = aac_sample_rates,
 429     .channel_layouts       = aac_channel_layout,
 430 };