git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/resample.c

   1 /*
   2  * Sample rate convertion for both audio and video
   3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard.
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file resample.c
  22  * Sample rate convertion for both audio and video.
  23  */
  24
  25 #include "avcodec.h"
  26
  27 struct AVResampleContext;
  28
  29 struct ReSampleContext {
  30     struct AVResampleContext *resample_context;
  31     short *temp[2];
  32     int temp_len;
  33     float ratio;
  34     /* channel convert */
  35     int input_channels, output_channels, filter_channels;
  36 };
  37
  38 /* n1: number of samples */
  39 static void stereo_to_mono(short *output, short *input, int n1)
  40 {
  41     short *p, *q;
  42     int n = n1;
  43
  44     p = input;
  45     q = output;
  46     while (n >= 4) {
  47         q[0] = (p[0] + p[1]) >> 1;
  48         q[1] = (p[2] + p[3]) >> 1;
  49         q[2] = (p[4] + p[5]) >> 1;
  50         q[3] = (p[6] + p[7]) >> 1;
  51         q += 4;
  52         p += 8;
  53         n -= 4;
  54     }
  55     while (n > 0) {
  56         q[0] = (p[0] + p[1]) >> 1;
  57         q++;
  58         p += 2;
  59         n--;
  60     }
  61 }
  62
  63 /* n1: number of samples */
  64 static void mono_to_stereo(short *output, short *input, int n1)
  65 {
  66     short *p, *q;
  67     int n = n1;
  68     int v;
  69
  70     p = input;
  71     q = output;
  72     while (n >= 4) {
  73         v = p[0]; q[0] = v; q[1] = v;
  74         v = p[1]; q[2] = v; q[3] = v;
  75         v = p[2]; q[4] = v; q[5] = v;
  76         v = p[3]; q[6] = v; q[7] = v;
  77         q += 8;
  78         p += 4;
  79         n -= 4;
  80     }
  81     while (n > 0) {
  82         v = p[0]; q[0] = v; q[1] = v;
  83         q += 2;
  84         p += 1;
  85         n--;
  86     }
  87 }
  88
  89 /* XXX: should use more abstract 'N' channels system */
  90 static void stereo_split(short *output1, short *output2, short *input, int n)
  91 {
  92     int i;
  93
  94     for(i=0;i<n;i++) {
  95         *output1++ = *input++;
  96         *output2++ = *input++;
  97     }
  98 }
  99
 100 static void stereo_mux(short *output, short *input1, short *input2, int n)
 101 {
 102     int i;
 103
 104     for(i=0;i<n;i++) {
 105         *output++ = *input1++;
 106         *output++ = *input2++;
 107     }
 108 }
 109
 110 static void ac3_5p1_mux(short *output, short *input1, short *input2, int n)
 111 {
 112     int i;
 113     short l,r;
 114
 115     for(i=0;i<n;i++) {
 116       l=*input1++;
 117       r=*input2++;
 118       *output++ = l;           /* left */
 119       *output++ = (l/2)+(r/2); /* center */
 120       *output++ = r;           /* right */
 121       *output++ = 0;           /* left surround */
 122       *output++ = 0;           /* right surroud */
 123       *output++ = 0;           /* low freq */
 124     }
 125 }
 126
 127 ReSampleContext *audio_resample_init(int output_channels, int input_channels,
 128                                       int output_rate, int input_rate)
 129 {
 130     ReSampleContext *s;
 131     int i;
 132
 133     if ( input_channels > 2)
 134       {
 135         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Resampling with input channels greater than 2 unsupported.");
 136         return NULL;
 137       }
 138
 139     s = av_mallocz(sizeof(ReSampleContext));
 140     if (!s)
 141       {
 142         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate memory for resample context.");
 143         return NULL;
 144       }
 145
 146     s->ratio = (float)output_rate / (float)input_rate;
 147
 148     s->input_channels = input_channels;
 149     s->output_channels = output_channels;
 150
 151     s->filter_channels = s->input_channels;
 152     if (s->output_channels < s->filter_channels)
 153         s->filter_channels = s->output_channels;
 154
 155 /*
 156  * ac3 output is the only case where filter_channels could be greater than 2.
 157  * input channels can't be greater than 2, so resample the 2 channels and then
 158  * expand to 6 channels after the resampling.
 159  */
 160     if(s->filter_channels>2)
 161       s->filter_channels = 2;
 162
 163     s->resample_context= av_resample_init(output_rate, input_rate);
 164
 165     return s;
 166 }
 167
 168 /* resample audio. 'nb_samples' is the number of input samples */
 169 /* XXX: optimize it ! */
 170 int audio_resample(ReSampleContext *s, short *output, short *input, int nb_samples)
 171 {
 172     int i, nb_samples1;
 173     short *bufin[2];
 174     short *bufout[2];
 175     short *buftmp2[2], *buftmp3[2];
 176     int lenout;
 177
 178     if (s->input_channels == s->output_channels && s->ratio == 1.0 && 0) {
 179         /* nothing to do */
 180         memcpy(output, input, nb_samples * s->input_channels * sizeof(short));
 181         return nb_samples;
 182     }
 183
 184     /* XXX: move those malloc to resample init code */
 185     for(i=0; i<s->filter_channels; i++){
 186         bufin[i]= (short*) av_malloc( (nb_samples + s->temp_len) * sizeof(short) );
 187         memcpy(bufin[i], s->temp[i], s->temp_len * sizeof(short));
 188         buftmp2[i] = bufin[i] + s->temp_len;
 189     }
 190
 191     /* make some zoom to avoid round pb */
 192     lenout= (int)(nb_samples * s->ratio) + 16;
 193     bufout[0]= (short*) av_malloc( lenout * sizeof(short) );
 194     bufout[1]= (short*) av_malloc( lenout * sizeof(short) );
 195
 196     if (s->input_channels == 2 &&
 197         s->output_channels == 1) {
 198         buftmp3[0] = output;
 199         stereo_to_mono(buftmp2[0], input, nb_samples);
 200     } else if (s->output_channels >= 2 && s->input_channels == 1) {
 201         buftmp3[0] = bufout[0];
 202         memcpy(buftmp2[0], input, nb_samples*sizeof(short));
 203     } else if (s->output_channels >= 2) {
 204         buftmp3[0] = bufout[0];
 205         buftmp3[1] = bufout[1];
 206         stereo_split(buftmp2[0], buftmp2[1], input, nb_samples);
 207     } else {
 208         buftmp3[0] = output;
 209         memcpy(buftmp2[0], input, nb_samples*sizeof(short));
 210     }
 211
 212     nb_samples += s->temp_len;
 213
 214     /* resample each channel */
 215     nb_samples1 = 0; /* avoid warning */
 216     for(i=0;i<s->filter_channels;i++) {
 217         int consumed;
 218         int is_last= i+1 == s->filter_channels;
 219
 220         nb_samples1 = av_resample(s->resample_context, buftmp3[i], bufin[i], &consumed, nb_samples, lenout, is_last);
 221         s->temp_len= nb_samples - consumed;
 222         s->temp[i]= av_realloc(s->temp[i], s->temp_len*sizeof(short));
 223         memcpy(s->temp[i], bufin[i] + consumed, s->temp_len*sizeof(short));
 224     }
 225
 226     if (s->output_channels == 2 && s->input_channels == 1) {
 227         mono_to_stereo(output, buftmp3[0], nb_samples1);
 228     } else if (s->output_channels == 2) {
 229         stereo_mux(output, buftmp3[0], buftmp3[1], nb_samples1);
 230     } else if (s->output_channels == 6) {
 231         ac3_5p1_mux(output, buftmp3[0], buftmp3[1], nb_samples1);
 232     }
 233
 234     for(i=0; i<s->filter_channels; i++)
 235         av_free(bufin[i]);
 236
 237     av_free(bufout[0]);
 238     av_free(bufout[1]);
 239     return nb_samples1;
 240 }
 241
 242 void audio_resample_close(ReSampleContext *s)
 243 {
 244     av_resample_close(s->resample_context);
 245     av_freep(&s->temp[0]);
 246     av_freep(&s->temp[1]);
 247     av_free(s);
 248 }