git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/af_afade.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Paul B Mahol
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * fade audio filter
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "audio.h"
  28 #include "avfilter.h"
  29 #include "internal.h"
  30
  31 typedef struct {
  32     const AVClass *class;
  33     int type;
  34     int curve;
  35     int nb_samples;
  36     int64_t start_sample;
  37     double duration;
  38     double start_time;
  39
  40     void (*fade_samples)(uint8_t **dst, uint8_t * const *src,
  41                          int nb_samples, int channels, int direction,
  42                          int64_t start, int range, int curve);
  43 } AudioFadeContext;
  44
  45 enum CurveType { TRI, QSIN, ESIN, HSIN, LOG, PAR, QUA, CUB, SQU, CBR };
  46
  47 #define OFFSET(x) offsetof(AudioFadeContext, x)
  48 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  49
  50 static const AVOption afade_options[] = {
  51     { "type",         "set the fade direction",                      OFFSET(type),         AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0    }, 0, 1, FLAGS, "type" },
  52     { "t",            "set the fade direction",                      OFFSET(type),         AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0    }, 0, 1, FLAGS, "type" },
  53     { "in",           NULL,                                          0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = 0    }, 0, 0, FLAGS, "type" },
  54     { "out",          NULL,                                          0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = 1    }, 0, 0, FLAGS, "type" },
  55     { "start_sample", "set expression of sample to start fading",    OFFSET(start_sample), AV_OPT_TYPE_INT64,  {.i64 = 0    }, 0, INT64_MAX, FLAGS },
  56     { "ss",           "set expression of sample to start fading",    OFFSET(start_sample), AV_OPT_TYPE_INT64,  {.i64 = 0    }, 0, INT64_MAX, FLAGS },
  57     { "nb_samples",   "set expression for fade duration in samples", OFFSET(nb_samples),   AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 44100}, 1, INT32_MAX, FLAGS },
  58     { "ns",           "set expression for fade duration in samples", OFFSET(nb_samples),   AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 44100}, 1, INT32_MAX, FLAGS },
  59     { "start_time",   "set expression of second to start fading",    OFFSET(start_time),   AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 0.   }, 0, 7*24*60*60,FLAGS },
  60     { "st",           "set expression of second to start fading",    OFFSET(start_time),   AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 0.   }, 0, 7*24*60*60,FLAGS },
  61     { "duration",     "set expression for fade duration in seconds", OFFSET(duration),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 0.   }, 0, 24*60*60,  FLAGS },
  62     { "d",            "set expression for fade duration in seconds", OFFSET(duration),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 0.   }, 0, 24*60*60,  FLAGS },
  63     { "curve",        "set expression for fade curve",               OFFSET(curve),        AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = TRI  }, TRI, CBR, FLAGS, "curve" },
  64     { "c",            "set expression for fade curve",               OFFSET(curve),        AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = TRI  }, TRI, CBR, FLAGS, "curve" },
  65     { "tri",          "linear slope",                                0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = TRI  }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  66     { "qsin",         "quarter of sine wave",                        0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = QSIN }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  67     { "esin",         "exponential sine wave",                       0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = ESIN }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  68     { "hsin",         "half of sine wave",                           0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = HSIN }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  69     { "log",          "logarithmic",                                 0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = LOG  }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  70     { "par",          "inverted parabola",                           0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = PAR  }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  71     { "qua",          "quadratic",                                   0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = QUA  }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  72     { "cub",          "cubic",                                       0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = CUB  }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  73     { "squ",          "square root",                                 0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = SQU  }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  74     { "cbr",          "cubic root",                                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = CBR  }, 0, 0, FLAGS, "curve" },
  75     {NULL},
  76 };
  77
  78 AVFILTER_DEFINE_CLASS(afade);
  79
  80 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  81 {
  82     AudioFadeContext *afade = ctx->priv;
  83     int ret;
  84
  85     afade->class = &afade_class;
  86     av_opt_set_defaults(afade);
  87
  88     if ((ret = av_set_options_string(afade, args, "=", ":")) < 0)
  89         return ret;
  90
  91     if (INT64_MAX - afade->nb_samples < afade->start_sample)
  92         return AVERROR(EINVAL);
  93
  94     return 0;
  95 }
  96
  97 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  98 {
  99     AVFilterFormats *formats;
 100     AVFilterChannelLayouts *layouts;
 101     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
 102         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S16P,
 103         AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_S32P,
 104         AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 105         AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
 106         AV_SAMPLE_FMT_NONE
 107     };
 108
 109     layouts = ff_all_channel_layouts();
 110     if (!layouts)
 111         return AVERROR(ENOMEM);
 112     ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 113
 114     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 115     if (!formats)
 116         return AVERROR(ENOMEM);
 117     ff_set_common_formats(ctx, formats);
 118
 119     formats = ff_all_samplerates();
 120     if (!formats)
 121         return AVERROR(ENOMEM);
 122     ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 123
 124     return 0;
 125 }
 126
 127 static double fade_gain(int curve, int64_t index, int range)
 128 {
 129     double gain;
 130
 131     gain = FFMAX(0.0, FFMIN(1.0, 1.0 * index / range));
 132
 133     switch (curve) {
 134     case QSIN:
 135         gain = sin(gain * M_PI / 2.0);
 136         break;
 137     case ESIN:
 138         gain = 1.0 - cos(M_PI / 4.0 * (pow(2.0*gain - 1, 3) + 1));
 139         break;
 140     case HSIN:
 141         gain = (1.0 - cos(gain * M_PI)) / 2.0;
 142         break;
 143     case LOG:
 144         gain = pow(0.1, (1 - gain) * 5.0);
 145         break;
 146     case PAR:
 147         gain = (1 - (1 - gain) * (1 - gain));
 148         break;
 149     case QUA:
 150         gain *= gain;
 151         break;
 152     case CUB:
 153         gain = gain * gain * gain;
 154         break;
 155     case SQU:
 156         gain = sqrt(gain);
 157         break;
 158     case CBR:
 159         gain = cbrt(gain);
 160         break;
 161     }
 162
 163     return gain;
 164 }
 165
 166 #define FADE_PLANAR(name, type)                                             \
 167 static void fade_samples_## name ##p(uint8_t **dst, uint8_t * const *src,   \
 168                                      int nb_samples, int channels, int dir, \
 169                                      int64_t start, int range, int curve)   \
 170 {                                                                           \
 171     int i, c;                                                               \
 172                                                                             \
 173     for (i = 0; i < nb_samples; i++) {                                      \
 174         double gain = fade_gain(curve, start + i * dir, range);             \
 175         for (c = 0; c < channels; c++) {                                    \
 176             type *d = (type *)dst[c];                                       \
 177             const type *s = (type *)src[c];                                 \
 178                                                                             \
 179             d[i] = s[i] * gain;                                             \
 180         }                                                                   \
 181     }                                                                       \
 182 }
 183
 184 #define FADE(name, type)                                                    \
 185 static void fade_samples_## name (uint8_t **dst, uint8_t * const *src,      \
 186                                   int nb_samples, int channels, int dir,    \
 187                                   int64_t start, int range, int curve)      \
 188 {                                                                           \
 189     type *d = (type *)dst[0];                                               \
 190     const type *s = (type *)src[0];                                         \
 191     int i, c, k = 0;                                                        \
 192                                                                             \
 193     for (i = 0; i < nb_samples; i++) {                                      \
 194         double gain = fade_gain(curve, start + i * dir, range);             \
 195         for (c = 0; c < channels; c++, k++)                                 \
 196             d[k] = s[k] * gain;                                             \
 197     }                                                                       \
 198 }
 199
 200 FADE_PLANAR(dbl, double)
 201 FADE_PLANAR(flt, float)
 202 FADE_PLANAR(s16, int16_t)
 203 FADE_PLANAR(s32, int32_t)
 204
 205 FADE(dbl, double)
 206 FADE(flt, float)
 207 FADE(s16, int16_t)
 208 FADE(s32, int32_t)
 209
 210 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 211 {
 212     AVFilterContext *ctx    = outlink->src;
 213     AudioFadeContext *afade = ctx->priv;
 214     AVFilterLink *inlink    = ctx->inputs[0];
 215
 216     switch (inlink->format) {
 217     case AV_SAMPLE_FMT_DBL:  afade->fade_samples = fade_samples_dbl;  break;
 218     case AV_SAMPLE_FMT_DBLP: afade->fade_samples = fade_samples_dblp; break;
 219     case AV_SAMPLE_FMT_FLT:  afade->fade_samples = fade_samples_flt;  break;
 220     case AV_SAMPLE_FMT_FLTP: afade->fade_samples = fade_samples_fltp; break;
 221     case AV_SAMPLE_FMT_S16:  afade->fade_samples = fade_samples_s16;  break;
 222     case AV_SAMPLE_FMT_S16P: afade->fade_samples = fade_samples_s16p; break;
 223     case AV_SAMPLE_FMT_S32:  afade->fade_samples = fade_samples_s32;  break;
 224     case AV_SAMPLE_FMT_S32P: afade->fade_samples = fade_samples_s32p; break;
 225     }
 226
 227     if (afade->duration)
 228         afade->nb_samples = afade->duration * inlink->sample_rate;
 229     if (afade->start_time)
 230         afade->start_sample = afade->start_time * inlink->sample_rate;
 231
 232     return 0;
 233 }
 234
 235 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 236 {
 237     AudioFadeContext *afade = inlink->dst->priv;
 238     AVFilterLink *outlink   = inlink->dst->outputs[0];
 239     int nb_samples          = buf->audio->nb_samples;
 240     AVFilterBufferRef *out_buf;
 241     int64_t cur_sample = av_rescale_q(buf->pts, (AVRational){1, outlink->sample_rate}, outlink->time_base);
 242
 243     if ((!afade->type && (afade->start_sample + afade->nb_samples < cur_sample)) ||
 244         ( afade->type && (cur_sample + afade->nb_samples < afade->start_sample)))
 245         return ff_filter_frame(outlink, buf);
 246
 247     if (buf->perms & AV_PERM_WRITE) {
 248         out_buf = buf;
 249     } else {
 250         out_buf = ff_get_audio_buffer(inlink, AV_PERM_WRITE, nb_samples);
 251         if (!out_buf)
 252             return AVERROR(ENOMEM);
 253         out_buf->pts = buf->pts;
 254     }
 255
 256     if ((!afade->type && (cur_sample + nb_samples < afade->start_sample)) ||
 257         ( afade->type && (afade->start_sample + afade->nb_samples < cur_sample))) {
 258         av_samples_set_silence(out_buf->extended_data, 0, nb_samples,
 259                                out_buf->audio->channels, out_buf->format);
 260     } else {
 261         int64_t start;
 262
 263         if (!afade->type)
 264             start = cur_sample - afade->start_sample;
 265         else
 266             start = afade->start_sample + afade->nb_samples - cur_sample;
 267
 268         afade->fade_samples(out_buf->extended_data, buf->extended_data,
 269                             nb_samples, buf->audio->channels,
 270                             afade->type ? -1 : 1, start,
 271                             afade->nb_samples, afade->curve);
 272     }
 273
 274     if (buf != out_buf)
 275         avfilter_unref_buffer(buf);
 276
 277     return ff_filter_frame(outlink, out_buf);
 278 }
 279
 280 static const AVFilterPad avfilter_af_afade_inputs[] = {
 281     {
 282         .name         = "default",
 283         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 284         .filter_frame = filter_frame,
 285     },
 286     { NULL }
 287 };
 288
 289 static const AVFilterPad avfilter_af_afade_outputs[] = {
 290     {
 291         .name         = "default",
 292         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 293         .config_props = config_output,
 294     },
 295     { NULL }
 296 };
 297
 298 AVFilter avfilter_af_afade = {
 299     .name          = "afade",
 300     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Fade in/out input audio."),
 301     .query_formats = query_formats,
 302     .priv_size     = sizeof(AudioFadeContext),
 303     .init          = init,
 304     .inputs        = avfilter_af_afade_inputs,
 305     .outputs       = avfilter_af_afade_outputs,
 306     .priv_class    = &afade_class,
 307 };