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     int64_t duration;
  38     int64_t 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",           "fade-in",                                     0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = 0    }, 0, 0, FLAGS, "type" },
  54     { "out",          "fade-out",                                    0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = 1    }, 0, 0, FLAGS, "type" },
  55     { "start_sample", "set number of first sample to start fading",  OFFSET(start_sample), AV_OPT_TYPE_INT64,  {.i64 = 0    }, 0, INT64_MAX, FLAGS },
  56     { "ss",           "set number of first sample to start fading",  OFFSET(start_sample), AV_OPT_TYPE_INT64,  {.i64 = 0    }, 0, INT64_MAX, FLAGS },
  57     { "nb_samples",   "set number of samples for fade duration",     OFFSET(nb_samples),   AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 44100}, 1, INT32_MAX, FLAGS },
  58     { "ns",           "set number of samples for fade duration",     OFFSET(nb_samples),   AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 44100}, 1, INT32_MAX, FLAGS },
  59     { "start_time",   "set time to start fading",                    OFFSET(start_time),   AV_OPT_TYPE_DURATION, {.i64 = 0. }, 0, INT32_MAX, FLAGS },
  60     { "st",           "set time to start fading",                    OFFSET(start_time),   AV_OPT_TYPE_DURATION, {.i64 = 0. }, 0, INT32_MAX, FLAGS },
  61     { "duration",     "set fade duration",                           OFFSET(duration),     AV_OPT_TYPE_DURATION, {.i64 = 0. }, 0, INT32_MAX, FLAGS },
  62     { "d",            "set fade duration",                           OFFSET(duration),     AV_OPT_TYPE_DURATION, {.i64 = 0. }, 0, INT32_MAX, FLAGS },
  63     { "curve",        "set fade curve type",                         OFFSET(curve),        AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = TRI  }, TRI, CBR, FLAGS, "curve" },
  64     { "c",            "set fade curve type",                         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)
  81 {
  82     AudioFadeContext *s = ctx->priv;
  83
  84     if (INT64_MAX - s->nb_samples < s->start_sample)
  85         return AVERROR(EINVAL);
  86
  87     return 0;
  88 }
  89
  90 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  91 {
  92     AVFilterFormats *formats;
  93     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  94     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
  95         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S16P,
  96         AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_S32P,
  97         AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
  98         AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
  99         AV_SAMPLE_FMT_NONE
 100     };
 101     int ret;
 102
 103     layouts = ff_all_channel_layouts();
 104     if (!layouts)
 105         return AVERROR(ENOMEM);
 106     ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 107     if (ret < 0)
 108         return ret;
 109
 110     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 111     if (!formats)
 112         return AVERROR(ENOMEM);
 113     ret = ff_set_common_formats(ctx, formats);
 114     if (ret < 0)
 115         return ret;
 116
 117     formats = ff_all_samplerates();
 118     if (!formats)
 119         return AVERROR(ENOMEM);
 120     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 121 }
 122
 123 static double fade_gain(int curve, int64_t index, int range)
 124 {
 125     double gain;
 126
 127     gain = FFMAX(0.0, FFMIN(1.0, 1.0 * index / range));
 128
 129     switch (curve) {
 130     case QSIN:
 131         gain = sin(gain * M_PI / 2.0);
 132         break;
 133     case ESIN:
 134         gain = 1.0 - cos(M_PI / 4.0 * (pow(2.0*gain - 1, 3) + 1));
 135         break;
 136     case HSIN:
 137         gain = (1.0 - cos(gain * M_PI)) / 2.0;
 138         break;
 139     case LOG:
 140         gain = pow(0.1, (1 - gain) * 5.0);
 141         break;
 142     case PAR:
 143         gain = (1 - (1 - gain) * (1 - gain));
 144         break;
 145     case QUA:
 146         gain *= gain;
 147         break;
 148     case CUB:
 149         gain = gain * gain * gain;
 150         break;
 151     case SQU:
 152         gain = sqrt(gain);
 153         break;
 154     case CBR:
 155         gain = cbrt(gain);
 156         break;
 157     }
 158
 159     return gain;
 160 }
 161
 162 #define FADE_PLANAR(name, type)                                             \
 163 static void fade_samples_## name ##p(uint8_t **dst, uint8_t * const *src,   \
 164                                      int nb_samples, int channels, int dir, \
 165                                      int64_t start, int range, int curve)   \
 166 {                                                                           \
 167     int i, c;                                                               \
 168                                                                             \
 169     for (i = 0; i < nb_samples; i++) {                                      \
 170         double gain = fade_gain(curve, start + i * dir, range);             \
 171         for (c = 0; c < channels; c++) {                                    \
 172             type *d = (type *)dst[c];                                       \
 173             const type *s = (type *)src[c];                                 \
 174                                                                             \
 175             d[i] = s[i] * gain;                                             \
 176         }                                                                   \
 177     }                                                                       \
 178 }
 179
 180 #define FADE(name, type)                                                    \
 181 static void fade_samples_## name (uint8_t **dst, uint8_t * const *src,      \
 182                                   int nb_samples, int channels, int dir,    \
 183                                   int64_t start, int range, int curve)      \
 184 {                                                                           \
 185     type *d = (type *)dst[0];                                               \
 186     const type *s = (type *)src[0];                                         \
 187     int i, c, k = 0;                                                        \
 188                                                                             \
 189     for (i = 0; i < nb_samples; i++) {                                      \
 190         double gain = fade_gain(curve, start + i * dir, range);             \
 191         for (c = 0; c < channels; c++, k++)                                 \
 192             d[k] = s[k] * gain;                                             \
 193     }                                                                       \
 194 }
 195
 196 FADE_PLANAR(dbl, double)
 197 FADE_PLANAR(flt, float)
 198 FADE_PLANAR(s16, int16_t)
 199 FADE_PLANAR(s32, int32_t)
 200
 201 FADE(dbl, double)
 202 FADE(flt, float)
 203 FADE(s16, int16_t)
 204 FADE(s32, int32_t)
 205
 206 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 207 {
 208     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 209     AudioFadeContext *s  = ctx->priv;
 210
 211     switch (inlink->format) {
 212     case AV_SAMPLE_FMT_DBL:  s->fade_samples = fade_samples_dbl;  break;
 213     case AV_SAMPLE_FMT_DBLP: s->fade_samples = fade_samples_dblp; break;
 214     case AV_SAMPLE_FMT_FLT:  s->fade_samples = fade_samples_flt;  break;
 215     case AV_SAMPLE_FMT_FLTP: s->fade_samples = fade_samples_fltp; break;
 216     case AV_SAMPLE_FMT_S16:  s->fade_samples = fade_samples_s16;  break;
 217     case AV_SAMPLE_FMT_S16P: s->fade_samples = fade_samples_s16p; break;
 218     case AV_SAMPLE_FMT_S32:  s->fade_samples = fade_samples_s32;  break;
 219     case AV_SAMPLE_FMT_S32P: s->fade_samples = fade_samples_s32p; break;
 220     }
 221
 222     if (s->duration)
 223         s->nb_samples = av_rescale(s->duration, inlink->sample_rate, AV_TIME_BASE);
 224     if (s->start_time)
 225         s->start_sample = av_rescale(s->start_time, inlink->sample_rate, AV_TIME_BASE);
 226
 227     return 0;
 228 }
 229
 230 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 231 {
 232     AudioFadeContext *s     = inlink->dst->priv;
 233     AVFilterLink *outlink   = inlink->dst->outputs[0];
 234     int nb_samples          = buf->nb_samples;
 235     AVFrame *out_buf;
 236     int64_t cur_sample = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, (AVRational){1, inlink->sample_rate});
 237
 238     if ((!s->type && (s->start_sample + s->nb_samples < cur_sample)) ||
 239         ( s->type && (cur_sample + s->nb_samples < s->start_sample)))
 240         return ff_filter_frame(outlink, buf);
 241
 242     if (av_frame_is_writable(buf)) {
 243         out_buf = buf;
 244     } else {
 245         out_buf = ff_get_audio_buffer(inlink, nb_samples);
 246         if (!out_buf)
 247             return AVERROR(ENOMEM);
 248         av_frame_copy_props(out_buf, buf);
 249     }
 250
 251     if ((!s->type && (cur_sample + nb_samples < s->start_sample)) ||
 252         ( s->type && (s->start_sample + s->nb_samples < cur_sample))) {
 253         av_samples_set_silence(out_buf->extended_data, 0, nb_samples,
 254                                av_frame_get_channels(out_buf), out_buf->format);
 255     } else {
 256         int64_t start;
 257
 258         if (!s->type)
 259             start = cur_sample - s->start_sample;
 260         else
 261             start = s->start_sample + s->nb_samples - cur_sample;
 262
 263         s->fade_samples(out_buf->extended_data, buf->extended_data,
 264                         nb_samples, av_frame_get_channels(buf),
 265                         s->type ? -1 : 1, start,
 266                         s->nb_samples, s->curve);
 267     }
 268
 269     if (buf != out_buf)
 270         av_frame_free(&buf);
 271
 272     return ff_filter_frame(outlink, out_buf);
 273 }
 274
 275 static const AVFilterPad avfilter_af_afade_inputs[] = {
 276     {
 277         .name         = "default",
 278         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 279         .filter_frame = filter_frame,
 280         .config_props = config_input,
 281     },
 282     { NULL }
 283 };
 284
 285 static const AVFilterPad avfilter_af_afade_outputs[] = {
 286     {
 287         .name = "default",
 288         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 289     },
 290     { NULL }
 291 };
 292
 293 AVFilter ff_af_afade = {
 294     .name          = "afade",
 295     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Fade in/out input audio."),
 296     .query_formats = query_formats,
 297     .priv_size     = sizeof(AudioFadeContext),
 298     .init          = init,
 299     .inputs        = avfilter_af_afade_inputs,
 300     .outputs       = avfilter_af_afade_outputs,
 301     .priv_class    = &afade_class,
 302     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
 303 };