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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
   3  * Copyright (c) 2011 Mina Nagy Zaki
   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 /**
  23  * @file
  24  * resampling audio filter
  25  */
  26
  27 #include "libavutil/avstring.h"
  28 #include "libavutil/channel_layout.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "libavutil/samplefmt.h"
  31 #include "libavutil/avassert.h"
  32 #include "libswresample/swresample.h"
  33 #include "avfilter.h"
  34 #include "audio.h"
  35 #include "internal.h"
  36
  37 typedef struct {
  38     const AVClass *class;
  39     int sample_rate_arg;
  40     double ratio;
  41     struct SwrContext *swr;
  42     int64_t next_pts;
  43     int more_data;
  44 } AResampleContext;
  45
  46 static av_cold int init_dict(AVFilterContext *ctx, AVDictionary **opts)
  47 {
  48     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
  49     int ret = 0;
  50
  51     aresample->next_pts = AV_NOPTS_VALUE;
  52     aresample->swr = swr_alloc();
  53     if (!aresample->swr) {
  54         ret = AVERROR(ENOMEM);
  55         goto end;
  56     }
  57
  58     if (opts) {
  59         AVDictionaryEntry *e = NULL;
  60
  61         while ((e = av_dict_get(*opts, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
  62             if ((ret = av_opt_set(aresample->swr, e->key, e->value, 0)) < 0)
  63                 goto end;
  64         }
  65         av_dict_free(opts);
  66     }
  67     if (aresample->sample_rate_arg > 0)
  68         av_opt_set_int(aresample->swr, "osr", aresample->sample_rate_arg, 0);
  69 end:
  70     return ret;
  71 }
  72
  73 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  74 {
  75     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
  76     swr_free(&aresample->swr);
  77 }
  78
  79 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  80 {
  81     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
  82     enum AVSampleFormat out_format;
  83     int64_t out_rate, out_layout;
  84
  85     AVFilterLink *inlink  = ctx->inputs[0];
  86     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  87
  88     AVFilterFormats        *in_formats, *out_formats;
  89     AVFilterFormats        *in_samplerates, *out_samplerates;
  90     AVFilterChannelLayouts *in_layouts, *out_layouts;
  91     int ret;
  92
  93     av_opt_get_sample_fmt(aresample->swr, "osf", 0, &out_format);
  94     av_opt_get_int(aresample->swr, "osr", 0, &out_rate);
  95     av_opt_get_int(aresample->swr, "ocl", 0, &out_layout);
  96
  97     in_formats      = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
  98     if ((ret = ff_formats_ref(in_formats, &inlink->out_formats)) < 0)
  99         return ret;
 100
 101     in_samplerates  = ff_all_samplerates();
 102     if ((ret = ff_formats_ref(in_samplerates, &inlink->out_samplerates)) < 0)
 103         return ret;
 104
 105     in_layouts      = ff_all_channel_counts();
 106     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(in_layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
 107         return ret;
 108
 109     if(out_rate > 0) {
 110         int ratelist[] = { out_rate, -1 };
 111         out_samplerates = ff_make_format_list(ratelist);
 112     } else {
 113         out_samplerates = ff_all_samplerates();
 114     }
 115
 116     if ((ret = ff_formats_ref(out_samplerates, &outlink->in_samplerates)) < 0)
 117         return ret;
 118
 119     if(out_format != AV_SAMPLE_FMT_NONE) {
 120         int formatlist[] = { out_format, -1 };
 121         out_formats = ff_make_format_list(formatlist);
 122     } else
 123         out_formats = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
 124     if ((ret = ff_formats_ref(out_formats, &outlink->in_formats)) < 0)
 125         return ret;
 126
 127     if(out_layout) {
 128         int64_t layout_list[] = { out_layout, -1 };
 129         out_layouts = avfilter_make_format64_list(layout_list);
 130     } else
 131         out_layouts = ff_all_channel_counts();
 132
 133     return ff_channel_layouts_ref(out_layouts, &outlink->in_channel_layouts);
 134 }
 135
 136
 137 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 138 {
 139     int ret;
 140     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 141     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 142     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 143     int64_t out_rate, out_layout;
 144     enum AVSampleFormat out_format;
 145     char inchl_buf[128], outchl_buf[128];
 146
 147     aresample->swr = swr_alloc_set_opts(aresample->swr,
 148                                         outlink->channel_layout, outlink->format, outlink->sample_rate,
 149                                         inlink->channel_layout, inlink->format, inlink->sample_rate,
 150                                         0, ctx);
 151     if (!aresample->swr)
 152         return AVERROR(ENOMEM);
 153     if (!inlink->channel_layout)
 154         av_opt_set_int(aresample->swr, "ich", inlink->channels, 0);
 155     if (!outlink->channel_layout)
 156         av_opt_set_int(aresample->swr, "och", outlink->channels, 0);
 157
 158     ret = swr_init(aresample->swr);
 159     if (ret < 0)
 160         return ret;
 161
 162     av_opt_get_int(aresample->swr, "osr", 0, &out_rate);
 163     av_opt_get_int(aresample->swr, "ocl", 0, &out_layout);
 164     av_opt_get_sample_fmt(aresample->swr, "osf", 0, &out_format);
 165     outlink->time_base = (AVRational) {1, out_rate};
 166
 167     av_assert0(outlink->sample_rate == out_rate);
 168     av_assert0(outlink->channel_layout == out_layout || !outlink->channel_layout);
 169     av_assert0(outlink->format == out_format);
 170
 171     aresample->ratio = (double)outlink->sample_rate / inlink->sample_rate;
 172
 173     av_get_channel_layout_string(inchl_buf,  sizeof(inchl_buf),  inlink ->channels, inlink ->channel_layout);
 174     av_get_channel_layout_string(outchl_buf, sizeof(outchl_buf), outlink->channels, outlink->channel_layout);
 175
 176     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "ch:%d chl:%s fmt:%s r:%dHz -> ch:%d chl:%s fmt:%s r:%dHz\n",
 177            inlink ->channels, inchl_buf,  av_get_sample_fmt_name(inlink->format),  inlink->sample_rate,
 178            outlink->channels, outchl_buf, av_get_sample_fmt_name(outlink->format), outlink->sample_rate);
 179     return 0;
 180 }
 181
 182 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamplesref)
 183 {
 184     AResampleContext *aresample = inlink->dst->priv;
 185     const int n_in  = insamplesref->nb_samples;
 186     int64_t delay;
 187     int n_out       = n_in * aresample->ratio + 32;
 188     AVFilterLink *const outlink = inlink->dst->outputs[0];
 189     AVFrame *outsamplesref;
 190     int ret;
 191
 192     delay = swr_get_delay(aresample->swr, outlink->sample_rate);
 193     if (delay > 0)
 194         n_out += FFMIN(delay, FFMAX(4096, n_out));
 195
 196     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
 197
 198     if(!outsamplesref)
 199         return AVERROR(ENOMEM);
 200
 201     av_frame_copy_props(outsamplesref, insamplesref);
 202     outsamplesref->format                = outlink->format;
 203     av_frame_set_channels(outsamplesref, outlink->channels);
 204     outsamplesref->channel_layout        = outlink->channel_layout;
 205     outsamplesref->sample_rate           = outlink->sample_rate;
 206
 207     if(insamplesref->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 208         int64_t inpts = av_rescale(insamplesref->pts, inlink->time_base.num * (int64_t)outlink->sample_rate * inlink->sample_rate, inlink->time_base.den);
 209         int64_t outpts= swr_next_pts(aresample->swr, inpts);
 210         aresample->next_pts =
 211         outsamplesref->pts  = ROUNDED_DIV(outpts, inlink->sample_rate);
 212     } else {
 213         outsamplesref->pts  = AV_NOPTS_VALUE;
 214     }
 215     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out,
 216                                  (void *)insamplesref->extended_data, n_in);
 217     if (n_out <= 0) {
 218         av_frame_free(&outsamplesref);
 219         av_frame_free(&insamplesref);
 220         return 0;
 221     }
 222
 223     aresample->more_data = outsamplesref->nb_samples == n_out; // Indicate that there is probably more data in our buffers
 224
 225     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
 226
 227     ret = ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 228     av_frame_free(&insamplesref);
 229     return ret;
 230 }
 231
 232 static int flush_frame(AVFilterLink *outlink, int final, AVFrame **outsamplesref_ret)
 233 {
 234     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 235     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 236     AVFilterLink *const inlink = outlink->src->inputs[0];
 237     AVFrame *outsamplesref;
 238     int n_out = 4096;
 239     int64_t pts;
 240
 241     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
 242     *outsamplesref_ret = outsamplesref;
 243     if (!outsamplesref)
 244         return AVERROR(ENOMEM);
 245
 246     pts = swr_next_pts(aresample->swr, INT64_MIN);
 247     pts = ROUNDED_DIV(pts, inlink->sample_rate);
 248
 249     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out, final ? NULL : (void*)outsamplesref->extended_data, 0);
 250     if (n_out <= 0) {
 251         av_frame_free(&outsamplesref);
 252         return (n_out == 0) ? AVERROR_EOF : n_out;
 253     }
 254
 255     outsamplesref->sample_rate = outlink->sample_rate;
 256     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
 257
 258     outsamplesref->pts = pts;
 259
 260     return 0;
 261 }
 262
 263 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 264 {
 265     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 266     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 267     int ret;
 268
 269     // First try to get data from the internal buffers
 270     if (aresample->more_data) {
 271         AVFrame *outsamplesref;
 272
 273         if (flush_frame(outlink, 0, &outsamplesref) >= 0) {
 274             return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 275         }
 276     }
 277     aresample->more_data = 0;
 278
 279     // Second request more data from the input
 280     ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 281
 282     // Third if we hit the end flush
 283     if (ret == AVERROR_EOF) {
 284         AVFrame *outsamplesref;
 285
 286         if ((ret = flush_frame(outlink, 1, &outsamplesref)) < 0)
 287             return ret;
 288
 289         return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 290     }
 291     return ret;
 292 }
 293
 294 static const AVClass *resample_child_class_next(const AVClass *prev)
 295 {
 296     return prev ? NULL : swr_get_class();
 297 }
 298
 299 static void *resample_child_next(void *obj, void *prev)
 300 {
 301     AResampleContext *s = obj;
 302     return prev ? NULL : s->swr;
 303 }
 304
 305 #define OFFSET(x) offsetof(AResampleContext, x)
 306 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 307
 308 static const AVOption options[] = {
 309     {"sample_rate", NULL, OFFSET(sample_rate_arg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0},  0,        INT_MAX, FLAGS },
 310     {NULL}
 311 };
 312
 313 static const AVClass aresample_class = {
 314     .class_name       = "aresample",
 315     .item_name        = av_default_item_name,
 316     .option           = options,
 317     .version          = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 318     .child_class_next = resample_child_class_next,
 319     .child_next       = resample_child_next,
 320 };
 321
 322 static const AVFilterPad aresample_inputs[] = {
 323     {
 324         .name         = "default",
 325         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 326         .filter_frame = filter_frame,
 327     },
 328     { NULL }
 329 };
 330
 331 static const AVFilterPad aresample_outputs[] = {
 332     {
 333         .name          = "default",
 334         .config_props  = config_output,
 335         .request_frame = request_frame,
 336         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 337     },
 338     { NULL }
 339 };
 340
 341 AVFilter ff_af_aresample = {
 342     .name          = "aresample",
 343     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Resample audio data."),
 344     .init_dict     = init_dict,
 345     .uninit        = uninit,
 346     .query_formats = query_formats,
 347     .priv_size     = sizeof(AResampleContext),
 348     .priv_class    = &aresample_class,
 349     .inputs        = aresample_inputs,
 350     .outputs       = aresample_outputs,
 351 };