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
  92     av_opt_get_sample_fmt(aresample->swr, "osf", 0, &out_format);
  93     av_opt_get_int(aresample->swr, "osr", 0, &out_rate);
  94     av_opt_get_int(aresample->swr, "ocl", 0, &out_layout);
  95
  96     in_formats      = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
  97     if (!in_formats)
  98         return AVERROR(ENOMEM);
  99     ff_formats_ref  (in_formats,      &inlink->out_formats);
 100
 101     in_samplerates  = ff_all_samplerates();
 102     if (!in_samplerates)
 103         return AVERROR(ENOMEM);
 104     ff_formats_ref  (in_samplerates,  &inlink->out_samplerates);
 105
 106     in_layouts      = ff_all_channel_counts();
 107     if (!in_layouts)
 108          return AVERROR(ENOMEM);
 109     ff_channel_layouts_ref(in_layouts,      &inlink->out_channel_layouts);
 110
 111     if(out_rate > 0) {
 112         int ratelist[] = { out_rate, -1 };
 113         out_samplerates = ff_make_format_list(ratelist);
 114     } else {
 115         out_samplerates = ff_all_samplerates();
 116     }
 117     if (!out_samplerates) {
 118         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate output samplerates.\n");
 119         return AVERROR(ENOMEM);
 120     }
 121
 122     ff_formats_ref(out_samplerates, &outlink->in_samplerates);
 123
 124     if(out_format != AV_SAMPLE_FMT_NONE) {
 125         int formatlist[] = { out_format, -1 };
 126         out_formats = ff_make_format_list(formatlist);
 127     } else
 128         out_formats = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
 129     ff_formats_ref(out_formats, &outlink->in_formats);
 130
 131     if(out_layout) {
 132         int64_t layout_list[] = { out_layout, -1 };
 133         out_layouts = avfilter_make_format64_list(layout_list);
 134     } else
 135         out_layouts = ff_all_channel_counts();
 136     ff_channel_layouts_ref(out_layouts, &outlink->in_channel_layouts);
 137
 138     return 0;
 139 }
 140
 141
 142 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 143 {
 144     int ret;
 145     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 146     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 147     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 148     int64_t out_rate, out_layout;
 149     enum AVSampleFormat out_format;
 150     char inchl_buf[128], outchl_buf[128];
 151
 152     aresample->swr = swr_alloc_set_opts(aresample->swr,
 153                                         outlink->channel_layout, outlink->format, outlink->sample_rate,
 154                                         inlink->channel_layout, inlink->format, inlink->sample_rate,
 155                                         0, ctx);
 156     if (!aresample->swr)
 157         return AVERROR(ENOMEM);
 158     if (!inlink->channel_layout)
 159         av_opt_set_int(aresample->swr, "ich", inlink->channels, 0);
 160     if (!outlink->channel_layout)
 161         av_opt_set_int(aresample->swr, "och", outlink->channels, 0);
 162
 163     ret = swr_init(aresample->swr);
 164     if (ret < 0)
 165         return ret;
 166
 167     av_opt_get_int(aresample->swr, "osr", 0, &out_rate);
 168     av_opt_get_int(aresample->swr, "ocl", 0, &out_layout);
 169     av_opt_get_sample_fmt(aresample->swr, "osf", 0, &out_format);
 170     outlink->time_base = (AVRational) {1, out_rate};
 171
 172     av_assert0(outlink->sample_rate == out_rate);
 173     av_assert0(outlink->channel_layout == out_layout || !outlink->channel_layout);
 174     av_assert0(outlink->format == out_format);
 175
 176     aresample->ratio = (double)outlink->sample_rate / inlink->sample_rate;
 177
 178     av_get_channel_layout_string(inchl_buf,  sizeof(inchl_buf),  inlink ->channels, inlink ->channel_layout);
 179     av_get_channel_layout_string(outchl_buf, sizeof(outchl_buf), outlink->channels, outlink->channel_layout);
 180
 181     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "ch:%d chl:%s fmt:%s r:%dHz -> ch:%d chl:%s fmt:%s r:%dHz\n",
 182            inlink ->channels, inchl_buf,  av_get_sample_fmt_name(inlink->format),  inlink->sample_rate,
 183            outlink->channels, outchl_buf, av_get_sample_fmt_name(outlink->format), outlink->sample_rate);
 184     return 0;
 185 }
 186
 187 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamplesref)
 188 {
 189     AResampleContext *aresample = inlink->dst->priv;
 190     const int n_in  = insamplesref->nb_samples;
 191     int64_t delay;
 192     int n_out       = n_in * aresample->ratio + 32;
 193     AVFilterLink *const outlink = inlink->dst->outputs[0];
 194     AVFrame *outsamplesref;
 195     int ret;
 196
 197     delay = swr_get_delay(aresample->swr, outlink->sample_rate);
 198     if (delay > 0)
 199         n_out += FFMIN(delay, FFMAX(4096, n_out));
 200
 201     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
 202
 203     if(!outsamplesref)
 204         return AVERROR(ENOMEM);
 205
 206     av_frame_copy_props(outsamplesref, insamplesref);
 207     outsamplesref->format                = outlink->format;
 208     av_frame_set_channels(outsamplesref, outlink->channels);
 209     outsamplesref->channel_layout        = outlink->channel_layout;
 210     outsamplesref->sample_rate           = outlink->sample_rate;
 211
 212     if(insamplesref->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 213         int64_t inpts = av_rescale(insamplesref->pts, inlink->time_base.num * (int64_t)outlink->sample_rate * inlink->sample_rate, inlink->time_base.den);
 214         int64_t outpts= swr_next_pts(aresample->swr, inpts);
 215         aresample->next_pts =
 216         outsamplesref->pts  = ROUNDED_DIV(outpts, inlink->sample_rate);
 217     } else {
 218         outsamplesref->pts  = AV_NOPTS_VALUE;
 219     }
 220     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out,
 221                                  (void *)insamplesref->extended_data, n_in);
 222     if (n_out <= 0) {
 223         av_frame_free(&outsamplesref);
 224         av_frame_free(&insamplesref);
 225         return 0;
 226     }
 227
 228     aresample->more_data = outsamplesref->nb_samples == n_out; // Indicate that there is probably more data in our buffers
 229
 230     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
 231
 232     ret = ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 233     av_frame_free(&insamplesref);
 234     return ret;
 235 }
 236
 237 static int flush_frame(AVFilterLink *outlink, int final, AVFrame **outsamplesref_ret)
 238 {
 239     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 240     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 241     AVFilterLink *const inlink = outlink->src->inputs[0];
 242     AVFrame *outsamplesref;
 243     int n_out = 4096;
 244     int64_t pts;
 245
 246     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
 247     *outsamplesref_ret = outsamplesref;
 248     if (!outsamplesref)
 249         return AVERROR(ENOMEM);
 250
 251     pts = swr_next_pts(aresample->swr, INT64_MIN);
 252     pts = ROUNDED_DIV(pts, inlink->sample_rate);
 253
 254     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out, final ? NULL : (void*)outsamplesref->extended_data, 0);
 255     if (n_out <= 0) {
 256         av_frame_free(&outsamplesref);
 257         return (n_out == 0) ? AVERROR_EOF : n_out;
 258     }
 259
 260     outsamplesref->sample_rate = outlink->sample_rate;
 261     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
 262
 263     outsamplesref->pts = pts;
 264
 265     return 0;
 266 }
 267
 268 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 269 {
 270     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 271     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 272     int ret;
 273
 274     // First try to get data from the internal buffers
 275     if (aresample->more_data) {
 276         AVFrame *outsamplesref;
 277
 278         if (flush_frame(outlink, 0, &outsamplesref) >= 0) {
 279             return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 280         }
 281     }
 282     aresample->more_data = 0;
 283
 284     // Second request more data from the input
 285     ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 286
 287     // Third if we hit the end flush
 288     if (ret == AVERROR_EOF) {
 289         AVFrame *outsamplesref;
 290
 291         if ((ret = flush_frame(outlink, 1, &outsamplesref)) < 0)
 292             return ret;
 293
 294         return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 295     }
 296     return ret;
 297 }
 298
 299 static const AVClass *resample_child_class_next(const AVClass *prev)
 300 {
 301     return prev ? NULL : swr_get_class();
 302 }
 303
 304 static void *resample_child_next(void *obj, void *prev)
 305 {
 306     AResampleContext *s = obj;
 307     return prev ? NULL : s->swr;
 308 }
 309
 310 #define OFFSET(x) offsetof(AResampleContext, x)
 311 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 312
 313 static const AVOption options[] = {
 314     {"sample_rate", NULL, OFFSET(sample_rate_arg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0},  0,        INT_MAX, FLAGS },
 315     {NULL}
 316 };
 317
 318 static const AVClass aresample_class = {
 319     .class_name       = "aresample",
 320     .item_name        = av_default_item_name,
 321     .option           = options,
 322     .version          = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 323     .child_class_next = resample_child_class_next,
 324     .child_next       = resample_child_next,
 325 };
 326
 327 static const AVFilterPad aresample_inputs[] = {
 328     {
 329         .name         = "default",
 330         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 331         .filter_frame = filter_frame,
 332     },
 333     { NULL }
 334 };
 335
 336 static const AVFilterPad aresample_outputs[] = {
 337     {
 338         .name          = "default",
 339         .config_props  = config_output,
 340         .request_frame = request_frame,
 341         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 342     },
 343     { NULL }
 344 };
 345
 346 AVFilter ff_af_aresample = {
 347     .name          = "aresample",
 348     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Resample audio data."),
 349     .init_dict     = init_dict,
 350     .uninit        = uninit,
 351     .query_formats = query_formats,
 352     .priv_size     = sizeof(AResampleContext),
 353     .priv_class    = &aresample_class,
 354     .inputs        = aresample_inputs,
 355     .outputs       = aresample_outputs,
 356 };