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 req_fullfilled;
  44     int more_data;
  45 } AResampleContext;
  46
  47 static av_cold int init_dict(AVFilterContext *ctx, AVDictionary **opts)
  48 {
  49     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
  50     int ret = 0;
  51
  52     aresample->next_pts = AV_NOPTS_VALUE;
  53     aresample->swr = swr_alloc();
  54     if (!aresample->swr) {
  55         ret = AVERROR(ENOMEM);
  56         goto end;
  57     }
  58
  59     if (opts) {
  60         AVDictionaryEntry *e = NULL;
  61
  62         while ((e = av_dict_get(*opts, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
  63             if ((ret = av_opt_set(aresample->swr, e->key, e->value, 0)) < 0)
  64                 goto end;
  65         }
  66         av_dict_free(opts);
  67     }
  68     if (aresample->sample_rate_arg > 0)
  69         av_opt_set_int(aresample->swr, "osr", aresample->sample_rate_arg, 0);
  70 end:
  71     return ret;
  72 }
  73
  74 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  75 {
  76     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
  77     swr_free(&aresample->swr);
  78 }
  79
  80 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  81 {
  82     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
  83     enum AVSampleFormat out_format;
  84     int64_t out_rate, out_layout;
  85
  86     AVFilterLink *inlink  = ctx->inputs[0];
  87     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  88
  89     AVFilterFormats        *in_formats, *out_formats;
  90     AVFilterFormats        *in_samplerates, *out_samplerates;
  91     AVFilterChannelLayouts *in_layouts, *out_layouts;
  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 (!in_formats)
  99         return AVERROR(ENOMEM);
 100     ff_formats_ref  (in_formats,      &inlink->out_formats);
 101
 102     in_samplerates  = ff_all_samplerates();
 103     if (!in_samplerates)
 104         return AVERROR(ENOMEM);
 105     ff_formats_ref  (in_samplerates,  &inlink->out_samplerates);
 106
 107     in_layouts      = ff_all_channel_counts();
 108     if (!in_layouts)
 109          return AVERROR(ENOMEM);
 110     ff_channel_layouts_ref(in_layouts,      &inlink->out_channel_layouts);
 111
 112     if(out_rate > 0) {
 113         int ratelist[] = { out_rate, -1 };
 114         out_samplerates = ff_make_format_list(ratelist);
 115     } else {
 116         out_samplerates = ff_all_samplerates();
 117     }
 118     if (!out_samplerates) {
 119         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate output samplerates.\n");
 120         return AVERROR(ENOMEM);
 121     }
 122
 123     ff_formats_ref(out_samplerates, &outlink->in_samplerates);
 124
 125     if(out_format != AV_SAMPLE_FMT_NONE) {
 126         int formatlist[] = { out_format, -1 };
 127         out_formats = ff_make_format_list(formatlist);
 128     } else
 129         out_formats = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
 130     ff_formats_ref(out_formats, &outlink->in_formats);
 131
 132     if(out_layout) {
 133         int64_t layout_list[] = { out_layout, -1 };
 134         out_layouts = avfilter_make_format64_list(layout_list);
 135     } else
 136         out_layouts = ff_all_channel_counts();
 137     ff_channel_layouts_ref(out_layouts, &outlink->in_channel_layouts);
 138
 139     return 0;
 140 }
 141
 142
 143 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 144 {
 145     int ret;
 146     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 147     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 148     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 149     int64_t out_rate, out_layout;
 150     enum AVSampleFormat out_format;
 151     char inchl_buf[128], outchl_buf[128];
 152
 153     aresample->swr = swr_alloc_set_opts(aresample->swr,
 154                                         outlink->channel_layout, outlink->format, outlink->sample_rate,
 155                                         inlink->channel_layout, inlink->format, inlink->sample_rate,
 156                                         0, ctx);
 157     if (!aresample->swr)
 158         return AVERROR(ENOMEM);
 159     if (!inlink->channel_layout)
 160         av_opt_set_int(aresample->swr, "ich", inlink->channels, 0);
 161     if (!outlink->channel_layout)
 162         av_opt_set_int(aresample->swr, "och", outlink->channels, 0);
 163
 164     ret = swr_init(aresample->swr);
 165     if (ret < 0)
 166         return ret;
 167
 168     av_opt_get_int(aresample->swr, "osr", 0, &out_rate);
 169     av_opt_get_int(aresample->swr, "ocl", 0, &out_layout);
 170     av_opt_get_sample_fmt(aresample->swr, "osf", 0, &out_format);
 171     outlink->time_base = (AVRational) {1, out_rate};
 172
 173     av_assert0(outlink->sample_rate == out_rate);
 174     av_assert0(outlink->channel_layout == out_layout || !outlink->channel_layout);
 175     av_assert0(outlink->format == out_format);
 176
 177     aresample->ratio = (double)outlink->sample_rate / inlink->sample_rate;
 178
 179     av_get_channel_layout_string(inchl_buf,  sizeof(inchl_buf),  inlink ->channels, inlink ->channel_layout);
 180     av_get_channel_layout_string(outchl_buf, sizeof(outchl_buf), outlink->channels, outlink->channel_layout);
 181
 182     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "ch:%d chl:%s fmt:%s r:%dHz -> ch:%d chl:%s fmt:%s r:%dHz\n",
 183            inlink ->channels, inchl_buf,  av_get_sample_fmt_name(inlink->format),  inlink->sample_rate,
 184            outlink->channels, outchl_buf, av_get_sample_fmt_name(outlink->format), outlink->sample_rate);
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamplesref)
 189 {
 190     AResampleContext *aresample = inlink->dst->priv;
 191     const int n_in  = insamplesref->nb_samples;
 192     int64_t delay;
 193     int n_out       = n_in * aresample->ratio + 32;
 194     AVFilterLink *const outlink = inlink->dst->outputs[0];
 195     AVFrame *outsamplesref;
 196     int ret;
 197
 198     delay = swr_get_delay(aresample->swr, outlink->sample_rate);
 199     if (delay > 0)
 200         n_out += FFMIN(delay, FFMAX(4096, n_out));
 201
 202     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
 203
 204     if(!outsamplesref)
 205         return AVERROR(ENOMEM);
 206
 207     av_frame_copy_props(outsamplesref, insamplesref);
 208     outsamplesref->format                = outlink->format;
 209     av_frame_set_channels(outsamplesref, outlink->channels);
 210     outsamplesref->channel_layout        = outlink->channel_layout;
 211     outsamplesref->sample_rate           = outlink->sample_rate;
 212
 213     if(insamplesref->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 214         int64_t inpts = av_rescale(insamplesref->pts, inlink->time_base.num * (int64_t)outlink->sample_rate * inlink->sample_rate, inlink->time_base.den);
 215         int64_t outpts= swr_next_pts(aresample->swr, inpts);
 216         aresample->next_pts =
 217         outsamplesref->pts  = ROUNDED_DIV(outpts, inlink->sample_rate);
 218     } else {
 219         outsamplesref->pts  = AV_NOPTS_VALUE;
 220     }
 221     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out,
 222                                  (void *)insamplesref->extended_data, n_in);
 223     if (n_out <= 0) {
 224         av_frame_free(&outsamplesref);
 225         av_frame_free(&insamplesref);
 226         return 0;
 227     }
 228
 229     aresample->more_data = outsamplesref->nb_samples == n_out; // Indicate that there is probably more data in our buffers
 230
 231     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
 232
 233     ret = ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 234     aresample->req_fullfilled= 1;
 235     av_frame_free(&insamplesref);
 236     return ret;
 237 }
 238
 239 static int flush_frame(AVFilterLink *outlink, int final, AVFrame **outsamplesref_ret)
 240 {
 241     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 242     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 243     AVFilterLink *const inlink = outlink->src->inputs[0];
 244     AVFrame *outsamplesref;
 245     int n_out = 4096;
 246     int64_t pts;
 247
 248     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
 249     *outsamplesref_ret = outsamplesref;
 250     if (!outsamplesref)
 251         return AVERROR(ENOMEM);
 252
 253     pts = swr_next_pts(aresample->swr, INT64_MIN);
 254     pts = ROUNDED_DIV(pts, inlink->sample_rate);
 255
 256     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out, final ? NULL : (void*)outsamplesref->extended_data, 0);
 257     if (n_out <= 0) {
 258         av_frame_free(&outsamplesref);
 259         return (n_out == 0) ? AVERROR_EOF : n_out;
 260     }
 261
 262     outsamplesref->sample_rate = outlink->sample_rate;
 263     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
 264
 265     outsamplesref->pts = pts;
 266
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 271 {
 272     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 273     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 274     int ret;
 275
 276     // First try to get data from the internal buffers
 277     if (aresample->more_data) {
 278         AVFrame *outsamplesref;
 279
 280         if (flush_frame(outlink, 0, &outsamplesref) >= 0) {
 281             return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 282         }
 283     }
 284     aresample->more_data = 0;
 285
 286     // Second request more data from the input
 287     aresample->req_fullfilled = 0;
 288     do{
 289         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 290     }while(!aresample->req_fullfilled && ret>=0);
 291
 292     // Third if we hit the end flush
 293     if (ret == AVERROR_EOF) {
 294         AVFrame *outsamplesref;
 295
 296         if ((ret = flush_frame(outlink, 1, &outsamplesref)) < 0)
 297             return ret;
 298
 299         return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 300     }
 301     return ret;
 302 }
 303
 304 static const AVClass *resample_child_class_next(const AVClass *prev)
 305 {
 306     return prev ? NULL : swr_get_class();
 307 }
 308
 309 static void *resample_child_next(void *obj, void *prev)
 310 {
 311     AResampleContext *s = obj;
 312     return prev ? NULL : s->swr;
 313 }
 314
 315 #define OFFSET(x) offsetof(AResampleContext, x)
 316 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 317
 318 static const AVOption options[] = {
 319     {"sample_rate", NULL, OFFSET(sample_rate_arg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0},  0,        INT_MAX, FLAGS },
 320     {NULL}
 321 };
 322
 323 static const AVClass aresample_class = {
 324     .class_name       = "aresample",
 325     .item_name        = av_default_item_name,
 326     .option           = options,
 327     .version          = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 328     .child_class_next = resample_child_class_next,
 329     .child_next       = resample_child_next,
 330 };
 331
 332 static const AVFilterPad aresample_inputs[] = {
 333     {
 334         .name         = "default",
 335         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 336         .filter_frame = filter_frame,
 337     },
 338     { NULL }
 339 };
 340
 341 static const AVFilterPad aresample_outputs[] = {
 342     {
 343         .name          = "default",
 344         .config_props  = config_output,
 345         .request_frame = request_frame,
 346         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 347     },
 348     { NULL }
 349 };
 350
 351 AVFilter ff_af_aresample = {
 352     .name          = "aresample",
 353     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Resample audio data."),
 354     .init_dict     = init_dict,
 355     .uninit        = uninit,
 356     .query_formats = query_formats,
 357     .priv_size     = sizeof(AResampleContext),
 358     .priv_class    = &aresample_class,
 359     .inputs        = aresample_inputs,
 360     .outputs       = aresample_outputs,
 361 };