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     int out_rate                   = av_get_int(aresample->swr, "osr", NULL);
  84     uint64_t out_layout            = av_get_int(aresample->swr, "ocl", NULL);
  85     enum AVSampleFormat out_format = av_get_int(aresample->swr, "osf", NULL);
  86
  87     AVFilterLink *inlink  = ctx->inputs[0];
  88     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  89
  90     AVFilterFormats        *in_formats, *out_formats;
  91     AVFilterFormats        *in_samplerates, *out_samplerates;
  92     AVFilterChannelLayouts *in_layouts, *out_layouts;
  93
  94
  95     in_formats      = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
  96     if (!in_formats)
  97         return AVERROR(ENOMEM);
  98     ff_formats_ref  (in_formats,      &inlink->out_formats);
  99
 100     in_samplerates  = ff_all_samplerates();
 101     if (!in_samplerates)
 102         return AVERROR(ENOMEM);
 103     ff_formats_ref  (in_samplerates,  &inlink->out_samplerates);
 104
 105     in_layouts      = ff_all_channel_counts();
 106     if (!in_layouts)
 107          return AVERROR(ENOMEM);
 108     ff_channel_layouts_ref(in_layouts,      &inlink->out_channel_layouts);
 109
 110     if(out_rate > 0) {
 111         int ratelist[] = { out_rate, -1 };
 112         out_samplerates = ff_make_format_list(ratelist);
 113     } else {
 114         out_samplerates = ff_all_samplerates();
 115     }
 116     if (!out_samplerates) {
 117         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate output samplerates.\n");
 118         return AVERROR(ENOMEM);
 119     }
 120
 121     ff_formats_ref(out_samplerates, &outlink->in_samplerates);
 122
 123     if(out_format != AV_SAMPLE_FMT_NONE) {
 124         int formatlist[] = { out_format, -1 };
 125         out_formats = ff_make_format_list(formatlist);
 126     } else
 127         out_formats = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
 128     ff_formats_ref(out_formats, &outlink->in_formats);
 129
 130     if(out_layout) {
 131         int64_t layout_list[] = { out_layout, -1 };
 132         out_layouts = avfilter_make_format64_list(layout_list);
 133     } else
 134         out_layouts = ff_all_channel_counts();
 135     ff_channel_layouts_ref(out_layouts, &outlink->in_channel_layouts);
 136
 137     return 0;
 138 }
 139
 140
 141 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 142 {
 143     int ret;
 144     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 145     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 146     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 147     int out_rate;
 148     uint64_t 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     out_rate   = av_get_int(aresample->swr, "osr", NULL);
 168     out_layout = av_get_int(aresample->swr, "ocl", NULL);
 169     out_format = av_get_int(aresample->swr, "osf", NULL);
 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     aresample->req_fullfilled= 1;
 234     av_frame_free(&insamplesref);
 235     return ret;
 236 }
 237
 238 static int flush_frame(AVFilterLink *outlink, int final, AVFrame **outsamplesref_ret)
 239 {
 240     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 241     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 242     AVFilterLink *const inlink = outlink->src->inputs[0];
 243     AVFrame *outsamplesref;
 244     int n_out = 4096;
 245     int64_t pts;
 246
 247     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
 248     *outsamplesref_ret = outsamplesref;
 249     if (!outsamplesref)
 250         return AVERROR(ENOMEM);
 251
 252     pts = swr_next_pts(aresample->swr, INT64_MIN);
 253     pts = ROUNDED_DIV(pts, inlink->sample_rate);
 254
 255     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out, final ? NULL : (void*)outsamplesref->extended_data, 0);
 256     if (n_out <= 0) {
 257         av_frame_free(&outsamplesref);
 258         return (n_out == 0) ? AVERROR_EOF : n_out;
 259     }
 260
 261     outsamplesref->sample_rate = outlink->sample_rate;
 262     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
 263
 264     outsamplesref->pts = pts;
 265
 266     return 0;
 267 }
 268
 269 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 270 {
 271     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 272     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
 273     int ret;
 274
 275     // First try to get data from the internal buffers
 276     if (aresample->more_data) {
 277         AVFrame *outsamplesref;
 278
 279         if (flush_frame(outlink, 0, &outsamplesref) >= 0) {
 280             return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 281         }
 282     }
 283     aresample->more_data = 0;
 284
 285     // Second request more data from the input
 286     aresample->req_fullfilled = 0;
 287     do{
 288         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 289     }while(!aresample->req_fullfilled && ret>=0);
 290
 291     // Third if we hit the end flush
 292     if (ret == AVERROR_EOF) {
 293         AVFrame *outsamplesref;
 294
 295         if ((ret = flush_frame(outlink, 1, &outsamplesref)) < 0)
 296             return ret;
 297
 298         return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
 299     }
 300     return ret;
 301 }
 302
 303 static const AVClass *resample_child_class_next(const AVClass *prev)
 304 {
 305     return prev ? NULL : swr_get_class();
 306 }
 307
 308 static void *resample_child_next(void *obj, void *prev)
 309 {
 310     AResampleContext *s = obj;
 311     return prev ? NULL : s->swr;
 312 }
 313
 314 #define OFFSET(x) offsetof(AResampleContext, x)
 315 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 316
 317 static const AVOption options[] = {
 318     {"sample_rate", NULL, OFFSET(sample_rate_arg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0},  0,        INT_MAX, FLAGS },
 319     {NULL}
 320 };
 321
 322 static const AVClass aresample_class = {
 323     .class_name       = "aresample",
 324     .item_name        = av_default_item_name,
 325     .option           = options,
 326     .version          = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 327     .child_class_next = resample_child_class_next,
 328     .child_next       = resample_child_next,
 329 };
 330
 331 static const AVFilterPad aresample_inputs[] = {
 332     {
 333         .name         = "default",
 334         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 335         .filter_frame = filter_frame,
 336     },
 337     { NULL }
 338 };
 339
 340 static const AVFilterPad aresample_outputs[] = {
 341     {
 342         .name          = "default",
 343         .config_props  = config_output,
 344         .request_frame = request_frame,
 345         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 346     },
 347     { NULL }
 348 };
 349
 350 AVFilter ff_af_aresample = {
 351     .name          = "aresample",
 352     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Resample audio data."),
 353     .init_dict     = init_dict,
 354     .uninit        = uninit,
 355     .query_formats = query_formats,
 356     .priv_size     = sizeof(AResampleContext),
 357     .priv_class    = &aresample_class,
 358     .inputs        = aresample_inputs,
 359     .outputs       = aresample_outputs,
 360 };