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

   1 /*
   2  * This file is part of Libav.
   3  *
   4  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "libavresample/avresample.h"
  20 #include "libavutil/audio_fifo.h"
  21 #include "libavutil/common.h"
  22 #include "libavutil/mathematics.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "libavutil/samplefmt.h"
  25
  26 #include "audio.h"
  27 #include "avfilter.h"
  28 #include "internal.h"
  29
  30 typedef struct ASyncContext {
  31     const AVClass *class;
  32
  33     AVAudioResampleContext *avr;
  34     int64_t pts;            ///< timestamp in samples of the first sample in fifo
  35     int min_delta;          ///< pad/trim min threshold in samples
  36     int first_frame;        ///< 1 until filter_frame() has processed at least 1 frame with a pts != AV_NOPTS_VALUE
  37     int64_t first_pts;      ///< user-specified first expected pts, in samples
  38     int comp;               ///< current resample compensation
  39
  40     /* options */
  41     int resample;
  42     float min_delta_sec;
  43     int max_comp;
  44
  45     /* set by filter_frame() to signal an output frame to request_frame() */
  46     int got_output;
  47 } ASyncContext;
  48
  49 #define OFFSET(x) offsetof(ASyncContext, x)
  50 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
  51 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  52 static const AVOption asyncts_options[] = {
  53     { "compensate", "Stretch/squeeze the data to make it match the timestamps", OFFSET(resample),      AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0 },   0, 1,       A|F },
  54     { "min_delta",  "Minimum difference between timestamps and audio data "
  55                     "(in seconds) to trigger padding/trimmin the data.",        OFFSET(min_delta_sec), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 0.1 }, 0, INT_MAX, A|F },
  56     { "max_comp",   "Maximum compensation in samples per second.",              OFFSET(max_comp),      AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 500 }, 0, INT_MAX, A|F },
  57     { "first_pts",  "Assume the first pts should be this value.",               OFFSET(first_pts),     AV_OPT_TYPE_INT64, { .i64 = AV_NOPTS_VALUE }, INT64_MIN, INT64_MAX, A|F },
  58     { NULL },
  59 };
  60
  61 AVFILTER_DEFINE_CLASS(asyncts);
  62
  63 static int init(AVFilterContext *ctx)
  64 {
  65     ASyncContext *s = ctx->priv;
  66
  67     s->pts         = AV_NOPTS_VALUE;
  68     s->first_frame = 1;
  69
  70     return 0;
  71 }
  72
  73 static void uninit(AVFilterContext *ctx)
  74 {
  75     ASyncContext *s = ctx->priv;
  76
  77     if (s->avr) {
  78         avresample_close(s->avr);
  79         avresample_free(&s->avr);
  80     }
  81 }
  82
  83 static int config_props(AVFilterLink *link)
  84 {
  85     ASyncContext *s = link->src->priv;
  86     int ret;
  87
  88     s->min_delta = s->min_delta_sec * link->sample_rate;
  89     link->time_base = (AVRational){1, link->sample_rate};
  90
  91     s->avr = avresample_alloc_context();
  92     if (!s->avr)
  93         return AVERROR(ENOMEM);
  94
  95     av_opt_set_int(s->avr,  "in_channel_layout", link->channel_layout, 0);
  96     av_opt_set_int(s->avr, "out_channel_layout", link->channel_layout, 0);
  97     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_fmt",     link->format,         0);
  98     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_fmt",     link->format,         0);
  99     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_rate",    link->sample_rate,    0);
 100     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_rate",    link->sample_rate,    0);
 101
 102     if (s->resample)
 103         av_opt_set_int(s->avr, "force_resampling", 1, 0);
 104
 105     if ((ret = avresample_open(s->avr)) < 0)
 106         return ret;
 107
 108     return 0;
 109 }
 110
 111 /* get amount of data currently buffered, in samples */
 112 static int64_t get_delay(ASyncContext *s)
 113 {
 114     return avresample_available(s->avr) + avresample_get_delay(s->avr);
 115 }
 116
 117 static void handle_trimming(AVFilterContext *ctx)
 118 {
 119     ASyncContext *s = ctx->priv;
 120
 121     if (s->pts < s->first_pts) {
 122         int delta = FFMIN(s->first_pts - s->pts, avresample_available(s->avr));
 123         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Trimming %d samples from start\n",
 124                delta);
 125         avresample_read(s->avr, NULL, delta);
 126         s->pts += delta;
 127     } else if (s->first_frame)
 128         s->pts = s->first_pts;
 129 }
 130
 131 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 132 {
 133     AVFilterContext *ctx = link->src;
 134     ASyncContext      *s = ctx->priv;
 135     int ret = 0;
 136     int nb_samples;
 137
 138     s->got_output = 0;
 139     while (ret >= 0 && !s->got_output)
 140         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 141
 142     /* flush the fifo */
 143     if (ret == AVERROR_EOF) {
 144         if (s->first_pts != AV_NOPTS_VALUE)
 145             handle_trimming(ctx);
 146
 147         if (nb_samples = get_delay(s)) {
 148             AVFrame *buf = ff_get_audio_buffer(link, nb_samples);
 149             if (!buf)
 150                 return AVERROR(ENOMEM);
 151             ret = avresample_convert(s->avr, buf->extended_data,
 152                                      buf->linesize[0], nb_samples, NULL, 0, 0);
 153             if (ret <= 0) {
 154                 av_frame_free(&buf);
 155                 return (ret < 0) ? ret : AVERROR_EOF;
 156             }
 157
 158             buf->pts = s->pts;
 159             return ff_filter_frame(link, buf);
 160         }
 161     }
 162
 163     return ret;
 164 }
 165
 166 static int write_to_fifo(ASyncContext *s, AVFrame *buf)
 167 {
 168     int ret = avresample_convert(s->avr, NULL, 0, 0, buf->extended_data,
 169                                  buf->linesize[0], buf->nb_samples);
 170     av_frame_free(&buf);
 171     return ret;
 172 }
 173
 174 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 175 {
 176     AVFilterContext  *ctx = inlink->dst;
 177     ASyncContext       *s = ctx->priv;
 178     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 179     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(buf->channel_layout);
 180     int64_t pts = (buf->pts == AV_NOPTS_VALUE) ? buf->pts :
 181                   av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 182     int out_size, ret;
 183     int64_t delta;
 184     int64_t new_pts;
 185
 186     /* buffer data until we get the next timestamp */
 187     if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE || pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 188         if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 189             s->pts = pts - get_delay(s);
 190         }
 191         return write_to_fifo(s, buf);
 192     }
 193
 194     if (s->first_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 195         handle_trimming(ctx);
 196         if (!avresample_available(s->avr))
 197             return write_to_fifo(s, buf);
 198     }
 199
 200     /* when we have two timestamps, compute how many samples would we have
 201      * to add/remove to get proper sync between data and timestamps */
 202     delta    = pts - s->pts - get_delay(s);
 203     out_size = avresample_available(s->avr);
 204
 205     if (labs(delta) > s->min_delta ||
 206         (s->first_frame && delta && s->first_pts != AV_NOPTS_VALUE)) {
 207         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Discontinuity - %"PRId64" samples.\n", delta);
 208         out_size = av_clipl_int32((int64_t)out_size + delta);
 209     } else {
 210         if (s->resample) {
 211             // adjust the compensation if delta is non-zero
 212             int delay = get_delay(s);
 213             int comp = s->comp + av_clip(delta * inlink->sample_rate / delay,
 214                                          -s->max_comp, s->max_comp);
 215             if (comp != s->comp) {
 216                 av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Compensating %d samples per second.\n", comp);
 217                 if (avresample_set_compensation(s->avr, comp, inlink->sample_rate) == 0) {
 218                     s->comp = comp;
 219                 }
 220             }
 221         }
 222         // adjust PTS to avoid monotonicity errors with input PTS jitter
 223         pts -= delta;
 224         delta = 0;
 225     }
 226
 227     if (out_size > 0) {
 228         AVFrame *buf_out = ff_get_audio_buffer(outlink, out_size);
 229         if (!buf_out) {
 230             ret = AVERROR(ENOMEM);
 231             goto fail;
 232         }
 233
 234         if (s->first_frame && delta > 0) {
 235             int ch;
 236
 237             av_samples_set_silence(buf_out->extended_data, 0, delta,
 238                                    nb_channels, buf->format);
 239
 240             for (ch = 0; ch < nb_channels; ch++)
 241                 buf_out->extended_data[ch] += delta;
 242
 243             avresample_read(s->avr, buf_out->extended_data, out_size);
 244
 245             for (ch = 0; ch < nb_channels; ch++)
 246                 buf_out->extended_data[ch] -= delta;
 247         } else {
 248             avresample_read(s->avr, buf_out->extended_data, out_size);
 249
 250             if (delta > 0) {
 251                 av_samples_set_silence(buf_out->extended_data, out_size - delta,
 252                                        delta, nb_channels, buf->format);
 253             }
 254         }
 255         buf_out->pts = s->pts;
 256         ret = ff_filter_frame(outlink, buf_out);
 257         if (ret < 0)
 258             goto fail;
 259         s->got_output = 1;
 260     } else if (avresample_available(s->avr)) {
 261         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Non-monotonous timestamps, dropping "
 262                "whole buffer.\n");
 263     }
 264
 265     /* drain any remaining buffered data */
 266     avresample_read(s->avr, NULL, avresample_available(s->avr));
 267
 268     new_pts = pts - avresample_get_delay(s->avr);
 269     /* check for s->pts monotonicity */
 270     if (new_pts > s->pts) {
 271         s->pts = new_pts;
 272         ret = avresample_convert(s->avr, NULL, 0, 0, buf->extended_data,
 273                                  buf->linesize[0], buf->nb_samples);
 274     } else {
 275         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Non-monotonous timestamps, dropping "
 276                "whole buffer.\n");
 277         ret = 0;
 278     }
 279
 280     s->first_frame = 0;
 281 fail:
 282     av_frame_free(&buf);
 283
 284     return ret;
 285 }
 286
 287 static const AVFilterPad avfilter_af_asyncts_inputs[] = {
 288     {
 289         .name           = "default",
 290         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 291         .filter_frame   = filter_frame
 292     },
 293     { NULL }
 294 };
 295
 296 static const AVFilterPad avfilter_af_asyncts_outputs[] = {
 297     {
 298         .name          = "default",
 299         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 300         .config_props  = config_props,
 301         .request_frame = request_frame
 302     },
 303     { NULL }
 304 };
 305
 306 AVFilter avfilter_af_asyncts = {
 307     .name        = "asyncts",
 308     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sync audio data to timestamps"),
 309
 310     .init        = init,
 311     .uninit      = uninit,
 312
 313     .priv_size   = sizeof(ASyncContext),
 314     .priv_class  = &asyncts_class,
 315
 316     .inputs      = avfilter_af_asyncts_inputs,
 317     .outputs     = avfilter_af_asyncts_outputs,
 318 };