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
  39     /* options */
  40     int resample;
  41     float min_delta_sec;
  42     int max_comp;
  43
  44     /* set by filter_frame() to signal an output frame to request_frame() */
  45     int got_output;
  46 } ASyncContext;
  47
  48 #define OFFSET(x) offsetof(ASyncContext, x)
  49 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
  50 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  51 static const AVOption asyncts_options[] = {
  52     { "compensate", "Stretch/squeeze the data to make it match the timestamps", OFFSET(resample),      AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0 },   0, 1,       A|F },
  53     { "min_delta",  "Minimum difference between timestamps and audio data "
  54                     "(in seconds) to trigger padding/trimmin the data.",        OFFSET(min_delta_sec), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 0.1 }, 0, INT_MAX, A|F },
  55     { "max_comp",   "Maximum compensation in samples per second.",              OFFSET(max_comp),      AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 500 }, 0, INT_MAX, A|F },
  56     { "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 },
  57     { NULL },
  58 };
  59
  60 AVFILTER_DEFINE_CLASS(asyncts);
  61
  62 static int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
  63 {
  64     ASyncContext *s = ctx->priv;
  65     int ret;
  66
  67     s->class = &asyncts_class;
  68     av_opt_set_defaults(s);
  69
  70     if ((ret = av_set_options_string(s, args, "=", ":")) < 0)
  71         return ret;
  72     av_opt_free(s);
  73
  74     s->pts         = AV_NOPTS_VALUE;
  75     s->first_frame = 1;
  76
  77     return 0;
  78 }
  79
  80 static void uninit(AVFilterContext *ctx)
  81 {
  82     ASyncContext *s = ctx->priv;
  83
  84     if (s->avr) {
  85         avresample_close(s->avr);
  86         avresample_free(&s->avr);
  87     }
  88 }
  89
  90 static int config_props(AVFilterLink *link)
  91 {
  92     ASyncContext *s = link->src->priv;
  93     int ret;
  94
  95     s->min_delta = s->min_delta_sec * link->sample_rate;
  96     link->time_base = (AVRational){1, link->sample_rate};
  97
  98     s->avr = avresample_alloc_context();
  99     if (!s->avr)
 100         return AVERROR(ENOMEM);
 101
 102     av_opt_set_int(s->avr,  "in_channel_layout", link->channel_layout, 0);
 103     av_opt_set_int(s->avr, "out_channel_layout", link->channel_layout, 0);
 104     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_fmt",     link->format,         0);
 105     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_fmt",     link->format,         0);
 106     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_rate",    link->sample_rate,    0);
 107     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_rate",    link->sample_rate,    0);
 108
 109     if (s->resample)
 110         av_opt_set_int(s->avr, "force_resampling", 1, 0);
 111
 112     if ((ret = avresample_open(s->avr)) < 0)
 113         return ret;
 114
 115     return 0;
 116 }
 117
 118 /* get amount of data currently buffered, in samples */
 119 static int64_t get_delay(ASyncContext *s)
 120 {
 121     return avresample_available(s->avr) + avresample_get_delay(s->avr);
 122 }
 123
 124 static void handle_trimming(AVFilterContext *ctx)
 125 {
 126     ASyncContext *s = ctx->priv;
 127
 128     if (s->pts < s->first_pts) {
 129         int delta = FFMIN(s->first_pts - s->pts, avresample_available(s->avr));
 130         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Trimming %d samples from start\n",
 131                delta);
 132         avresample_read(s->avr, NULL, delta);
 133         s->pts += delta;
 134     } else if (s->first_frame)
 135         s->pts = s->first_pts;
 136 }
 137
 138 static int request_frame(AVFilterLink *link)
 139 {
 140     AVFilterContext *ctx = link->src;
 141     ASyncContext      *s = ctx->priv;
 142     int ret = 0;
 143     int nb_samples;
 144
 145     s->got_output = 0;
 146     while (ret >= 0 && !s->got_output)
 147         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 148
 149     /* flush the fifo */
 150     if (ret == AVERROR_EOF) {
 151         if (s->first_pts != AV_NOPTS_VALUE)
 152             handle_trimming(ctx);
 153
 154         if (nb_samples = get_delay(s)) {
 155             AVFilterBufferRef *buf = ff_get_audio_buffer(link, AV_PERM_WRITE,
 156                                                          nb_samples);
 157             if (!buf)
 158                 return AVERROR(ENOMEM);
 159             ret = avresample_convert(s->avr, buf->extended_data,
 160                                      buf->linesize[0], nb_samples, NULL, 0, 0);
 161             if (ret <= 0) {
 162                 avfilter_unref_bufferp(&buf);
 163                 return (ret < 0) ? ret : AVERROR_EOF;
 164             }
 165
 166             buf->pts = s->pts;
 167             return ff_filter_frame(link, buf);
 168         }
 169     }
 170
 171     return ret;
 172 }
 173
 174 static int write_to_fifo(ASyncContext *s, AVFilterBufferRef *buf)
 175 {
 176     int ret = avresample_convert(s->avr, NULL, 0, 0, buf->extended_data,
 177                                  buf->linesize[0], buf->audio->nb_samples);
 178     avfilter_unref_buffer(buf);
 179     return ret;
 180 }
 181
 182 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 183 {
 184     AVFilterContext  *ctx = inlink->dst;
 185     ASyncContext       *s = ctx->priv;
 186     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 187     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(buf->audio->channel_layout);
 188     int64_t pts = (buf->pts == AV_NOPTS_VALUE) ? buf->pts :
 189                   av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 190     int out_size, ret;
 191     int64_t delta;
 192
 193     /* buffer data until we get the next timestamp */
 194     if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE || pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 195         if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 196             s->pts = pts - get_delay(s);
 197         }
 198         return write_to_fifo(s, buf);
 199     }
 200
 201     if (s->first_pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 202         handle_trimming(ctx);
 203         if (!avresample_available(s->avr))
 204             return write_to_fifo(s, buf);
 205     }
 206
 207     /* when we have two timestamps, compute how many samples would we have
 208      * to add/remove to get proper sync between data and timestamps */
 209     delta    = pts - s->pts - get_delay(s);
 210     out_size = avresample_available(s->avr);
 211
 212     if (labs(delta) > s->min_delta ||
 213         (s->first_frame && delta && s->first_pts != AV_NOPTS_VALUE)) {
 214         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Discontinuity - %"PRId64" samples.\n", delta);
 215         out_size = av_clipl_int32((int64_t)out_size + delta);
 216     } else {
 217         if (s->resample) {
 218             int comp = av_clip(delta, -s->max_comp, s->max_comp);
 219             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Compensating %d samples per second.\n", comp);
 220             avresample_set_compensation(s->avr, comp, inlink->sample_rate);
 221         }
 222         delta = 0;
 223     }
 224
 225     if (out_size > 0) {
 226         AVFilterBufferRef *buf_out = ff_get_audio_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE,
 227                                                          out_size);
 228         if (!buf_out) {
 229             ret = AVERROR(ENOMEM);
 230             goto fail;
 231         }
 232
 233         if (s->first_frame && delta > 0) {
 234             int ch;
 235
 236             av_samples_set_silence(buf_out->extended_data, 0, delta,
 237                                    nb_channels, buf->format);
 238
 239             for (ch = 0; ch < nb_channels; ch++)
 240                 buf_out->extended_data[ch] += delta;
 241
 242             avresample_read(s->avr, buf_out->extended_data, out_size);
 243
 244             for (ch = 0; ch < nb_channels; ch++)
 245                 buf_out->extended_data[ch] -= delta;
 246         } else {
 247             avresample_read(s->avr, buf_out->extended_data, out_size);
 248
 249             if (delta > 0) {
 250                 av_samples_set_silence(buf_out->extended_data, out_size - delta,
 251                                        delta, nb_channels, buf->format);
 252             }
 253         }
 254         buf_out->pts = s->pts;
 255         ret = ff_filter_frame(outlink, buf_out);
 256         if (ret < 0)
 257             goto fail;
 258         s->got_output = 1;
 259     } else if (avresample_available(s->avr)) {
 260         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Non-monotonous timestamps, dropping "
 261                "whole buffer.\n");
 262     }
 263
 264     /* drain any remaining buffered data */
 265     avresample_read(s->avr, NULL, avresample_available(s->avr));
 266
 267     s->pts = pts - avresample_get_delay(s->avr);
 268     ret = avresample_convert(s->avr, NULL, 0, 0, buf->extended_data,
 269                              buf->linesize[0], buf->audio->nb_samples);
 270
 271     s->first_frame = 0;
 272 fail:
 273     avfilter_unref_buffer(buf);
 274
 275     return ret;
 276 }
 277
 278 static const AVFilterPad avfilter_af_asyncts_inputs[] = {
 279     {
 280         .name           = "default",
 281         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 282         .filter_frame   = filter_frame
 283     },
 284     { NULL }
 285 };
 286
 287 static const AVFilterPad avfilter_af_asyncts_outputs[] = {
 288     {
 289         .name          = "default",
 290         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 291         .config_props  = config_props,
 292         .request_frame = request_frame
 293     },
 294     { NULL }
 295 };
 296
 297 AVFilter avfilter_af_asyncts = {
 298     .name        = "asyncts",
 299     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sync audio data to timestamps"),
 300
 301     .init        = init,
 302     .uninit      = uninit,
 303
 304     .priv_size   = sizeof(ASyncContext),
 305
 306     .inputs      = avfilter_af_asyncts_inputs,
 307     .outputs     = avfilter_af_asyncts_outputs,
 308     .priv_class = &asyncts_class,
 309 };