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

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "libavutil/channel_layout.h"
  20 #include "libavutil/ffmath.h"
  21 #include "libavutil/opt.h"
  22 #include "avfilter.h"
  23 #include "audio.h"
  24 #include "formats.h"
  25
  26 typedef struct CrossfeedContext {
  27     const AVClass *class;
  28
  29     double range;
  30     double strength;
  31     double slope;
  32     double level_in;
  33     double level_out;
  34
  35     double a0, a1, a2;
  36     double b0, b1, b2;
  37
  38     double w1, w2;
  39 } CrossfeedContext;
  40
  41 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  42 {
  43     AVFilterFormats *formats = NULL;
  44     AVFilterChannelLayouts *layout = NULL;
  45     int ret;
  46
  47     if ((ret = ff_add_format                 (&formats, AV_SAMPLE_FMT_DBL  )) < 0 ||
  48         (ret = ff_set_common_formats         (ctx     , formats            )) < 0 ||
  49         (ret = ff_add_channel_layout         (&layout , AV_CH_LAYOUT_STEREO)) < 0 ||
  50         (ret = ff_set_common_channel_layouts (ctx     , layout             )) < 0 ||
  51         (ret = ff_set_common_samplerates     (ctx     , ff_all_samplerates())) < 0)
  52         return ret;
  53
  54     return 0;
  55 }
  56
  57 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
  58 {
  59     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
  60     CrossfeedContext *s = ctx->priv;
  61     double A = ff_exp10(s->strength * -30 / 40);
  62     double w0 = 2 * M_PI * (1. - s->range) * 2100 / inlink->sample_rate;
  63     double alpha;
  64
  65     alpha = sin(w0) / 2 * sqrt((A + 1 / A) * (1 / s->slope - 1) + 2);
  66
  67     s->a0 =          (A + 1) + (A - 1) * cos(w0) + 2 * sqrt(A) * alpha;
  68     s->a1 =    -2 * ((A - 1) + (A + 1) * cos(w0));
  69     s->a2 =          (A + 1) + (A - 1) * cos(w0) - 2 * sqrt(A) * alpha;
  70     s->b0 =     A * ((A + 1) - (A - 1) * cos(w0) + 2 * sqrt(A) * alpha);
  71     s->b1 = 2 * A * ((A - 1) - (A + 1) * cos(w0));
  72     s->b2 =     A * ((A + 1) - (A - 1) * cos(w0) - 2 * sqrt(A) * alpha);
  73
  74     s->a1 /= s->a0;
  75     s->a2 /= s->a0;
  76     s->b0 /= s->a0;
  77     s->b1 /= s->a0;
  78     s->b2 /= s->a0;
  79
  80     return 0;
  81 }
  82
  83 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
  84 {
  85     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
  86     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  87     CrossfeedContext *s = ctx->priv;
  88     const double *src = (const double *)in->data[0];
  89     const double level_in = s->level_in;
  90     const double level_out = s->level_out;
  91     const double b0 = s->b0;
  92     const double b1 = s->b1;
  93     const double b2 = s->b2;
  94     const double a1 = -s->a1;
  95     const double a2 = -s->a2;
  96     AVFrame *out;
  97     double *dst;
  98     int n;
  99
 100     if (av_frame_is_writable(in)) {
 101         out = in;
 102     } else {
 103         out = ff_get_audio_buffer(outlink, in->nb_samples);
 104         if (!out) {
 105             av_frame_free(&in);
 106             return AVERROR(ENOMEM);
 107         }
 108         av_frame_copy_props(out, in);
 109     }
 110     dst = (double *)out->data[0];
 111
 112     for (n = 0; n < out->nb_samples; n++, src += 2, dst += 2) {
 113         double mid = (src[0] + src[1]) * level_in * .5;
 114         double side = (src[0] - src[1]) * level_in * .5;
 115         double oside = side * b0 + s->w1;
 116
 117         s->w1 = b1 * side + s->w2 + a1 * oside;
 118         s->w2 = b2 * side + a2 * oside;
 119
 120         if (ctx->is_disabled) {
 121             dst[0] = src[0];
 122             dst[1] = src[1];
 123         } else {
 124             dst[0] = (mid + oside) * level_out;
 125             dst[1] = (mid - oside) * level_out;
 126         }
 127     }
 128
 129     if (out != in)
 130         av_frame_free(&in);
 131     return ff_filter_frame(outlink, out);
 132 }
 133
 134 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
 135                            char *res, int res_len, int flags)
 136 {
 137     int ret;
 138
 139     ret = ff_filter_process_command(ctx, cmd, args, res, res_len, flags);
 140     if (ret < 0)
 141         return ret;
 142
 143     return config_input(ctx->inputs[0]);
 144 }
 145
 146 #define OFFSET(x) offsetof(CrossfeedContext, x)
 147 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
 148
 149 static const AVOption crossfeed_options[] = {
 150     { "strength",  "set crossfeed strength",  OFFSET(strength),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.2}, 0, 1, FLAGS },
 151     { "range",     "set soundstage wideness", OFFSET(range),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.5}, 0, 1, FLAGS },
 152     { "slope",     "set curve slope",         OFFSET(slope),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.5}, .01, 1, FLAGS },
 153     { "level_in",  "set level in",            OFFSET(level_in),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.9}, 0, 1, FLAGS },
 154     { "level_out", "set level out",           OFFSET(level_out), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1.}, 0, 1, FLAGS },
 155     { NULL }
 156 };
 157
 158 AVFILTER_DEFINE_CLASS(crossfeed);
 159
 160 static const AVFilterPad inputs[] = {
 161     {
 162         .name         = "default",
 163         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 164         .filter_frame = filter_frame,
 165         .config_props = config_input,
 166     },
 167     { NULL }
 168 };
 169
 170 static const AVFilterPad outputs[] = {
 171     {
 172         .name = "default",
 173         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 174     },
 175     { NULL }
 176 };
 177
 178 AVFilter ff_af_crossfeed = {
 179     .name           = "crossfeed",
 180     .description    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply headphone crossfeed filter."),
 181     .query_formats  = query_formats,
 182     .priv_size      = sizeof(CrossfeedContext),
 183     .priv_class     = &crossfeed_class,
 184     .inputs         = inputs,
 185     .outputs        = outputs,
 186     .flags          = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
 187     .process_command = process_command,
 188 };