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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
   3  * Copyright (c) 2012 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   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  * audio volume filter
  25  */
  26
  27 #include "libavutil/channel_layout.h"
  28 #include "libavutil/common.h"
  29 #include "libavutil/eval.h"
  30 #include "libavutil/float_dsp.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "audio.h"
  33 #include "avfilter.h"
  34 #include "formats.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "af_volume.h"
  37
  38 static const char *precision_str[] = {
  39     "fixed", "float", "double"
  40 };
  41
  42 #define OFFSET(x) offsetof(VolumeContext, x)
  43 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
  44 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  45
  46 static const AVOption volume_options[] = {
  47     { "volume", "set volume adjustment",
  48             OFFSET(volume), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, { .dbl = 1.0 }, 0, 0x7fffff, A|F },
  49     { "precision", "select mathematical precision",
  50             OFFSET(precision), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = PRECISION_FLOAT }, PRECISION_FIXED, PRECISION_DOUBLE, A|F, "precision" },
  51         { "fixed",  "select 8-bit fixed-point",     0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRECISION_FIXED  }, INT_MIN, INT_MAX, A|F, "precision" },
  52         { "float",  "select 32-bit floating-point", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRECISION_FLOAT  }, INT_MIN, INT_MAX, A|F, "precision" },
  53         { "double", "select 64-bit floating-point", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PRECISION_DOUBLE }, INT_MIN, INT_MAX, A|F, "precision" },
  54     { NULL }
  55 };
  56
  57 AVFILTER_DEFINE_CLASS(volume);
  58
  59 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  60 {
  61     VolumeContext *vol = ctx->priv;
  62
  63     if (vol->precision == PRECISION_FIXED) {
  64         vol->volume_i = (int)(vol->volume * 256 + 0.5);
  65         vol->volume   = vol->volume_i / 256.0;
  66         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "volume:(%d/256)(%f)(%1.2fdB) precision:fixed\n",
  67                vol->volume_i, vol->volume, 20.0*log(vol->volume)/M_LN10);
  68     } else {
  69         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "volume:(%f)(%1.2fdB) precision:%s\n",
  70                vol->volume, 20.0*log(vol->volume)/M_LN10,
  71                precision_str[vol->precision]);
  72     }
  73
  74     return 0;
  75 }
  76
  77 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  78 {
  79     VolumeContext *vol = ctx->priv;
  80     AVFilterFormats *formats = NULL;
  81     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  82     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[][7] = {
  83         [PRECISION_FIXED] = {
  84             AV_SAMPLE_FMT_U8,
  85             AV_SAMPLE_FMT_U8P,
  86             AV_SAMPLE_FMT_S16,
  87             AV_SAMPLE_FMT_S16P,
  88             AV_SAMPLE_FMT_S32,
  89             AV_SAMPLE_FMT_S32P,
  90             AV_SAMPLE_FMT_NONE
  91         },
  92         [PRECISION_FLOAT] = {
  93             AV_SAMPLE_FMT_FLT,
  94             AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
  95             AV_SAMPLE_FMT_NONE
  96         },
  97         [PRECISION_DOUBLE] = {
  98             AV_SAMPLE_FMT_DBL,
  99             AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
 100             AV_SAMPLE_FMT_NONE
 101         }
 102     };
 103
 104     layouts = ff_all_channel_layouts();
 105     if (!layouts)
 106         return AVERROR(ENOMEM);
 107     ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 108
 109     formats = ff_make_format_list(sample_fmts[vol->precision]);
 110     if (!formats)
 111         return AVERROR(ENOMEM);
 112     ff_set_common_formats(ctx, formats);
 113
 114     formats = ff_all_samplerates();
 115     if (!formats)
 116         return AVERROR(ENOMEM);
 117     ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 118
 119     return 0;
 120 }
 121
 122 static inline void scale_samples_u8(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
 123                                     int nb_samples, int volume)
 124 {
 125     int i;
 126     for (i = 0; i < nb_samples; i++)
 127         dst[i] = av_clip_uint8(((((int64_t)src[i] - 128) * volume + 128) >> 8) + 128);
 128 }
 129
 130 static inline void scale_samples_u8_small(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
 131                                           int nb_samples, int volume)
 132 {
 133     int i;
 134     for (i = 0; i < nb_samples; i++)
 135         dst[i] = av_clip_uint8((((src[i] - 128) * volume + 128) >> 8) + 128);
 136 }
 137
 138 static inline void scale_samples_s16(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
 139                                      int nb_samples, int volume)
 140 {
 141     int i;
 142     int16_t *smp_dst       = (int16_t *)dst;
 143     const int16_t *smp_src = (const int16_t *)src;
 144     for (i = 0; i < nb_samples; i++)
 145         smp_dst[i] = av_clip_int16(((int64_t)smp_src[i] * volume + 128) >> 8);
 146 }
 147
 148 static inline void scale_samples_s16_small(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
 149                                            int nb_samples, int volume)
 150 {
 151     int i;
 152     int16_t *smp_dst       = (int16_t *)dst;
 153     const int16_t *smp_src = (const int16_t *)src;
 154     for (i = 0; i < nb_samples; i++)
 155         smp_dst[i] = av_clip_int16((smp_src[i] * volume + 128) >> 8);
 156 }
 157
 158 static inline void scale_samples_s32(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
 159                                      int nb_samples, int volume)
 160 {
 161     int i;
 162     int32_t *smp_dst       = (int32_t *)dst;
 163     const int32_t *smp_src = (const int32_t *)src;
 164     for (i = 0; i < nb_samples; i++)
 165         smp_dst[i] = av_clipl_int32((((int64_t)smp_src[i] * volume + 128) >> 8));
 166 }
 167
 168 static av_cold void volume_init(VolumeContext *vol)
 169 {
 170     vol->samples_align = 1;
 171
 172     switch (av_get_packed_sample_fmt(vol->sample_fmt)) {
 173     case AV_SAMPLE_FMT_U8:
 174         if (vol->volume_i < 0x1000000)
 175             vol->scale_samples = scale_samples_u8_small;
 176         else
 177             vol->scale_samples = scale_samples_u8;
 178         break;
 179     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 180         if (vol->volume_i < 0x10000)
 181             vol->scale_samples = scale_samples_s16_small;
 182         else
 183             vol->scale_samples = scale_samples_s16;
 184         break;
 185     case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 186         vol->scale_samples = scale_samples_s32;
 187         break;
 188     case AV_SAMPLE_FMT_FLT:
 189         avpriv_float_dsp_init(&vol->fdsp, 0);
 190         vol->samples_align = 4;
 191         break;
 192     case AV_SAMPLE_FMT_DBL:
 193         avpriv_float_dsp_init(&vol->fdsp, 0);
 194         vol->samples_align = 8;
 195         break;
 196     }
 197
 198     if (ARCH_X86)
 199         ff_volume_init_x86(vol);
 200 }
 201
 202 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 203 {
 204     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 205     VolumeContext *vol   = ctx->priv;
 206     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 207
 208     vol->sample_fmt = inlink->format;
 209     vol->channels   = av_get_channel_layout_nb_channels(inlink->channel_layout);
 210     vol->planes     = av_sample_fmt_is_planar(inlink->format) ? vol->channels : 1;
 211
 212     volume_init(vol);
 213
 214     return 0;
 215 }
 216
 217 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 218 {
 219     VolumeContext *vol    = inlink->dst->priv;
 220     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 221     int nb_samples        = buf->nb_samples;
 222     AVFrame *out_buf;
 223
 224     if (vol->volume == 1.0 || vol->volume_i == 256)
 225         return ff_filter_frame(outlink, buf);
 226
 227     /* do volume scaling in-place if input buffer is writable */
 228     if (av_frame_is_writable(buf)) {
 229         out_buf = buf;
 230     } else {
 231         out_buf = ff_get_audio_buffer(inlink, nb_samples);
 232         if (!out_buf)
 233             return AVERROR(ENOMEM);
 234         av_frame_copy_props(out_buf, buf);
 235     }
 236
 237     if (vol->precision != PRECISION_FIXED || vol->volume_i > 0) {
 238         int p, plane_samples;
 239
 240         if (av_sample_fmt_is_planar(buf->format))
 241             plane_samples = FFALIGN(nb_samples, vol->samples_align);
 242         else
 243             plane_samples = FFALIGN(nb_samples * vol->channels, vol->samples_align);
 244
 245         if (vol->precision == PRECISION_FIXED) {
 246             for (p = 0; p < vol->planes; p++) {
 247                 vol->scale_samples(out_buf->extended_data[p],
 248                                    buf->extended_data[p], plane_samples,
 249                                    vol->volume_i);
 250             }
 251         } else if (av_get_packed_sample_fmt(vol->sample_fmt) == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
 252             for (p = 0; p < vol->planes; p++) {
 253                 vol->fdsp.vector_fmul_scalar((float *)out_buf->extended_data[p],
 254                                              (const float *)buf->extended_data[p],
 255                                              vol->volume, plane_samples);
 256             }
 257         } else {
 258             for (p = 0; p < vol->planes; p++) {
 259                 vol->fdsp.vector_dmul_scalar((double *)out_buf->extended_data[p],
 260                                              (const double *)buf->extended_data[p],
 261                                              vol->volume, plane_samples);
 262             }
 263         }
 264     }
 265
 266     if (buf != out_buf)
 267         av_frame_free(&buf);
 268
 269     return ff_filter_frame(outlink, out_buf);
 270 }
 271
 272 static const AVFilterPad avfilter_af_volume_inputs[] = {
 273     {
 274         .name           = "default",
 275         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 276         .filter_frame   = filter_frame,
 277     },
 278     { NULL }
 279 };
 280
 281 static const AVFilterPad avfilter_af_volume_outputs[] = {
 282     {
 283         .name         = "default",
 284         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 285         .config_props = config_output,
 286     },
 287     { NULL }
 288 };
 289
 290 AVFilter ff_af_volume = {
 291     .name           = "volume",
 292     .description    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Change input volume."),
 293     .query_formats  = query_formats,
 294     .priv_size      = sizeof(VolumeContext),
 295     .priv_class     = &volume_class,
 296     .init           = init,
 297     .inputs         = avfilter_af_volume_inputs,
 298     .outputs        = avfilter_af_volume_outputs,
 299     .flags          = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC,
 300 };