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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Kyle Swanson <k@ylo.ph>.
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
   8  * as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  17  * along with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  18  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "libavutil/opt.h"
  22 #include "audio.h"
  23 #include "avfilter.h"
  24 #include "internal.h"
  25 #include "libavutil/lfg.h"
  26 #include "libavutil/random_seed.h"
  27
  28 typedef struct ANoiseSrcContext {
  29     const AVClass *class;
  30     int sample_rate;
  31     double amplitude;
  32     int64_t duration;
  33     int color;
  34     int64_t seed;
  35     int nb_samples;
  36
  37     int64_t pts;
  38     int infinite;
  39     double (*filter)(double white, double *buf, double half_amplitude);
  40     double buf[7];
  41     AVLFG c;
  42 } ANoiseSrcContext;
  43
  44 enum NoiseMode {
  45     NM_WHITE,
  46     NM_PINK,
  47     NM_BROWN,
  48     NM_BLUE,
  49     NM_VIOLET,
  50     NM_VELVET,
  51     NM_NB
  52 };
  53
  54 #define OFFSET(x) offsetof(ANoiseSrcContext, x)
  55 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  56
  57 static const AVOption anoisesrc_options[] = {
  58     { "sample_rate",  "set sample rate",  OFFSET(sample_rate),  AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 = 48000},     15,  INT_MAX,    FLAGS },
  59     { "r",            "set sample rate",  OFFSET(sample_rate),  AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 = 48000},     15,  INT_MAX,    FLAGS },
  60     { "amplitude",    "set amplitude",    OFFSET(amplitude),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE,    {.dbl = 1.},        0.,  1.,         FLAGS },
  61     { "a",            "set amplitude",    OFFSET(amplitude),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE,    {.dbl = 1.},        0.,  1.,         FLAGS },
  62     { "duration",     "set duration",     OFFSET(duration),     AV_OPT_TYPE_DURATION,  {.i64 =  0},         0,  INT64_MAX,  FLAGS },
  63     { "d",            "set duration",     OFFSET(duration),     AV_OPT_TYPE_DURATION,  {.i64 =  0},         0,  INT64_MAX,  FLAGS },
  64     { "color",        "set noise color",  OFFSET(color),        AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 =  0},         0,  NM_NB - 1,  FLAGS, "color" },
  65     { "colour",       "set noise color",  OFFSET(color),        AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 =  0},         0,  NM_NB - 1,  FLAGS, "color" },
  66     { "c",            "set noise color",  OFFSET(color),        AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 =  0},         0,  NM_NB - 1,  FLAGS, "color" },
  67     {     "white",    0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_WHITE},   0,  0,          FLAGS, "color" },
  68     {     "pink",     0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_PINK},    0,  0,          FLAGS, "color" },
  69     {     "brown",    0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_BROWN},   0,  0,          FLAGS, "color" },
  70     {     "blue",     0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_BLUE},    0,  0,          FLAGS, "color" },
  71     {     "violet",   0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_VIOLET},  0,  0,          FLAGS, "color" },
  72     {     "velvet",   0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_VELVET},  0,  0,          FLAGS, "color" },
  73     { "seed",         "set random seed",  OFFSET(seed),         AV_OPT_TYPE_INT64,     {.i64 = -1},        -1,  UINT_MAX,   FLAGS },
  74     { "s",            "set random seed",  OFFSET(seed),         AV_OPT_TYPE_INT64,     {.i64 = -1},        -1,  UINT_MAX,   FLAGS },
  75     { "nb_samples",   "set the number of samples per requested frame", OFFSET(nb_samples), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1024}, 1, INT_MAX, FLAGS },
  76     { "n",            "set the number of samples per requested frame", OFFSET(nb_samples), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1024}, 1, INT_MAX, FLAGS },
  77     {NULL}
  78 };
  79
  80 AVFILTER_DEFINE_CLASS(anoisesrc);
  81
  82 static av_cold int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  83 {
  84     ANoiseSrcContext *s = ctx->priv;
  85     static const int64_t chlayouts[] = { AV_CH_LAYOUT_MONO, -1 };
  86     int sample_rates[] = { s->sample_rate, -1 };
  87     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
  88         AV_SAMPLE_FMT_DBL,
  89         AV_SAMPLE_FMT_NONE
  90     };
  91
  92     AVFilterFormats *formats;
  93     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  94     int ret;
  95
  96     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
  97     if (!formats)
  98         return AVERROR(ENOMEM);
  99     ret = ff_set_common_formats (ctx, formats);
 100     if (ret < 0)
 101         return ret;
 102
 103     layouts = avfilter_make_format64_list(chlayouts);
 104     if (!layouts)
 105         return AVERROR(ENOMEM);
 106     ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 107     if (ret < 0)
 108         return ret;
 109
 110     formats = ff_make_format_list(sample_rates);
 111     if (!formats)
 112         return AVERROR(ENOMEM);
 113     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 114 }
 115
 116 static double white_filter(double white, double *buf, double ha)
 117 {
 118     return white;
 119 }
 120
 121 static double pink_filter(double white, double *buf, double ha)
 122 {
 123     double pink;
 124
 125     /* http://www.musicdsp.org/files/pink.txt */
 126     buf[0] = 0.99886 * buf[0] + white * 0.0555179;
 127     buf[1] = 0.99332 * buf[1] + white * 0.0750759;
 128     buf[2] = 0.96900 * buf[2] + white * 0.1538520;
 129     buf[3] = 0.86650 * buf[3] + white * 0.3104856;
 130     buf[4] = 0.55000 * buf[4] + white * 0.5329522;
 131     buf[5] = -0.7616 * buf[5] - white * 0.0168980;
 132     pink = buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3] + buf[4] + buf[5] + buf[6] + white * 0.5362;
 133     buf[6] = white * 0.115926;
 134     return pink * 0.11;
 135 }
 136
 137 static double blue_filter(double white, double *buf, double ha)
 138 {
 139     double blue;
 140
 141     /* Same as pink_filter but subtract the offsets rather than add */
 142     buf[0] = 0.0555179 * white - 0.99886 * buf[0];
 143     buf[1] = 0.0750759 * white - 0.99332 * buf[1];
 144     buf[2] = 0.1538520 * white - 0.96900 * buf[2];
 145     buf[3] = 0.3104856 * white - 0.86650 * buf[3];
 146     buf[4] = 0.5329522 * white - 0.55000 * buf[4];
 147     buf[5] = -0.016898 * white + 0.76160 * buf[5];
 148     blue = buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3] + buf[4] + buf[5] + buf[6] + white * 0.5362;
 149     buf[6] = white * 0.115926;
 150     return blue * 0.11;
 151 }
 152
 153 static double brown_filter(double white, double *buf, double ha)
 154 {
 155     double brown;
 156
 157     brown = ((0.02 * white) + buf[0]) / 1.02;
 158     buf[0] = brown;
 159     return brown * 3.5;
 160 }
 161
 162 static double violet_filter(double white, double *buf, double ha)
 163 {
 164     double violet;
 165
 166     violet = ((0.02 * white) - buf[0]) / 1.02;
 167     buf[0] = violet;
 168     return violet * 3.5;
 169 }
 170
 171 static double velvet_filter(double white, double *buf, double ha)
 172 {
 173     return 2. * ha * ((white > ha) - (white < -ha));
 174 }
 175
 176 static av_cold int config_props(AVFilterLink *outlink)
 177 {
 178     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 179     ANoiseSrcContext *s = ctx->priv;
 180
 181     if (s->seed == -1)
 182         s->seed = av_get_random_seed();
 183     av_lfg_init(&s->c, s->seed);
 184
 185     if (s->duration == 0)
 186         s->infinite = 1;
 187     s->duration = av_rescale(s->duration, s->sample_rate, AV_TIME_BASE);
 188
 189     switch (s->color) {
 190     case NM_WHITE:  s->filter = white_filter;  break;
 191     case NM_PINK:   s->filter = pink_filter;   break;
 192     case NM_BROWN:  s->filter = brown_filter;  break;
 193     case NM_BLUE:   s->filter = blue_filter;   break;
 194     case NM_VIOLET: s->filter = violet_filter; break;
 195     case NM_VELVET: s->filter = velvet_filter; break;
 196     }
 197
 198     return 0;
 199 }
 200
 201 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 202 {
 203     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 204     ANoiseSrcContext *s = ctx->priv;
 205     AVFrame *frame;
 206     int nb_samples, i;
 207     double *dst;
 208
 209     if (!s->infinite && s->duration <= 0) {
 210         return AVERROR_EOF;
 211     } else if (!s->infinite && s->duration < s->nb_samples) {
 212         nb_samples = s->duration;
 213     } else {
 214         nb_samples = s->nb_samples;
 215     }
 216
 217     if (!(frame = ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples)))
 218         return AVERROR(ENOMEM);
 219
 220     dst = (double *)frame->data[0];
 221     for (i = 0; i < nb_samples; i++) {
 222         double white;
 223         white = s->amplitude * ((2 * ((double) av_lfg_get(&s->c) / 0xffffffff)) - 1);
 224         dst[i] = s->filter(white, s->buf, s->amplitude * 0.5);
 225     }
 226
 227     if (!s->infinite)
 228         s->duration -= nb_samples;
 229
 230     frame->pts = s->pts;
 231     s->pts    += nb_samples;
 232     return ff_filter_frame(outlink, frame);
 233 }
 234
 235 static const AVFilterPad anoisesrc_outputs[] = {
 236     {
 237         .name          = "default",
 238         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 239         .request_frame = request_frame,
 240         .config_props  = config_props,
 241     },
 242     { NULL }
 243 };
 244
 245 AVFilter ff_asrc_anoisesrc = {
 246     .name          = "anoisesrc",
 247     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate a noise audio signal."),
 248     .query_formats = query_formats,
 249     .priv_size     = sizeof(ANoiseSrcContext),
 250     .inputs        = NULL,
 251     .outputs       = anoisesrc_outputs,
 252     .priv_class    = &anoisesrc_class,
 253 };