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     int64_t color;
  34     int64_t seed;
  35     int nb_samples;
  36
  37     int64_t pts;
  38     int infinite;
  39     double (*filter)(double white, double *buf);
  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_NB
  51 };
  52
  53 #define OFFSET(x) offsetof(ANoiseSrcContext, x)
  54 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  55
  56 static const AVOption anoisesrc_options[] = {
  57     { "sample_rate",  "set sample rate",  OFFSET(sample_rate),  AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 = 48000},     15,  INT_MAX,    FLAGS },
  58     { "r",            "set sample rate",  OFFSET(sample_rate),  AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 = 48000},     15,  INT_MAX,    FLAGS },
  59     { "amplitude",    "set amplitude",    OFFSET(amplitude),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE,    {.dbl = 1.},        0.,  1.,         FLAGS },
  60     { "a",            "set amplitude",    OFFSET(amplitude),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE,    {.dbl = 1.},        0.,  1.,         FLAGS },
  61     { "duration",     "set duration",     OFFSET(duration),     AV_OPT_TYPE_DURATION,  {.i64 =  0},         0,  INT64_MAX,  FLAGS },
  62     { "d",            "set duration",     OFFSET(duration),     AV_OPT_TYPE_DURATION,  {.i64 =  0},         0,  INT64_MAX,  FLAGS },
  63     { "color",        "set noise color",  OFFSET(color),        AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 =  0},         0,  NM_NB - 1,  FLAGS, "color" },
  64     { "colour",       "set noise color",  OFFSET(color),        AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 =  0},         0,  NM_NB - 1,  FLAGS, "color" },
  65     { "c",            "set noise color",  OFFSET(color),        AV_OPT_TYPE_INT,       {.i64 =  0},         0,  NM_NB - 1,  FLAGS, "color" },
  66     {     "white",    0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_WHITE},   0,  0,          FLAGS, "color" },
  67     {     "pink",     0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_PINK},    0,  0,          FLAGS, "color" },
  68     {     "brown",    0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_BROWN},   0,  0,          FLAGS, "color" },
  69     {     "blue",     0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_BLUE},    0,  0,          FLAGS, "color" },
  70     {     "violet",   0,                  0,                    AV_OPT_TYPE_CONST,     {.i64 = NM_VIOLET},  0,  0,          FLAGS, "color" },
  71     { "seed",         "set random seed",  OFFSET(seed),         AV_OPT_TYPE_INT64,     {.i64 = -1},        -1,  UINT_MAX,   FLAGS },
  72     { "s",            "set random seed",  OFFSET(seed),         AV_OPT_TYPE_INT64,     {.i64 = -1},        -1,  UINT_MAX,   FLAGS },
  73     { "nb_samples",   "set the number of samples per requested frame", OFFSET(nb_samples), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1024}, 1, INT_MAX, FLAGS },
  74     { "n",            "set the number of samples per requested frame", OFFSET(nb_samples), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1024}, 1, INT_MAX, FLAGS },
  75     {NULL}
  76 };
  77
  78 AVFILTER_DEFINE_CLASS(anoisesrc);
  79
  80 static av_cold int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  81 {
  82     ANoiseSrcContext *s = ctx->priv;
  83     static const int64_t chlayouts[] = { AV_CH_LAYOUT_MONO, -1 };
  84     int sample_rates[] = { s->sample_rate, -1 };
  85     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
  86         AV_SAMPLE_FMT_DBL,
  87         AV_SAMPLE_FMT_NONE
  88     };
  89
  90     AVFilterFormats *formats;
  91     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  92     int ret;
  93
  94     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
  95     if (!formats)
  96         return AVERROR(ENOMEM);
  97     ret = ff_set_common_formats (ctx, formats);
  98     if (ret < 0)
  99         return ret;
 100
 101     layouts = avfilter_make_format64_list(chlayouts);
 102     if (!layouts)
 103         return AVERROR(ENOMEM);
 104     ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 105     if (ret < 0)
 106         return ret;
 107
 108     formats = ff_make_format_list(sample_rates);
 109     if (!formats)
 110         return AVERROR(ENOMEM);
 111     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 112 }
 113
 114 static double white_filter(double white, double *buf)
 115 {
 116     return white;
 117 }
 118
 119 static double pink_filter(double white, double *buf)
 120 {
 121     double pink;
 122
 123     /* http://www.musicdsp.org/files/pink.txt */
 124     buf[0] = 0.99886 * buf[0] + white * 0.0555179;
 125     buf[1] = 0.99332 * buf[1] + white * 0.0750759;
 126     buf[2] = 0.96900 * buf[2] + white * 0.1538520;
 127     buf[3] = 0.86650 * buf[3] + white * 0.3104856;
 128     buf[4] = 0.55000 * buf[4] + white * 0.5329522;
 129     buf[5] = -0.7616 * buf[5] - white * 0.0168980;
 130     pink = buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3] + buf[4] + buf[5] + buf[6] + white * 0.5362;
 131     buf[6] = white * 0.115926;
 132     return pink * 0.11;
 133 }
 134
 135 static double blue_filter(double white, double *buf)
 136 {
 137     double blue;
 138
 139     /* Same as pink_filter but subtract the offsets rather than add */
 140     buf[0] = 0.0555179 * white - 0.99886 * buf[0];
 141     buf[1] = 0.0750759 * white - 0.99332 * buf[1];
 142     buf[2] = 0.1538520 * white - 0.96900 * buf[2];
 143     buf[3] = 0.3104856 * white - 0.86650 * buf[3];
 144     buf[4] = 0.5329522 * white - 0.55000 * buf[4];
 145     buf[5] = -0.016898 * white + 0.76160 * buf[5];
 146     blue = buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3] + buf[4] + buf[5] + buf[6] + white * 0.5362;
 147     buf[6] = white * 0.115926;
 148     return blue * 0.11;
 149 }
 150
 151 static double brown_filter(double white, double *buf)
 152 {
 153     double brown;
 154
 155     brown = ((0.02 * white) + buf[0]) / 1.02;
 156     buf[0] = brown;
 157     return brown * 3.5;
 158 }
 159
 160 static double violet_filter(double white, double *buf)
 161 {
 162     double violet;
 163
 164     violet = ((0.02 * white) - buf[0]) / 1.02;
 165     buf[0] = violet;
 166     return violet * 3.5;
 167 }
 168
 169 static av_cold int config_props(AVFilterLink *outlink)
 170 {
 171     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 172     ANoiseSrcContext *s = ctx->priv;
 173
 174     if (s->seed == -1)
 175         s->seed = av_get_random_seed();
 176     av_lfg_init(&s->c, s->seed);
 177
 178     if (s->duration == 0)
 179         s->infinite = 1;
 180     s->duration = av_rescale(s->duration, s->sample_rate, AV_TIME_BASE);
 181
 182     switch (s->color) {
 183     case NM_WHITE:  s->filter = white_filter;  break;
 184     case NM_PINK:   s->filter = pink_filter;   break;
 185     case NM_BROWN:  s->filter = brown_filter;  break;
 186     case NM_BLUE:   s->filter = blue_filter;   break;
 187     case NM_VIOLET: s->filter = violet_filter; break;
 188     }
 189
 190     return 0;
 191 }
 192
 193 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 194 {
 195     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 196     ANoiseSrcContext *s = ctx->priv;
 197     AVFrame *frame;
 198     int nb_samples, i;
 199     double *dst;
 200
 201     if (!s->infinite && s->duration <= 0) {
 202         return AVERROR_EOF;
 203     } else if (!s->infinite && s->duration < s->nb_samples) {
 204         nb_samples = s->duration;
 205     } else {
 206         nb_samples = s->nb_samples;
 207     }
 208
 209     if (!(frame = ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples)))
 210         return AVERROR(ENOMEM);
 211
 212     dst = (double *)frame->data[0];
 213     for (i = 0; i < nb_samples; i++) {
 214         double white;
 215         white = s->amplitude * ((2 * ((double) av_lfg_get(&s->c) / 0xffffffff)) - 1);
 216         dst[i] = s->filter(white, s->buf);
 217     }
 218
 219     if (!s->infinite)
 220         s->duration -= nb_samples;
 221
 222     frame->pts = s->pts;
 223     s->pts    += nb_samples;
 224     return ff_filter_frame(outlink, frame);
 225 }
 226
 227 static const AVFilterPad anoisesrc_outputs[] = {
 228     {
 229         .name          = "default",
 230         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 231         .request_frame = request_frame,
 232         .config_props  = config_props,
 233     },
 234     { NULL }
 235 };
 236
 237 AVFilter ff_asrc_anoisesrc = {
 238     .name          = "anoisesrc",
 239     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate a noise audio signal."),
 240     .query_formats = query_formats,
 241     .priv_size     = sizeof(ANoiseSrcContext),
 242     .inputs        = NULL,
 243     .outputs       = anoisesrc_outputs,
 244     .priv_class    = &anoisesrc_class,
 245 };