Replace deprecated symbols SAMPLE_FMT_* with AV_SAMPLE_FMT_*, and enum
[ffmpeg.git] / libavcodec / resample.c
1 /*
2  * samplerate conversion for both audio and video
3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
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  * samplerate conversion for both audio and video
25  */
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "audioconvert.h"
29 #include "libavutil/opt.h"
30 #include "libavcore/samplefmt.h"
31
32 struct AVResampleContext;
33
34 static const char *context_to_name(void *ptr)
35 {
36     return "audioresample";
37 }
38
39 static const AVOption options[] = {{NULL}};
40 static const AVClass audioresample_context_class = { "ReSampleContext", context_to_name, options, LIBAVUTIL_VERSION_INT };
41
42 struct ReSampleContext {
43     struct AVResampleContext *resample_context;
44     short *temp[2];
45     int temp_len;
46     float ratio;
47     /* channel convert */
48     int input_channels, output_channels, filter_channels;
49     AVAudioConvert *convert_ctx[2];
50     enum AVSampleFormat sample_fmt[2]; ///< input and output sample format
51     unsigned sample_size[2];         ///< size of one sample in sample_fmt
52     short *buffer[2];                ///< buffers used for conversion to S16
53     unsigned buffer_size[2];         ///< sizes of allocated buffers
54 };
55
56 /* n1: number of samples */
57 static void stereo_to_mono(short *output, short *input, int n1)
58 {
59     short *p, *q;
60     int n = n1;
61
62     p = input;
63     q = output;
64     while (n >= 4) {
65         q[0] = (p[0] + p[1]) >> 1;
66         q[1] = (p[2] + p[3]) >> 1;
67         q[2] = (p[4] + p[5]) >> 1;
68         q[3] = (p[6] + p[7]) >> 1;
69         q += 4;
70         p += 8;
71         n -= 4;
72     }
73     while (n > 0) {
74         q[0] = (p[0] + p[1]) >> 1;
75         q++;
76         p += 2;
77         n--;
78     }
79 }
80
81 /* n1: number of samples */
82 static void mono_to_stereo(short *output, short *input, int n1)
83 {
84     short *p, *q;
85     int n = n1;
86     int v;
87
88     p = input;
89     q = output;
90     while (n >= 4) {
91         v = p[0]; q[0] = v; q[1] = v;
92         v = p[1]; q[2] = v; q[3] = v;
93         v = p[2]; q[4] = v; q[5] = v;
94         v = p[3]; q[6] = v; q[7] = v;
95         q += 8;
96         p += 4;
97         n -= 4;
98     }
99     while (n > 0) {
100         v = p[0]; q[0] = v; q[1] = v;
101         q += 2;
102         p += 1;
103         n--;
104     }
105 }
106
107 /* XXX: should use more abstract 'N' channels system */
108 static void stereo_split(short *output1, short *output2, short *input, int n)
109 {
110     int i;
111
112     for(i=0;i<n;i++) {
113         *output1++ = *input++;
114         *output2++ = *input++;
115     }
116 }
117
118 static void stereo_mux(short *output, short *input1, short *input2, int n)
119 {
120     int i;
121
122     for(i=0;i<n;i++) {
123         *output++ = *input1++;
124         *output++ = *input2++;
125     }
126 }
127
128 static void ac3_5p1_mux(short *output, short *input1, short *input2, int n)
129 {
130     int i;
131     short l,r;
132
133     for(i=0;i<n;i++) {
134       l=*input1++;
135       r=*input2++;
136       *output++ = l;           /* left */
137       *output++ = (l/2)+(r/2); /* center */
138       *output++ = r;           /* right */
139       *output++ = 0;           /* left surround */
140       *output++ = 0;           /* right surroud */
141       *output++ = 0;           /* low freq */
142     }
143 }
144
145 ReSampleContext *av_audio_resample_init(int output_channels, int input_channels,
146                                         int output_rate, int input_rate,
147                                         enum AVSampleFormat sample_fmt_out,
148                                         enum AVSampleFormat sample_fmt_in,
149                                         int filter_length, int log2_phase_count,
150                                         int linear, double cutoff)
151 {
152     ReSampleContext *s;
153
154     if ( input_channels > 2)
155       {
156         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Resampling with input channels greater than 2 unsupported.\n");
157         return NULL;
158       }
159
160     s = av_mallocz(sizeof(ReSampleContext));
161     if (!s)
162       {
163         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate memory for resample context.\n");
164         return NULL;
165       }
166
167     s->ratio = (float)output_rate / (float)input_rate;
168
169     s->input_channels = input_channels;
170     s->output_channels = output_channels;
171
172     s->filter_channels = s->input_channels;
173     if (s->output_channels < s->filter_channels)
174         s->filter_channels = s->output_channels;
175
176     s->sample_fmt [0] = sample_fmt_in;
177     s->sample_fmt [1] = sample_fmt_out;
178     s->sample_size[0] = av_get_bits_per_sample_fmt(s->sample_fmt[0])>>3;
179     s->sample_size[1] = av_get_bits_per_sample_fmt(s->sample_fmt[1])>>3;
180
181     if (s->sample_fmt[0] != AV_SAMPLE_FMT_S16) {
182         if (!(s->convert_ctx[0] = av_audio_convert_alloc(AV_SAMPLE_FMT_S16, 1,
183                                                          s->sample_fmt[0], 1, NULL, 0))) {
184             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
185                    "Cannot convert %s sample format to s16 sample format\n",
186                    av_get_sample_fmt_name(s->sample_fmt[0]));
187             av_free(s);
188             return NULL;
189         }
190     }
191
192     if (s->sample_fmt[1] != AV_SAMPLE_FMT_S16) {
193         if (!(s->convert_ctx[1] = av_audio_convert_alloc(s->sample_fmt[1], 1,
194                                                          AV_SAMPLE_FMT_S16, 1, NULL, 0))) {
195             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
196                    "Cannot convert s16 sample format to %s sample format\n",
197                    av_get_sample_fmt_name(s->sample_fmt[1]));
198             av_audio_convert_free(s->convert_ctx[0]);
199             av_free(s);
200             return NULL;
201         }
202     }
203
204 /*
205  * AC-3 output is the only case where filter_channels could be greater than 2.
206  * input channels can't be greater than 2, so resample the 2 channels and then
207  * expand to 6 channels after the resampling.
208  */
209     if(s->filter_channels>2)
210       s->filter_channels = 2;
211
212 #define TAPS 16
213     s->resample_context= av_resample_init(output_rate, input_rate,
214                          filter_length, log2_phase_count, linear, cutoff);
215
216     *(const AVClass**)s->resample_context = &audioresample_context_class;
217
218     return s;
219 }
220
221 #if FF_API_AUDIO_OLD
222 ReSampleContext *audio_resample_init(int output_channels, int input_channels,
223                                      int output_rate, int input_rate)
224 {
225     return av_audio_resample_init(output_channels, input_channels,
226                                   output_rate, input_rate,
227                                   AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S16,
228                                   TAPS, 10, 0, 0.8);
229 }
230 #endif
231
232 /* resample audio. 'nb_samples' is the number of input samples */
233 /* XXX: optimize it ! */
234 int audio_resample(ReSampleContext *s, short *output, short *input, int nb_samples)
235 {
236     int i, nb_samples1;
237     short *bufin[2];
238     short *bufout[2];
239     short *buftmp2[2], *buftmp3[2];
240     short *output_bak = NULL;
241     int lenout;
242
243     if (s->input_channels == s->output_channels && s->ratio == 1.0 && 0) {
244         /* nothing to do */
245         memcpy(output, input, nb_samples * s->input_channels * sizeof(short));
246         return nb_samples;
247     }
248
249     if (s->sample_fmt[0] != AV_SAMPLE_FMT_S16) {
250         int istride[1] = { s->sample_size[0] };
251         int ostride[1] = { 2 };
252         const void *ibuf[1] = { input };
253         void       *obuf[1];
254         unsigned input_size = nb_samples*s->input_channels*2;
255
256         if (!s->buffer_size[0] || s->buffer_size[0] < input_size) {
257             av_free(s->buffer[0]);
258             s->buffer_size[0] = input_size;
259             s->buffer[0] = av_malloc(s->buffer_size[0]);
260             if (!s->buffer[0]) {
261                 av_log(s->resample_context, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate buffer\n");
262                 return 0;
263             }
264         }
265
266         obuf[0] = s->buffer[0];
267
268         if (av_audio_convert(s->convert_ctx[0], obuf, ostride,
269                              ibuf, istride, nb_samples*s->input_channels) < 0) {
270             av_log(s->resample_context, AV_LOG_ERROR, "Audio sample format conversion failed\n");
271             return 0;
272         }
273
274         input  = s->buffer[0];
275     }
276
277     lenout= 4*nb_samples * s->ratio + 16;
278
279     if (s->sample_fmt[1] != AV_SAMPLE_FMT_S16) {
280         output_bak = output;
281
282         if (!s->buffer_size[1] || s->buffer_size[1] < lenout) {
283             av_free(s->buffer[1]);
284             s->buffer_size[1] = lenout;
285             s->buffer[1] = av_malloc(s->buffer_size[1]);
286             if (!s->buffer[1]) {
287                 av_log(s->resample_context, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate buffer\n");
288                 return 0;
289             }
290         }
291
292         output = s->buffer[1];
293     }
294
295     /* XXX: move those malloc to resample init code */
296     for(i=0; i<s->filter_channels; i++){
297         bufin[i]= av_malloc( (nb_samples + s->temp_len) * sizeof(short) );
298         memcpy(bufin[i], s->temp[i], s->temp_len * sizeof(short));
299         buftmp2[i] = bufin[i] + s->temp_len;
300     }
301
302     /* make some zoom to avoid round pb */
303     bufout[0]= av_malloc( lenout * sizeof(short) );
304     bufout[1]= av_malloc( lenout * sizeof(short) );
305
306     if (s->input_channels == 2 &&
307         s->output_channels == 1) {
308         buftmp3[0] = output;
309         stereo_to_mono(buftmp2[0], input, nb_samples);
310     } else if (s->output_channels >= 2 && s->input_channels == 1) {
311         buftmp3[0] = bufout[0];
312         memcpy(buftmp2[0], input, nb_samples*sizeof(short));
313     } else if (s->output_channels >= 2) {
314         buftmp3[0] = bufout[0];
315         buftmp3[1] = bufout[1];
316         stereo_split(buftmp2[0], buftmp2[1], input, nb_samples);
317     } else {
318         buftmp3[0] = output;
319         memcpy(buftmp2[0], input, nb_samples*sizeof(short));
320     }
321
322     nb_samples += s->temp_len;
323
324     /* resample each channel */
325     nb_samples1 = 0; /* avoid warning */
326     for(i=0;i<s->filter_channels;i++) {
327         int consumed;
328         int is_last= i+1 == s->filter_channels;
329
330         nb_samples1 = av_resample(s->resample_context, buftmp3[i], bufin[i], &consumed, nb_samples, lenout, is_last);
331         s->temp_len= nb_samples - consumed;
332         s->temp[i]= av_realloc(s->temp[i], s->temp_len*sizeof(short));
333         memcpy(s->temp[i], bufin[i] + consumed, s->temp_len*sizeof(short));
334     }
335
336     if (s->output_channels == 2 && s->input_channels == 1) {
337         mono_to_stereo(output, buftmp3[0], nb_samples1);
338     } else if (s->output_channels == 2) {
339         stereo_mux(output, buftmp3[0], buftmp3[1], nb_samples1);
340     } else if (s->output_channels == 6) {
341         ac3_5p1_mux(output, buftmp3[0], buftmp3[1], nb_samples1);
342     }
343
344     if (s->sample_fmt[1] != AV_SAMPLE_FMT_S16) {
345         int istride[1] = { 2 };
346         int ostride[1] = { s->sample_size[1] };
347         const void *ibuf[1] = { output };
348         void       *obuf[1] = { output_bak };
349
350         if (av_audio_convert(s->convert_ctx[1], obuf, ostride,
351                              ibuf, istride, nb_samples1*s->output_channels) < 0) {
352             av_log(s->resample_context, AV_LOG_ERROR, "Audio sample format convertion failed\n");
353             return 0;
354         }
355     }
356
357     for(i=0; i<s->filter_channels; i++)
358         av_free(bufin[i]);
359
360     av_free(bufout[0]);
361     av_free(bufout[1]);
362     return nb_samples1;
363 }
364
365 void audio_resample_close(ReSampleContext *s)
366 {
367     av_resample_close(s->resample_context);
368     av_freep(&s->temp[0]);
369     av_freep(&s->temp[1]);
370     av_freep(&s->buffer[0]);
371     av_freep(&s->buffer[1]);
372     av_audio_convert_free(s->convert_ctx[0]);
373     av_audio_convert_free(s->convert_ctx[1]);
374     av_free(s);
375 }