COSMETICS: tabs --> spaces, some prettyprinting
[ffmpeg.git] / libavcodec / resample.c
1 /*
2  * Sample rate convertion for both audio and video
3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19
20 /**
21  * @file resample.c
22  * Sample rate convertion for both audio and video.
23  */
24
25 #include "avcodec.h"
26
27 struct AVResampleContext;
28
29 struct ReSampleContext {
30     struct AVResampleContext *resample_context;
31     short *temp[2];
32     int temp_len;
33     float ratio;
34     /* channel convert */
35     int input_channels, output_channels, filter_channels;
36 };
37
38 /* n1: number of samples */
39 static void stereo_to_mono(short *output, short *input, int n1)
40 {
41     short *p, *q;
42     int n = n1;
43
44     p = input;
45     q = output;
46     while (n >= 4) {
47         q[0] = (p[0] + p[1]) >> 1;
48         q[1] = (p[2] + p[3]) >> 1;
49         q[2] = (p[4] + p[5]) >> 1;
50         q[3] = (p[6] + p[7]) >> 1;
51         q += 4;
52         p += 8;
53         n -= 4;
54     }
55     while (n > 0) {
56         q[0] = (p[0] + p[1]) >> 1;
57         q++;
58         p += 2;
59         n--;
60     }
61 }
62
63 /* n1: number of samples */
64 static void mono_to_stereo(short *output, short *input, int n1)
65 {
66     short *p, *q;
67     int n = n1;
68     int v;
69
70     p = input;
71     q = output;
72     while (n >= 4) {
73         v = p[0]; q[0] = v; q[1] = v;
74         v = p[1]; q[2] = v; q[3] = v;
75         v = p[2]; q[4] = v; q[5] = v;
76         v = p[3]; q[6] = v; q[7] = v;
77         q += 8;
78         p += 4;
79         n -= 4;
80     }
81     while (n > 0) {
82         v = p[0]; q[0] = v; q[1] = v;
83         q += 2;
84         p += 1;
85         n--;
86     }
87 }
88
89 /* XXX: should use more abstract 'N' channels system */
90 static void stereo_split(short *output1, short *output2, short *input, int n)
91 {
92     int i;
93
94     for(i=0;i<n;i++) {
95         *output1++ = *input++;
96         *output2++ = *input++;
97     }
98 }
99
100 static void stereo_mux(short *output, short *input1, short *input2, int n)
101 {
102     int i;
103
104     for(i=0;i<n;i++) {
105         *output++ = *input1++;
106         *output++ = *input2++;
107     }
108 }
109
110 static void ac3_5p1_mux(short *output, short *input1, short *input2, int n)
111 {
112     int i;
113     short l,r;
114
115     for(i=0;i<n;i++) {
116       l=*input1++;
117       r=*input2++;
118       *output++ = l;           /* left */
119       *output++ = (l/2)+(r/2); /* center */
120       *output++ = r;           /* right */
121       *output++ = 0;           /* left surround */
122       *output++ = 0;           /* right surroud */
123       *output++ = 0;           /* low freq */
124     }
125 }
126
127 ReSampleContext *audio_resample_init(int output_channels, int input_channels,
128                                       int output_rate, int input_rate)
129 {
130     ReSampleContext *s;
131
132     if ( input_channels > 2)
133       {
134         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Resampling with input channels greater than 2 unsupported.");
135         return NULL;
136       }
137
138     s = av_mallocz(sizeof(ReSampleContext));
139     if (!s)
140       {
141         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate memory for resample context.");
142         return NULL;
143       }
144
145     s->ratio = (float)output_rate / (float)input_rate;
146
147     s->input_channels = input_channels;
148     s->output_channels = output_channels;
149
150     s->filter_channels = s->input_channels;
151     if (s->output_channels < s->filter_channels)
152         s->filter_channels = s->output_channels;
153
154 /*
155  * ac3 output is the only case where filter_channels could be greater than 2.
156  * input channels can't be greater than 2, so resample the 2 channels and then
157  * expand to 6 channels after the resampling.
158  */
159     if(s->filter_channels>2)
160       s->filter_channels = 2;
161
162     s->resample_context= av_resample_init(output_rate, input_rate, 16, 10, 0, 1.0);
163
164     return s;
165 }
166
167 /* resample audio. 'nb_samples' is the number of input samples */
168 /* XXX: optimize it ! */
169 int audio_resample(ReSampleContext *s, short *output, short *input, int nb_samples)
170 {
171     int i, nb_samples1;
172     short *bufin[2];
173     short *bufout[2];
174     short *buftmp2[2], *buftmp3[2];
175     int lenout;
176
177     if (s->input_channels == s->output_channels && s->ratio == 1.0 && 0) {
178         /* nothing to do */
179         memcpy(output, input, nb_samples * s->input_channels * sizeof(short));
180         return nb_samples;
181     }
182
183     /* XXX: move those malloc to resample init code */
184     for(i=0; i<s->filter_channels; i++){
185         bufin[i]= (short*) av_malloc( (nb_samples + s->temp_len) * sizeof(short) );
186         memcpy(bufin[i], s->temp[i], s->temp_len * sizeof(short));
187         buftmp2[i] = bufin[i] + s->temp_len;
188     }
189
190     /* make some zoom to avoid round pb */
191     lenout= (int)(nb_samples * s->ratio) + 16;
192     bufout[0]= (short*) av_malloc( lenout * sizeof(short) );
193     bufout[1]= (short*) av_malloc( lenout * sizeof(short) );
194
195     if (s->input_channels == 2 &&
196         s->output_channels == 1) {
197         buftmp3[0] = output;
198         stereo_to_mono(buftmp2[0], input, nb_samples);
199     } else if (s->output_channels >= 2 && s->input_channels == 1) {
200         buftmp3[0] = bufout[0];
201         memcpy(buftmp2[0], input, nb_samples*sizeof(short));
202     } else if (s->output_channels >= 2) {
203         buftmp3[0] = bufout[0];
204         buftmp3[1] = bufout[1];
205         stereo_split(buftmp2[0], buftmp2[1], input, nb_samples);
206     } else {
207         buftmp3[0] = output;
208         memcpy(buftmp2[0], input, nb_samples*sizeof(short));
209     }
210
211     nb_samples += s->temp_len;
212
213     /* resample each channel */
214     nb_samples1 = 0; /* avoid warning */
215     for(i=0;i<s->filter_channels;i++) {
216         int consumed;
217         int is_last= i+1 == s->filter_channels;
218
219         nb_samples1 = av_resample(s->resample_context, buftmp3[i], bufin[i], &consumed, nb_samples, lenout, is_last);
220         s->temp_len= nb_samples - consumed;
221         s->temp[i]= av_realloc(s->temp[i], s->temp_len*sizeof(short));
222         memcpy(s->temp[i], bufin[i] + consumed, s->temp_len*sizeof(short));
223     }
224
225     if (s->output_channels == 2 && s->input_channels == 1) {
226         mono_to_stereo(output, buftmp3[0], nb_samples1);
227     } else if (s->output_channels == 2) {
228         stereo_mux(output, buftmp3[0], buftmp3[1], nb_samples1);
229     } else if (s->output_channels == 6) {
230         ac3_5p1_mux(output, buftmp3[0], buftmp3[1], nb_samples1);
231     }
232
233     for(i=0; i<s->filter_channels; i++)
234         av_free(bufin[i]);
235
236     av_free(bufout[0]);
237     av_free(bufout[1]);
238     return nb_samples1;
239 }
240
241 void audio_resample_close(ReSampleContext *s)
242 {
243     av_resample_close(s->resample_context);
244     av_freep(&s->temp[0]);
245     av_freep(&s->temp[1]);
246     av_free(s);
247 }