lavfi/dynaudnorm: rename pow2 to pow_2
[ffmpeg.git] / libavfilter / af_apulsator.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2001-2010 Krzysztof Foltman, Markus Schmidt, Thor Harald Johansen and others
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
8  * License 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 GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include "libavutil/avassert.h"
22 #include "libavutil/opt.h"
23 #include "avfilter.h"
24 #include "internal.h"
25 #include "audio.h"
26
27 enum PulsatorModes { SINE, TRIANGLE, SQUARE, SAWUP, SAWDOWN, NB_MODES };
28 enum PulsatorTimings { UNIT_BPM, UNIT_MS, UNIT_HZ, NB_TIMINGS };
29
30 typedef struct SimpleLFO {
31     double phase;
32     double freq;
33     double offset;
34     double amount;
35     double pwidth;
36     int mode;
37     int srate;
38 } SimpleLFO;
39
40 typedef struct AudioPulsatorContext {
41     const AVClass *class;
42     int mode;
43     double level_in;
44     double level_out;
45     double amount;
46     double offset_l;
47     double offset_r;
48     double pwidth;
49     double bpm;
50     double hertz;
51     int ms;
52     int timing;
53
54     SimpleLFO lfoL, lfoR;
55 } AudioPulsatorContext;
56
57 #define OFFSET(x) offsetof(AudioPulsatorContext, x)
58 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
59
60 static const AVOption apulsator_options[] = {
61     { "level_in",   "set input gain", OFFSET(level_in),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0.015625, 64, FLAGS, },
62     { "level_out", "set output gain", OFFSET(level_out), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0.015625, 64, FLAGS, },
63     { "mode",             "set mode", OFFSET(mode),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=SINE}, SINE,   NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
64     {   "sine",                 NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SINE},    0,            0, FLAGS, "mode" },
65     {   "triangle",             NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=TRIANGLE},0,            0, FLAGS, "mode" },
66     {   "square",               NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SQUARE},  0,            0, FLAGS, "mode" },
67     {   "sawup",                NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SAWUP},   0,            0, FLAGS, "mode" },
68     {   "sawdown",              NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SAWDOWN}, 0,            0, FLAGS, "mode" },
69     { "amount",     "set modulation", OFFSET(amount),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},       0,            1, FLAGS },
70     { "offset_l",     "set offset L", OFFSET(offset_l),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0},       0,            1, FLAGS },
71     { "offset_r",     "set offset R", OFFSET(offset_r),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.5},      0,            1, FLAGS },
72     { "width",     "set pulse width", OFFSET(pwidth),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},       0,            2, FLAGS },
73     { "timing",         "set timing", OFFSET(timing),    AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=2},       0, NB_TIMINGS-1, FLAGS, "timing" },
74     {   "bpm",                  NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=UNIT_BPM},  0,          0, FLAGS, "timing" },
75     {   "ms",                   NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=UNIT_MS},   0,          0, FLAGS, "timing" },
76     {   "hz",                   NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=UNIT_HZ},   0,          0, FLAGS, "timing" },
77     { "bpm",               "set BPM", OFFSET(bpm),       AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=120},    30,          300, FLAGS },
78     { "ms",                 "set ms", OFFSET(ms),        AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=500},    10,         2000, FLAGS },
79     { "hz",          "set frequency", OFFSET(hertz),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=2},    0.01,          100, FLAGS },
80     { NULL }
81 };
82
83 AVFILTER_DEFINE_CLASS(apulsator);
84
85 static void lfo_advance(SimpleLFO *lfo, unsigned count)
86 {
87     lfo->phase = fabs(lfo->phase + count * lfo->freq / lfo->srate);
88     if (lfo->phase >= 1)
89         lfo->phase = fmod(lfo->phase, 1);
90 }
91
92 static double lfo_get_value(SimpleLFO *lfo)
93 {
94     double phs = FFMIN(100, lfo->phase / FFMIN(1.99, FFMAX(0.01, lfo->pwidth)) + lfo->offset);
95     double val;
96
97     if (phs > 1)
98         phs = fmod(phs, 1.);
99
100     switch (lfo->mode) {
101     case SINE:
102         val = sin(phs * 2 * M_PI);
103         break;
104     case TRIANGLE:
105         if (phs > 0.75)
106             val = (phs - 0.75) * 4 - 1;
107         else if (phs > 0.25)
108             val = -4 * phs + 2;
109         else
110             val = phs * 4;
111         break;
112     case SQUARE:
113         val = phs < 0.5 ? -1 : +1;
114         break;
115     case SAWUP:
116         val = phs * 2 - 1;
117         break;
118     case SAWDOWN:
119         val = 1 - phs * 2;
120         break;
121     default: av_assert0(0);
122     }
123
124     return val * lfo->amount;
125 }
126
127 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
128 {
129     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
130     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
131     AudioPulsatorContext *s = ctx->priv;
132     const double *src = (const double *)in->data[0];
133     const int nb_samples = in->nb_samples;
134     const double level_out = s->level_out;
135     const double level_in = s->level_in;
136     const double amount = s->amount;
137     AVFrame *out;
138     double *dst;
139     int n;
140
141     if (av_frame_is_writable(in)) {
142         out = in;
143     } else {
144         out = ff_get_audio_buffer(inlink, in->nb_samples);
145         if (!out) {
146             av_frame_free(&in);
147             return AVERROR(ENOMEM);
148         }
149         av_frame_copy_props(out, in);
150     }
151     dst = (double *)out->data[0];
152
153     for (n = 0; n < nb_samples; n++) {
154         double outL;
155         double outR;
156         double inL = src[0] * level_in;
157         double inR = src[1] * level_in;
158         double procL = inL;
159         double procR = inR;
160
161         procL *= lfo_get_value(&s->lfoL) * 0.5 + amount / 2;
162         procR *= lfo_get_value(&s->lfoR) * 0.5 + amount / 2;
163
164         outL = procL + inL * (1 - amount);
165         outR = procR + inR * (1 - amount);
166
167         outL *= level_out;
168         outR *= level_out;
169
170         dst[0] = outL;
171         dst[1] = outR;
172
173         lfo_advance(&s->lfoL, 1);
174         lfo_advance(&s->lfoR, 1);
175
176         dst += 2;
177         src += 2;
178     }
179
180     if (in != out)
181         av_frame_free(&in);
182
183     return ff_filter_frame(outlink, out);
184 }
185
186 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
187 {
188     AVFilterChannelLayouts *layout = NULL;
189     AVFilterFormats *formats = NULL;
190     int ret;
191
192     if ((ret = ff_add_format                 (&formats, AV_SAMPLE_FMT_DBL  )) < 0 ||
193         (ret = ff_set_common_formats         (ctx     , formats            )) < 0 ||
194         (ret = ff_add_channel_layout         (&layout , AV_CH_LAYOUT_STEREO)) < 0 ||
195         (ret = ff_set_common_channel_layouts (ctx     , layout             )) < 0)
196         return ret;
197
198     formats = ff_all_samplerates();
199     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
200 }
201
202 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
203 {
204     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
205     AudioPulsatorContext *s = ctx->priv;
206     double freq;
207
208     switch (s->timing) {
209     case UNIT_BPM:  freq = s->bpm / 60;         break;
210     case UNIT_MS:   freq = 1 / (s->ms / 1000.); break;
211     case UNIT_HZ:   freq = s->hertz;            break;
212     default: av_assert0(0);
213     }
214
215     s->lfoL.freq   = freq;
216     s->lfoR.freq   = freq;
217     s->lfoL.mode   = s->mode;
218     s->lfoR.mode   = s->mode;
219     s->lfoL.offset = s->offset_l;
220     s->lfoR.offset = s->offset_r;
221     s->lfoL.srate  = inlink->sample_rate;
222     s->lfoR.srate  = inlink->sample_rate;
223     s->lfoL.amount = s->amount;
224     s->lfoR.amount = s->amount;
225     s->lfoL.pwidth = s->pwidth;
226     s->lfoR.pwidth = s->pwidth;
227
228     return 0;
229 }
230
231 static const AVFilterPad inputs[] = {
232     {
233         .name         = "default",
234         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
235         .config_props = config_input,
236         .filter_frame = filter_frame,
237     },
238     { NULL }
239 };
240
241 static const AVFilterPad outputs[] = {
242     {
243         .name = "default",
244         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
245     },
246     { NULL }
247 };
248
249 AVFilter ff_af_apulsator = {
250     .name          = "apulsator",
251     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Audio pulsator."),
252     .priv_size     = sizeof(AudioPulsatorContext),
253     .priv_class    = &apulsator_class,
254     .query_formats = query_formats,
255     .inputs        = inputs,
256     .outputs       = outputs,
257 };