0b8be8d557ecf0f2a3a3dc93f7c2c9741d99153f
[ffmpeg.git] / libavfilter / af_asyncts.c
1 /*
2  * This file is part of Libav.
3  *
4  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #include "libavresample/avresample.h"
20 #include "libavutil/audio_fifo.h"
21 #include "libavutil/common.h"
22 #include "libavutil/mathematics.h"
23 #include "libavutil/opt.h"
24 #include "libavutil/samplefmt.h"
25
26 #include "audio.h"
27 #include "avfilter.h"
28 #include "internal.h"
29
30 typedef struct ASyncContext {
31     const AVClass *class;
32
33     AVAudioResampleContext *avr;
34     int64_t pts;            ///< timestamp in samples of the first sample in fifo
35     int min_delta;          ///< pad/trim min threshold in samples
36
37     /* options */
38     int resample;
39     float min_delta_sec;
40     int max_comp;
41
42     /* set by filter_samples() to signal an output frame to request_frame() */
43     int got_output;
44 } ASyncContext;
45
46 #define OFFSET(x) offsetof(ASyncContext, x)
47 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
48 static const AVOption options[] = {
49     { "compensate", "Stretch/squeeze the data to make it match the timestamps", OFFSET(resample),      AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0 },   0, 1,       A },
50     { "min_delta",  "Minimum difference between timestamps and audio data "
51                     "(in seconds) to trigger padding/trimmin the data.",        OFFSET(min_delta_sec), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 0.1 }, 0, INT_MAX, A },
52     { "max_comp",   "Maximum compensation in samples per second.",              OFFSET(max_comp),      AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 500 }, 0, INT_MAX, A },
53     { "first_pts",  "Assume the first pts should be this value.",               OFFSET(pts),           AV_OPT_TYPE_INT64, { .i64 = AV_NOPTS_VALUE }, INT64_MIN, INT64_MAX, A },
54     { NULL },
55 };
56
57 static const AVClass async_class = {
58     .class_name = "asyncts filter",
59     .item_name  = av_default_item_name,
60     .option     = options,
61     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
62 };
63
64 static int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
65 {
66     ASyncContext *s = ctx->priv;
67     int ret;
68
69     s->class = &async_class;
70     av_opt_set_defaults(s);
71
72     if ((ret = av_set_options_string(s, args, "=", ":")) < 0) {
73         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options string '%s'.\n", args);
74         return ret;
75     }
76     av_opt_free(s);
77
78     return 0;
79 }
80
81 static void uninit(AVFilterContext *ctx)
82 {
83     ASyncContext *s = ctx->priv;
84
85     if (s->avr) {
86         avresample_close(s->avr);
87         avresample_free(&s->avr);
88     }
89 }
90
91 static int config_props(AVFilterLink *link)
92 {
93     ASyncContext *s = link->src->priv;
94     int ret;
95
96     s->min_delta = s->min_delta_sec * link->sample_rate;
97     link->time_base = (AVRational){1, link->sample_rate};
98
99     s->avr = avresample_alloc_context();
100     if (!s->avr)
101         return AVERROR(ENOMEM);
102
103     av_opt_set_int(s->avr,  "in_channel_layout", link->channel_layout, 0);
104     av_opt_set_int(s->avr, "out_channel_layout", link->channel_layout, 0);
105     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_fmt",     link->format,         0);
106     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_fmt",     link->format,         0);
107     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_rate",    link->sample_rate,    0);
108     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_rate",    link->sample_rate,    0);
109
110     if (s->resample)
111         av_opt_set_int(s->avr, "force_resampling", 1, 0);
112
113     if ((ret = avresample_open(s->avr)) < 0)
114         return ret;
115
116     return 0;
117 }
118
119 static int request_frame(AVFilterLink *link)
120 {
121     AVFilterContext *ctx = link->src;
122     ASyncContext      *s = ctx->priv;
123     int ret = 0;
124     int nb_samples;
125
126     s->got_output = 0;
127     while (ret >= 0 && !s->got_output)
128         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
129
130     /* flush the fifo */
131     if (ret == AVERROR_EOF && (nb_samples = avresample_get_delay(s->avr))) {
132         AVFilterBufferRef *buf = ff_get_audio_buffer(link, AV_PERM_WRITE,
133                                                      nb_samples);
134         if (!buf)
135             return AVERROR(ENOMEM);
136         ret = avresample_convert(s->avr, (void**)buf->extended_data,
137                                  buf->linesize[0], nb_samples, NULL, 0, 0);
138         if (ret <= 0) {
139             avfilter_unref_bufferp(&buf);
140             return (ret < 0) ? ret : AVERROR_EOF;
141         }
142
143         buf->pts = s->pts;
144         return ff_filter_samples(link, buf);
145     }
146
147     return ret;
148 }
149
150 static int write_to_fifo(ASyncContext *s, AVFilterBufferRef *buf)
151 {
152     int ret = avresample_convert(s->avr, NULL, 0, 0, (void**)buf->extended_data,
153                                  buf->linesize[0], buf->audio->nb_samples);
154     avfilter_unref_buffer(buf);
155     return ret;
156 }
157
158 /* get amount of data currently buffered, in samples */
159 static int64_t get_delay(ASyncContext *s)
160 {
161     return avresample_available(s->avr) + avresample_get_delay(s->avr);
162 }
163
164 static int filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
165 {
166     AVFilterContext  *ctx = inlink->dst;
167     ASyncContext       *s = ctx->priv;
168     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
169     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(buf->audio->channel_layout);
170     int64_t pts = (buf->pts == AV_NOPTS_VALUE) ? buf->pts :
171                   av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
172     int out_size, ret;
173     int64_t delta;
174
175     /* buffer data until we get the first timestamp */
176     if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE) {
177         if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
178             s->pts = pts - get_delay(s);
179         }
180         return write_to_fifo(s, buf);
181     }
182
183     /* now wait for the next timestamp */
184     if (pts == AV_NOPTS_VALUE) {
185         return write_to_fifo(s, buf);
186     }
187
188     /* when we have two timestamps, compute how many samples would we have
189      * to add/remove to get proper sync between data and timestamps */
190     delta    = pts - s->pts - get_delay(s);
191     out_size = avresample_available(s->avr);
192
193     if (labs(delta) > s->min_delta) {
194         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Discontinuity - %"PRId64" samples.\n", delta);
195         out_size = av_clipl_int32((int64_t)out_size + delta);
196     } else {
197         if (s->resample) {
198             int comp = av_clip(delta, -s->max_comp, s->max_comp);
199             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Compensating %d samples per second.\n", comp);
200             avresample_set_compensation(s->avr, delta, inlink->sample_rate);
201         }
202         delta = 0;
203     }
204
205     if (out_size > 0) {
206         AVFilterBufferRef *buf_out = ff_get_audio_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE,
207                                                          out_size);
208         if (!buf_out) {
209             ret = AVERROR(ENOMEM);
210             goto fail;
211         }
212
213         avresample_read(s->avr, (void**)buf_out->extended_data, out_size);
214         buf_out->pts = s->pts;
215
216         if (delta > 0) {
217             av_samples_set_silence(buf_out->extended_data, out_size - delta,
218                                    delta, nb_channels, buf->format);
219         }
220         ret = ff_filter_samples(outlink, buf_out);
221         if (ret < 0)
222             goto fail;
223         s->got_output = 1;
224     } else {
225         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Non-monotonous timestamps, dropping "
226                "whole buffer.\n");
227     }
228
229     /* drain any remaining buffered data */
230     avresample_read(s->avr, NULL, avresample_available(s->avr));
231
232     s->pts = pts - avresample_get_delay(s->avr);
233     ret = avresample_convert(s->avr, NULL, 0, 0, (void**)buf->extended_data,
234                              buf->linesize[0], buf->audio->nb_samples);
235
236 fail:
237     avfilter_unref_buffer(buf);
238
239     return ret;
240 }
241
242 AVFilter avfilter_af_asyncts = {
243     .name        = "asyncts",
244     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sync audio data to timestamps"),
245
246     .init        = init,
247     .uninit      = uninit,
248
249     .priv_size   = sizeof(ASyncContext),
250
251     .inputs      = (const AVFilterPad[]) {{ .name           = "default",
252                                             .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
253                                             .filter_samples = filter_samples },
254                                           { NULL }},
255     .outputs     = (const AVFilterPad[]) {{ .name           = "default",
256                                             .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
257                                             .config_props   = config_props,
258                                             .request_frame  = request_frame },
259                                           { NULL }},
260 };