swresample: add SwrDitherType doxy
[ffmpeg.git] / libswresample / swresample.h
1 /*
2  * Copyright (C) 2011-2013 Michael Niedermayer (michaelni@gmx.at)
3  *
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7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #ifndef SWRESAMPLE_SWRESAMPLE_H
22 #define SWRESAMPLE_SWRESAMPLE_H
23
24 /**
25  * @file
26  * @ingroup lswr
27  * libswresample public header
28  */
29
30 /**
31  * @defgroup lswr Libswresample
32  * @{
33  *
34  * Libswresample (lswr) is a library that handles audio resampling, sample
35  * format conversion and mixing.
36  *
37  * Interaction with lswr is done through SwrContext, which is
38  * allocated with swr_alloc() or swr_alloc_set_opts(). It is opaque, so all parameters
39  * must be set with the @ref avoptions API.
40  *
41  * For example the following code will setup conversion from planar float sample
42  * format to interleaved signed 16-bit integer, downsampling from 48kHz to
43  * 44.1kHz and downmixing from 5.1 channels to stereo (using the default mixing
44  * matrix):
45  * @code
46  * SwrContext *swr = swr_alloc();
47  * av_opt_set_channel_layout(swr, "in_channel_layout",  AV_CH_LAYOUT_5POINT1, 0);
48  * av_opt_set_channel_layout(swr, "out_channel_layout", AV_CH_LAYOUT_STEREO,  0);
49  * av_opt_set_int(swr, "in_sample_rate",     48000,                0);
50  * av_opt_set_int(swr, "out_sample_rate",    44100,                0);
51  * av_opt_set_sample_fmt(swr, "in_sample_fmt",  AV_SAMPLE_FMT_FLTP, 0);
52  * av_opt_set_sample_fmt(swr, "out_sample_fmt", AV_SAMPLE_FMT_S16,  0);
53  * @endcode
54  *
55  * Once all values have been set, it must be initialized with swr_init(). If
56  * you need to change the conversion parameters, you can change the parameters
57  * as described above, or by using swr_alloc_set_opts(), then call swr_init()
58  * again.
59  *
60  * The conversion itself is done by repeatedly calling swr_convert().
61  * Note that the samples may get buffered in swr if you provide insufficient
62  * output space or if sample rate conversion is done, which requires "future"
63  * samples. Samples that do not require future input can be retrieved at any
64  * time by using swr_convert() (in_count can be set to 0).
65  * At the end of conversion the resampling buffer can be flushed by calling
66  * swr_convert() with NULL in and 0 in_count.
67  *
68  * The delay between input and output, can at any time be found by using
69  * swr_get_delay().
70  *
71  * The following code demonstrates the conversion loop assuming the parameters
72  * from above and caller-defined functions get_input() and handle_output():
73  * @code
74  * uint8_t **input;
75  * int in_samples;
76  *
77  * while (get_input(&input, &in_samples)) {
78  *     uint8_t *output;
79  *     int out_samples = av_rescale_rnd(swr_get_delay(swr, 48000) +
80  *                                      in_samples, 44100, 48000, AV_ROUND_UP);
81  *     av_samples_alloc(&output, NULL, 2, out_samples,
82  *                      AV_SAMPLE_FMT_S16, 0);
83  *     out_samples = swr_convert(swr, &output, out_samples,
84  *                                      input, in_samples);
85  *     handle_output(output, out_samples);
86  *     av_freep(&output);
87  * }
88  * @endcode
89  *
90  * When the conversion is finished, the conversion
91  * context and everything associated with it must be freed with swr_free().
92  * There will be no memory leak if the data is not completely flushed before
93  * swr_free().
94  */
95
96 #include <stdint.h>
97 #include "libavutil/samplefmt.h"
98
99 #include "libswresample/version.h"
100
101 #if LIBSWRESAMPLE_VERSION_MAJOR < 1
102 #define SWR_CH_MAX 32   ///< Maximum number of channels
103 #endif
104
105 /**
106  * @name Option constants
107  * These constants are used for the @ref avoptions interface for lswr.
108  * @{
109  *
110  */
111
112 #define SWR_FLAG_RESAMPLE 1 ///< Force resampling even if equal sample rate
113 //TODO use int resample ?
114 //long term TODO can we enable this dynamically?
115
116 /** Dithering algorithms */
117 enum SwrDitherType {
118     SWR_DITHER_NONE = 0,
119     SWR_DITHER_RECTANGULAR,
120     SWR_DITHER_TRIANGULAR,
121     SWR_DITHER_TRIANGULAR_HIGHPASS,
122
123     SWR_DITHER_NS = 64,         ///< not part of API/ABI
124     SWR_DITHER_NS_LIPSHITZ,
125     SWR_DITHER_NS_F_WEIGHTED,
126     SWR_DITHER_NS_MODIFIED_E_WEIGHTED,
127     SWR_DITHER_NS_IMPROVED_E_WEIGHTED,
128     SWR_DITHER_NS_SHIBATA,
129     SWR_DITHER_NS_LOW_SHIBATA,
130     SWR_DITHER_NS_HIGH_SHIBATA,
131     SWR_DITHER_NB,              ///< not part of API/ABI
132 };
133
134 /** Resampling Engines */
135 enum SwrEngine {
136     SWR_ENGINE_SWR,             /**< SW Resampler */
137     SWR_ENGINE_SOXR,            /**< SoX Resampler */
138     SWR_ENGINE_NB,              ///< not part of API/ABI
139 };
140
141 /** Resampling Filter Types */
142 enum SwrFilterType {
143     SWR_FILTER_TYPE_CUBIC,              /**< Cubic */
144     SWR_FILTER_TYPE_BLACKMAN_NUTTALL,   /**< Blackman Nuttall Windowed Sinc */
145     SWR_FILTER_TYPE_KAISER,             /**< Kaiser Windowed Sinc */
146 };
147
148 /**
149  * @}
150  */
151
152 typedef struct SwrContext SwrContext;
153
154 /**
155  * Get the AVClass for SwrContext. It can be used in combination with
156  * AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ for examining options.
157  *
158  * @see av_opt_find().
159  */
160 const AVClass *swr_get_class(void);
161
162 /**
163  * Allocate SwrContext.
164  *
165  * If you use this function you will need to set the parameters (manually or
166  * with swr_alloc_set_opts()) before calling swr_init().
167  *
168  * @see swr_alloc_set_opts(), swr_init(), swr_free()
169  * @return NULL on error, allocated context otherwise
170  */
171 struct SwrContext *swr_alloc(void);
172
173 /**
174  * Initialize context after user parameters have been set.
175  *
176  * @return AVERROR error code in case of failure.
177  */
178 int swr_init(struct SwrContext *s);
179
180 /**
181  * Check whether an swr context has been initialized or not.
182  *
183  * @return positive if it has been initialized, 0 if not initialized
184  */
185 int swr_is_initialized(struct SwrContext *s);
186
187 /**
188  * Allocate SwrContext if needed and set/reset common parameters.
189  *
190  * This function does not require s to be allocated with swr_alloc(). On the
191  * other hand, swr_alloc() can use swr_alloc_set_opts() to set the parameters
192  * on the allocated context.
193  *
194  * @param s               Swr context, can be NULL
195  * @param out_ch_layout   output channel layout (AV_CH_LAYOUT_*)
196  * @param out_sample_fmt  output sample format (AV_SAMPLE_FMT_*).
197  * @param out_sample_rate output sample rate (frequency in Hz)
198  * @param in_ch_layout    input channel layout (AV_CH_LAYOUT_*)
199  * @param in_sample_fmt   input sample format (AV_SAMPLE_FMT_*).
200  * @param in_sample_rate  input sample rate (frequency in Hz)
201  * @param log_offset      logging level offset
202  * @param log_ctx         parent logging context, can be NULL
203  *
204  * @see swr_init(), swr_free()
205  * @return NULL on error, allocated context otherwise
206  */
207 struct SwrContext *swr_alloc_set_opts(struct SwrContext *s,
208                                       int64_t out_ch_layout, enum AVSampleFormat out_sample_fmt, int out_sample_rate,
209                                       int64_t  in_ch_layout, enum AVSampleFormat  in_sample_fmt, int  in_sample_rate,
210                                       int log_offset, void *log_ctx);
211
212 /**
213  * Free the given SwrContext and set the pointer to NULL.
214  */
215 void swr_free(struct SwrContext **s);
216
217 /**
218  * Closes the context so that swr_is_initialized() returns 0.
219  *
220  * The context can be brought back to life by running swr_init(),
221  * swr_init() can also be used without swr_close().
222  * This function is mainly provided for simplifying the usecase
223  * where one tries to support libavresample and libswresample.
224  */
225 void swr_close(struct SwrContext *s);
226
227 /**
228  * Convert audio.
229  *
230  * in and in_count can be set to 0 to flush the last few samples out at the
231  * end.
232  *
233  * If more input is provided than output space then the input will be buffered.
234  * You can avoid this buffering by providing more output space than input.
235  * Conversion will run directly without copying whenever possible.
236  *
237  * @param s         allocated Swr context, with parameters set
238  * @param out       output buffers, only the first one need be set in case of packed audio
239  * @param out_count amount of space available for output in samples per channel
240  * @param in        input buffers, only the first one need to be set in case of packed audio
241  * @param in_count  number of input samples available in one channel
242  *
243  * @return number of samples output per channel, negative value on error
244  */
245 int swr_convert(struct SwrContext *s, uint8_t **out, int out_count,
246                                 const uint8_t **in , int in_count);
247
248 /**
249  * Convert the next timestamp from input to output
250  * timestamps are in 1/(in_sample_rate * out_sample_rate) units.
251  *
252  * @note There are 2 slightly differently behaving modes.
253  *       First is when automatic timestamp compensation is not used, (min_compensation >= FLT_MAX)
254  *              in this case timestamps will be passed through with delays compensated
255  *       Second is when automatic timestamp compensation is used, (min_compensation < FLT_MAX)
256  *              in this case the output timestamps will match output sample numbers
257  *
258  * @param pts   timestamp for the next input sample, INT64_MIN if unknown
259  * @return the output timestamp for the next output sample
260  */
261 int64_t swr_next_pts(struct SwrContext *s, int64_t pts);
262
263 /**
264  * Activate resampling compensation.
265  */
266 int swr_set_compensation(struct SwrContext *s, int sample_delta, int compensation_distance);
267
268 /**
269  * Set a customized input channel mapping.
270  *
271  * @param s           allocated Swr context, not yet initialized
272  * @param channel_map customized input channel mapping (array of channel
273  *                    indexes, -1 for a muted channel)
274  * @return AVERROR error code in case of failure.
275  */
276 int swr_set_channel_mapping(struct SwrContext *s, const int *channel_map);
277
278 /**
279  * Set a customized remix matrix.
280  *
281  * @param s       allocated Swr context, not yet initialized
282  * @param matrix  remix coefficients; matrix[i + stride * o] is
283  *                the weight of input channel i in output channel o
284  * @param stride  offset between lines of the matrix
285  * @return  AVERROR error code in case of failure.
286  */
287 int swr_set_matrix(struct SwrContext *s, const double *matrix, int stride);
288
289 /**
290  * Drops the specified number of output samples.
291  */
292 int swr_drop_output(struct SwrContext *s, int count);
293
294 /**
295  * Injects the specified number of silence samples.
296  */
297 int swr_inject_silence(struct SwrContext *s, int count);
298
299 /**
300  * Gets the delay the next input sample will experience relative to the next output sample.
301  *
302  * Swresample can buffer data if more input has been provided than available
303  * output space, also converting between sample rates needs a delay.
304  * This function returns the sum of all such delays.
305  * The exact delay is not necessarily an integer value in either input or
306  * output sample rate. Especially when downsampling by a large value, the
307  * output sample rate may be a poor choice to represent the delay, similarly
308  * for upsampling and the input sample rate.
309  *
310  * @param s     swr context
311  * @param base  timebase in which the returned delay will be
312  *              if its set to 1 the returned delay is in seconds
313  *              if its set to 1000 the returned delay is in milli seconds
314  *              if its set to the input sample rate then the returned delay is in input samples
315  *              if its set to the output sample rate then the returned delay is in output samples
316  *              an exact rounding free delay can be found by using LCM(in_sample_rate, out_sample_rate)
317  * @returns     the delay in 1/base units.
318  */
319 int64_t swr_get_delay(struct SwrContext *s, int64_t base);
320
321 /**
322  * Return the LIBSWRESAMPLE_VERSION_INT constant.
323  */
324 unsigned swresample_version(void);
325
326 /**
327  * Return the swr build-time configuration.
328  */
329 const char *swresample_configuration(void);
330
331 /**
332  * Return the swr license.
333  */
334 const char *swresample_license(void);
335
336 /**
337  * @}
338  */
339
340 #endif /* SWRESAMPLE_SWRESAMPLE_H */