Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Go to most recent revision | Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  1. /*
  2.  * Copyright (c) 2013 Paul B Mahol
  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. /**
  22.  * @file
  23.  * phaser audio filter
  24.  */
  25.  
  26. #include "libavutil/avassert.h"
  27. #include "libavutil/opt.h"
  28. #include "audio.h"
  29. #include "avfilter.h"
  30. #include "internal.h"
  31.  
  32. enum WaveType {
  33.     WAVE_SIN,
  34.     WAVE_TRI,
  35.     WAVE_NB,
  36. };
  37.  
  38. typedef struct AudioPhaserContext {
  39.     const AVClass *class;
  40.     double in_gain, out_gain;
  41.     double delay;
  42.     double decay;
  43.     double speed;
  44.  
  45.     enum WaveType type;
  46.  
  47.     int delay_buffer_length;
  48.     double *delay_buffer;
  49.  
  50.     int modulation_buffer_length;
  51.     int32_t *modulation_buffer;
  52.  
  53.     int delay_pos, modulation_pos;
  54.  
  55.     void (*phaser)(struct AudioPhaserContext *p,
  56.                    uint8_t * const *src, uint8_t **dst,
  57.                    int nb_samples, int channels);
  58. } AudioPhaserContext;
  59.  
  60. #define OFFSET(x) offsetof(AudioPhaserContext, x)
  61. #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  62.  
  63. static const AVOption aphaser_options[] = {
  64.     { "in_gain",  "set input gain",            OFFSET(in_gain),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.4},  0,  1,   FLAGS },
  65.     { "out_gain", "set output gain",           OFFSET(out_gain), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.74}, 0,  1e9, FLAGS },
  66.     { "delay",    "set delay in milliseconds", OFFSET(delay),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=3.},  0,  5,   FLAGS },
  67.     { "decay",    "set decay",                 OFFSET(decay),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.4},  0, .99,  FLAGS },
  68.     { "speed",    "set modulation speed",      OFFSET(speed),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.5}, .1,  2,   FLAGS },
  69.     { "type",     "set modulation type",       OFFSET(type),     AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=WAVE_TRI}, 0, WAVE_NB-1, FLAGS, "type" },
  70.     { "triangular",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=WAVE_TRI}, 0, 0, FLAGS, "type" },
  71.     { "t",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=WAVE_TRI}, 0, 0, FLAGS, "type" },
  72.     { "sinusoidal",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=WAVE_SIN}, 0, 0, FLAGS, "type" },
  73.     { "s",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=WAVE_SIN}, 0, 0, FLAGS, "type" },
  74.     { NULL }
  75. };
  76.  
  77. AVFILTER_DEFINE_CLASS(aphaser);
  78.  
  79. static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  80. {
  81.     AudioPhaserContext *p = ctx->priv;
  82.  
  83.     if (p->in_gain > (1 - p->decay * p->decay))
  84.         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "in_gain may cause clipping\n");
  85.     if (p->in_gain / (1 - p->decay) > 1 / p->out_gain)
  86.         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "out_gain may cause clipping\n");
  87.  
  88.     return 0;
  89. }
  90.  
  91. static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  92. {
  93.     AVFilterFormats *formats;
  94.     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  95.     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
  96.         AV_SAMPLE_FMT_DBL, AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
  97.         AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
  98.         AV_SAMPLE_FMT_S32, AV_SAMPLE_FMT_S32P,
  99.         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_S16P,
  100.         AV_SAMPLE_FMT_NONE
  101.     };
  102.  
  103.     layouts = ff_all_channel_layouts();
  104.     if (!layouts)
  105.         return AVERROR(ENOMEM);
  106.     ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
  107.  
  108.     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
  109.     if (!formats)
  110.         return AVERROR(ENOMEM);
  111.     ff_set_common_formats(ctx, formats);
  112.  
  113.     formats = ff_all_samplerates();
  114.     if (!formats)
  115.         return AVERROR(ENOMEM);
  116.     ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
  117.  
  118.     return 0;
  119. }
  120.  
  121. static void generate_wave_table(enum WaveType wave_type, enum AVSampleFormat sample_fmt,
  122.                                 void *table, int table_size,
  123.                                 double min, double max, double phase)
  124. {
  125.     uint32_t i, phase_offset = phase / M_PI / 2 * table_size + 0.5;
  126.  
  127.     for (i = 0; i < table_size; i++) {
  128.         uint32_t point = (i + phase_offset) % table_size;
  129.         double d;
  130.  
  131.         switch (wave_type) {
  132.         case WAVE_SIN:
  133.             d = (sin((double)point / table_size * 2 * M_PI) + 1) / 2;
  134.             break;
  135.         case WAVE_TRI:
  136.             d = (double)point * 2 / table_size;
  137.             switch (4 * point / table_size) {
  138.             case 0: d = d + 0.5; break;
  139.             case 1:
  140.             case 2: d = 1.5 - d; break;
  141.             case 3: d = d - 1.5; break;
  142.             }
  143.             break;
  144.         default:
  145.             av_assert0(0);
  146.         }
  147.  
  148.         d  = d * (max - min) + min;
  149.         switch (sample_fmt) {
  150.         case AV_SAMPLE_FMT_FLT: {
  151.             float *fp = (float *)table;
  152.             *fp++ = (float)d;
  153.             table = fp;
  154.             continue; }
  155.         case AV_SAMPLE_FMT_DBL: {
  156.             double *dp = (double *)table;
  157.             *dp++ = d;
  158.             table = dp;
  159.             continue; }
  160.         }
  161.  
  162.         d += d < 0 ? -0.5 : 0.5;
  163.         switch (sample_fmt) {
  164.         case AV_SAMPLE_FMT_S16: {
  165.             int16_t *sp = table;
  166.             *sp++ = (int16_t)d;
  167.             table = sp;
  168.             continue; }
  169.         case AV_SAMPLE_FMT_S32: {
  170.             int32_t *ip = table;
  171.             *ip++ = (int32_t)d;
  172.             table = ip;
  173.             continue; }
  174.         default:
  175.             av_assert0(0);
  176.         }
  177.     }
  178. }
  179.  
  180. #define MOD(a, b) (((a) >= (b)) ? (a) - (b) : (a))
  181.  
  182. #define PHASER_PLANAR(name, type)                                      \
  183. static void phaser_## name ##p(AudioPhaserContext *p,                  \
  184.                                uint8_t * const *src, uint8_t **dst,    \
  185.                                int nb_samples, int channels)           \
  186. {                                                                      \
  187.     int i, c, delay_pos, modulation_pos;                               \
  188.                                                                        \
  189.     av_assert0(channels > 0);                                          \
  190.     for (c = 0; c < channels; c++) {                                   \
  191.         type *s = (type *)src[c];                                      \
  192.         type *d = (type *)dst[c];                                      \
  193.         double *buffer = p->delay_buffer +                             \
  194.                          c * p->delay_buffer_length;                   \
  195.                                                                        \
  196.         delay_pos      = p->delay_pos;                                 \
  197.         modulation_pos = p->modulation_pos;                            \
  198.                                                                        \
  199.         for (i = 0; i < nb_samples; i++, s++, d++) {                   \
  200.             double v = *s * p->in_gain + buffer[                       \
  201.                        MOD(delay_pos + p->modulation_buffer[           \
  202.                        modulation_pos],                                \
  203.                        p->delay_buffer_length)] * p->decay;            \
  204.                                                                        \
  205.             modulation_pos = MOD(modulation_pos + 1,                   \
  206.                              p->modulation_buffer_length);             \
  207.             delay_pos = MOD(delay_pos + 1, p->delay_buffer_length);    \
  208.             buffer[delay_pos] = v;                                     \
  209.                                                                        \
  210.             *d = v * p->out_gain;                                      \
  211.         }                                                              \
  212.     }                                                                  \
  213.                                                                        \
  214.     p->delay_pos      = delay_pos;                                     \
  215.     p->modulation_pos = modulation_pos;                                \
  216. }
  217.  
  218. #define PHASER(name, type)                                              \
  219. static void phaser_## name (AudioPhaserContext *p,                      \
  220.                             uint8_t * const *src, uint8_t **dst,        \
  221.                             int nb_samples, int channels)               \
  222. {                                                                       \
  223.     int i, c, delay_pos, modulation_pos;                                \
  224.     type *s = (type *)src[0];                                           \
  225.     type *d = (type *)dst[0];                                           \
  226.     double *buffer = p->delay_buffer;                                   \
  227.                                                                         \
  228.     delay_pos      = p->delay_pos;                                      \
  229.     modulation_pos = p->modulation_pos;                                 \
  230.                                                                         \
  231.     for (i = 0; i < nb_samples; i++) {                                  \
  232.         int pos = MOD(delay_pos + p->modulation_buffer[modulation_pos], \
  233.                    p->delay_buffer_length) * channels;                  \
  234.         int npos;                                                       \
  235.                                                                         \
  236.         delay_pos = MOD(delay_pos + 1, p->delay_buffer_length);         \
  237.         npos = delay_pos * channels;                                    \
  238.         for (c = 0; c < channels; c++, s++, d++) {                      \
  239.             double v = *s * p->in_gain + buffer[pos + c] * p->decay;    \
  240.                                                                         \
  241.             buffer[npos + c] = v;                                       \
  242.                                                                         \
  243.             *d = v * p->out_gain;                                       \
  244.         }                                                               \
  245.                                                                         \
  246.         modulation_pos = MOD(modulation_pos + 1,                        \
  247.                          p->modulation_buffer_length);                  \
  248.     }                                                                   \
  249.                                                                         \
  250.     p->delay_pos      = delay_pos;                                      \
  251.     p->modulation_pos = modulation_pos;                                 \
  252. }
  253.  
  254. PHASER_PLANAR(dbl, double)
  255. PHASER_PLANAR(flt, float)
  256. PHASER_PLANAR(s16, int16_t)
  257. PHASER_PLANAR(s32, int32_t)
  258.  
  259. PHASER(dbl, double)
  260. PHASER(flt, float)
  261. PHASER(s16, int16_t)
  262. PHASER(s32, int32_t)
  263.  
  264. static int config_output(AVFilterLink *outlink)
  265. {
  266.     AudioPhaserContext *p = outlink->src->priv;
  267.     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
  268.  
  269.     p->delay_buffer_length = p->delay * 0.001 * inlink->sample_rate + 0.5;
  270.     p->delay_buffer = av_calloc(p->delay_buffer_length, sizeof(*p->delay_buffer) * inlink->channels);
  271.     p->modulation_buffer_length = inlink->sample_rate / p->speed + 0.5;
  272.     p->modulation_buffer = av_malloc(p->modulation_buffer_length * sizeof(*p->modulation_buffer));
  273.  
  274.     if (!p->modulation_buffer || !p->delay_buffer)
  275.         return AVERROR(ENOMEM);
  276.  
  277.     generate_wave_table(p->type, AV_SAMPLE_FMT_S32,
  278.                         p->modulation_buffer, p->modulation_buffer_length,
  279.                         1., p->delay_buffer_length, M_PI / 2.0);
  280.  
  281.     p->delay_pos = p->modulation_pos = 0;
  282.  
  283.     switch (inlink->format) {
  284.     case AV_SAMPLE_FMT_DBL:  p->phaser = phaser_dbl;  break;
  285.     case AV_SAMPLE_FMT_DBLP: p->phaser = phaser_dblp; break;
  286.     case AV_SAMPLE_FMT_FLT:  p->phaser = phaser_flt;  break;
  287.     case AV_SAMPLE_FMT_FLTP: p->phaser = phaser_fltp; break;
  288.     case AV_SAMPLE_FMT_S16:  p->phaser = phaser_s16;  break;
  289.     case AV_SAMPLE_FMT_S16P: p->phaser = phaser_s16p; break;
  290.     case AV_SAMPLE_FMT_S32:  p->phaser = phaser_s32;  break;
  291.     case AV_SAMPLE_FMT_S32P: p->phaser = phaser_s32p; break;
  292.     default: av_assert0(0);
  293.     }
  294.  
  295.     return 0;
  296. }
  297.  
  298. static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inbuf)
  299. {
  300.     AudioPhaserContext *p = inlink->dst->priv;
  301.     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
  302.     AVFrame *outbuf;
  303.  
  304.     if (av_frame_is_writable(inbuf)) {
  305.         outbuf = inbuf;
  306.     } else {
  307.         outbuf = ff_get_audio_buffer(inlink, inbuf->nb_samples);
  308.         if (!outbuf)
  309.             return AVERROR(ENOMEM);
  310.         av_frame_copy_props(outbuf, inbuf);
  311.     }
  312.  
  313.     p->phaser(p, inbuf->extended_data, outbuf->extended_data,
  314.               outbuf->nb_samples, av_frame_get_channels(outbuf));
  315.  
  316.     if (inbuf != outbuf)
  317.         av_frame_free(&inbuf);
  318.  
  319.     return ff_filter_frame(outlink, outbuf);
  320. }
  321.  
  322. static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  323. {
  324.     AudioPhaserContext *p = ctx->priv;
  325.  
  326.     av_freep(&p->delay_buffer);
  327.     av_freep(&p->modulation_buffer);
  328. }
  329.  
  330. static const AVFilterPad aphaser_inputs[] = {
  331.     {
  332.         .name         = "default",
  333.         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
  334.         .filter_frame = filter_frame,
  335.     },
  336.     { NULL }
  337. };
  338.  
  339. static const AVFilterPad aphaser_outputs[] = {
  340.     {
  341.         .name         = "default",
  342.         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
  343.         .config_props = config_output,
  344.     },
  345.     { NULL }
  346. };
  347.  
  348. AVFilter avfilter_af_aphaser = {
  349.     .name          = "aphaser",
  350.     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Add a phasing effect to the audio."),
  351.     .query_formats = query_formats,
  352.     .priv_size     = sizeof(AudioPhaserContext),
  353.     .init          = init,
  354.     .uninit        = uninit,
  355.     .inputs        = aphaser_inputs,
  356.     .outputs       = aphaser_outputs,
  357.     .priv_class    = &aphaser_class,
  358. };
  359.