src/io/source_avcodec.c

   1 /*
   2   Copyright (C) 2013 Paul Brossier <piem@aubio.org>
   3
   4   This file is part of aubio.
   5
   6   aubio is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   aubio 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
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with aubio.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18
  19 */
  20
  21
  22 #include "config.h"
  23
  24 #ifdef HAVE_AVCODEC
  25
  26 #include <sndfile.h>
  27 #include <libavcodec/avcodec.h>
  28 #include <libavformat/avformat.h>
  29 #include <libavresample/avresample.h>
  30 #include <libavutil/opt.h>
  31 #include <stdlib.h>
  32
  33 #include "aubio_priv.h"
  34 #include "fvec.h"
  35 #include "fmat.h"
  36 #include "source_avcodec.h"
  37
  38 #define AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE FF_MIN_BUFFER_SIZE
  39
  40 #define SHORT_TO_FLOAT(x) (smpl_t)(x * 3.0517578125e-05)
  41
  42 struct _aubio_source_avcodec_t {
  43   uint_t hop_size;
  44   uint_t samplerate;
  45   uint_t channels;
  46
  47   // some data about the file
  48   char_t *path;
  49   uint_t input_samplerate;
  50   uint_t input_channels;
  51
  52   // avcodec stuff
  53   AVFormatContext *avFormatCtx;
  54   AVCodecContext *avCodecCtx;
  55   AVFrame *avFrame;
  56   AVPacket avPacket;
  57   AVAudioResampleContext *avr;
  58   int16_t *output;
  59   uint_t read_samples;
  60   uint_t read_index;
  61 };
  62
  63 aubio_source_avcodec_t * new_aubio_source_avcodec(char_t * path, uint_t samplerate, uint_t hop_size) {
  64   aubio_source_avcodec_t * s = AUBIO_NEW(aubio_source_avcodec_t);
  65   int err;
  66
  67   if (path == NULL) {
  68     AUBIO_ERR("Aborted opening null path\n");
  69     return NULL;
  70   }
  71
  72   s->hop_size = hop_size;
  73   s->channels = 1;
  74   s->path = path;
  75
  76   // try opening the file and get some info about it
  77   // register all formats and codecs
  78   av_register_all();
  79
  80   // open file
  81   AVFormatContext *avFormatCtx = s->avFormatCtx;
  82   avFormatCtx = NULL;
  83   if ( (err = avformat_open_input(&avFormatCtx, s->path, NULL, NULL) ) < 0 ) {
  84     uint8_t errorstr_len = 128;
  85     char errorstr[errorstr_len];
  86     if (av_strerror (err, errorstr, errorstr_len) == 0) {
  87       AUBIO_ERR("Failed opening %s (%s)\n", s->path, errorstr);
  88     } else {
  89       AUBIO_ERR("Failed opening %s (unknown error)\n", s->path);
  90     }
  91     goto beach;
  92   }
  93
  94   // try to make sure max_analyze_duration is big enough for most songs
  95   avFormatCtx->max_analyze_duration *= 100;
  96
  97   // retrieve stream information
  98   if ( (err = avformat_find_stream_info(avFormatCtx, NULL)) < 0 ) {
  99     uint8_t errorstr_len = 128;
 100     char errorstr[errorstr_len];
 101     if (av_strerror (err, errorstr, errorstr_len) == 0) {
 102       AUBIO_ERR("Could not find stream information for %s (%s)\n", s->path, errorstr);
 103     } else {
 104       AUBIO_ERR("Could not find stream information for %s (unknown error)\n", s->path);
 105     }
 106     goto beach;
 107   }
 108
 109   // Dump information about file onto standard error
 110   //av_dump_format(avFormatCtx, 0, s->path, 0);
 111
 112   uint_t i;
 113   sint_t selected_stream = -1;
 114   for (i = 0; i < avFormatCtx->nb_streams; i++) {
 115     if (avFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 116       if (selected_stream == -1) {
 117         selected_stream = i;
 118       } else {
 119         AUBIO_WRN("More than one audio stream in %s, taking the first one\n", s->path);
 120       }
 121     }
 122   }
 123   if (selected_stream == -1) {
 124     AUBIO_ERR("No audio stream in %s\n", s->path);
 125     goto beach;
 126   }
 127
 128   //AUBIO_DBG("Taking stream %d in file %s\n", selected_stream, s->path);
 129
 130   AVCodecContext *avCodecCtx = s->avCodecCtx;
 131   avCodecCtx = avFormatCtx->streams[selected_stream]->codec;
 132   AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(avCodecCtx->codec_id);
 133   if (codec == NULL) {
 134     AUBIO_ERR("Could not find decoder for %s", s->path);
 135     goto beach;
 136   }
 137
 138   if ( ( err = avcodec_open2(avCodecCtx, codec, NULL) ) < 0) {
 139     uint8_t errorstr_len = 128;
 140     char errorstr[errorstr_len];
 141     if (av_strerror (err, errorstr, errorstr_len) == 0) {
 142       AUBIO_ERR("Could not load codec for %s (%s)\n", s->path, errorstr);
 143     } else {
 144       AUBIO_ERR("Could not load codec for %s (unknown error)\n", s->path);
 145     }
 146     goto beach;
 147   }
 148
 149   /* get input specs */
 150   s->input_samplerate = avCodecCtx->sample_rate;
 151   s->input_channels   = avCodecCtx->channels;
 152   //AUBIO_DBG("input_samplerate: %d\n", s->input_samplerate);
 153   //AUBIO_DBG("input_channels: %d\n", s->input_channels);
 154
 155   if (samplerate == 0) {
 156     samplerate = s->input_samplerate;
 157     //AUBIO_DBG("sampling rate set to 0, automagically adjusting to %d\n", samplerate);
 158   }
 159   s->samplerate = samplerate;
 160
 161   int64_t input_layout = av_get_default_channel_layout(s->input_channels);
 162   int64_t mono_layout = av_get_default_channel_layout(1);
 163
 164   AVAudioResampleContext *avr = s->avr;
 165   avr = avresample_alloc_context();
 166   av_opt_set_int(avr, "in_channel_layout",  input_layout,           0);
 167   av_opt_set_int(avr, "out_channel_layout", mono_layout,            0);
 168   av_opt_set_int(avr, "in_sample_rate",     s->input_samplerate,    0);
 169   av_opt_set_int(avr, "out_sample_rate",    s->samplerate,          0);
 170   av_opt_set_int(avr, "in_sample_fmt",      avCodecCtx->sample_fmt, 0);
 171   av_opt_set_int(avr, "out_sample_fmt",     AV_SAMPLE_FMT_S16,      0);
 172   if ( ( err = avresample_open(avr) ) < 0) {
 173     uint8_t errorstr_len = 128;
 174     char errorstr[errorstr_len];
 175     if (av_strerror (err, errorstr, errorstr_len) == 0) {
 176       AUBIO_ERR("Could not open AVAudioResampleContext for %s (%s)\n", s->path, errorstr);
 177     } else {
 178       AUBIO_ERR("Could not open AVAudioResampleContext for %s (unknown error)\n", s->path);
 179     }
 180     goto beach;
 181   }
 182
 183   AVFrame *avFrame = s->avFrame;
 184   avFrame = avcodec_alloc_frame();
 185   if (!avFrame) {
 186     AUBIO_ERR("Could not allocate frame for (%s)\n", s->path);
 187   }
 188   AVPacket avPacket = s->avPacket;
 189   av_init_packet(&avPacket);
 190
 191   /* allocate output for avr */
 192   s->output = (int16_t *)av_malloc(AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE * sizeof(int16_t));
 193
 194   s->read_samples = 0;
 195   s->read_index = 0;
 196
 197   s->avFormatCtx = avFormatCtx;
 198   s->avCodecCtx = avCodecCtx;
 199   s->avFrame = avFrame;
 200   s->avPacket = avPacket;
 201   s->avr = avr;
 202
 203   //av_log_set_level(AV_LOG_QUIET);
 204
 205   return s;
 206
 207 beach:
 208   AUBIO_ERR("can not read %s at samplerate %dHz with a hop_size of %d\n",
 209       s->path, s->samplerate, s->hop_size);
 210   del_aubio_source_avcodec(s);
 211   return NULL;
 212 }
 213
 214 void aubio_source_avcodec_readframe(aubio_source_avcodec_t *s, uint_t * read_samples) {
 215   AVFormatContext *avFormatCtx = s->avFormatCtx;
 216   AVCodecContext *avCodecCtx = s->avCodecCtx;
 217   AVFrame *avFrame = s->avFrame;
 218   AVPacket avPacket = s->avPacket;
 219   AVAudioResampleContext *avr = s->avr;
 220   int16_t *output = s->output;
 221
 222   uint_t i;
 223   int err = av_read_frame (avFormatCtx, &avPacket);
 224   if (err != 0) {
 225     //AUBIO_ERR("Could not read frame for (%s)\n", s->path);
 226     *read_samples = 0;
 227     return;
 228   }
 229
 230   int got_frame = 0;
 231   int len = avcodec_decode_audio4(avCodecCtx, avFrame, &got_frame, &avPacket);
 232
 233   if (len < 0) {
 234     AUBIO_ERR("Error while decoding %s\n", s->path);
 235     return;
 236   }
 237   if (got_frame == 0) {
 238     AUBIO_ERR("Could not get frame for (%s)\n", s->path);
 239   } /* else {
 240     int data_size =
 241       av_samples_get_buffer_size(NULL,
 242         avCodecCtx->channels, avFrame->nb_samples,
 243         avCodecCtx->sample_fmt, 1);
 244     AUBIO_WRN("Got data_size %d frame for (%s)\n", data_size, s->path);
 245   } */
 246
 247   int in_samples = avFrame->nb_samples;
 248   int in_plane_size = 0; //avFrame->linesize[0];
 249   int out_plane_size = 0; //sizeof(float); //in_samples * sizeof(float);
 250   int max_out_samples = AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE;
 251   if (avresample_convert ( avr,
 252         (uint8_t **)&output, out_plane_size, max_out_samples,
 253         (uint8_t **)avFrame->data, in_plane_size, in_samples) < 0) {
 254       AUBIO_ERR("Could not convert frame  (%s)\n", s->path);
 255   }
 256   //AUBIO_ERR("Got in_plane_size %d frame for (%s)\n", in_plane_size, s->path);
 257   //AUBIO_WRN("Delay is %d for %s\n", avresample_get_delay(avr), s->path);
 258   //AUBIO_WRN("max_out_samples is %d for AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE %d\n",
 259   //    max_out_samples, AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE);
 260
 261   uint_t out_samples = avresample_available(avr) + (avresample_get_delay(avr)
 262         + in_samples) * s->samplerate / s->input_samplerate;
 263   //AUBIO_WRN("Converted %d to %d samples\n", in_samples, out_samples);
 264   //for (i = 0; i < out_samples; i ++) {
 265   //  AUBIO_DBG("%f\n", SHORT_TO_FLOAT(output[i]));
 266   //}
 267   s->avFormatCtx = avFormatCtx;
 268   s->avCodecCtx = avCodecCtx;
 269   s->avFrame = avFrame;
 270   s->avPacket = avPacket;
 271   s->avr = avr;
 272   s->output = output;
 273
 274   *read_samples = out_samples;
 275 }
 276
 277
 278 void aubio_source_avcodec_do(aubio_source_avcodec_t * s, fvec_t * read_data, uint_t * read){
 279   uint_t i;
 280   //AUBIO_DBG("entering 'do' with %d, %d\n", s->read_samples, s->read_index);
 281   // begin reading
 282   if (s->read_samples == 0) {
 283     uint_t avcodec_read = 0;
 284     aubio_source_avcodec_readframe(s, &avcodec_read);
 285     s->read_samples += avcodec_read;
 286     s->read_index = 0;
 287   }
 288   if (s->read_samples < s->hop_size) {
 289     // write the end of the buffer to the beginning of read_data
 290     uint_t partial = s->read_samples;
 291     for (i = 0; i < partial; i++) {
 292       read_data->data[i] = SHORT_TO_FLOAT(s->output[i + s->read_index]);
 293     }
 294     s->read_samples = 0;
 295     s->read_index = 0;
 296     // get more data
 297     uint_t avcodec_read = 0;
 298     aubio_source_avcodec_readframe(s, &avcodec_read);
 299     s->read_samples += avcodec_read;
 300     s->read_index = 0;
 301     // write the beginning of the buffer to the end of read_data
 302     uint_t end = MIN(s->hop_size, s->read_samples);
 303     if (avcodec_read == 0) {
 304       end = partial;
 305     }
 306     for (i = partial; i < end; i++) {
 307       read_data->data[i] = SHORT_TO_FLOAT(s->output[i - partial + s->read_index]);
 308     }
 309     if (end < s->hop_size) {
 310       for (i = end; i < s->hop_size; i++) {
 311         read_data->data[i] = 0.;
 312       }
 313     }
 314     s->read_index += partial;
 315     s->read_samples -= partial;
 316     *read = end;
 317   } else {
 318     for (i = 0; i < s->hop_size; i++) {
 319       read_data->data[i] = SHORT_TO_FLOAT(s->output[i + s->read_index]);
 320     }
 321     s->read_index += s->hop_size;
 322     s->read_samples -= s->hop_size;
 323     *read = s->hop_size;
 324   }
 325 }
 326
 327 void aubio_source_avcodec_do_multi(aubio_source_avcodec_t * s, fmat_t * read_data, uint_t * read){
 328   //uint_t i,j, input_channels = s->input_channels;
 329 }
 330
 331 uint_t aubio_source_avcodec_get_samplerate(aubio_source_avcodec_t * s) {
 332   return s->samplerate;
 333 }
 334
 335 uint_t aubio_source_avcodec_get_channels(aubio_source_avcodec_t * s) {
 336   return s->input_channels;
 337 }
 338
 339 uint_t aubio_source_avcodec_seek (aubio_source_avcodec_t * s, uint_t pos) {
 340   //uint_t resampled_pos = (uint_t)ROUND(pos * s->input_samplerate * 1. / s->samplerate);
 341   return 0; //sf_seek (s->handle, resampled_pos, SEEK_SET);
 342 }
 343
 344 void del_aubio_source_avcodec(aubio_source_avcodec_t * s){
 345   if (!s) return;
 346   if (s->output != NULL) {
 347     av_free(s->output);
 348   }
 349   if (s->avr != NULL) {
 350     avresample_close( s->avr );
 351     av_free ( s->avr );
 352   }
 353   s->avr = NULL;
 354   if (s->avFrame != NULL) {
 355     avcodec_free_frame( &(s->avFrame) );
 356   }
 357   s->avFrame = NULL;
 358   if ( &(s->avPacket) != NULL) {
 359     av_free_packet( &(s->avPacket) );
 360   }
 361   if (s->avCodecCtx != NULL) {
 362     avcodec_close ( s->avCodecCtx );
 363   }
 364   s->avCodecCtx = NULL;
 365   if (s->avFormatCtx != NULL) {
 366     avformat_close_input ( &(s->avFormatCtx) );
 367   }
 368   s->avFrame = NULL;
 369   s->avFormatCtx = NULL;
 370   AUBIO_FREE(s);
 371 }
 372
 373 #endif /* HAVE_SNDFILE */