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   // register all formats and codecs
  77   av_register_all();
  78
  79   // try opening the file and get some info about it
  80   AVFormatContext *avFormatCtx = s->avFormatCtx;
  81   avFormatCtx = NULL;
  82   if ( (err = avformat_open_input(&avFormatCtx, s->path, NULL, NULL) ) < 0 ) {
  83     uint8_t errorstr_len = 128;
  84     char errorstr[errorstr_len];
  85     if (av_strerror (err, errorstr, errorstr_len) == 0) {
  86       AUBIO_ERR("Failed opening %s (%s)\n", s->path, errorstr);
  87     } else {
  88       AUBIO_ERR("Failed opening %s (unknown error)\n", s->path);
  89     }
  90     goto beach;
  91   }
  92
  93   // try to make sure max_analyze_duration is big enough for most songs
  94   avFormatCtx->max_analyze_duration *= 100;
  95
  96   // retrieve stream information
  97   if ( (err = avformat_find_stream_info(avFormatCtx, NULL)) < 0 ) {
  98     uint8_t errorstr_len = 128;
  99     char errorstr[errorstr_len];
 100     if (av_strerror (err, errorstr, errorstr_len) == 0) {
 101       AUBIO_ERR("Could not find stream information for %s (%s)\n", s->path, errorstr);
 102     } else {
 103       AUBIO_ERR("Could not find stream information for %s (unknown error)\n", s->path);
 104     }
 105     goto beach;
 106   }
 107
 108   // Dump information about file onto standard error
 109   //av_dump_format(avFormatCtx, 0, s->path, 0);
 110
 111   // look for the first audio stream, printing a warning if more than one is found
 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   //AUBIO_DBG("Taking stream %d in file %s\n", selected_stream, s->path);
 128
 129   AVCodecContext *avCodecCtx = s->avCodecCtx;
 130   avCodecCtx = avFormatCtx->streams[selected_stream]->codec;
 131   AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(avCodecCtx->codec_id);
 132   if (codec == NULL) {
 133     AUBIO_ERR("Could not find decoder for %s", s->path);
 134     goto beach;
 135   }
 136
 137   if ( ( err = avcodec_open2(avCodecCtx, codec, NULL) ) < 0) {
 138     uint8_t errorstr_len = 128;
 139     char errorstr[errorstr_len];
 140     if (av_strerror (err, errorstr, errorstr_len) == 0) {
 141       AUBIO_ERR("Could not load codec for %s (%s)\n", s->path, errorstr);
 142     } else {
 143       AUBIO_ERR("Could not load codec for %s (unknown error)\n", s->path);
 144     }
 145     goto beach;
 146   }
 147
 148   /* get input specs */
 149   s->input_samplerate = avCodecCtx->sample_rate;
 150   s->input_channels   = avCodecCtx->channels;
 151   //AUBIO_DBG("input_samplerate: %d\n", s->input_samplerate);
 152   //AUBIO_DBG("input_channels: %d\n", s->input_channels);
 153
 154   if (samplerate == 0) {
 155     samplerate = s->input_samplerate;
 156     //AUBIO_DBG("sampling rate set to 0, automagically adjusting to %d\n", samplerate);
 157   }
 158   s->samplerate = samplerate;
 159
 160   int64_t input_layout = av_get_default_channel_layout(s->input_channels);
 161   int64_t mono_layout = av_get_default_channel_layout(1);
 162
 163   AVAudioResampleContext *avr = s->avr;
 164   avr = avresample_alloc_context();
 165   av_opt_set_int(avr, "in_channel_layout",  input_layout,           0);
 166   av_opt_set_int(avr, "out_channel_layout", mono_layout,            0);
 167   av_opt_set_int(avr, "in_sample_rate",     s->input_samplerate,    0);
 168   av_opt_set_int(avr, "out_sample_rate",    s->samplerate,          0);
 169   av_opt_set_int(avr, "in_sample_fmt",      avCodecCtx->sample_fmt, 0);
 170   av_opt_set_int(avr, "out_sample_fmt",     AV_SAMPLE_FMT_S16,      0);
 171   if ( ( err = avresample_open(avr) ) < 0) {
 172     uint8_t errorstr_len = 128;
 173     char errorstr[errorstr_len];
 174     if (av_strerror (err, errorstr, errorstr_len) == 0) {
 175       AUBIO_ERR("Could not open AVAudioResampleContext for %s (%s)\n", s->path, errorstr);
 176     } else {
 177       AUBIO_ERR("Could not open AVAudioResampleContext for %s (unknown error)\n", s->path);
 178     }
 179     goto beach;
 180   }
 181
 182   AVFrame *avFrame = s->avFrame;
 183   avFrame = avcodec_alloc_frame();
 184   if (!avFrame) {
 185     AUBIO_ERR("Could not allocate frame for (%s)\n", s->path);
 186   }
 187   AVPacket avPacket = s->avPacket;
 188   av_init_packet(&avPacket);
 189
 190   /* allocate output for avr */
 191   s->output = (int16_t *)av_malloc(AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE * sizeof(int16_t));
 192
 193   s->read_samples = 0;
 194   s->read_index = 0;
 195
 196   s->avFormatCtx = avFormatCtx;
 197   s->avCodecCtx = avCodecCtx;
 198   s->avFrame = avFrame;
 199   s->avPacket = avPacket;
 200   s->avr = avr;
 201
 202   //av_log_set_level(AV_LOG_QUIET);
 203
 204   return s;
 205
 206 beach:
 207   AUBIO_ERR("can not read %s at samplerate %dHz with a hop_size of %d\n",
 208       s->path, s->samplerate, s->hop_size);
 209   del_aubio_source_avcodec(s);
 210   return NULL;
 211 }
 212
 213 void aubio_source_avcodec_readframe(aubio_source_avcodec_t *s, uint_t * read_samples) {
 214   AVFormatContext *avFormatCtx = s->avFormatCtx;
 215   AVCodecContext *avCodecCtx = s->avCodecCtx;
 216   AVFrame *avFrame = s->avFrame;
 217   AVPacket avPacket = s->avPacket;
 218   AVAudioResampleContext *avr = s->avr;
 219   int16_t *output = s->output;
 220
 221   int err = av_read_frame (avFormatCtx, &avPacket);
 222   if (err != 0) {
 223     //AUBIO_ERR("Could not read frame for (%s)\n", s->path);
 224     *read_samples = 0;
 225     return;
 226   }
 227
 228   int got_frame = 0;
 229   int len = avcodec_decode_audio4(avCodecCtx, avFrame, &got_frame, &avPacket);
 230
 231   if (len < 0) {
 232     AUBIO_ERR("Error while decoding %s\n", s->path);
 233     return;
 234   }
 235   if (got_frame == 0) {
 236     AUBIO_ERR("Could not get frame for (%s)\n", s->path);
 237   } /* else {
 238     int data_size =
 239       av_samples_get_buffer_size(NULL,
 240         avCodecCtx->channels, avFrame->nb_samples,
 241         avCodecCtx->sample_fmt, 1);
 242     AUBIO_WRN("Got data_size %d frame for (%s)\n", data_size, s->path);
 243   } */
 244
 245   int in_samples = avFrame->nb_samples;
 246   int in_plane_size = 0; //avFrame->linesize[0];
 247   int out_plane_size = 0; //sizeof(float); //in_samples * sizeof(float);
 248   int max_out_samples = AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE;
 249   if (avresample_convert ( avr,
 250         (uint8_t **)&output, out_plane_size, max_out_samples,
 251         (uint8_t **)avFrame->data, in_plane_size, in_samples) < 0) {
 252       AUBIO_ERR("Could not convert frame  (%s)\n", s->path);
 253   }
 254   //AUBIO_ERR("Got in_plane_size %d frame for (%s)\n", in_plane_size, s->path);
 255   //AUBIO_WRN("Delay is %d for %s\n", avresample_get_delay(avr), s->path);
 256   //AUBIO_WRN("max_out_samples is %d for AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE %d\n",
 257   //    max_out_samples, AUBIO_AVCODEC_MIN_BUFFER_SIZE);
 258
 259   uint_t out_samples = avresample_available(avr) + (avresample_get_delay(avr)
 260         + in_samples) * s->samplerate / s->input_samplerate;
 261   //AUBIO_WRN("Converted %d to %d samples\n", in_samples, out_samples);
 262   //for (i = 0; i < out_samples; i ++) {
 263   //  AUBIO_DBG("%f\n", SHORT_TO_FLOAT(output[i]));
 264   //}
 265   s->avFormatCtx = avFormatCtx;
 266   s->avCodecCtx = avCodecCtx;
 267   s->avFrame = avFrame;
 268   s->avPacket = avPacket;
 269   s->avr = avr;
 270   s->output = output;
 271
 272   *read_samples = out_samples;
 273 }
 274
 275
 276 void aubio_source_avcodec_do(aubio_source_avcodec_t * s, fvec_t * read_data, uint_t * read){
 277   uint_t i;
 278   //AUBIO_DBG("entering 'do' with %d, %d\n", s->read_samples, s->read_index);
 279   if (s->read_samples < s->hop_size) {
 280     // write the end of the buffer to the beginning of read_data
 281     uint_t partial = s->read_samples;
 282     for (i = 0; i < partial; i++) {
 283       read_data->data[i] = SHORT_TO_FLOAT(s->output[i + s->read_index]);
 284     }
 285     // get more data
 286     uint_t avcodec_read = 0;
 287     aubio_source_avcodec_readframe(s, &avcodec_read);
 288     s->read_samples = avcodec_read;
 289     s->read_index = 0;
 290     // write the beginning of the buffer to the end of read_data
 291     uint_t end = MIN(s->hop_size, s->read_samples);
 292     if (avcodec_read == 0) {
 293       end = partial;
 294     }
 295     for (i = partial; i < end; i++) {
 296       read_data->data[i] = SHORT_TO_FLOAT(s->output[i - partial + s->read_index]);
 297     }
 298     if (end < s->hop_size) {
 299       for (i = end; i < s->hop_size; i++) {
 300         read_data->data[i] = 0.;
 301       }
 302     }
 303     s->read_index += end - partial;
 304     s->read_samples -= end - partial;
 305     *read = end;
 306   } else {
 307     for (i = 0; i < s->hop_size; i++) {
 308       read_data->data[i] = SHORT_TO_FLOAT(s->output[i + s->read_index]);
 309     }
 310     s->read_index += s->hop_size;
 311     s->read_samples -= s->hop_size;
 312     *read = s->hop_size;
 313   }
 314 }
 315
 316 void aubio_source_avcodec_do_multi(aubio_source_avcodec_t * s, fmat_t * read_data, uint_t * read){
 317   //uint_t i,j, input_channels = s->input_channels;
 318 }
 319
 320 uint_t aubio_source_avcodec_get_samplerate(aubio_source_avcodec_t * s) {
 321   return s->samplerate;
 322 }
 323
 324 uint_t aubio_source_avcodec_get_channels(aubio_source_avcodec_t * s) {
 325   return s->input_channels;
 326 }
 327
 328 uint_t aubio_source_avcodec_seek (aubio_source_avcodec_t * s, uint_t pos) {
 329   //uint_t resampled_pos = (uint_t)ROUND(pos * s->input_samplerate * 1. / s->samplerate);
 330   return 0; //sf_seek (s->handle, resampled_pos, SEEK_SET);
 331 }
 332
 333 void del_aubio_source_avcodec(aubio_source_avcodec_t * s){
 334   if (!s) return;
 335   if (s->output != NULL) {
 336     av_free(s->output);
 337   }
 338   if (s->avr != NULL) {
 339     avresample_close( s->avr );
 340     av_free ( s->avr );
 341   }
 342   s->avr = NULL;
 343   if (s->avFrame != NULL) {
 344     avcodec_free_frame( &(s->avFrame) );
 345   }
 346   s->avFrame = NULL;
 347   if ( &(s->avPacket) != NULL) {
 348     av_free_packet( &(s->avPacket) );
 349   }
 350   if (s->avCodecCtx != NULL) {
 351     avcodec_close ( s->avCodecCtx );
 352   }
 353   s->avCodecCtx = NULL;
 354   if (s->avFormatCtx != NULL) {
 355     avformat_close_input ( &(s->avFormatCtx) );
 356   }
 357   s->avFrame = NULL;
 358   s->avFormatCtx = NULL;
 359   AUBIO_FREE(s);
 360 }
 361
 362 #endif /* HAVE_SNDFILE */