src/io/source_sndfile.c

   1 /*
   2   Copyright (C) 2012 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 #include "aubio_priv.h"
  22
  23 #ifdef HAVE_SNDFILE
  24
  25 #include <sndfile.h>
  26
  27 #include "fvec.h"
  28 #include "fmat.h"
  29 #include "source_sndfile.h"
  30
  31 #include "temporal/resampler.h"
  32
  33 #define MAX_SIZE 4096
  34 #define MAX_SAMPLES AUBIO_MAX_CHANNELS * MAX_SIZE
  35
  36 #if !HAVE_AUBIO_DOUBLE
  37 #define aubio_sf_read_smpl sf_read_float
  38 #else /* HAVE_AUBIO_DOUBLE */
  39 #define aubio_sf_read_smpl sf_read_double
  40 #endif /* HAVE_AUBIO_DOUBLE */
  41
  42 struct _aubio_source_sndfile_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   SNDFILE *handle;
  50   int input_samplerate;
  51   int input_channels;
  52   int input_format;
  53   int duration;
  54
  55   // resampling stuff
  56   smpl_t ratio;
  57   uint_t input_hop_size;
  58 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
  59   aubio_resampler_t **resamplers;
  60   fvec_t *input_data;
  61   fmat_t *input_mat;
  62 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
  63
  64   // some temporary memory for sndfile to write at
  65   uint_t scratch_size;
  66   smpl_t *scratch_data;
  67 };
  68
  69 aubio_source_sndfile_t * new_aubio_source_sndfile(const char_t * path, uint_t samplerate, uint_t hop_size) {
  70   aubio_source_sndfile_t * s = AUBIO_NEW(aubio_source_sndfile_t);
  71   SF_INFO sfinfo;
  72
  73   if (path == NULL) {
  74     AUBIO_ERR("source_sndfile: Aborted opening null path\n");
  75     goto beach;
  76   }
  77   if ((sint_t)samplerate < 0) {
  78     AUBIO_ERR("source_sndfile: Can not open %s with samplerate %d\n", path, samplerate);
  79     goto beach;
  80   }
  81   if ((sint_t)hop_size <= 0) {
  82     AUBIO_ERR("source_sndfile: Can not open %s with hop_size %d\n", path, hop_size);
  83     goto beach;
  84   }
  85
  86   s->hop_size = hop_size;
  87   s->channels = 1;
  88
  89   s->path = AUBIO_ARRAY(char_t, strnlen(path, PATH_MAX) + 1);
  90   strncpy(s->path, path, strnlen(path, PATH_MAX) + 1);
  91
  92   // try opening the file, getting the info in sfinfo
  93   AUBIO_MEMSET(&sfinfo, 0, sizeof (sfinfo));
  94   s->handle = sf_open (s->path, SFM_READ, &sfinfo);
  95
  96   if (s->handle == NULL) {
  97     /* show libsndfile err msg */
  98     AUBIO_ERR("source_sndfile: Failed opening %s (%s)\n", s->path,
  99         sf_strerror (NULL));
 100     goto beach;
 101   }
 102
 103   /* get input specs */
 104   s->input_samplerate = sfinfo.samplerate;
 105   s->input_channels   = sfinfo.channels;
 106   s->input_format     = sfinfo.format;
 107   s->duration         = sfinfo.frames;
 108
 109   if (samplerate == 0) {
 110     s->samplerate = s->input_samplerate;
 111     //AUBIO_DBG("sampling rate set to 0, automagically adjusting to %d\n", samplerate);
 112   } else {
 113     s->samplerate = samplerate;
 114   }
 115   /* compute input block size required before resampling */
 116   s->ratio = s->samplerate/(smpl_t)s->input_samplerate;
 117   s->input_hop_size = (uint_t)FLOOR(s->hop_size / s->ratio + .5);
 118
 119   if (s->input_hop_size * s->input_channels > MAX_SAMPLES) {
 120     AUBIO_ERR("source_sndfile: Not able to process more than %d frames of %d channels\n",
 121         MAX_SAMPLES / s->input_channels, s->input_channels);
 122     goto beach;
 123   }
 124
 125 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 126   s->input_data = NULL;
 127   s->input_mat = NULL;
 128   s->resamplers = NULL;
 129   if (s->ratio != 1) {
 130     uint_t i;
 131     s->resamplers = AUBIO_ARRAY(aubio_resampler_t*, s->input_channels);
 132     s->input_data = new_fvec(s->input_hop_size);
 133     s->input_mat = new_fmat(s->input_channels, s->input_hop_size);
 134     for (i = 0; i < (uint_t)s->input_channels; i++) {
 135       s->resamplers[i] = new_aubio_resampler(s->ratio, 4);
 136     }
 137     if (s->ratio > 1) {
 138       // we would need to add a ring buffer for these
 139       if ( (uint_t)FLOOR(s->input_hop_size * s->ratio + .5)  != s->hop_size ) {
 140         AUBIO_ERR("source_sndfile: can not upsample %s from %d to %d\n", s->path,
 141             s->input_samplerate, s->samplerate);
 142         goto beach;
 143       }
 144       AUBIO_WRN("source_sndfile: upsampling %s from %d to %d\n", s->path,
 145           s->input_samplerate, s->samplerate);
 146     }
 147     s->duration = (uint_t)FLOOR(s->duration * s->ratio);
 148   }
 149 #else
 150   if (s->ratio != 1) {
 151     AUBIO_ERR("source_sndfile: aubio was compiled without aubio_resampler\n");
 152     goto beach;
 153   }
 154 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 155
 156   /* allocate data for de/interleaving reallocated when needed. */
 157   s->scratch_size = s->input_hop_size * s->input_channels;
 158   s->scratch_data = AUBIO_ARRAY(smpl_t, s->scratch_size);
 159
 160   return s;
 161
 162 beach:
 163   //AUBIO_ERR("can not read %s at samplerate %dHz with a hop_size of %d\n",
 164   //    s->path, s->samplerate, s->hop_size);
 165   del_aubio_source_sndfile(s);
 166   return NULL;
 167 }
 168
 169 void aubio_source_sndfile_do(aubio_source_sndfile_t * s, fvec_t * read_data, uint_t * read){
 170   uint_t i,j, input_channels = s->input_channels;
 171   /* read from file into scratch_data */
 172   sf_count_t read_samples = aubio_sf_read_smpl (s->handle, s->scratch_data, s->scratch_size);
 173
 174   /* where to store de-interleaved data */
 175   smpl_t *ptr_data;
 176 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 177   if (s->ratio != 1) {
 178     ptr_data = s->input_data->data;
 179   } else
 180 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 181   {
 182     ptr_data = read_data->data;
 183   }
 184
 185   /* de-interleaving and down-mixing data  */
 186   for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
 187     ptr_data[j] = 0;
 188     for (i = 0; i < input_channels; i++) {
 189       ptr_data[j] += s->scratch_data[input_channels*j+i];
 190     }
 191     ptr_data[j] /= (smpl_t)input_channels;
 192   }
 193
 194 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 195   if (s->resamplers) {
 196     aubio_resampler_do(s->resamplers[0], s->input_data, read_data);
 197   }
 198 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 199
 200   *read = (int)FLOOR(s->ratio * read_samples / input_channels + .5);
 201
 202   if (*read < s->hop_size) {
 203     for (j = *read; j < s->hop_size; j++) {
 204       read_data->data[j] = 0;
 205     }
 206   }
 207
 208 }
 209
 210 void aubio_source_sndfile_do_multi(aubio_source_sndfile_t * s, fmat_t * read_data, uint_t * read){
 211   uint_t i,j, input_channels = s->input_channels;
 212   /* do actual reading */
 213   sf_count_t read_samples = aubio_sf_read_smpl (s->handle, s->scratch_data, s->scratch_size);
 214
 215   /* where to store de-interleaved data */
 216   smpl_t **ptr_data;
 217 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 218   if (s->ratio != 1) {
 219     ptr_data = s->input_mat->data;
 220   } else
 221 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 222   {
 223     ptr_data = read_data->data;
 224   }
 225
 226   if (read_data->height < input_channels) {
 227     // destination matrix has less channels than the file; copy only first
 228     // channels of the file, de-interleaving data
 229     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
 230       for (i = 0; i < read_data->height; i++) {
 231         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + i];
 232       }
 233     }
 234   } else {
 235     // destination matrix has as many or more channels than the file; copy each
 236     // channel from the file to the destination matrix, de-interleaving data
 237     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
 238       for (i = 0; i < input_channels; i++) {
 239         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + i];
 240       }
 241     }
 242   }
 243
 244   if (read_data->height > input_channels) {
 245     // destination matrix has more channels than the file; copy last channel
 246     // of the file to each additional channels, de-interleaving data
 247     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
 248       for (i = input_channels; i < read_data->height; i++) {
 249         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + (input_channels - 1)];
 250       }
 251     }
 252   }
 253
 254 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 255   if (s->resamplers) {
 256     for (i = 0; i < input_channels; i++) {
 257       fvec_t input_chan, read_chan;
 258       input_chan.data = s->input_mat->data[i];
 259       input_chan.length = s->input_mat->length;
 260       read_chan.data = read_data->data[i];
 261       read_chan.length = read_data->length;
 262       aubio_resampler_do(s->resamplers[i], &input_chan, &read_chan);
 263     }
 264   }
 265 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 266
 267   *read = (int)FLOOR(s->ratio * read_samples / input_channels + .5);
 268
 269   if (*read < s->hop_size) {
 270     for (i = 0; i < read_data->height; i++) {
 271       for (j = *read; j < s->hop_size; j++) {
 272         read_data->data[i][j] = 0.;
 273       }
 274     }
 275   }
 276
 277 }
 278
 279 uint_t aubio_source_sndfile_get_samplerate(aubio_source_sndfile_t * s) {
 280   return s->samplerate;
 281 }
 282
 283 uint_t aubio_source_sndfile_get_channels(aubio_source_sndfile_t * s) {
 284   return s->input_channels;
 285 }
 286
 287 uint_t aubio_source_sndfile_get_duration (const aubio_source_sndfile_t * s) {
 288   if (s && s->duration) {
 289     return s->duration;
 290   }
 291   return 0;
 292 }
 293
 294 uint_t aubio_source_sndfile_seek (aubio_source_sndfile_t * s, uint_t pos) {
 295   uint_t resampled_pos = (uint_t)ROUND(pos / s->ratio);
 296   sf_count_t sf_ret;
 297   if (s->handle == NULL) {
 298     AUBIO_ERR("source_sndfile: failed seeking in %s (file not opened?)\n",
 299         s->path);
 300     return AUBIO_FAIL;
 301   }
 302   if ((sint_t)pos < 0) {
 303     AUBIO_ERR("source_sndfile: could not seek %s at %d (seeking position"
 304        " should be >= 0)\n", s->path, pos);
 305     return AUBIO_FAIL;
 306   }
 307   sf_ret = sf_seek (s->handle, resampled_pos, SEEK_SET);
 308   if (sf_ret == -1) {
 309     AUBIO_ERR("source_sndfile: Failed seeking %s at %d: %s\n", s->path, pos, sf_strerror (NULL));
 310     return AUBIO_FAIL;
 311   }
 312   if (sf_ret != resampled_pos) {
 313     AUBIO_ERR("source_sndfile: Tried seeking %s at %d, but got %d: %s\n",
 314         s->path, resampled_pos, (uint_t)sf_ret, sf_strerror (NULL));
 315     return AUBIO_FAIL;
 316   }
 317   return AUBIO_OK;
 318 }
 319
 320 uint_t aubio_source_sndfile_close (aubio_source_sndfile_t *s) {
 321   if (!s->handle) {
 322     return AUBIO_OK;
 323   }
 324   if(sf_close(s->handle)) {
 325     AUBIO_ERR("source_sndfile: Error closing file %s: %s\n", s->path, sf_strerror (NULL));
 326     return AUBIO_FAIL;
 327   }
 328   s->handle = NULL;
 329   return AUBIO_OK;
 330 }
 331
 332 void del_aubio_source_sndfile(aubio_source_sndfile_t * s){
 333   AUBIO_ASSERT(s);
 334   aubio_source_sndfile_close(s);
 335 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 336   if (s->resamplers != NULL) {
 337     uint_t i = 0, input_channels = s->input_channels;
 338     for (i = 0; i < input_channels; i ++) {
 339       if (s->resamplers[i] != NULL) {
 340         del_aubio_resampler(s->resamplers[i]);
 341       }
 342     }
 343     AUBIO_FREE(s->resamplers);
 344   }
 345   if (s->input_data) {
 346     del_fvec(s->input_data);
 347   }
 348   if (s->input_mat) {
 349     del_fmat(s->input_mat);
 350   }
 351 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 352   if (s->path) AUBIO_FREE(s->path);
 353   AUBIO_FREE(s->scratch_data);
 354   AUBIO_FREE(s);
 355 }
 356
 357 #endif /* HAVE_SNDFILE */