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