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
  22 #include "config.h"
  23
  24 #ifdef HAVE_SNDFILE
  25
  26 #include <sndfile.h>
  27
  28 #include "aubio_priv.h"
  29 #include "fvec.h"
  30 #include "fmat.h"
  31 #include "source_sndfile.h"
  32
  33 #include "temporal/resampler.h"
  34
  35 #define MAX_SIZE 4096
  36 #define MAX_SAMPLES AUBIO_MAX_CHANNELS * MAX_SIZE
  37
  38 #if !HAVE_AUBIO_DOUBLE
  39 #define aubio_sf_read_smpl sf_read_float
  40 #else /* HAVE_AUBIO_DOUBLE */
  41 #define aubio_sf_read_smpl sf_read_double
  42 #endif /* HAVE_AUBIO_DOUBLE */
  43
  44 struct _aubio_source_sndfile_t {
  45   uint_t hop_size;
  46   uint_t samplerate;
  47   uint_t channels;
  48
  49   // some data about the file
  50   char_t *path;
  51   SNDFILE *handle;
  52   int input_samplerate;
  53   int input_channels;
  54   int input_format;
  55   int duration;
  56
  57   // resampling stuff
  58   smpl_t ratio;
  59   uint_t input_hop_size;
  60 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
  61   aubio_resampler_t **resamplers;
  62   fvec_t *input_data;
  63   fmat_t *input_mat;
  64 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
  65
  66   // some temporary memory for sndfile to write at
  67   uint_t scratch_size;
  68   smpl_t *scratch_data;
  69 };
  70
  71 aubio_source_sndfile_t * new_aubio_source_sndfile(const char_t * path, uint_t samplerate, uint_t hop_size) {
  72   aubio_source_sndfile_t * s = AUBIO_NEW(aubio_source_sndfile_t);
  73   SF_INFO sfinfo;
  74
  75   if (path == NULL) {
  76     AUBIO_ERR("source_sndfile: Aborted opening null path\n");
  77     goto beach;
  78   }
  79   if ((sint_t)samplerate < 0) {
  80     AUBIO_ERR("source_sndfile: Can not open %s with samplerate %d\n", path, samplerate);
  81     goto beach;
  82   }
  83   if ((sint_t)hop_size <= 0) {
  84     AUBIO_ERR("source_sndfile: Can not open %s with hop_size %d\n", path, hop_size);
  85     goto beach;
  86   }
  87
  88   s->hop_size = hop_size;
  89   s->channels = 1;
  90
  91   if (s->path) AUBIO_FREE(s->path);
  92   s->path = AUBIO_ARRAY(char_t, strnlen(path, PATH_MAX) + 1);
  93   strncpy(s->path, path, strnlen(path, PATH_MAX) + 1);
  94
  95   // try opening the file, getting the info in sfinfo
  96   AUBIO_MEMSET(&sfinfo, 0, sizeof (sfinfo));
  97   s->handle = sf_open (s->path, SFM_READ, &sfinfo);
  98
  99   if (s->handle == NULL) {
 100     /* show libsndfile err msg */
 101     AUBIO_ERR("source_sndfile: Failed opening %s (%s)\n", s->path,
 102         sf_strerror (NULL));
 103     goto beach;
 104   }
 105
 106   /* get input specs */
 107   s->input_samplerate = sfinfo.samplerate;
 108   s->input_channels   = sfinfo.channels;
 109   s->input_format     = sfinfo.format;
 110   s->duration         = sfinfo.frames;
 111
 112   if (samplerate == 0) {
 113     s->samplerate = s->input_samplerate;
 114     //AUBIO_DBG("sampling rate set to 0, automagically adjusting to %d\n", samplerate);
 115   } else {
 116     s->samplerate = samplerate;
 117   }
 118   /* compute input block size required before resampling */
 119   s->ratio = s->samplerate/(smpl_t)s->input_samplerate;
 120   s->input_hop_size = (uint_t)FLOOR(s->hop_size / s->ratio + .5);
 121
 122   if (s->input_hop_size * s->input_channels > MAX_SAMPLES) {
 123     AUBIO_ERR("source_sndfile: Not able to process more than %d frames of %d channels\n",
 124         MAX_SAMPLES / s->input_channels, s->input_channels);
 125     goto beach;
 126   }
 127
 128 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 129   s->input_data = NULL;
 130   s->input_mat = NULL;
 131   s->resamplers = NULL;
 132   if (s->ratio != 1) {
 133     uint_t i;
 134     s->resamplers = AUBIO_ARRAY(aubio_resampler_t*, s->input_channels);
 135     s->input_data = new_fvec(s->input_hop_size);
 136     s->input_mat = new_fmat(s->input_channels, s->input_hop_size);
 137     for (i = 0; i < (uint_t)s->input_channels; i++) {
 138       s->resamplers[i] = new_aubio_resampler(s->ratio, 4);
 139     }
 140     if (s->ratio > 1) {
 141       // we would need to add a ring buffer for these
 142       if ( (uint_t)FLOOR(s->input_hop_size * s->ratio + .5)  != s->hop_size ) {
 143         AUBIO_ERR("source_sndfile: can not upsample %s from %d to %d\n", s->path,
 144             s->input_samplerate, s->samplerate);
 145         goto beach;
 146       }
 147       AUBIO_WRN("source_sndfile: upsampling %s from %d to %d\n", s->path,
 148           s->input_samplerate, s->samplerate);
 149     }
 150     s->duration = (uint_t)FLOOR(s->duration * s->ratio);
 151   }
 152 #else
 153   if (s->ratio != 1) {
 154     AUBIO_ERR("source_sndfile: aubio was compiled without aubio_resampler\n");
 155     goto beach;
 156   }
 157 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 158
 159   /* allocate data for de/interleaving reallocated when needed. */
 160   s->scratch_size = s->input_hop_size * s->input_channels;
 161   s->scratch_data = AUBIO_ARRAY(smpl_t, s->scratch_size);
 162
 163   return s;
 164
 165 beach:
 166   //AUBIO_ERR("can not read %s at samplerate %dHz with a hop_size of %d\n",
 167   //    s->path, s->samplerate, s->hop_size);
 168   del_aubio_source_sndfile(s);
 169   return NULL;
 170 }
 171
 172 void aubio_source_sndfile_do(aubio_source_sndfile_t * s, fvec_t * read_data, uint_t * read){
 173   uint_t i,j, input_channels = s->input_channels;
 174   /* read from file into scratch_data */
 175   sf_count_t read_samples = aubio_sf_read_smpl (s->handle, s->scratch_data, s->scratch_size);
 176
 177   /* where to store de-interleaved data */
 178   smpl_t *ptr_data;
 179 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 180   if (s->ratio != 1) {
 181     ptr_data = s->input_data->data;
 182   } else
 183 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 184   {
 185     ptr_data = read_data->data;
 186   }
 187
 188   /* de-interleaving and down-mixing data  */
 189   for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
 190     ptr_data[j] = 0;
 191     for (i = 0; i < input_channels; i++) {
 192       ptr_data[j] += s->scratch_data[input_channels*j+i];
 193     }
 194     ptr_data[j] /= (smpl_t)input_channels;
 195   }
 196
 197 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 198   if (s->resamplers) {
 199     aubio_resampler_do(s->resamplers[0], s->input_data, read_data);
 200   }
 201 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 202
 203   *read = (int)FLOOR(s->ratio * read_samples / input_channels + .5);
 204
 205   if (*read < s->hop_size) {
 206     for (j = *read; j < s->hop_size; j++) {
 207       read_data->data[j] = 0;
 208     }
 209   }
 210
 211 }
 212
 213 void aubio_source_sndfile_do_multi(aubio_source_sndfile_t * s, fmat_t * read_data, uint_t * read){
 214   uint_t i,j, input_channels = s->input_channels;
 215   /* do actual reading */
 216   sf_count_t read_samples = aubio_sf_read_smpl (s->handle, s->scratch_data, s->scratch_size);
 217
 218   /* where to store de-interleaved data */
 219   smpl_t **ptr_data;
 220 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 221   if (s->ratio != 1) {
 222     ptr_data = s->input_mat->data;
 223   } else
 224 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 225   {
 226     ptr_data = read_data->data;
 227   }
 228
 229   if (read_data->height < input_channels) {
 230     // destination matrix has less channels than the file; copy only first
 231     // channels of the file, de-interleaving data
 232     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
 233       for (i = 0; i < read_data->height; i++) {
 234         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + i];
 235       }
 236     }
 237   } else {
 238     // destination matrix has as many or more channels than the file; copy each
 239     // channel from the file to the destination matrix, de-interleaving data
 240     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
 241       for (i = 0; i < input_channels; i++) {
 242         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + i];
 243       }
 244     }
 245   }
 246
 247   if (read_data->height > input_channels) {
 248     // destination matrix has more channels than the file; copy last channel
 249     // of the file to each additional channels, de-interleaving data
 250     for (j = 0; j < read_samples / input_channels; j++) {
 251       for (i = input_channels; i < read_data->height; i++) {
 252         ptr_data[i][j] = s->scratch_data[j * input_channels + (input_channels - 1)];
 253       }
 254     }
 255   }
 256
 257 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 258   if (s->resamplers) {
 259     for (i = 0; i < input_channels; i++) {
 260       fvec_t input_chan, read_chan;
 261       input_chan.data = s->input_mat->data[i];
 262       input_chan.length = s->input_mat->length;
 263       read_chan.data = read_data->data[i];
 264       read_chan.length = read_data->length;
 265       aubio_resampler_do(s->resamplers[i], &input_chan, &read_chan);
 266     }
 267   }
 268 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 269
 270   *read = (int)FLOOR(s->ratio * read_samples / input_channels + .5);
 271
 272   if (*read < s->hop_size) {
 273     for (i = 0; i < read_data->height; i++) {
 274       for (j = *read; j < s->hop_size; j++) {
 275         read_data->data[i][j] = 0.;
 276       }
 277     }
 278   }
 279
 280 }
 281
 282 uint_t aubio_source_sndfile_get_samplerate(aubio_source_sndfile_t * s) {
 283   return s->samplerate;
 284 }
 285
 286 uint_t aubio_source_sndfile_get_channels(aubio_source_sndfile_t * s) {
 287   return s->input_channels;
 288 }
 289
 290 uint_t aubio_source_sndfile_get_duration (const aubio_source_sndfile_t * s) {
 291   if (s && s->duration) {
 292     return s->duration;
 293   }
 294   return 0;
 295 }
 296
 297 uint_t aubio_source_sndfile_seek (aubio_source_sndfile_t * s, uint_t pos) {
 298   uint_t resampled_pos = (uint_t)ROUND(pos / s->ratio);
 299   sf_count_t sf_ret = sf_seek (s->handle, resampled_pos, SEEK_SET);
 300   if (sf_ret == -1) {
 301     AUBIO_ERR("source_sndfile: Failed seeking %s at %d: %s\n", s->path, pos, sf_strerror (NULL));
 302     return AUBIO_FAIL;
 303   }
 304   if (sf_ret != resampled_pos) {
 305     AUBIO_ERR("source_sndfile: Tried seeking %s at %d, but got %d: %s\n",
 306         s->path, resampled_pos, (uint_t)sf_ret, sf_strerror (NULL));
 307     return AUBIO_FAIL;
 308   }
 309   return AUBIO_OK;
 310 }
 311
 312 uint_t aubio_source_sndfile_close (aubio_source_sndfile_t *s) {
 313   if (!s->handle) {
 314     return AUBIO_FAIL;
 315   }
 316   if(sf_close(s->handle)) {
 317     AUBIO_ERR("source_sndfile: Error closing file %s: %s\n", s->path, sf_strerror (NULL));
 318     return AUBIO_FAIL;
 319   }
 320   s->handle = NULL;
 321   return AUBIO_OK;
 322 }
 323
 324 void del_aubio_source_sndfile(aubio_source_sndfile_t * s){
 325   if (!s) return;
 326   aubio_source_sndfile_close(s);
 327 #ifdef HAVE_SAMPLERATE
 328   if (s->resamplers != NULL) {
 329     uint_t i = 0, input_channels = s->input_channels;
 330     for (i = 0; i < input_channels; i ++) {
 331       if (s->resamplers[i] != NULL) {
 332         del_aubio_resampler(s->resamplers[i]);
 333       }
 334     }
 335     AUBIO_FREE(s->resamplers);
 336   }
 337   if (s->input_data) {
 338     del_fvec(s->input_data);
 339   }
 340   if (s->input_mat) {
 341     del_fmat(s->input_mat);
 342   }
 343 #endif /* HAVE_SAMPLERATE */
 344   if (s->path) AUBIO_FREE(s->path);
 345   AUBIO_FREE(s->scratch_data);
 346   AUBIO_FREE(s);
 347 }
 348
 349 #endif /* HAVE_SNDFILE */