home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OS/2 Shareware BBS: 10 Tools / 10-Tools.zip / wvis0626.zip / warpvision_20020626.zip / libavcodec / resample.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  2002-06-19  |  8KB  |  313 lines
  1. /*
  2.  * Sample rate convertion for both audio and video
  3.  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard.
  4.  *
  5.  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  6.  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  7.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  8.  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  9.  *
  10.  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13.  * Lesser General Public License for more details.
  14.  *
  15.  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16.  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17.  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  18.  */
  19. #include "avcodec.h"
  20.  
  21. typedef struct {
  22.     /* fractional resampling */
  23.     UINT32 incr; /* fractional increment */
  24.     UINT32 frac;
  25.     int last_sample;
  26.     /* integer down sample */
  27.     int iratio;  /* integer divison ratio */
  28.     int icount, isum;
  29.     int inv;
  30. } ReSampleChannelContext;
  31.  
  32. struct ReSampleContext {
  33.     ReSampleChannelContext channel_ctx[2];
  34.     float ratio;
  35.     /* channel convert */
  36.     int input_channels, output_channels, filter_channels;
  37. };
  38.  
  39.  
  40. #define FRAC_BITS 16
  41. #define FRAC (1 << FRAC_BITS)
  42.  
  43. static void init_mono_resample(ReSampleChannelContext *s, float ratio)
  44. {
  45.     ratio = 1.0 / ratio;
  46.     s->iratio = (int)floor(ratio);
  47.     if (s->iratio == 0)
  48.         s->iratio = 1;
  49.     s->incr = (int)((ratio / s->iratio) * FRAC);
  50.     s->frac = FRAC;
  51.     s->last_sample = 0;
  52.     s->icount = s->iratio;
  53.     s->isum = 0;
  54.     s->inv = (FRAC / s->iratio);
  55. }
  56.  
  57. /* fractional audio resampling */
  58. static int fractional_resample(ReSampleChannelContext *s, short *output, short *input, int nb_samples)
  59. {
  60.     unsigned int frac, incr;
  61.     int l0, l1;
  62.     short *q, *p, *pend;
  63.  
  64.     l0 = s->last_sample;
  65.     incr = s->incr;
  66.     frac = s->frac;
  67.  
  68.     p = input;
  69.     pend = input + nb_samples;
  70.     q = output;
  71.  
  72.     l1 = *p++;
  73.     for(;;) {
  74.         /* interpolate */
  75.         *q++ = (l0 * (FRAC - frac) + l1 * frac) >> FRAC_BITS;
  76.         frac = frac + s->incr;
  77.         while (frac >= FRAC) {
  78.             if (p >= pend)
  79.                 goto the_end;
  80.             frac -= FRAC;
  81.             l0 = l1;
  82.             l1 = *p++;
  83.         }
  84.     }
  85.  the_end:
  86.     s->last_sample = l1;
  87.     s->frac = frac;
  88.     return q - output;
  89. }
  90.  
  91. static int integer_downsample(ReSampleChannelContext *s, short *output, short *input, int nb_samples)
  92. {
  93.     short *q, *p, *pend;
  94.     int c, sum;
  95.  
  96.     p = input;
  97.     pend = input + nb_samples;
  98.     q = output;
  99.  
  100.     c = s->icount;
  101.     sum = s->isum;
  102.  
  103.     for(;;) {
  104.         sum += *p++;
  105.         if (--c == 0) {
  106.             *q++ = (sum * s->inv) >> FRAC_BITS;
  107.             c = s->iratio;
  108.             sum = 0;
  109.         }
  110.         if (p >= pend)
  111.             break;
  112.     }
  113.     s->isum = sum;
  114.     s->icount = c;
  115.     return q - output;
  116. }
  117.  
  118. /* n1: number of samples */
  119. static void stereo_to_mono(short *output, short *input, int n1)
  120. {
  121.     short *p, *q;
  122.     int n = n1;
  123.  
  124.     p = input;
  125.     q = output;
  126.     while (n >= 4) {
  127.         q[0] = (p[0] + p[1]) >> 1;
  128.         q[1] = (p[2] + p[3]) >> 1;
  129.         q[2] = (p[4] + p[5]) >> 1;
  130.         q[3] = (p[6] + p[7]) >> 1;
  131.         q += 4;
  132.         p += 8;
  133.         n -= 4;
  134.     }
  135.     while (n > 0) {
  136.         q[0] = (p[0] + p[1]) >> 1;
  137.         q++;
  138.         p += 2;
  139.         n--;
  140.     }
  141. }
  142.  
  143. /* n1: number of samples */
  144. static void mono_to_stereo(short *output, short *input, int n1)
  145. {
  146.     short *p, *q;
  147.     int n = n1;
  148.     int v;
  149.  
  150.     p = input;
  151.     q = output;
  152.     while (n >= 4) {
  153.         v = p[0]; q[0] = v; q[1] = v;
  154.         v = p[1]; q[2] = v; q[3] = v;
  155.         v = p[2]; q[4] = v; q[5] = v;
  156.         v = p[3]; q[6] = v; q[7] = v;
  157.         q += 8;
  158.         p += 4;
  159.         n -= 4;
  160.     }
  161.     while (n > 0) {
  162.         v = p[0]; q[0] = v; q[1] = v;
  163.         q += 2;
  164.         p += 1;
  165.         n--;
  166.     }
  167. }
  168.  
  169. /* XXX: should use more abstract 'N' channels system */
  170. static void stereo_split(short *output1, short *output2, short *input, int n)
  171. {
  172.     int i;
  173.  
  174.     for(i=0;i<n;i++) {
  175.         *output1++ = *input++;
  176.         *output2++ = *input++;
  177.     }
  178. }
  179.  
  180. static void stereo_mux(short *output, short *input1, short *input2, int n)
  181. {
  182.     int i;
  183.  
  184.     for(i=0;i<n;i++) {
  185.         *output++ = *input1++;
  186.         *output++ = *input2++;
  187.     }
  188. }
  189.  
  190. static int mono_resample(ReSampleChannelContext *s, short *output, short *input, int nb_samples)
  191. {
  192.     short *buf1;
  193.     short *buftmp;
  194.  
  195.     buf1= (short*)av_malloc( nb_samples * sizeof(short) );
  196.  
  197.     /* first downsample by an integer factor with averaging filter */
  198.     if (s->iratio > 1) {
  199.         buftmp = buf1;
  200.         nb_samples = integer_downsample(s, buftmp, input, nb_samples);
  201.     } else {
  202.         buftmp = input;
  203.     }
  204.  
  205.     /* then do a fractional resampling with linear interpolation */
  206.     if (s->incr != FRAC) {
  207.         nb_samples = fractional_resample(s, output, buftmp, nb_samples);
  208.     } else {
  209.         memcpy(output, buftmp, nb_samples * sizeof(short));
  210.     }
  211.     av_free(buf1);
  212.     return nb_samples;
  213. }
  214.  
  215. ReSampleContext *audio_resample_init(int output_channels, int input_channels, 
  216.                                       int output_rate, int input_rate)
  217. {
  218.     ReSampleContext *s;
  219.     int i;
  220.     
  221.     if (output_channels > 2 || input_channels > 2)
  222.         return NULL;
  223.  
  224.     s = av_mallocz(sizeof(ReSampleContext));
  225.     if (!s)
  226.         return NULL;
  227.  
  228.     s->ratio = (float)output_rate / (float)input_rate;
  229.     
  230.     s->input_channels = input_channels;
  231.     s->output_channels = output_channels;
  232.     
  233.     s->filter_channels = s->input_channels;
  234.     if (s->output_channels < s->filter_channels)
  235.         s->filter_channels = s->output_channels;
  236.  
  237.     for(i=0;i<s->filter_channels;i++) {
  238.         init_mono_resample(&s->channel_ctx[i], s->ratio);
  239.     }
  240.     return s;
  241. }
  242.  
  243. /* resample audio. 'nb_samples' is the number of input samples */
  244. /* XXX: optimize it ! */
  245. /* XXX: do it with polyphase filters, since the quality here is
  246.    HORRIBLE. Return the number of samples available in output */
  247. int audio_resample(ReSampleContext *s, short *output, short *input, int nb_samples)
  248. {
  249.     int i, nb_samples1;
  250.     short *bufin[2];
  251.     short *bufout[2];
  252.     short *buftmp2[2], *buftmp3[2];
  253.     int lenout;
  254.  
  255.     if (s->input_channels == s->output_channels && s->ratio == 1.0) {
  256.         /* nothing to do */
  257.         memcpy(output, input, nb_samples * s->input_channels * sizeof(short));
  258.         return nb_samples;
  259.     }
  260.  
  261.     /* XXX: move those malloc to resample init code */
  262.     bufin[0]= (short*) av_malloc( nb_samples * sizeof(short) );
  263.     bufin[1]= (short*) av_malloc( nb_samples * sizeof(short) );
  264.     
  265.     /* make some zoom to avoid round pb */
  266.     lenout= (int)(nb_samples * s->ratio) + 16;
  267.     bufout[0]= (short*) av_malloc( lenout * sizeof(short) );
  268.     bufout[1]= (short*) av_malloc( lenout * sizeof(short) );
  269.  
  270.     if (s->input_channels == 2 &&
  271.         s->output_channels == 1) {
  272.         buftmp2[0] = bufin[0];
  273.         buftmp3[0] = output;
  274.         stereo_to_mono(buftmp2[0], input, nb_samples);
  275.     } else if (s->output_channels == 2 && s->input_channels == 1) {
  276.         buftmp2[0] = input;
  277.         buftmp3[0] = bufout[0];
  278.     } else if (s->output_channels == 2) {
  279.         buftmp2[0] = bufin[0];
  280.         buftmp2[1] = bufin[1];
  281.         buftmp3[0] = bufout[0];
  282.         buftmp3[1] = bufout[1];
  283.         stereo_split(buftmp2[0], buftmp2[1], input, nb_samples);
  284.     } else {
  285.         buftmp2[0] = input;
  286.         buftmp3[0] = output;
  287.     }
  288.  
  289.     /* resample each channel */
  290.     nb_samples1 = 0; /* avoid warning */
  291.     for(i=0;i<s->filter_channels;i++) {
  292.         nb_samples1 = mono_resample(&s->channel_ctx[i], buftmp3[i], buftmp2[i], nb_samples);
  293.     }
  294.  
  295.     if (s->output_channels == 2 && s->input_channels == 1) {
  296.         mono_to_stereo(output, buftmp3[0], nb_samples1);
  297.     } else if (s->output_channels == 2) {
  298.         stereo_mux(output, buftmp3[0], buftmp3[1], nb_samples1);
  299.     }
  300.  
  301.     av_free(bufin[0]);
  302.     av_free(bufin[1]);
  303.  
  304.     av_free(bufout[0]);
  305.     av_free(bufout[1]);
  306.     return nb_samples1;
  307. }
  308.  
  309. void audio_resample_close(ReSampleContext *s)
  310. {
  311.     av_free(s);
  312. }
  313.