src/lib/decoder.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 /** @file  src/decoder.cc
  21  *  @brief Parent class for decoders of content.
  22  */
  23
  24 #include <iostream>
  25 #include <stdint.h>
  26 #include <boost/lexical_cast.hpp>
  27 #include "film.h"
  28 #include "format.h"
  29 #include "job.h"
  30 #include "options.h"
  31 #include "exceptions.h"
  32 #include "image.h"
  33 #include "util.h"
  34 #include "log.h"
  35 #include "decoder.h"
  36 #include "delay_line.h"
  37 #include "subtitle.h"
  38 #include "filter_graph.h"
  39
  40 using std::string;
  41 using std::stringstream;
  42 using std::min;
  43 using std::list;
  44 using boost::shared_ptr;
  45
  46 /** @param f Film.
  47  *  @param o Options.
  48  *  @param j Job that we are running within, or 0
  49  */
  50 Decoder::Decoder (boost::shared_ptr<Film> f, boost::shared_ptr<const Options> o, Job* j)
  51         : _film (f)
  52         , _opt (o)
  53         , _job (j)
  54         , _video_frame_index (0)
  55         , _delay_line (0)
  56         , _delay_in_bytes (0)
  57         , _audio_frames_processed (0)
  58 {
  59
  60 }
  61
  62 Decoder::~Decoder ()
  63 {
  64         delete _delay_line;
  65 }
  66
  67 /** Start off a decode processing run */
  68 void
  69 Decoder::process_begin ()
  70 {
  71         _delay_in_bytes = _film->audio_delay() * audio_sample_rate() * audio_channels() * bytes_per_audio_sample() / 1000;
  72         delete _delay_line;
  73         _delay_line = new DelayLine (_delay_in_bytes);
  74
  75         _audio_frames_processed = 0;
  76 }
  77
  78 /** Finish off a decode processing run */
  79 void
  80 Decoder::process_end ()
  81 {
  82         if (_delay_in_bytes < 0) {
  83                 uint8_t remainder[-_delay_in_bytes];
  84                 _delay_line->get_remaining (remainder);
  85                 _audio_frames_processed += _delay_in_bytes / (audio_channels() * bytes_per_audio_sample());
  86                 emit_audio (remainder, -_delay_in_bytes);
  87         }
  88
  89         /* If we cut the decode off, the audio may be short; push some silence
  90            in to get it to the right length.
  91         */
  92
  93         int64_t const video_length_in_audio_frames = ((int64_t) video_frame_index() * audio_sample_rate() / frames_per_second());
  94         int64_t const audio_short_by_frames = video_length_in_audio_frames - _audio_frames_processed;
  95
  96         _film->log()->log (
  97                 String::compose ("Source length is %1 (%2 audio frames); %3 frames of audio processed.",
  98                                  video_frame_index(),
  99                                  video_length_in_audio_frames,
 100                                  _audio_frames_processed)
 101                 );
 102
 103         if (audio_short_by_frames >= 0 && _opt->decode_audio) {
 104
 105                 _film->log()->log (String::compose ("Source length is %1; %2 frames of audio processed.", video_frame_index(), _audio_frames_processed));
 106                 _film->log()->log (String::compose ("Adding %1 frames of silence to the end.", audio_short_by_frames));
 107
 108                 /* XXX: this is slightly questionable; does memset () give silence with all
 109                    sample formats?
 110                 */
 111
 112                 int64_t bytes = audio_short_by_frames * _film->audio_channels() * bytes_per_audio_sample();
 113
 114                 int64_t const silence_size = 16 * 1024 * _film->audio_channels() * bytes_per_audio_sample();
 115                 uint8_t silence[silence_size];
 116                 memset (silence, 0, silence_size);
 117
 118                 while (bytes) {
 119                         int64_t const t = min (bytes, silence_size);
 120                         emit_audio (silence, t);
 121                         bytes -= t;
 122                 }
 123         }
 124 }
 125
 126 /** Start decoding */
 127 void
 128 Decoder::go ()
 129 {
 130         process_begin ();
 131
 132         if (_job && !_film->dcp_length()) {
 133                 _job->set_progress_unknown ();
 134         }
 135
 136         while (pass () == false) {
 137                 if (_job && _film->dcp_length()) {
 138                         SourceFrame const p = _video_frame_index - _film->dcp_trim_start();
 139                         _job->set_progress (float (p) / _film->dcp_length().get());
 140                 }
 141         }
 142
 143         process_end ();
 144 }
 145
 146 /** Called by subclasses to tell the world that some audio data is ready
 147  *  @param data Audio data, in Film::audio_sample_format.
 148  *  @param size Number of bytes of data.
 149  */
 150 void
 151 Decoder::process_audio (uint8_t* data, int size)
 152 {
 153         /* Push into the delay line */
 154         size = _delay_line->feed (data, size);
 155
 156         emit_audio (data, size);
 157 }
 158
 159 void
 160 Decoder::emit_audio (uint8_t* data, int size)
 161 {
 162         if (size == 0) {
 163                 return;
 164         }
 165
 166         assert (_film->audio_channels());
 167         assert (bytes_per_audio_sample());
 168
 169         /* Deinterleave and convert to float */
 170
 171         assert ((size % (bytes_per_audio_sample() * audio_channels())) == 0);
 172
 173         int const total_samples = size / bytes_per_audio_sample();
 174         int const frames = total_samples / _film->audio_channels();
 175         shared_ptr<AudioBuffers> audio (new AudioBuffers (audio_channels(), frames));
 176
 177         switch (audio_sample_format()) {
 178         case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 179         {
 180                 int16_t* p = (int16_t *) data;
 181                 int sample = 0;
 182                 int channel = 0;
 183                 for (int i = 0; i < total_samples; ++i) {
 184                         audio->data(channel)[sample] = float(*p++) / (1 << 15);
 185
 186                         ++channel;
 187                         if (channel == _film->audio_channels()) {
 188                                 channel = 0;
 189                                 ++sample;
 190                         }
 191                 }
 192         }
 193         break;
 194
 195         case AV_SAMPLE_FMT_S32:
 196         {
 197                 int32_t* p = (int32_t *) data;
 198                 int sample = 0;
 199                 int channel = 0;
 200                 for (int i = 0; i < total_samples; ++i) {
 201                         audio->data(channel)[sample] = float(*p++) / (1 << 31);
 202
 203                         ++channel;
 204                         if (channel == _film->audio_channels()) {
 205                                 channel = 0;
 206                                 ++sample;
 207                         }
 208                 }
 209         }
 210
 211         case AV_SAMPLE_FMT_FLTP:
 212         {
 213                 float* p = reinterpret_cast<float*> (data);
 214                 for (int i = 0; i < _film->audio_channels(); ++i) {
 215                         memcpy (audio->data(i), p, frames * sizeof(float));
 216                         p += frames;
 217                 }
 218         }
 219         break;
 220
 221         default:
 222                 assert (false);
 223         }
 224
 225         /* Maybe apply gain */
 226         if (_film->audio_gain() != 0) {
 227                 float const linear_gain = pow (10, _film->audio_gain() / 20);
 228                 for (int i = 0; i < _film->audio_channels(); ++i) {
 229                         for (int j = 0; j < frames; ++j) {
 230                                 audio->data(i)[j] *= linear_gain;
 231                         }
 232                 }
 233         }
 234
 235         /* Update the number of audio frames we've pushed to the encoder */
 236         _audio_frames_processed += audio->frames ();
 237
 238         Audio (audio);
 239 }
 240
 241 /** Called by subclasses to tell the world that some video data is ready.
 242  *  We do some post-processing / filtering then emit it for listeners.
 243  *  @param frame to decode; caller manages memory.
 244  */
 245 void
 246 Decoder::process_video (AVFrame* frame)
 247 {
 248         assert (_film->length());
 249
 250         /* Use Film::length here as our one may be wrong */
 251
 252         if (_opt->decode_video_skip != 0 && (_video_frame_index % _opt->decode_video_skip) != 0) {
 253                 ++_video_frame_index;
 254                 return;
 255         }
 256
 257         if (_film->dcp_trim_start() > _video_frame_index || (_film->length().get() - _film->dcp_trim_end()) < _video_frame_index) {
 258                 ++_video_frame_index;
 259                 return;
 260         }
 261
 262         shared_ptr<FilterGraph> graph;
 263
 264         list<shared_ptr<FilterGraph> >::iterator i = _filter_graphs.begin();
 265         while (i != _filter_graphs.end() && !(*i)->can_process (Size (frame->width, frame->height), (AVPixelFormat) frame->format)) {
 266                 ++i;
 267         }
 268
 269         if (i == _filter_graphs.end ()) {
 270                 graph.reset (new FilterGraph (_film, this, _opt->apply_crop, Size (frame->width, frame->height), (AVPixelFormat) frame->format));
 271                 _filter_graphs.push_back (graph);
 272                 _film->log()->log (String::compose ("New graph for %1x%2, pixel format %3", frame->width, frame->height, frame->format));
 273         } else {
 274                 graph = *i;
 275         }
 276
 277         list<shared_ptr<Image> > images = graph->process (frame);
 278
 279         for (list<shared_ptr<Image> >::iterator i = images.begin(); i != images.end(); ++i) {
 280                 shared_ptr<Subtitle> sub;
 281                 if (_timed_subtitle && _timed_subtitle->displayed_at (double (video_frame_index()) / _film->frames_per_second())) {
 282                         sub = _timed_subtitle->subtitle ();
 283                 }
 284
 285                 TIMING ("Decoder emits %1", _video_frame_index);
 286                 Video (*i, _video_frame_index, sub);
 287                 ++_video_frame_index;
 288                 _last_image = *i;
 289                 _last_subtitle = sub;
 290         }
 291 }
 292
 293 void
 294 Decoder::repeat_last_video ()
 295 {
 296         if (!_last_image) {
 297                 _last_image.reset (new CompactImage (pixel_format(), native_size()));
 298                 _last_image->make_black ();
 299         }
 300
 301         Video (_last_image, _video_frame_index, _last_subtitle);
 302         ++_video_frame_index;
 303 }
 304
 305 void
 306 Decoder::process_subtitle (shared_ptr<TimedSubtitle> s)
 307 {
 308         _timed_subtitle = s;
 309
 310         if (_timed_subtitle && _opt->apply_crop) {
 311                 Position const p = _timed_subtitle->subtitle()->position ();
 312                 _timed_subtitle->subtitle()->set_position (Position (p.x - _film->crop().left, p.y - _film->crop().top));
 313         }
 314 }
 315
 316
 317 int
 318 Decoder::bytes_per_audio_sample () const
 319 {
 320         return av_get_bytes_per_sample (audio_sample_format ());
 321 }