gst/audioconvert/gstchannelmix.c

   1 /* GStreamer
   2  * Copyright (C) 2004 Ronald Bultje <rbultje@ronald.bitfreak.net>
   3  * Copyright (C) 2008 Sebastian Dröge <slomo@circular-chaos.org>
   4  *
   5  * gstchannelmix.c: setup of channel conversion matrices
   6  *
   7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Library General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  18  * License along with this library; if not, write to the
  19  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  20  * Boston, MA 02111-1307, USA.
  21  */
  22
  23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  24 #include "config.h"
  25 #endif
  26
  27 #include <math.h>
  28 #include <string.h>
  29 #include <gst/audio/multichannel.h>
  30
  31 #include "gstchannelmix.h"
  32
  33 /*
  34  * Channel matrix functions.
  35  */
  36
  37 void
  38 gst_channel_mix_unset_matrix (AudioConvertCtx * this)
  39 {
  40   gint i;
  41
  42   /* don't access if nothing there */
  43   if (!this->matrix)
  44     return;
  45
  46   /* free */
  47   for (i = 0; i < this->in.channels; i++)
  48     g_free (this->matrix[i]);
  49   g_free (this->matrix);
  50
  51   this->matrix = NULL;
  52   g_free (this->tmp);
  53   this->tmp = NULL;
  54 }
  55
  56 /*
  57  * Detect and fill in identical channels. E.g.
  58  * forward the left/right front channels in a
  59  * 5.1 to 2.0 conversion.
  60  */
  61
  62 static void
  63 gst_channel_mix_fill_identical (AudioConvertCtx * this)
  64 {
  65   gint ci, co;
  66
  67   /* Apart from the compatible channel assignments, we can also have
  68    * same channel assignments. This is much simpler, we simply copy
  69    * the value from source to dest! */
  70   for (co = 0; co < this->out.channels; co++) {
  71     /* find a channel in input with same position */
  72     for (ci = 0; ci < this->in.channels; ci++) {
  73       if (this->in.position[ci] == this->out.position[co]) {
  74         this->matrix[ci][co] = 1.0;
  75       }
  76     }
  77   }
  78 }
  79
  80 /*
  81  * Detect and fill in compatible channels. E.g.
  82  * forward left/right front to mono (or the other
  83  * way around) when going from 2.0 to 1.0.
  84  */
  85
  86 static void
  87 gst_channel_mix_fill_compatible (AudioConvertCtx * this)
  88 {
  89   /* Conversions from one-channel to compatible two-channel configs */
  90   struct
  91   {
  92     GstAudioChannelPosition pos1[2];
  93     GstAudioChannelPosition pos2[1];
  94   } conv[] = {
  95     /* front: mono <-> stereo */
  96     { {
  97     GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT,
  98             GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_RIGHT}, {
  99     GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_MONO}},
 100         /* front center: 2 <-> 1 */
 101     { {
 102     GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT_OF_CENTER,
 103             GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_RIGHT_OF_CENTER}, {
 104     GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_CENTER}},
 105         /* rear: 2 <-> 1 */
 106     { {
 107     GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_REAR_LEFT,
 108             GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_REAR_RIGHT}, {
 109     GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_REAR_CENTER}}, { {
 110     GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_INVALID}}
 111   };
 112   gint c;
 113
 114   /* conversions from compatible (but not the same) channel schemes */
 115   for (c = 0; conv[c].pos1[0] != GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_INVALID; c++) {
 116     gint pos1_0 = -1, pos1_1 = -1, pos1_2 = -1;
 117     gint pos2_0 = -1, pos2_1 = -1, pos2_2 = -1;
 118     gint n;
 119
 120     for (n = 0; n < this->in.channels; n++) {
 121       if (this->in.position[n] == conv[c].pos1[0])
 122         pos1_0 = n;
 123       else if (this->in.position[n] == conv[c].pos1[1])
 124         pos1_1 = n;
 125       else if (this->in.position[n] == conv[c].pos2[0])
 126         pos1_2 = n;
 127     }
 128     for (n = 0; n < this->out.channels; n++) {
 129       if (this->out.position[n] == conv[c].pos1[0])
 130         pos2_0 = n;
 131       else if (this->out.position[n] == conv[c].pos1[1])
 132         pos2_1 = n;
 133       else if (this->out.position[n] == conv[c].pos2[0])
 134         pos2_2 = n;
 135     }
 136
 137     /* The general idea here is to fill in channels from the same position
 138      * as good as possible. This means mixing left<->center and right<->center.
 139      */
 140
 141     /* left -> center */
 142     if (pos1_0 != -1 && pos1_2 == -1 && pos2_0 == -1 && pos2_2 != -1)
 143       this->matrix[pos1_0][pos2_2] = 1.0;
 144     else if (pos1_0 != -1 && pos1_2 != -1 && pos2_0 == -1 && pos2_2 != -1)
 145       this->matrix[pos1_0][pos2_2] = 0.5;
 146     else if (pos1_0 != -1 && pos1_2 == -1 && pos2_0 != -1 && pos2_2 != -1)
 147       this->matrix[pos1_0][pos2_2] = 1.0;
 148
 149     /* right -> center */
 150     if (pos1_1 != -1 && pos1_2 == -1 && pos2_1 == -1 && pos2_2 != -1)
 151       this->matrix[pos1_1][pos2_2] = 1.0;
 152     else if (pos1_1 != -1 && pos1_2 != -1 && pos2_1 == -1 && pos2_2 != -1)
 153       this->matrix[pos1_1][pos2_2] = 0.5;
 154     else if (pos1_1 != -1 && pos1_2 == -1 && pos2_1 != -1 && pos2_2 != -1)
 155       this->matrix[pos1_1][pos2_2] = 1.0;
 156
 157     /* center -> left */
 158     if (pos1_2 != -1 && pos1_0 == -1 && pos2_2 == -1 && pos2_0 != -1)
 159       this->matrix[pos1_2][pos2_0] = 1.0;
 160     else if (pos1_2 != -1 && pos1_0 != -1 && pos2_2 == -1 && pos2_0 != -1)
 161       this->matrix[pos1_2][pos2_0] = 0.5;
 162     else if (pos1_2 != -1 && pos1_0 == -1 && pos2_2 != -1 && pos2_0 != -1)
 163       this->matrix[pos1_2][pos2_0] = 1.0;
 164
 165     /* center -> right */
 166     if (pos1_2 != -1 && pos1_1 == -1 && pos2_2 == -1 && pos2_1 != -1)
 167       this->matrix[pos1_2][pos2_1] = 1.0;
 168     else if (pos1_2 != -1 && pos1_1 != -1 && pos2_2 == -1 && pos2_1 != -1)
 169       this->matrix[pos1_2][pos2_1] = 0.5;
 170     else if (pos1_2 != -1 && pos1_1 == -1 && pos2_2 != -1 && pos2_1 != -1)
 171       this->matrix[pos1_2][pos2_1] = 1.0;
 172   }
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Detect and fill in channels not handled by the
 177  * above two, e.g. center to left/right front in
 178  * 5.1 to 2.0 (or the other way around).
 179  *
 180  * Unfortunately, limited to static conversions
 181  * for now.
 182  */
 183
 184 static void
 185 gst_channel_mix_detect_pos (GstAudioInfo * info,
 186     gint * f, gboolean * has_f,
 187     gint * c, gboolean * has_c, gint * r, gboolean * has_r,
 188     gint * s, gboolean * has_s, gint * b, gboolean * has_b)
 189 {
 190   gint n;
 191
 192   for (n = 0; n < info->channels; n++) {
 193     switch (info->position[n]) {
 194       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_MONO:
 195         f[1] = n;
 196         *has_f = TRUE;
 197         break;
 198       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT:
 199         f[0] = n;
 200         *has_f = TRUE;
 201         break;
 202       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_RIGHT:
 203         f[2] = n;
 204         *has_f = TRUE;
 205         break;
 206       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_CENTER:
 207         c[1] = n;
 208         *has_c = TRUE;
 209         break;
 210       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT_OF_CENTER:
 211         c[0] = n;
 212         *has_c = TRUE;
 213         break;
 214       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_RIGHT_OF_CENTER:
 215         c[2] = n;
 216         *has_c = TRUE;
 217         break;
 218       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_REAR_CENTER:
 219         r[1] = n;
 220         *has_r = TRUE;
 221         break;
 222       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_REAR_LEFT:
 223         r[0] = n;
 224         *has_r = TRUE;
 225         break;
 226       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_REAR_RIGHT:
 227         r[2] = n;
 228         *has_r = TRUE;
 229         break;
 230       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_SIDE_LEFT:
 231         s[0] = n;
 232         *has_s = TRUE;
 233         break;
 234       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_SIDE_RIGHT:
 235         s[2] = n;
 236         *has_s = TRUE;
 237         break;
 238       case GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_LFE:
 239         *has_b = TRUE;
 240         b[1] = n;
 241         break;
 242       default:
 243         break;
 244     }
 245   }
 246 }
 247
 248 static void
 249 gst_channel_mix_fill_one_other (gfloat ** matrix,
 250     GstAudioInfo * from_info, gint * from_idx,
 251     GstAudioInfo * to_info, gint * to_idx, gfloat ratio)
 252 {
 253
 254   /* src & dst have center => passthrough */
 255   if (from_idx[1] != -1 && to_idx[1] != -1) {
 256     matrix[from_idx[1]][to_idx[1]] = ratio;
 257   }
 258
 259   /* src & dst have left => passthrough */
 260   if (from_idx[0] != -1 && to_idx[0] != -1) {
 261     matrix[from_idx[0]][to_idx[0]] = ratio;
 262   }
 263
 264   /* src & dst have right => passthrough */
 265   if (from_idx[2] != -1 && to_idx[2] != -1) {
 266     matrix[from_idx[2]][to_idx[2]] = ratio;
 267   }
 268
 269   /* src has left & dst has center => put into center */
 270   if (from_idx[0] != -1 && to_idx[1] != -1 && from_idx[1] != -1) {
 271     matrix[from_idx[0]][to_idx[1]] = 0.5 * ratio;
 272   } else if (from_idx[0] != -1 && to_idx[1] != -1 && from_idx[1] == -1) {
 273     matrix[from_idx[0]][to_idx[1]] = ratio;
 274   }
 275
 276   /* src has right & dst has center => put into center */
 277   if (from_idx[2] != -1 && to_idx[1] != -1 && from_idx[1] != -1) {
 278     matrix[from_idx[2]][to_idx[1]] = 0.5 * ratio;
 279   } else if (from_idx[2] != -1 && to_idx[1] != -1 && from_idx[1] == -1) {
 280     matrix[from_idx[2]][to_idx[1]] = ratio;
 281   }
 282
 283   /* src has center & dst has left => passthrough */
 284   if (from_idx[1] != -1 && to_idx[0] != -1 && from_idx[0] != -1) {
 285     matrix[from_idx[1]][to_idx[0]] = 0.5 * ratio;
 286   } else if (from_idx[1] != -1 && to_idx[0] != -1 && from_idx[0] == -1) {
 287     matrix[from_idx[1]][to_idx[0]] = ratio;
 288   }
 289
 290   /* src has center & dst has right => passthrough */
 291   if (from_idx[1] != -1 && to_idx[2] != -1 && from_idx[2] != -1) {
 292     matrix[from_idx[1]][to_idx[2]] = 0.5 * ratio;
 293   } else if (from_idx[1] != -1 && to_idx[2] != -1 && from_idx[2] == -1) {
 294     matrix[from_idx[1]][to_idx[2]] = ratio;
 295   }
 296 }
 297
 298 #define RATIO_CENTER_FRONT (1.0 / sqrt (2.0))
 299 #define RATIO_CENTER_SIDE (1.0 / 2.0)
 300 #define RATIO_CENTER_REAR (1.0 / sqrt (8.0))
 301
 302 #define RATIO_FRONT_CENTER (1.0 / sqrt (2.0))
 303 #define RATIO_FRONT_SIDE (1.0 / sqrt (2.0))
 304 #define RATIO_FRONT_REAR (1.0 / 2.0)
 305
 306 #define RATIO_SIDE_CENTER (1.0 / 2.0)
 307 #define RATIO_SIDE_FRONT (1.0 / sqrt (2.0))
 308 #define RATIO_SIDE_REAR (1.0 / sqrt (2.0))
 309
 310 #define RATIO_CENTER_BASS (1.0 / sqrt (2.0))
 311 #define RATIO_FRONT_BASS (1.0)
 312 #define RATIO_SIDE_BASS (1.0 / sqrt (2.0))
 313 #define RATIO_REAR_BASS (1.0 / sqrt (2.0))
 314
 315 static void
 316 gst_channel_mix_fill_others (AudioConvertCtx * this)
 317 {
 318   gboolean in_has_front = FALSE, out_has_front = FALSE,
 319       in_has_center = FALSE, out_has_center = FALSE,
 320       in_has_rear = FALSE, out_has_rear = FALSE,
 321       in_has_side = FALSE, out_has_side = FALSE,
 322       in_has_bass = FALSE, out_has_bass = FALSE;
 323   /* LEFT, RIGHT, MONO */
 324   gint in_f[3] = { -1, -1, -1 };
 325   gint out_f[3] = { -1, -1, -1 };
 326   /* LOC, ROC, CENTER */
 327   gint in_c[3] = { -1, -1, -1 };
 328   gint out_c[3] = { -1, -1, -1 };
 329   /* RLEFT, RRIGHT, RCENTER */
 330   gint in_r[3] = { -1, -1, -1 };
 331   gint out_r[3] = { -1, -1, -1 };
 332   /* SLEFT, INVALID, SRIGHT */
 333   gint in_s[3] = { -1, -1, -1 };
 334   gint out_s[3] = { -1, -1, -1 };
 335   /* INVALID, LFE, INVALID */
 336   gint in_b[3] = { -1, -1, -1 };
 337   gint out_b[3] = { -1, -1, -1 };
 338
 339   /* First see where (if at all) the various channels from/to
 340    * which we want to convert are located in our matrix/array. */
 341   gst_channel_mix_detect_pos (&this->in,
 342       in_f, &in_has_front,
 343       in_c, &in_has_center, in_r, &in_has_rear,
 344       in_s, &in_has_side, in_b, &in_has_bass);
 345   gst_channel_mix_detect_pos (&this->out,
 346       out_f, &out_has_front,
 347       out_c, &out_has_center, out_r, &out_has_rear,
 348       out_s, &out_has_side, out_b, &out_has_bass);
 349
 350   /* The general idea here is:
 351    * - if the source has a channel that the destination doesn't have mix
 352    *   it into the nearest available destination channel
 353    * - if the destination has a channel that the source doesn't have mix
 354    *   the nearest source channel into the destination channel
 355    *
 356    * The ratio for the mixing becomes lower as the distance between the
 357    * channels gets larger
 358    */
 359
 360   /* center <-> front/side/rear */
 361   if (!in_has_center && in_has_front && out_has_center) {
 362     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 363         &this->in, in_f, &this->out, out_c, RATIO_CENTER_FRONT);
 364   } else if (!in_has_center && !in_has_front && in_has_side && out_has_center) {
 365     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 366         &this->in, in_s, &this->out, out_c, RATIO_CENTER_SIDE);
 367   } else if (!in_has_center && !in_has_front && !in_has_side && in_has_rear
 368       && out_has_center) {
 369     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix, &this->in, in_r, &this->out,
 370         out_c, RATIO_CENTER_REAR);
 371   } else if (in_has_center && !out_has_center && out_has_front) {
 372     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 373         &this->in, in_c, &this->out, out_f, RATIO_CENTER_FRONT);
 374   } else if (in_has_center && !out_has_center && !out_has_front && out_has_side) {
 375     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 376         &this->in, in_c, &this->out, out_s, RATIO_CENTER_SIDE);
 377   } else if (in_has_center && !out_has_center && !out_has_front && !out_has_side
 378       && out_has_rear) {
 379     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix, &this->in, in_c, &this->out,
 380         out_r, RATIO_CENTER_REAR);
 381   }
 382
 383   /* front <-> center/side/rear */
 384   if (!in_has_front && in_has_center && !in_has_side && out_has_front) {
 385     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 386         &this->in, in_c, &this->out, out_f, RATIO_CENTER_FRONT);
 387   } else if (!in_has_front && !in_has_center && in_has_side && out_has_front) {
 388     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 389         &this->in, in_s, &this->out, out_f, RATIO_FRONT_SIDE);
 390   } else if (!in_has_front && in_has_center && in_has_side && out_has_front) {
 391     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 392         &this->in, in_c, &this->out, out_f, 0.5 * RATIO_CENTER_FRONT);
 393     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 394         &this->in, in_s, &this->out, out_f, 0.5 * RATIO_FRONT_SIDE);
 395   } else if (!in_has_front && !in_has_center && !in_has_side && in_has_rear
 396       && out_has_front) {
 397     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix, &this->in, in_r, &this->out,
 398         out_f, RATIO_FRONT_REAR);
 399   } else if (in_has_front && out_has_center && !out_has_side && !out_has_front) {
 400     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 401         &this->in, in_f, &this->out, out_c, RATIO_CENTER_FRONT);
 402   } else if (in_has_front && !out_has_center && out_has_side && !out_has_front) {
 403     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 404         &this->in, in_f, &this->out, out_s, RATIO_FRONT_SIDE);
 405   } else if (in_has_front && out_has_center && out_has_side && !out_has_front) {
 406     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 407         &this->in, in_f, &this->out, out_c, 0.5 * RATIO_CENTER_FRONT);
 408     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 409         &this->in, in_f, &this->out, out_s, 0.5 * RATIO_FRONT_SIDE);
 410   } else if (in_has_front && !out_has_center && !out_has_side && !out_has_front
 411       && out_has_rear) {
 412     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix, &this->in, in_f, &this->out,
 413         out_r, RATIO_FRONT_REAR);
 414   }
 415
 416   /* side <-> center/front/rear */
 417   if (!in_has_side && in_has_front && !in_has_rear && out_has_side) {
 418     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 419         &this->in, in_f, &this->out, out_s, RATIO_FRONT_SIDE);
 420   } else if (!in_has_side && !in_has_front && in_has_rear && out_has_side) {
 421     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 422         &this->in, in_r, &this->out, out_s, RATIO_SIDE_REAR);
 423   } else if (!in_has_side && in_has_front && in_has_rear && out_has_side) {
 424     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 425         &this->in, in_f, &this->out, out_s, 0.5 * RATIO_FRONT_SIDE);
 426     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 427         &this->in, in_r, &this->out, out_s, 0.5 * RATIO_SIDE_REAR);
 428   } else if (!in_has_side && !in_has_front && !in_has_rear && in_has_center
 429       && out_has_side) {
 430     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix, &this->in, in_c, &this->out,
 431         out_s, RATIO_CENTER_SIDE);
 432   } else if (in_has_side && out_has_front && !out_has_rear && !out_has_side) {
 433     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 434         &this->in, in_s, &this->out, out_f, RATIO_FRONT_SIDE);
 435   } else if (in_has_side && !out_has_front && out_has_rear && !out_has_side) {
 436     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 437         &this->in, in_s, &this->out, out_r, RATIO_SIDE_REAR);
 438   } else if (in_has_side && out_has_front && out_has_rear && !out_has_side) {
 439     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 440         &this->in, in_s, &this->out, out_f, 0.5 * RATIO_FRONT_SIDE);
 441     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 442         &this->in, in_s, &this->out, out_r, 0.5 * RATIO_SIDE_REAR);
 443   } else if (in_has_side && !out_has_front && !out_has_rear && out_has_center
 444       && !out_has_side) {
 445     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix, &this->in, in_s, &this->out,
 446         out_c, RATIO_CENTER_SIDE);
 447   }
 448
 449   /* rear <-> center/front/side */
 450   if (!in_has_rear && in_has_side && out_has_rear) {
 451     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 452         &this->in, in_s, &this->out, out_r, RATIO_SIDE_REAR);
 453   } else if (!in_has_rear && !in_has_side && in_has_front && out_has_rear) {
 454     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 455         &this->in, in_f, &this->out, out_r, RATIO_FRONT_REAR);
 456   } else if (!in_has_rear && !in_has_side && !in_has_front && in_has_center
 457       && out_has_rear) {
 458     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix, &this->in, in_c, &this->out,
 459         out_r, RATIO_CENTER_REAR);
 460   } else if (in_has_rear && !out_has_rear && out_has_side) {
 461     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 462         &this->in, in_r, &this->out, out_s, RATIO_SIDE_REAR);
 463   } else if (in_has_rear && !out_has_rear && !out_has_side && out_has_front) {
 464     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 465         &this->in, in_r, &this->out, out_f, RATIO_FRONT_REAR);
 466   } else if (in_has_rear && !out_has_rear && !out_has_side && !out_has_front
 467       && out_has_center) {
 468     gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix, &this->in, in_r, &this->out,
 469         out_c, RATIO_CENTER_REAR);
 470   }
 471
 472   /* bass <-> any */
 473   if (in_has_bass && !out_has_bass) {
 474     if (out_has_center) {
 475       gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 476           &this->in, in_b, &this->out, out_c, RATIO_CENTER_BASS);
 477     }
 478     if (out_has_front) {
 479       gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 480           &this->in, in_b, &this->out, out_f, RATIO_FRONT_BASS);
 481     }
 482     if (out_has_side) {
 483       gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 484           &this->in, in_b, &this->out, out_s, RATIO_SIDE_BASS);
 485     }
 486     if (out_has_rear) {
 487       gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 488           &this->in, in_b, &this->out, out_r, RATIO_REAR_BASS);
 489     }
 490   } else if (!in_has_bass && out_has_bass) {
 491     if (in_has_center) {
 492       gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 493           &this->in, in_c, &this->out, out_b, RATIO_CENTER_BASS);
 494     }
 495     if (in_has_front) {
 496       gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 497           &this->in, in_f, &this->out, out_b, RATIO_FRONT_BASS);
 498     }
 499     if (in_has_side) {
 500       gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 501           &this->in, in_s, &this->out, out_b, RATIO_REAR_BASS);
 502     }
 503     if (in_has_rear) {
 504       gst_channel_mix_fill_one_other (this->matrix,
 505           &this->in, in_r, &this->out, out_b, RATIO_REAR_BASS);
 506     }
 507   }
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Normalize output values.
 512  */
 513
 514 static void
 515 gst_channel_mix_fill_normalize (AudioConvertCtx * this)
 516 {
 517   gfloat sum, top = 0;
 518   gint i, j;
 519
 520   for (j = 0; j < this->out.channels; j++) {
 521     /* calculate sum */
 522     sum = 0.0;
 523     for (i = 0; i < this->in.channels; i++) {
 524       sum += fabs (this->matrix[i][j]);
 525     }
 526     if (sum > top) {
 527       top = sum;
 528     }
 529   }
 530
 531   /* normalize to this */
 532   if (top == 0.0)
 533     return;
 534
 535   for (j = 0; j < this->out.channels; j++) {
 536     for (i = 0; i < this->in.channels; i++) {
 537       this->matrix[i][j] /= top;
 538     }
 539   }
 540 }
 541
 542 static gboolean
 543 gst_channel_mix_fill_special (AudioConvertCtx * this)
 544 {
 545   GstAudioInfo *in = &this->in, *out = &this->out;
 546
 547   /* Special, standard conversions here */
 548
 549   /* Mono<->Stereo, just a fast-path */
 550   if (in->channels == 2 && out->channels == 1 &&
 551       ((in->position[0] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT &&
 552               in->position[1] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_RIGHT) ||
 553           (in->position[0] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_RIGHT &&
 554               in->position[1] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT)) &&
 555       out->position[0] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_MONO) {
 556     this->matrix[0][0] = 0.5;
 557     this->matrix[1][0] = 0.5;
 558     return TRUE;
 559   } else if (in->channels == 1 && out->channels == 2 &&
 560       ((out->position[0] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT &&
 561               out->position[1] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_RIGHT) ||
 562           (out->position[0] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_RIGHT &&
 563               out->position[1] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT)) &&
 564       in->position[0] == GST_AUDIO_CHANNEL_POSITION_FRONT_MONO) {
 565     this->matrix[0][0] = 1.0;
 566     this->matrix[0][1] = 1.0;
 567     return TRUE;
 568   }
 569
 570   /* TODO: 5.1 <-> Stereo and other standard conversions */
 571
 572   return FALSE;
 573 }
 574
 575 /*
 576  * Automagically generate conversion matrix.
 577  */
 578
 579 static void
 580 gst_channel_mix_fill_matrix (AudioConvertCtx * this)
 581 {
 582   if (gst_channel_mix_fill_special (this))
 583     return;
 584
 585   gst_channel_mix_fill_identical (this);
 586
 587   if (!GST_AUDIO_INFO_IS_UNPOSITIONED (&this->in)) {
 588     gst_channel_mix_fill_compatible (this);
 589     gst_channel_mix_fill_others (this);
 590     gst_channel_mix_fill_normalize (this);
 591   }
 592 }
 593
 594 /* only call after this->out and this->in are filled in */
 595 void
 596 gst_channel_mix_setup_matrix (AudioConvertCtx * this)
 597 {
 598   gint i, j;
 599
 600   /* don't lose memory */
 601   gst_channel_mix_unset_matrix (this);
 602
 603   /* temp storage */
 604   if (GST_AUDIO_FORMAT_INFO_IS_INT (this->in.finfo) ||
 605       GST_AUDIO_FORMAT_INFO_IS_INT (this->out.finfo)) {
 606     this->tmp = (gpointer) g_new (gint32, this->out.channels);
 607   } else {
 608     this->tmp = (gpointer) g_new (gdouble, this->out.channels);
 609   }
 610
 611   /* allocate */
 612   this->matrix = g_new0 (gfloat *, this->in.channels);
 613   for (i = 0; i < this->in.channels; i++) {
 614     this->matrix[i] = g_new (gfloat, this->out.channels);
 615     for (j = 0; j < this->out.channels; j++)
 616       this->matrix[i][j] = 0.;
 617   }
 618
 619   /* setup the matrix' internal values */
 620   gst_channel_mix_fill_matrix (this);
 621
 622 #ifndef GST_DISABLE_GST_DEBUG
 623   /* debug */
 624   {
 625     GString *s;
 626     s = g_string_new ("Matrix for");
 627     g_string_append_printf (s, " %d -> %d: ",
 628         this->in.channels, this->out.channels);
 629     g_string_append (s, "{");
 630     for (i = 0; i < this->in.channels; i++) {
 631       if (i != 0)
 632         g_string_append (s, ",");
 633       g_string_append (s, " {");
 634       for (j = 0; j < this->out.channels; j++) {
 635         if (j != 0)
 636           g_string_append (s, ",");
 637         g_string_append_printf (s, " %f", this->matrix[i][j]);
 638       }
 639       g_string_append (s, " }");
 640     }
 641     g_string_append (s, " }");
 642     GST_DEBUG ("%s", s->str);
 643     g_string_free (s, TRUE);
 644   }
 645 #endif
 646 }
 647
 648 gboolean
 649 gst_channel_mix_passthrough (AudioConvertCtx * this)
 650 {
 651   gint i;
 652
 653   /* only NxN matrices can be identities */
 654   if (this->in.channels != this->out.channels)
 655     return FALSE;
 656
 657   /* this assumes a normalized matrix */
 658   for (i = 0; i < this->in.channels; i++)
 659     if (this->matrix[i][i] != 1.)
 660       return FALSE;
 661
 662   return TRUE;
 663 }
 664
 665 /* IMPORTANT: out_data == in_data is possible, make sure to not overwrite data
 666  * you might need later on! */
 667 void
 668 gst_channel_mix_mix_int (AudioConvertCtx * this,
 669     gint32 * in_data, gint32 * out_data, gint samples)
 670 {
 671   gint in, out, n;
 672   gint64 res;
 673   gboolean backwards;
 674   gint inchannels, outchannels;
 675   gint32 *tmp = (gint32 *) this->tmp;
 676
 677   g_return_if_fail (this->matrix != NULL);
 678   g_return_if_fail (this->tmp != NULL);
 679
 680   inchannels = this->in.channels;
 681   outchannels = this->out.channels;
 682   backwards = outchannels > inchannels;
 683
 684   /* FIXME: use liboil here? */
 685   for (n = (backwards ? samples - 1 : 0); n < samples && n >= 0;
 686       backwards ? n-- : n++) {
 687     for (out = 0; out < outchannels; out++) {
 688       /* convert */
 689       res = 0;
 690       for (in = 0; in < inchannels; in++) {
 691         res += in_data[n * inchannels + in] * this->matrix[in][out];
 692       }
 693
 694       /* clip (shouldn't we use doubles instead as intermediate format?) */
 695       if (res < G_MININT32)
 696         res = G_MININT32;
 697       else if (res > G_MAXINT32)
 698         res = G_MAXINT32;
 699       tmp[out] = res;
 700     }
 701     memcpy (&out_data[n * outchannels], this->tmp,
 702         sizeof (gint32) * outchannels);
 703   }
 704 }
 705
 706 void
 707 gst_channel_mix_mix_float (AudioConvertCtx * this,
 708     gdouble * in_data, gdouble * out_data, gint samples)
 709 {
 710   gint in, out, n;
 711   gdouble res;
 712   gboolean backwards;
 713   gint inchannels, outchannels;
 714   gdouble *tmp = (gdouble *) this->tmp;
 715
 716   g_return_if_fail (this->matrix != NULL);
 717   g_return_if_fail (this->tmp != NULL);
 718
 719   inchannels = this->in.channels;
 720   outchannels = this->out.channels;
 721   backwards = outchannels > inchannels;
 722
 723   /* FIXME: use liboil here? */
 724   for (n = (backwards ? samples - 1 : 0); n < samples && n >= 0;
 725       backwards ? n-- : n++) {
 726     for (out = 0; out < outchannels; out++) {
 727       /* convert */
 728       res = 0.0;
 729       for (in = 0; in < inchannels; in++) {
 730         res += in_data[n * inchannels + in] * this->matrix[in][out];
 731       }
 732
 733       /* clip (shouldn't we use doubles instead as intermediate format?) */
 734       if (res < -1.0)
 735         res = -1.0;
 736       else if (res > 1.0)
 737         res = 1.0;
 738       tmp[out] = res;
 739     }
 740     memcpy (&out_data[n * outchannels], this->tmp,
 741         sizeof (gdouble) * outchannels);
 742   }
 743 }