git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/af_aiir.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2018 Paul B Mahol
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg 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 GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include <float.h>
  22
  23 #include "libavutil/avassert.h"
  24 #include "libavutil/avstring.h"
  25 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "libavutil/xga_font_data.h"
  28 #include "audio.h"
  29 #include "avfilter.h"
  30 #include "internal.h"
  31
  32 typedef struct ThreadData {
  33     AVFrame *in, *out;
  34 } ThreadData;
  35
  36 typedef struct Pair {
  37     int a, b;
  38 } Pair;
  39
  40 typedef struct BiquadContext {
  41     double a[3];
  42     double b[3];
  43     double i1, i2;
  44     double o1, o2;
  45 } BiquadContext;
  46
  47 typedef struct IIRChannel {
  48     int nb_ab[2];
  49     double *ab[2];
  50     double g;
  51     double *cache[2];
  52     BiquadContext *biquads;
  53     int clippings;
  54 } IIRChannel;
  55
  56 typedef struct AudioIIRContext {
  57     const AVClass *class;
  58     char *a_str, *b_str, *g_str;
  59     double dry_gain, wet_gain;
  60     double mix;
  61     int normalize;
  62     int format;
  63     int process;
  64     int precision;
  65     int response;
  66     int w, h;
  67     int ir_channel;
  68     AVRational rate;
  69
  70     AVFrame *video;
  71
  72     IIRChannel *iir;
  73     int channels;
  74     enum AVSampleFormat sample_format;
  75
  76     int (*iir_channel)(AVFilterContext *ctx, void *arg, int ch, int nb_jobs);
  77 } AudioIIRContext;
  78
  79 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  80 {
  81     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
  82     AVFilterFormats *formats;
  83     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  84     enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
  85         AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
  86         AV_SAMPLE_FMT_NONE
  87     };
  88     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  89         AV_PIX_FMT_RGB0,
  90         AV_PIX_FMT_NONE
  91     };
  92     int ret;
  93
  94     if (s->response) {
  95         AVFilterLink *videolink = ctx->outputs[1];
  96
  97         formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
  98         if ((ret = ff_formats_ref(formats, &videolink->in_formats)) < 0)
  99             return ret;
 100     }
 101
 102     layouts = ff_all_channel_counts();
 103     if (!layouts)
 104         return AVERROR(ENOMEM);
 105     ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 106     if (ret < 0)
 107         return ret;
 108
 109     sample_fmts[0] = s->sample_format;
 110     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 111     if (!formats)
 112         return AVERROR(ENOMEM);
 113     ret = ff_set_common_formats(ctx, formats);
 114     if (ret < 0)
 115         return ret;
 116
 117     formats = ff_all_samplerates();
 118     if (!formats)
 119         return AVERROR(ENOMEM);
 120     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 121 }
 122
 123 #define IIR_CH(name, type, min, max, need_clipping)                     \
 124 static int iir_ch_## name(AVFilterContext *ctx, void *arg, int ch, int nb_jobs)  \
 125 {                                                                       \
 126     AudioIIRContext *s = ctx->priv;                                     \
 127     const double ig = s->dry_gain;                                      \
 128     const double og = s->wet_gain;                                      \
 129     const double mix = s->mix;                                          \
 130     ThreadData *td = arg;                                               \
 131     AVFrame *in = td->in, *out = td->out;                               \
 132     const type *src = (const type *)in->extended_data[ch];              \
 133     double *oc = (double *)s->iir[ch].cache[0];                         \
 134     double *ic = (double *)s->iir[ch].cache[1];                         \
 135     const int nb_a = s->iir[ch].nb_ab[0];                               \
 136     const int nb_b = s->iir[ch].nb_ab[1];                               \
 137     const double *a = s->iir[ch].ab[0];                                 \
 138     const double *b = s->iir[ch].ab[1];                                 \
 139     const double g = s->iir[ch].g;                                      \
 140     int *clippings = &s->iir[ch].clippings;                             \
 141     type *dst = (type *)out->extended_data[ch];                         \
 142     int n;                                                              \
 143                                                                         \
 144     for (n = 0; n < in->nb_samples; n++) {                              \
 145         double sample = 0.;                                             \
 146         int x;                                                          \
 147                                                                         \
 148         memmove(&ic[1], &ic[0], (nb_b - 1) * sizeof(*ic));              \
 149         memmove(&oc[1], &oc[0], (nb_a - 1) * sizeof(*oc));              \
 150         ic[0] = src[n] * ig;                                            \
 151         for (x = 0; x < nb_b; x++)                                      \
 152             sample += b[x] * ic[x];                                     \
 153                                                                         \
 154         for (x = 1; x < nb_a; x++)                                      \
 155             sample -= a[x] * oc[x];                                     \
 156                                                                         \
 157         oc[0] = sample;                                                 \
 158         sample *= og * g;                                               \
 159         sample = sample * mix + ic[0] * (1. - mix);                     \
 160         if (need_clipping && sample < min) {                            \
 161             (*clippings)++;                                             \
 162             dst[n] = min;                                               \
 163         } else if (need_clipping && sample > max) {                     \
 164             (*clippings)++;                                             \
 165             dst[n] = max;                                               \
 166         } else {                                                        \
 167             dst[n] = sample;                                            \
 168         }                                                               \
 169     }                                                                   \
 170                                                                         \
 171     return 0;                                                           \
 172 }
 173
 174 IIR_CH(s16p, int16_t, INT16_MIN, INT16_MAX, 1)
 175 IIR_CH(s32p, int32_t, INT32_MIN, INT32_MAX, 1)
 176 IIR_CH(fltp, float,         -1.,        1., 0)
 177 IIR_CH(dblp, double,        -1.,        1., 0)
 178
 179 #define SERIAL_IIR_CH(name, type, min, max, need_clipping)                  \
 180 static int iir_ch_serial_## name(AVFilterContext *ctx, void *arg, int ch, int nb_jobs)  \
 181 {                                                                       \
 182     AudioIIRContext *s = ctx->priv;                                     \
 183     const double ig = s->dry_gain;                                      \
 184     const double og = s->wet_gain;                                      \
 185     const double mix = s->mix;                                          \
 186     ThreadData *td = arg;                                               \
 187     AVFrame *in = td->in, *out = td->out;                               \
 188     const type *src = (const type *)in->extended_data[ch];              \
 189     type *dst = (type *)out->extended_data[ch];                         \
 190     IIRChannel *iir = &s->iir[ch];                                      \
 191     const double g = iir->g;                                            \
 192     int *clippings = &iir->clippings;                                   \
 193     int nb_biquads = (FFMAX(iir->nb_ab[0], iir->nb_ab[1]) + 1) / 2;     \
 194     int n, i;                                                           \
 195                                                                         \
 196     for (i = 0; i < nb_biquads; i++) {                                  \
 197         const double a1 = -iir->biquads[i].a[1];                        \
 198         const double a2 = -iir->biquads[i].a[2];                        \
 199         const double b0 = iir->biquads[i].b[0];                         \
 200         const double b1 = iir->biquads[i].b[1];                         \
 201         const double b2 = iir->biquads[i].b[2];                         \
 202         double i1 = iir->biquads[i].i1;                                 \
 203         double i2 = iir->biquads[i].i2;                                 \
 204         double o1 = iir->biquads[i].o1;                                 \
 205         double o2 = iir->biquads[i].o2;                                 \
 206                                                                         \
 207         for (n = 0; n < in->nb_samples; n++) {                          \
 208             double sample = ig * (i ? dst[n] : src[n]);                 \
 209             double o0 = sample * b0 + i1 * b1 + i2 * b2 + o1 * a1 + o2 * a2; \
 210                                                                         \
 211             i2 = i1;                                                    \
 212             i1 = src[n];                                                \
 213             o2 = o1;                                                    \
 214             o1 = o0;                                                    \
 215             o0 *= og * g;                                               \
 216                                                                         \
 217             o0 = o0 * mix + (1. - mix) * sample;                        \
 218             if (need_clipping && o0 < min) {                            \
 219                 (*clippings)++;                                         \
 220                 dst[n] = min;                                           \
 221             } else if (need_clipping && o0 > max) {                     \
 222                 (*clippings)++;                                         \
 223                 dst[n] = max;                                           \
 224             } else {                                                    \
 225                 dst[n] = o0;                                            \
 226             }                                                           \
 227         }                                                               \
 228         iir->biquads[i].i1 = i1;                                        \
 229         iir->biquads[i].i2 = i2;                                        \
 230         iir->biquads[i].o1 = o1;                                        \
 231         iir->biquads[i].o2 = o2;                                        \
 232     }                                                                   \
 233                                                                         \
 234     return 0;                                                           \
 235 }
 236
 237 SERIAL_IIR_CH(s16p, int16_t, INT16_MIN, INT16_MAX, 1)
 238 SERIAL_IIR_CH(s32p, int32_t, INT32_MIN, INT32_MAX, 1)
 239 SERIAL_IIR_CH(fltp, float,         -1.,        1., 0)
 240 SERIAL_IIR_CH(dblp, double,        -1.,        1., 0)
 241
 242 static void count_coefficients(char *item_str, int *nb_items)
 243 {
 244     char *p;
 245
 246     if (!item_str)
 247         return;
 248
 249     *nb_items = 1;
 250     for (p = item_str; *p && *p != '|'; p++) {
 251         if (*p == ' ')
 252             (*nb_items)++;
 253     }
 254 }
 255
 256 static int read_gains(AVFilterContext *ctx, char *item_str, int nb_items)
 257 {
 258     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 259     char *p, *arg, *old_str, *prev_arg = NULL, *saveptr = NULL;
 260     int i;
 261
 262     p = old_str = av_strdup(item_str);
 263     if (!p)
 264         return AVERROR(ENOMEM);
 265     for (i = 0; i < nb_items; i++) {
 266         if (!(arg = av_strtok(p, "|", &saveptr)))
 267             arg = prev_arg;
 268
 269         if (!arg) {
 270             av_freep(&old_str);
 271             return AVERROR(EINVAL);
 272         }
 273
 274         p = NULL;
 275         if (sscanf(arg, "%lf", &s->iir[i].g) != 1) {
 276             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid gains supplied: %s\n", arg);
 277             av_freep(&old_str);
 278             return AVERROR(EINVAL);
 279         }
 280
 281         prev_arg = arg;
 282     }
 283
 284     av_freep(&old_str);
 285
 286     return 0;
 287 }
 288
 289 static int read_tf_coefficients(AVFilterContext *ctx, char *item_str, int nb_items, double *dst)
 290 {
 291     char *p, *arg, *old_str, *saveptr = NULL;
 292     int i;
 293
 294     p = old_str = av_strdup(item_str);
 295     if (!p)
 296         return AVERROR(ENOMEM);
 297     for (i = 0; i < nb_items; i++) {
 298         if (!(arg = av_strtok(p, " ", &saveptr)))
 299             break;
 300
 301         p = NULL;
 302         if (sscanf(arg, "%lf", &dst[i]) != 1) {
 303             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid coefficients supplied: %s\n", arg);
 304             av_freep(&old_str);
 305             return AVERROR(EINVAL);
 306         }
 307     }
 308
 309     av_freep(&old_str);
 310
 311     return 0;
 312 }
 313
 314 static int read_zp_coefficients(AVFilterContext *ctx, char *item_str, int nb_items, double *dst, const char *format)
 315 {
 316     char *p, *arg, *old_str, *saveptr = NULL;
 317     int i;
 318
 319     p = old_str = av_strdup(item_str);
 320     if (!p)
 321         return AVERROR(ENOMEM);
 322     for (i = 0; i < nb_items; i++) {
 323         if (!(arg = av_strtok(p, " ", &saveptr)))
 324             break;
 325
 326         p = NULL;
 327         if (sscanf(arg, format, &dst[i*2], &dst[i*2+1]) != 2) {
 328             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid coefficients supplied: %s\n", arg);
 329             av_freep(&old_str);
 330             return AVERROR(EINVAL);
 331         }
 332     }
 333
 334     av_freep(&old_str);
 335
 336     return 0;
 337 }
 338
 339 static const char *format[] = { "%lf", "%lf %lfi", "%lf %lfr", "%lf %lfd", "%lf %lfi" };
 340
 341 static int read_channels(AVFilterContext *ctx, int channels, uint8_t *item_str, int ab)
 342 {
 343     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 344     char *p, *arg, *old_str, *prev_arg = NULL, *saveptr = NULL;
 345     int i, ret;
 346
 347     p = old_str = av_strdup(item_str);
 348     if (!p)
 349         return AVERROR(ENOMEM);
 350     for (i = 0; i < channels; i++) {
 351         IIRChannel *iir = &s->iir[i];
 352
 353         if (!(arg = av_strtok(p, "|", &saveptr)))
 354             arg = prev_arg;
 355
 356         if (!arg) {
 357             av_freep(&old_str);
 358             return AVERROR(EINVAL);
 359         }
 360
 361         count_coefficients(arg, &iir->nb_ab[ab]);
 362
 363         p = NULL;
 364         iir->cache[ab] = av_calloc(iir->nb_ab[ab] + 1, sizeof(double));
 365         iir->ab[ab] = av_calloc(iir->nb_ab[ab] * (!!s->format + 1), sizeof(double));
 366         if (!iir->ab[ab] || !iir->cache[ab]) {
 367             av_freep(&old_str);
 368             return AVERROR(ENOMEM);
 369         }
 370
 371         if (s->format) {
 372             ret = read_zp_coefficients(ctx, arg, iir->nb_ab[ab], iir->ab[ab], format[s->format]);
 373         } else {
 374             ret = read_tf_coefficients(ctx, arg, iir->nb_ab[ab], iir->ab[ab]);
 375         }
 376         if (ret < 0) {
 377             av_freep(&old_str);
 378             return ret;
 379         }
 380         prev_arg = arg;
 381     }
 382
 383     av_freep(&old_str);
 384
 385     return 0;
 386 }
 387
 388 static void multiply(double wre, double wim, int npz, double *coeffs)
 389 {
 390     double nwre = -wre, nwim = -wim;
 391     double cre, cim;
 392     int i;
 393
 394     for (i = npz; i >= 1; i--) {
 395         cre = coeffs[2 * i + 0];
 396         cim = coeffs[2 * i + 1];
 397
 398         coeffs[2 * i + 0] = (nwre * cre - nwim * cim) + coeffs[2 * (i - 1) + 0];
 399         coeffs[2 * i + 1] = (nwre * cim + nwim * cre) + coeffs[2 * (i - 1) + 1];
 400     }
 401
 402     cre = coeffs[0];
 403     cim = coeffs[1];
 404     coeffs[0] = nwre * cre - nwim * cim;
 405     coeffs[1] = nwre * cim + nwim * cre;
 406 }
 407
 408 static int expand(AVFilterContext *ctx, double *pz, int nb, double *coeffs)
 409 {
 410     int i;
 411
 412     coeffs[0] = 1.0;
 413     coeffs[1] = 0.0;
 414
 415     for (i = 0; i < nb; i++) {
 416         coeffs[2 * (i + 1)    ] = 0.0;
 417         coeffs[2 * (i + 1) + 1] = 0.0;
 418     }
 419
 420     for (i = 0; i < nb; i++)
 421         multiply(pz[2 * i], pz[2 * i + 1], nb, coeffs);
 422
 423     for (i = 0; i < nb + 1; i++) {
 424         if (fabs(coeffs[2 * i + 1]) > FLT_EPSILON) {
 425             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "coeff: %f of z^%d is not real; poles/zeros are not complex conjugates.\n",
 426                    coeffs[2 * i + 1], i);
 427             return AVERROR(EINVAL);
 428         }
 429     }
 430
 431     return 0;
 432 }
 433
 434 static void normalize_coeffs(AVFilterContext *ctx, int ch)
 435 {
 436     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 437     IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
 438     double sum_den = 0.;
 439
 440     if (!s->normalize)
 441         return;
 442
 443     for (int i = 0; i < iir->nb_ab[1]; i++) {
 444         sum_den += iir->ab[1][i];
 445     }
 446
 447     if (sum_den > 1e-6) {
 448         double factor, sum_num = 0.;
 449
 450         for (int i = 0; i < iir->nb_ab[0]; i++) {
 451             sum_num += iir->ab[0][i];
 452         }
 453
 454         factor = sum_num / sum_den;
 455
 456         for (int i = 0; i < iir->nb_ab[1]; i++) {
 457             iir->ab[1][i] *= factor;
 458         }
 459     }
 460 }
 461
 462 static int convert_zp2tf(AVFilterContext *ctx, int channels)
 463 {
 464     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 465     int ch, i, j, ret = 0;
 466
 467     for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
 468         IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
 469         double *topc, *botc;
 470
 471         topc = av_calloc((iir->nb_ab[0] + 1) * 2, sizeof(*topc));
 472         botc = av_calloc((iir->nb_ab[1] + 1) * 2, sizeof(*botc));
 473         if (!topc || !botc) {
 474             ret = AVERROR(ENOMEM);
 475             goto fail;
 476         }
 477
 478         ret = expand(ctx, iir->ab[0], iir->nb_ab[0], botc);
 479         if (ret < 0) {
 480             goto fail;
 481         }
 482
 483         ret = expand(ctx, iir->ab[1], iir->nb_ab[1], topc);
 484         if (ret < 0) {
 485             goto fail;
 486         }
 487
 488         for (j = 0, i = iir->nb_ab[1]; i >= 0; j++, i--) {
 489             iir->ab[1][j] = topc[2 * i];
 490         }
 491         iir->nb_ab[1]++;
 492
 493         for (j = 0, i = iir->nb_ab[0]; i >= 0; j++, i--) {
 494             iir->ab[0][j] = botc[2 * i];
 495         }
 496         iir->nb_ab[0]++;
 497
 498         normalize_coeffs(ctx, ch);
 499
 500 fail:
 501         av_free(topc);
 502         av_free(botc);
 503         if (ret < 0)
 504             break;
 505     }
 506
 507     return ret;
 508 }
 509
 510 static int decompose_zp2biquads(AVFilterContext *ctx, int channels)
 511 {
 512     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 513     int ch, ret;
 514
 515     for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
 516         IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
 517         int nb_biquads = (FFMAX(iir->nb_ab[0], iir->nb_ab[1]) + 1) / 2;
 518         int current_biquad = 0;
 519
 520         iir->biquads = av_calloc(nb_biquads, sizeof(BiquadContext));
 521         if (!iir->biquads)
 522             return AVERROR(ENOMEM);
 523
 524         while (nb_biquads--) {
 525             Pair outmost_pole = { -1, -1 };
 526             Pair nearest_zero = { -1, -1 };
 527             double zeros[4] = { 0 };
 528             double poles[4] = { 0 };
 529             double b[6] = { 0 };
 530             double a[6] = { 0 };
 531             double min_distance = DBL_MAX;
 532             double max_mag = 0;
 533             double factor;
 534             int i;
 535
 536             for (i = 0; i < iir->nb_ab[0]; i++) {
 537                 double mag;
 538
 539                 if (isnan(iir->ab[0][2 * i]) || isnan(iir->ab[0][2 * i + 1]))
 540                     continue;
 541                 mag = hypot(iir->ab[0][2 * i], iir->ab[0][2 * i + 1]);
 542
 543                 if (mag > max_mag) {
 544                     max_mag = mag;
 545                     outmost_pole.a = i;
 546                 }
 547             }
 548
 549             for (i = 0; i < iir->nb_ab[0]; i++) {
 550                 if (isnan(iir->ab[0][2 * i]) || isnan(iir->ab[0][2 * i + 1]))
 551                     continue;
 552
 553                 if (iir->ab[0][2 * i    ] ==  iir->ab[0][2 * outmost_pole.a    ] &&
 554                     iir->ab[0][2 * i + 1] == -iir->ab[0][2 * outmost_pole.a + 1]) {
 555                     outmost_pole.b = i;
 556                     break;
 557                 }
 558             }
 559
 560             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "outmost_pole is %d.%d\n", outmost_pole.a, outmost_pole.b);
 561
 562             if (outmost_pole.a < 0 || outmost_pole.b < 0)
 563                 return AVERROR(EINVAL);
 564
 565             for (i = 0; i < iir->nb_ab[1]; i++) {
 566                 double distance;
 567
 568                 if (isnan(iir->ab[1][2 * i]) || isnan(iir->ab[1][2 * i + 1]))
 569                     continue;
 570                 distance = hypot(iir->ab[0][2 * outmost_pole.a    ] - iir->ab[1][2 * i    ],
 571                                  iir->ab[0][2 * outmost_pole.a + 1] - iir->ab[1][2 * i + 1]);
 572
 573                 if (distance < min_distance) {
 574                     min_distance = distance;
 575                     nearest_zero.a = i;
 576                 }
 577             }
 578
 579             for (i = 0; i < iir->nb_ab[1]; i++) {
 580                 if (isnan(iir->ab[1][2 * i]) || isnan(iir->ab[1][2 * i + 1]))
 581                     continue;
 582
 583                 if (iir->ab[1][2 * i    ] ==  iir->ab[1][2 * nearest_zero.a    ] &&
 584                     iir->ab[1][2 * i + 1] == -iir->ab[1][2 * nearest_zero.a + 1]) {
 585                     nearest_zero.b = i;
 586                     break;
 587                 }
 588             }
 589
 590             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "nearest_zero is %d.%d\n", nearest_zero.a, nearest_zero.b);
 591
 592             if (nearest_zero.a < 0 || nearest_zero.b < 0)
 593                 return AVERROR(EINVAL);
 594
 595             poles[0] = iir->ab[0][2 * outmost_pole.a    ];
 596             poles[1] = iir->ab[0][2 * outmost_pole.a + 1];
 597
 598             zeros[0] = iir->ab[1][2 * nearest_zero.a    ];
 599             zeros[1] = iir->ab[1][2 * nearest_zero.a + 1];
 600
 601             if (nearest_zero.a == nearest_zero.b && outmost_pole.a == outmost_pole.b) {
 602                 zeros[2] = 0;
 603                 zeros[3] = 0;
 604
 605                 poles[2] = 0;
 606                 poles[3] = 0;
 607             } else {
 608                 poles[2] = iir->ab[0][2 * outmost_pole.b    ];
 609                 poles[3] = iir->ab[0][2 * outmost_pole.b + 1];
 610
 611                 zeros[2] = iir->ab[1][2 * nearest_zero.b    ];
 612                 zeros[3] = iir->ab[1][2 * nearest_zero.b + 1];
 613             }
 614
 615             ret = expand(ctx, zeros, 2, b);
 616             if (ret < 0)
 617                 return ret;
 618
 619             ret = expand(ctx, poles, 2, a);
 620             if (ret < 0)
 621                 return ret;
 622
 623             iir->ab[0][2 * outmost_pole.a] = iir->ab[0][2 * outmost_pole.a + 1] = NAN;
 624             iir->ab[0][2 * outmost_pole.b] = iir->ab[0][2 * outmost_pole.b + 1] = NAN;
 625             iir->ab[1][2 * nearest_zero.a] = iir->ab[1][2 * nearest_zero.a + 1] = NAN;
 626             iir->ab[1][2 * nearest_zero.b] = iir->ab[1][2 * nearest_zero.b + 1] = NAN;
 627
 628             iir->biquads[current_biquad].a[0] = 1.;
 629             iir->biquads[current_biquad].a[1] = a[2] / a[4];
 630             iir->biquads[current_biquad].a[2] = a[0] / a[4];
 631             iir->biquads[current_biquad].b[0] = b[4] / a[4];
 632             iir->biquads[current_biquad].b[1] = b[2] / a[4];
 633             iir->biquads[current_biquad].b[2] = b[0] / a[4];
 634
 635             if (s->normalize &&
 636                 fabs(iir->biquads[current_biquad].b[0] +
 637                      iir->biquads[current_biquad].b[1] +
 638                      iir->biquads[current_biquad].b[2]) > 1e-6) {
 639                 factor = (iir->biquads[current_biquad].a[0] +
 640                           iir->biquads[current_biquad].a[1] +
 641                           iir->biquads[current_biquad].a[2]) /
 642                          (iir->biquads[current_biquad].b[0] +
 643                           iir->biquads[current_biquad].b[1] +
 644                           iir->biquads[current_biquad].b[2]);
 645
 646                 av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "factor=%f\n", factor);
 647
 648                 iir->biquads[current_biquad].b[0] *= factor;
 649                 iir->biquads[current_biquad].b[1] *= factor;
 650                 iir->biquads[current_biquad].b[2] *= factor;
 651             }
 652
 653             iir->biquads[current_biquad].b[0] *= (current_biquad ? 1.0 : iir->g);
 654             iir->biquads[current_biquad].b[1] *= (current_biquad ? 1.0 : iir->g);
 655             iir->biquads[current_biquad].b[2] *= (current_biquad ? 1.0 : iir->g);
 656
 657             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "a=%f %f %f:b=%f %f %f\n",
 658                    iir->biquads[current_biquad].a[0],
 659                    iir->biquads[current_biquad].a[1],
 660                    iir->biquads[current_biquad].a[2],
 661                    iir->biquads[current_biquad].b[0],
 662                    iir->biquads[current_biquad].b[1],
 663                    iir->biquads[current_biquad].b[2]);
 664
 665             current_biquad++;
 666         }
 667     }
 668
 669     return 0;
 670 }
 671
 672 static void convert_pr2zp(AVFilterContext *ctx, int channels)
 673 {
 674     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 675     int ch;
 676
 677     for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
 678         IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
 679         int n;
 680
 681         for (n = 0; n < iir->nb_ab[0]; n++) {
 682             double r = iir->ab[0][2*n];
 683             double angle = iir->ab[0][2*n+1];
 684
 685             iir->ab[0][2*n]   = r * cos(angle);
 686             iir->ab[0][2*n+1] = r * sin(angle);
 687         }
 688
 689         for (n = 0; n < iir->nb_ab[1]; n++) {
 690             double r = iir->ab[1][2*n];
 691             double angle = iir->ab[1][2*n+1];
 692
 693             iir->ab[1][2*n]   = r * cos(angle);
 694             iir->ab[1][2*n+1] = r * sin(angle);
 695         }
 696     }
 697 }
 698
 699 static void convert_sp2zp(AVFilterContext *ctx, int channels)
 700 {
 701     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 702     int ch;
 703
 704     for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
 705         IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
 706         int n;
 707
 708         for (n = 0; n < iir->nb_ab[0]; n++) {
 709             double sr = iir->ab[0][2*n];
 710             double si = iir->ab[0][2*n+1];
 711             double snr = 1. + sr;
 712             double sdr = 1. - sr;
 713             double div = sdr * sdr + si * si;
 714
 715             iir->ab[0][2*n]   = (snr * sdr - si * si) / div;
 716             iir->ab[0][2*n+1] = (sdr * si + snr * si) / div;
 717         }
 718
 719         for (n = 0; n < iir->nb_ab[1]; n++) {
 720             double sr = iir->ab[1][2*n];
 721             double si = iir->ab[1][2*n+1];
 722             double snr = 1. + sr;
 723             double sdr = 1. - sr;
 724             double div = sdr * sdr + si * si;
 725
 726             iir->ab[1][2*n]   = (snr * sdr - si * si) / div;
 727             iir->ab[1][2*n+1] = (sdr * si + snr * si) / div;
 728         }
 729     }
 730 }
 731
 732 static void convert_pd2zp(AVFilterContext *ctx, int channels)
 733 {
 734     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 735     int ch;
 736
 737     for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
 738         IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
 739         int n;
 740
 741         for (n = 0; n < iir->nb_ab[0]; n++) {
 742             double r = iir->ab[0][2*n];
 743             double angle = M_PI*iir->ab[0][2*n+1]/180.;
 744
 745             iir->ab[0][2*n]   = r * cos(angle);
 746             iir->ab[0][2*n+1] = r * sin(angle);
 747         }
 748
 749         for (n = 0; n < iir->nb_ab[1]; n++) {
 750             double r = iir->ab[1][2*n];
 751             double angle = M_PI*iir->ab[1][2*n+1]/180.;
 752
 753             iir->ab[1][2*n]   = r * cos(angle);
 754             iir->ab[1][2*n+1] = r * sin(angle);
 755         }
 756     }
 757 }
 758
 759 static void check_stability(AVFilterContext *ctx, int channels)
 760 {
 761     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 762     int ch;
 763
 764     for (ch = 0; ch < channels; ch++) {
 765         IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
 766
 767         for (int n = 0; n < iir->nb_ab[0]; n++) {
 768             double pr = hypot(iir->ab[0][2*n], iir->ab[0][2*n+1]);
 769
 770             if (pr >= 1.) {
 771                 av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "pole %d at channel %d is unstable\n", n, ch);
 772                 break;
 773             }
 774         }
 775     }
 776 }
 777
 778 static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, uint32_t color)
 779 {
 780     const uint8_t *font;
 781     int font_height;
 782     int i;
 783
 784     font = avpriv_cga_font, font_height = 8;
 785
 786     for (i = 0; txt[i]; i++) {
 787         int char_y, mask;
 788
 789         uint8_t *p = pic->data[0] + y * pic->linesize[0] + (x + i * 8) * 4;
 790         for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
 791             for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
 792                 if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
 793                     AV_WL32(p, color);
 794                 p += 4;
 795             }
 796             p += pic->linesize[0] - 8 * 4;
 797         }
 798     }
 799 }
 800
 801 static void draw_line(AVFrame *out, int x0, int y0, int x1, int y1, uint32_t color)
 802 {
 803     int dx = FFABS(x1-x0);
 804     int dy = FFABS(y1-y0), sy = y0 < y1 ? 1 : -1;
 805     int err = (dx>dy ? dx : -dy) / 2, e2;
 806
 807     for (;;) {
 808         AV_WL32(out->data[0] + y0 * out->linesize[0] + x0 * 4, color);
 809
 810         if (x0 == x1 && y0 == y1)
 811             break;
 812
 813         e2 = err;
 814
 815         if (e2 >-dx) {
 816             err -= dy;
 817             x0--;
 818         }
 819
 820         if (e2 < dy) {
 821             err += dx;
 822             y0 += sy;
 823         }
 824     }
 825 }
 826
 827 static void get_response(int channel, int format, double w,
 828                          const double *b, const double *a,
 829                          int nb_b, int nb_a, double *r, double *i)
 830 {
 831     double realz, realp;
 832     double imagz, imagp;
 833     double real, imag;
 834     double div;
 835
 836     if (format == 0) {
 837         realz = 0., realp = 0.;
 838         imagz = 0., imagp = 0.;
 839         for (int x = 0; x < nb_a; x++) {
 840             realz += cos(-x * w) * a[x];
 841             imagz += sin(-x * w) * a[x];
 842         }
 843
 844         for (int x = 0; x < nb_b; x++) {
 845             realp += cos(-x * w) * b[x];
 846             imagp += sin(-x * w) * b[x];
 847         }
 848
 849         div = realp * realp + imagp * imagp;
 850         real = (realz * realp + imagz * imagp) / div;
 851         imag = (imagz * realp - imagp * realz) / div;
 852     } else {
 853         real = 1;
 854         imag = 0;
 855         for (int x = 0; x < nb_a; x++) {
 856             double ore, oim, re, im;
 857
 858             re = cos(w) - a[2 * x];
 859             im = sin(w) - a[2 * x + 1];
 860
 861             ore = real;
 862             oim = imag;
 863
 864             real = ore * re - oim * im;
 865             imag = ore * im + oim * re;
 866         }
 867
 868         for (int x = 0; x < nb_b; x++) {
 869             double ore, oim, re, im;
 870
 871             re = cos(w) - b[2 * x];
 872             im = sin(w) - b[2 * x + 1];
 873
 874             ore = real;
 875             oim = imag;
 876             div = re * re + im * im;
 877
 878             real = (ore * re + oim * im) / div;
 879             imag = (oim * re - ore * im) / div;
 880         }
 881     }
 882
 883     *r = real;
 884     *i = imag;
 885 }
 886
 887 static void draw_response(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out, int sample_rate)
 888 {
 889     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
 890     double *mag, *phase, *temp, *delay, min = DBL_MAX, max = -DBL_MAX;
 891     double min_delay = DBL_MAX, max_delay = -DBL_MAX, min_phase, max_phase;
 892     int prev_ymag = -1, prev_yphase = -1, prev_ydelay = -1;
 893     char text[32];
 894     int ch, i;
 895
 896     memset(out->data[0], 0, s->h * out->linesize[0]);
 897
 898     phase = av_malloc_array(s->w, sizeof(*phase));
 899     temp = av_malloc_array(s->w, sizeof(*temp));
 900     mag = av_malloc_array(s->w, sizeof(*mag));
 901     delay = av_malloc_array(s->w, sizeof(*delay));
 902     if (!mag || !phase || !delay || !temp)
 903         goto end;
 904
 905     ch = av_clip(s->ir_channel, 0, s->channels - 1);
 906     for (i = 0; i < s->w; i++) {
 907         const double *b = s->iir[ch].ab[0];
 908         const double *a = s->iir[ch].ab[1];
 909         const int nb_b = s->iir[ch].nb_ab[0];
 910         const int nb_a = s->iir[ch].nb_ab[1];
 911         double w = i * M_PI / (s->w - 1);
 912         double real, imag;
 913
 914         get_response(ch, s->format, w, b, a, nb_b, nb_a, &real, &imag);
 915
 916         mag[i] = s->iir[ch].g * hypot(real, imag);
 917         phase[i] = atan2(imag, real);
 918         min = fmin(min, mag[i]);
 919         max = fmax(max, mag[i]);
 920     }
 921
 922     temp[0] = 0.;
 923     for (i = 0; i < s->w - 1; i++) {
 924         double d = phase[i] - phase[i + 1];
 925         temp[i + 1] = ceil(fabs(d) / (2. * M_PI)) * 2. * M_PI * ((d > M_PI) - (d < -M_PI));
 926     }
 927
 928     min_phase = phase[0];
 929     max_phase = phase[0];
 930     for (i = 1; i < s->w; i++) {
 931         temp[i] += temp[i - 1];
 932         phase[i] += temp[i];
 933         min_phase = fmin(min_phase, phase[i]);
 934         max_phase = fmax(max_phase, phase[i]);
 935     }
 936
 937     for (i = 0; i < s->w - 1; i++) {
 938         double div = s->w / (double)sample_rate;
 939
 940         delay[i + 1] = -(phase[i] - phase[i + 1]) / div;
 941         min_delay = fmin(min_delay, delay[i + 1]);
 942         max_delay = fmax(max_delay, delay[i + 1]);
 943     }
 944     delay[0] = delay[1];
 945
 946     for (i = 0; i < s->w; i++) {
 947         int ymag = mag[i] / max * (s->h - 1);
 948         int ydelay = (delay[i] - min_delay) / (max_delay - min_delay) * (s->h - 1);
 949         int yphase = (phase[i] - min_phase) / (max_phase - min_phase) * (s->h - 1);
 950
 951         ymag = s->h - 1 - av_clip(ymag, 0, s->h - 1);
 952         yphase = s->h - 1 - av_clip(yphase, 0, s->h - 1);
 953         ydelay = s->h - 1 - av_clip(ydelay, 0, s->h - 1);
 954
 955         if (prev_ymag < 0)
 956             prev_ymag = ymag;
 957         if (prev_yphase < 0)
 958             prev_yphase = yphase;
 959         if (prev_ydelay < 0)
 960             prev_ydelay = ydelay;
 961
 962         draw_line(out, i,   ymag, FFMAX(i - 1, 0),   prev_ymag, 0xFFFF00FF);
 963         draw_line(out, i, yphase, FFMAX(i - 1, 0), prev_yphase, 0xFF00FF00);
 964         draw_line(out, i, ydelay, FFMAX(i - 1, 0), prev_ydelay, 0xFF00FFFF);
 965
 966         prev_ymag   = ymag;
 967         prev_yphase = yphase;
 968         prev_ydelay = ydelay;
 969     }
 970
 971     if (s->w > 400 && s->h > 100) {
 972         drawtext(out, 2, 2, "Max Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
 973         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max);
 974         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 2, text, 0xDDDDDDDD);
 975
 976         drawtext(out, 2, 12, "Min Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
 977         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min);
 978         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 12, text, 0xDDDDDDDD);
 979
 980         drawtext(out, 2, 22, "Max Phase:", 0xDDDDDDDD);
 981         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max_phase);
 982         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 22, text, 0xDDDDDDDD);
 983
 984         drawtext(out, 2, 32, "Min Phase:", 0xDDDDDDDD);
 985         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min_phase);
 986         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 32, text, 0xDDDDDDDD);
 987
 988         drawtext(out, 2, 42, "Max Delay:", 0xDDDDDDDD);
 989         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max_delay);
 990         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 42, text, 0xDDDDDDDD);
 991
 992         drawtext(out, 2, 52, "Min Delay:", 0xDDDDDDDD);
 993         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min_delay);
 994         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 52, text, 0xDDDDDDDD);
 995     }
 996
 997 end:
 998     av_free(delay);
 999     av_free(temp);
1000     av_free(phase);
1001     av_free(mag);
1002 }
1003
1004 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
1005 {
1006     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
1007     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
1008     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
1009     int ch, ret, i;
1010
1011     s->channels = inlink->channels;
1012     s->iir = av_calloc(s->channels, sizeof(*s->iir));
1013     if (!s->iir)
1014         return AVERROR(ENOMEM);
1015
1016     ret = read_gains(ctx, s->g_str, inlink->channels);
1017     if (ret < 0)
1018         return ret;
1019
1020     ret = read_channels(ctx, inlink->channels, s->a_str, 0);
1021     if (ret < 0)
1022         return ret;
1023
1024     ret = read_channels(ctx, inlink->channels, s->b_str, 1);
1025     if (ret < 0)
1026         return ret;
1027
1028     if (s->format == 2) {
1029         convert_pr2zp(ctx, inlink->channels);
1030     } else if (s->format == 3) {
1031         convert_pd2zp(ctx, inlink->channels);
1032     } else if (s->format == 4) {
1033         convert_sp2zp(ctx, inlink->channels);
1034     }
1035     if (s->format > 0) {
1036         check_stability(ctx, inlink->channels);
1037     }
1038
1039     if (s->format == 0)
1040         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "tf coefficients format is not recommended for too high number of zeros/poles.\n");
1041
1042     if (s->format > 0 && s->process == 0) {
1043         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Direct processsing is not recommended for zp coefficients format.\n");
1044
1045         ret = convert_zp2tf(ctx, inlink->channels);
1046         if (ret < 0)
1047             return ret;
1048     } else if (s->format == 0 && s->process == 1) {
1049         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Serial cascading is not implemented for transfer function.\n");
1050         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1051     } else if (s->format > 0 && s->process == 1) {
1052         if (inlink->format == AV_SAMPLE_FMT_S16P)
1053             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Serial cascading is not recommended for i16 precision.\n");
1054
1055         ret = decompose_zp2biquads(ctx, inlink->channels);
1056         if (ret < 0)
1057             return ret;
1058     }
1059
1060     for (ch = 0; s->format == 0 && ch < inlink->channels; ch++) {
1061         IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
1062
1063         for (i = 1; i < iir->nb_ab[0]; i++) {
1064             iir->ab[0][i] /= iir->ab[0][0];
1065         }
1066
1067         iir->ab[0][0] = 1.0;
1068         for (i = 0; i < iir->nb_ab[1]; i++) {
1069             iir->ab[1][i] *= iir->g;
1070         }
1071
1072         normalize_coeffs(ctx, ch);
1073     }
1074
1075     switch (inlink->format) {
1076     case AV_SAMPLE_FMT_DBLP: s->iir_channel = s->process == 1 ? iir_ch_serial_dblp : iir_ch_dblp; break;
1077     case AV_SAMPLE_FMT_FLTP: s->iir_channel = s->process == 1 ? iir_ch_serial_fltp : iir_ch_fltp; break;
1078     case AV_SAMPLE_FMT_S32P: s->iir_channel = s->process == 1 ? iir_ch_serial_s32p : iir_ch_s32p; break;
1079     case AV_SAMPLE_FMT_S16P: s->iir_channel = s->process == 1 ? iir_ch_serial_s16p : iir_ch_s16p; break;
1080     }
1081
1082     av_frame_free(&s->video);
1083     if (s->response) {
1084         s->video = ff_get_video_buffer(ctx->outputs[1], s->w, s->h);
1085         if (!s->video)
1086             return AVERROR(ENOMEM);
1087
1088         draw_response(ctx, s->video, inlink->sample_rate);
1089     }
1090
1091     return 0;
1092 }
1093
1094 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
1095 {
1096     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
1097     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
1098     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
1099     ThreadData td;
1100     AVFrame *out;
1101     int ch, ret;
1102
1103     if (av_frame_is_writable(in)) {
1104         out = in;
1105     } else {
1106         out = ff_get_audio_buffer(outlink, in->nb_samples);
1107         if (!out) {
1108             av_frame_free(&in);
1109             return AVERROR(ENOMEM);
1110         }
1111         av_frame_copy_props(out, in);
1112     }
1113
1114     td.in  = in;
1115     td.out = out;
1116     ctx->internal->execute(ctx, s->iir_channel, &td, NULL, outlink->channels);
1117
1118     for (ch = 0; ch < outlink->channels; ch++) {
1119         if (s->iir[ch].clippings > 0)
1120             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Channel %d clipping %d times. Please reduce gain.\n",
1121                    ch, s->iir[ch].clippings);
1122         s->iir[ch].clippings = 0;
1123     }
1124
1125     if (in != out)
1126         av_frame_free(&in);
1127
1128     if (s->response) {
1129         AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[1];
1130         int64_t old_pts = s->video->pts;
1131         int64_t new_pts = av_rescale_q(out->pts, ctx->inputs[0]->time_base, outlink->time_base);
1132
1133         if (new_pts > old_pts) {
1134             AVFrame *clone;
1135
1136             s->video->pts = new_pts;
1137             clone = av_frame_clone(s->video);
1138             if (!clone)
1139                 return AVERROR(ENOMEM);
1140             ret = ff_filter_frame(outlink, clone);
1141             if (ret < 0)
1142                 return ret;
1143         }
1144     }
1145
1146     return ff_filter_frame(outlink, out);
1147 }
1148
1149 static int config_video(AVFilterLink *outlink)
1150 {
1151     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
1152     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
1153
1154     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
1155     outlink->w = s->w;
1156     outlink->h = s->h;
1157     outlink->frame_rate = s->rate;
1158     outlink->time_base = av_inv_q(outlink->frame_rate);
1159
1160     return 0;
1161 }
1162
1163 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
1164 {
1165     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
1166     AVFilterPad pad, vpad;
1167     int ret;
1168
1169     if (!s->a_str || !s->b_str || !s->g_str) {
1170         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Valid coefficients are mandatory.\n");
1171         return AVERROR(EINVAL);
1172     }
1173
1174     switch (s->precision) {
1175     case 0: s->sample_format = AV_SAMPLE_FMT_DBLP; break;
1176     case 1: s->sample_format = AV_SAMPLE_FMT_FLTP; break;
1177     case 2: s->sample_format = AV_SAMPLE_FMT_S32P; break;
1178     case 3: s->sample_format = AV_SAMPLE_FMT_S16P; break;
1179     default: return AVERROR_BUG;
1180     }
1181
1182     pad = (AVFilterPad){
1183         .name         = av_strdup("default"),
1184         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1185         .config_props = config_output,
1186     };
1187
1188     if (!pad.name)
1189         return AVERROR(ENOMEM);
1190
1191     if (s->response) {
1192         vpad = (AVFilterPad){
1193             .name         = av_strdup("filter_response"),
1194             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1195             .config_props = config_video,
1196         };
1197         if (!vpad.name)
1198             return AVERROR(ENOMEM);
1199     }
1200
1201     ret = ff_insert_outpad(ctx, 0, &pad);
1202     if (ret < 0)
1203         return ret;
1204
1205     if (s->response) {
1206         ret = ff_insert_outpad(ctx, 1, &vpad);
1207         if (ret < 0)
1208             return ret;
1209     }
1210
1211     return 0;
1212 }
1213
1214 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
1215 {
1216     AudioIIRContext *s = ctx->priv;
1217     int ch;
1218
1219     if (s->iir) {
1220         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
1221             IIRChannel *iir = &s->iir[ch];
1222             av_freep(&iir->ab[0]);
1223             av_freep(&iir->ab[1]);
1224             av_freep(&iir->cache[0]);
1225             av_freep(&iir->cache[1]);
1226             av_freep(&iir->biquads);
1227         }
1228     }
1229     av_freep(&s->iir);
1230
1231     av_freep(&ctx->output_pads[0].name);
1232     if (s->response)
1233         av_freep(&ctx->output_pads[1].name);
1234     av_frame_free(&s->video);
1235 }
1236
1237 static const AVFilterPad inputs[] = {
1238     {
1239         .name         = "default",
1240         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1241         .filter_frame = filter_frame,
1242     },
1243     { NULL }
1244 };
1245
1246 #define OFFSET(x) offsetof(AudioIIRContext, x)
1247 #define AF AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
1248 #define VF AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
1249
1250 static const AVOption aiir_options[] = {
1251     { "zeros", "set B/numerator/zeros coefficients", OFFSET(b_str),  AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1+0i 1-0i"}, 0, 0, AF },
1252     { "z", "set B/numerator/zeros coefficients",   OFFSET(b_str),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1+0i 1-0i"}, 0, 0, AF },
1253     { "poles", "set A/denominator/poles coefficients", OFFSET(a_str),AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1+0i 1-0i"}, 0, 0, AF },
1254     { "p", "set A/denominator/poles coefficients", OFFSET(a_str),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1+0i 1-0i"}, 0, 0, AF },
1255     { "gains", "set channels gains",               OFFSET(g_str),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1|1"}, 0, 0, AF },
1256     { "k", "set channels gains",                   OFFSET(g_str),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="1|1"}, 0, 0, AF },
1257     { "dry", "set dry gain",                       OFFSET(dry_gain), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},     0, 1, AF },
1258     { "wet", "set wet gain",                       OFFSET(wet_gain), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},     0, 1, AF },
1259     { "format", "set coefficients format",         OFFSET(format),   AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=1},     0, 4, AF, "format" },
1260     { "f", "set coefficients format",              OFFSET(format),   AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=1},     0, 4, AF, "format" },
1261     { "tf", "digital transfer function",           0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=0},     0, 0, AF, "format" },
1262     { "zp", "Z-plane zeros/poles",                 0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=1},     0, 0, AF, "format" },
1263     { "pr", "Z-plane zeros/poles (polar radians)", 0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=2},     0, 0, AF, "format" },
1264     { "pd", "Z-plane zeros/poles (polar degrees)", 0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=3},     0, 0, AF, "format" },
1265     { "sp", "S-plane zeros/poles",                 0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=4},     0, 0, AF, "format" },
1266     { "process", "set kind of processing",         OFFSET(process),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=1},     0, 1, AF, "process" },
1267     { "r", "set kind of processing",               OFFSET(process),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=1},     0, 1, AF, "process" },
1268     { "d", "direct",                               0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=0},     0, 0, AF, "process" },
1269     { "s", "serial cascading",                     0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=1},     0, 0, AF, "process" },
1270     { "precision", "set filtering precision",      OFFSET(precision),AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},     0, 3, AF, "precision" },
1271     { "e", "set precision",                        OFFSET(precision),AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},     0, 3, AF, "precision" },
1272     { "dbl", "double-precision floating-point",    0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=0},     0, 0, AF, "precision" },
1273     { "flt", "single-precision floating-point",    0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=1},     0, 0, AF, "precision" },
1274     { "i32", "32-bit integers",                    0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=2},     0, 0, AF, "precision" },
1275     { "i16", "16-bit integers",                    0,                AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=3},     0, 0, AF, "precision" },
1276     { "normalize", "normalize coefficients",       OFFSET(normalize),AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=1},     0, 1, AF },
1277     { "n", "normalize coefficients",               OFFSET(normalize),AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=1},     0, 1, AF },
1278     { "mix", "set mix",                            OFFSET(mix),      AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},     0, 1, AF },
1279     { "response", "show IR frequency response",    OFFSET(response), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},     0, 1, VF },
1280     { "channel", "set IR channel to display frequency response", OFFSET(ir_channel), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1024, VF },
1281     { "size",   "set video size",                  OFFSET(w),        AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "hd720"}, 0, 0, VF },
1282     { "rate",   "set video rate",                  OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "25"}, 0, INT32_MAX, VF },
1283     { NULL },
1284 };
1285
1286 AVFILTER_DEFINE_CLASS(aiir);
1287
1288 AVFilter ff_af_aiir = {
1289     .name          = "aiir",
1290     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply Infinite Impulse Response filter with supplied coefficients."),
1291     .priv_size     = sizeof(AudioIIRContext),
1292     .priv_class    = &aiir_class,
1293     .init          = init,
1294     .uninit        = uninit,
1295     .query_formats = query_formats,
1296     .inputs        = inputs,
1297     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS |
1298                      AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1299 };