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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2001-2010 Krzysztof Foltman, Markus Schmidt, Thor Harald Johansen and others
   3  * Copyright (c) 2015 Paul B Mahol
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg 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  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  23 #include "libavutil/avstring.h"
  24 #include "libavutil/ffmath.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "libavutil/parseutils.h"
  27 #include "avfilter.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "audio.h"
  30
  31 #define FILTER_ORDER 4
  32
  33 enum FilterType {
  34     BUTTERWORTH,
  35     CHEBYSHEV1,
  36     CHEBYSHEV2,
  37     NB_TYPES
  38 };
  39
  40 typedef struct FoSection {
  41     double a0, a1, a2, a3, a4;
  42     double b0, b1, b2, b3, b4;
  43
  44     double num[4];
  45     double denum[4];
  46 } FoSection;
  47
  48 typedef struct EqualizatorFilter {
  49     int ignore;
  50     int channel;
  51     int type;
  52
  53     double freq;
  54     double gain;
  55     double width;
  56
  57     FoSection section[2];
  58 } EqualizatorFilter;
  59
  60 typedef struct AudioNEqualizerContext {
  61     const AVClass *class;
  62     char *args;
  63     char *colors;
  64     int draw_curves;
  65     int w, h;
  66
  67     double mag;
  68     int fscale;
  69     int nb_filters;
  70     int nb_allocated;
  71     EqualizatorFilter *filters;
  72     AVFrame *video;
  73 } AudioNEqualizerContext;
  74
  75 #define OFFSET(x) offsetof(AudioNEqualizerContext, x)
  76 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
  77 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  78 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  79
  80 static const AVOption anequalizer_options[] = {
  81     { "params", NULL,                             OFFSET(args),        AV_OPT_TYPE_STRING,     {.str=""}, 0, 0, A|F },
  82     { "curves", "draw frequency response curves", OFFSET(draw_curves), AV_OPT_TYPE_BOOL,       {.i64=0}, 0, 1, V|F },
  83     { "size",   "set video size",                 OFFSET(w),           AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "hd720"}, 0, 0, V|F },
  84     { "mgain",  "set max gain",                   OFFSET(mag),         AV_OPT_TYPE_DOUBLE,     {.dbl=60}, -900, 900, V|F },
  85     { "fscale", "set frequency scale",            OFFSET(fscale),      AV_OPT_TYPE_INT,        {.i64=1}, 0, 1, V|F, "fscale" },
  86         { "lin",  "linear",                       0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,      {.i64=0}, 0, 0, V|F, "fscale" },
  87         { "log",  "logarithmic",                  0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,      {.i64=1}, 0, 0, V|F, "fscale" },
  88     { "colors", "set channels curves colors",     OFFSET(colors),      AV_OPT_TYPE_STRING,     {.str = "red|green|blue|yellow|orange|lime|pink|magenta|brown" }, 0, 0, V|F },
  89     { NULL }
  90 };
  91
  92 AVFILTER_DEFINE_CLASS(anequalizer);
  93
  94 static void draw_curves(AVFilterContext *ctx, AVFilterLink *inlink, AVFrame *out)
  95 {
  96     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
  97     char *colors, *color, *saveptr = NULL;
  98     int ch, i, n;
  99
 100     colors = av_strdup(s->colors);
 101     if (!colors)
 102         return;
 103
 104     memset(out->data[0], 0, s->h * out->linesize[0]);
 105
 106     for (ch = 0; ch < inlink->channels; ch++) {
 107         uint8_t fg[4] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
 108         int prev_v = -1;
 109         double f;
 110
 111         color = av_strtok(ch == 0 ? colors : NULL, " |", &saveptr);
 112         if (color)
 113             av_parse_color(fg, color, -1, ctx);
 114
 115         for (f = 0; f < s->w; f++) {
 116             double zr, zi, zr2, zi2;
 117             double Hr, Hi;
 118             double Hmag = 1;
 119             double w;
 120             int v, y, x;
 121
 122             w = M_PI * (s->fscale ? pow(s->w - 1, f / s->w) : f) / (s->w - 1);
 123             zr = cos(w);
 124             zr2 = zr * zr;
 125             zi = -sin(w);
 126             zi2 = zi * zi;
 127
 128             for (n = 0; n < s->nb_filters; n++) {
 129                 if (s->filters[n].channel != ch ||
 130                     s->filters[n].ignore)
 131                     continue;
 132
 133                 for (i = 0; i < FILTER_ORDER / 2; i++) {
 134                     FoSection *S = &s->filters[n].section[i];
 135
 136                     /* H *= (((((S->b4 * z + S->b3) * z + S->b2) * z + S->b1) * z + S->b0) /
 137                           ((((S->a4 * z + S->a3) * z + S->a2) * z + S->a1) * z + S->a0)); */
 138
 139                     Hr = S->b4*(1-8*zr2*zi2) + S->b2*(zr2-zi2) + zr*(S->b1+S->b3*(zr2-3*zi2))+ S->b0;
 140                     Hi = zi*(S->b3*(3*zr2-zi2) + S->b1 + 2*zr*(2*S->b4*(zr2-zi2) + S->b2));
 141                     Hmag *= hypot(Hr, Hi);
 142                     Hr = S->a4*(1-8*zr2*zi2) + S->a2*(zr2-zi2) + zr*(S->a1+S->a3*(zr2-3*zi2))+ S->a0;
 143                     Hi = zi*(S->a3*(3*zr2-zi2) + S->a1 + 2*zr*(2*S->a4*(zr2-zi2) + S->a2));
 144                     Hmag /= hypot(Hr, Hi);
 145                 }
 146             }
 147
 148             v = av_clip((1. + -20 * log10(Hmag) / s->mag) * s->h / 2, 0, s->h - 1);
 149             x = lrint(f);
 150             if (prev_v == -1)
 151                 prev_v = v;
 152             if (v <= prev_v) {
 153                 for (y = v; y <= prev_v; y++)
 154                     AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
 155             } else {
 156                 for (y = prev_v; y <= v; y++)
 157                     AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
 158             }
 159
 160             prev_v = v;
 161         }
 162     }
 163
 164     av_free(colors);
 165 }
 166
 167 static int config_video(AVFilterLink *outlink)
 168 {
 169     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 170     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 171     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 172     AVFrame *out;
 173
 174     outlink->w = s->w;
 175     outlink->h = s->h;
 176
 177     av_frame_free(&s->video);
 178     s->video = out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 179     if (!out)
 180         return AVERROR(ENOMEM);
 181     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 182
 183     draw_curves(ctx, inlink, out);
 184
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 189 {
 190     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 191     AVFilterPad pad, vpad;
 192     int ret;
 193
 194     pad = (AVFilterPad){
 195         .name         = av_strdup("out0"),
 196         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 197     };
 198
 199     if (!pad.name)
 200         return AVERROR(ENOMEM);
 201
 202     if (s->draw_curves) {
 203         vpad = (AVFilterPad){
 204             .name         = av_strdup("out1"),
 205             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 206             .config_props = config_video,
 207         };
 208         if (!vpad.name) {
 209             av_freep(&pad.name);
 210             return AVERROR(ENOMEM);
 211         }
 212     }
 213
 214     ret = ff_insert_outpad(ctx, 0, &pad);
 215     if (ret < 0) {
 216         av_freep(&pad.name);
 217         return ret;
 218     }
 219
 220     if (s->draw_curves) {
 221         ret = ff_insert_outpad(ctx, 1, &vpad);
 222         if (ret < 0) {
 223             av_freep(&vpad.name);
 224             return ret;
 225         }
 226     }
 227
 228     return 0;
 229 }
 230
 231 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 232 {
 233     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 234     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 235     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 236     AVFilterFormats *formats;
 237     AVFilterChannelLayouts *layouts;
 238     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
 239     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
 240         AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
 241         AV_SAMPLE_FMT_NONE
 242     };
 243     int ret;
 244
 245     if (s->draw_curves) {
 246         AVFilterLink *videolink = ctx->outputs[1];
 247         formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 248         if ((ret = ff_formats_ref(formats, &videolink->in_formats)) < 0)
 249             return ret;
 250     }
 251
 252     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 253     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0 ||
 254         (ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
 255         return ret;
 256
 257     layouts = ff_all_channel_counts();
 258     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0 ||
 259         (ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &outlink->in_channel_layouts)) < 0)
 260         return ret;
 261
 262     formats = ff_all_samplerates();
 263     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0 ||
 264         (ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_samplerates)) < 0)
 265         return ret;
 266
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 271 {
 272     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 273
 274     for (int i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
 275         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
 276     av_frame_free(&s->video);
 277     av_freep(&s->filters);
 278     s->nb_filters = 0;
 279     s->nb_allocated = 0;
 280 }
 281
 282 static void butterworth_fo_section(FoSection *S, double beta,
 283                                    double si, double g, double g0,
 284                                    double D, double c0)
 285 {
 286     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
 287         S->b0 = (g*g*beta*beta + 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
 288         S->b1 = 2*c0*(g*g*beta*beta - g0*g0)/D;
 289         S->b2 = (g*g*beta*beta - 2*g0*g*beta*si + g0*g0)/D;
 290         S->b3 = 0;
 291         S->b4 = 0;
 292
 293         S->a0 = 1;
 294         S->a1 = 2*c0*(beta*beta - 1)/D;
 295         S->a2 = (beta*beta - 2*beta*si + 1)/D;
 296         S->a3 = 0;
 297         S->a4 = 0;
 298     } else {
 299         S->b0 = (g*g*beta*beta + 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
 300         S->b1 = -4*c0*(g0*g0 + g*g0*si*beta)/D;
 301         S->b2 = 2*(g0*g0*(1 + 2*c0*c0) - g*g*beta*beta)/D;
 302         S->b3 = -4*c0*(g0*g0 - g*g0*si*beta)/D;
 303         S->b4 = (g*g*beta*beta - 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
 304
 305         S->a0 = 1;
 306         S->a1 = -4*c0*(1 + si*beta)/D;
 307         S->a2 = 2*(1 + 2*c0*c0 - beta*beta)/D;
 308         S->a3 = -4*c0*(1 - si*beta)/D;
 309         S->a4 = (beta*beta - 2*si*beta + 1)/D;
 310     }
 311 }
 312
 313 static void butterworth_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
 314                                   int N, double w0, double wb,
 315                                   double G, double Gb, double G0)
 316 {
 317     double g, c0, g0, beta;
 318     double epsilon;
 319     int r =  N % 2;
 320     int L = (N - r) / 2;
 321     int i;
 322
 323     if (G == 0 && G0 == 0) {
 324         f->section[0].a0 = 1;
 325         f->section[0].b0 = 1;
 326         f->section[1].a0 = 1;
 327         f->section[1].b0 = 1;
 328         return;
 329     }
 330
 331     G  = ff_exp10(G/20);
 332     Gb = ff_exp10(Gb/20);
 333     G0 = ff_exp10(G0/20);
 334
 335     epsilon = sqrt((G * G - Gb * Gb) / (Gb * Gb - G0 * G0));
 336     g  = pow(G,  1.0 / N);
 337     g0 = pow(G0, 1.0 / N);
 338     beta = pow(epsilon, -1.0 / N) * tan(wb/2);
 339     c0 = cos(w0);
 340
 341     for (i = 1; i <= L; i++) {
 342         double ui = (2.0 * i - 1) / N;
 343         double si = sin(M_PI * ui / 2.0);
 344         double Di = beta * beta + 2 * si * beta + 1;
 345
 346         butterworth_fo_section(&f->section[i - 1], beta, si, g, g0, Di, c0);
 347     }
 348 }
 349
 350 static void chebyshev1_fo_section(FoSection *S, double a,
 351                                   double c, double tetta_b,
 352                                   double g0, double si, double b,
 353                                   double D, double c0)
 354 {
 355     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
 356         S->b0 = (tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) + 2*g0*b*si*tetta_b*tetta_b + g0*g0)/D;
 357         S->b1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) - g0*g0)/D;
 358         S->b2 = (tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) - 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
 359         S->b3 = 0;
 360         S->b4 = 0;
 361
 362         S->a0 = 1;
 363         S->a1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b*(a*a+c*c) - 1)/D;
 364         S->a2 = (tetta_b*tetta_b*(a*a+c*c) - 2*a*si*tetta_b + 1)/D;
 365         S->a3 = 0;
 366         S->a4 = 0;
 367     } else {
 368         S->b0 = ((b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b + 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
 369         S->b1 = -4*c0*(g0*g0 + g0*b*si*tetta_b)/D;
 370         S->b2 = 2*(g0*g0*(1 + 2*c0*c0) - (b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b)/D;
 371         S->b3 = -4*c0*(g0*g0 - g0*b*si*tetta_b)/D;
 372         S->b4 = ((b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b - 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
 373
 374         S->a0 = 1;
 375         S->a1 = -4*c0*(1 + a*si*tetta_b)/D;
 376         S->a2 = 2*(1 + 2*c0*c0 - (a*a + c*c)*tetta_b*tetta_b)/D;
 377         S->a3 = -4*c0*(1 - a*si*tetta_b)/D;
 378         S->a4 = ((a*a + c*c)*tetta_b*tetta_b - 2*a*si*tetta_b + 1)/D;
 379     }
 380 }
 381
 382 static void chebyshev1_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
 383                                  int N, double w0, double wb,
 384                                  double G, double Gb, double G0)
 385 {
 386     double a, b, c0, g0, alfa, beta, tetta_b;
 387     double epsilon;
 388     int r =  N % 2;
 389     int L = (N - r) / 2;
 390     int i;
 391
 392     if (G == 0 && G0 == 0) {
 393         f->section[0].a0 = 1;
 394         f->section[0].b0 = 1;
 395         f->section[1].a0 = 1;
 396         f->section[1].b0 = 1;
 397         return;
 398     }
 399
 400     G  = ff_exp10(G/20);
 401     Gb = ff_exp10(Gb/20);
 402     G0 = ff_exp10(G0/20);
 403
 404     epsilon = sqrt((G*G - Gb*Gb) / (Gb*Gb - G0*G0));
 405     g0 = pow(G0,1.0/N);
 406     alfa = pow(1.0/epsilon    + sqrt(1 + 1/(epsilon*epsilon)), 1.0/N);
 407     beta = pow(G/epsilon + Gb * sqrt(1 + 1/(epsilon*epsilon)), 1.0/N);
 408     a = 0.5 * (alfa - 1.0/alfa);
 409     b = 0.5 * (beta - g0*g0*(1/beta));
 410     tetta_b = tan(wb/2);
 411     c0 = cos(w0);
 412
 413     for (i = 1; i <= L; i++) {
 414         double ui = (2.0*i-1.0)/N;
 415         double ci = cos(M_PI*ui/2.0);
 416         double si = sin(M_PI*ui/2.0);
 417         double Di = (a*a + ci*ci)*tetta_b*tetta_b + 2.0*a*si*tetta_b + 1;
 418
 419         chebyshev1_fo_section(&f->section[i - 1], a, ci, tetta_b, g0, si, b, Di, c0);
 420     }
 421 }
 422
 423 static void chebyshev2_fo_section(FoSection *S, double a,
 424                                   double c, double tetta_b,
 425                                   double g, double si, double b,
 426                                   double D, double c0)
 427 {
 428     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
 429         S->b0 = (g*g*tetta_b*tetta_b + 2*tetta_b*g*b*si + b*b + g*g*c*c)/D;
 430         S->b1 = 2*c0*(g*g*tetta_b*tetta_b - b*b - g*g*c*c)/D;
 431         S->b2 = (g*g*tetta_b*tetta_b - 2*tetta_b*g*b*si + b*b + g*g*c*c)/D;
 432         S->b3 = 0;
 433         S->b4 = 0;
 434
 435         S->a0 = 1;
 436         S->a1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b - a*a - c*c)/D;
 437         S->a2 = (tetta_b*tetta_b - 2*tetta_b*a*si + a*a + c*c)/D;
 438         S->a3 = 0;
 439         S->a4 = 0;
 440     } else {
 441         S->b0 = (g*g*tetta_b*tetta_b + 2*g*b*si*tetta_b + b*b + g*g*c*c)/D;
 442         S->b1 = -4*c0*(b*b + g*g*c*c + g*b*si*tetta_b)/D;
 443         S->b2 = 2*((b*b + g*g*c*c)*(1 + 2*c0*c0) - g*g*tetta_b*tetta_b)/D;
 444         S->b3 = -4*c0*(b*b + g*g*c*c - g*b*si*tetta_b)/D;
 445         S->b4 = (g*g*tetta_b*tetta_b - 2*g*b*si*tetta_b + b*b + g*g*c*c)/D;
 446
 447         S->a0 = 1;
 448         S->a1 = -4*c0*(a*a + c*c + a*si*tetta_b)/D;
 449         S->a2 = 2*((a*a + c*c)*(1 + 2*c0*c0) - tetta_b*tetta_b)/D;
 450         S->a3 = -4*c0*(a*a + c*c - a*si*tetta_b)/D;
 451         S->a4 = (tetta_b*tetta_b - 2*a*si*tetta_b + a*a + c*c)/D;
 452     }
 453 }
 454
 455 static void chebyshev2_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
 456                                  int N, double w0, double wb,
 457                                  double G, double Gb, double G0)
 458 {
 459     double a, b, c0, tetta_b;
 460     double epsilon, g, eu, ew;
 461     int r =  N % 2;
 462     int L = (N - r) / 2;
 463     int i;
 464
 465     if (G == 0 && G0 == 0) {
 466         f->section[0].a0 = 1;
 467         f->section[0].b0 = 1;
 468         f->section[1].a0 = 1;
 469         f->section[1].b0 = 1;
 470         return;
 471     }
 472
 473     G  = ff_exp10(G/20);
 474     Gb = ff_exp10(Gb/20);
 475     G0 = ff_exp10(G0/20);
 476
 477     epsilon = sqrt((G*G - Gb*Gb) / (Gb*Gb - G0*G0));
 478     g  = pow(G, 1.0 / N);
 479     eu = pow(epsilon + sqrt(1 + epsilon*epsilon), 1.0/N);
 480     ew = pow(G0*epsilon + Gb*sqrt(1 + epsilon*epsilon), 1.0/N);
 481     a = (eu - 1.0/eu)/2.0;
 482     b = (ew - g*g/ew)/2.0;
 483     tetta_b = tan(wb/2);
 484     c0 = cos(w0);
 485
 486     for (i = 1; i <= L; i++) {
 487         double ui = (2.0 * i - 1.0)/N;
 488         double ci = cos(M_PI * ui / 2.0);
 489         double si = sin(M_PI * ui / 2.0);
 490         double Di = tetta_b*tetta_b + 2*a*si*tetta_b + a*a + ci*ci;
 491
 492         chebyshev2_fo_section(&f->section[i - 1], a, ci, tetta_b, g, si, b, Di, c0);
 493     }
 494 }
 495
 496 static double butterworth_compute_bw_gain_db(double gain)
 497 {
 498     double bw_gain = 0;
 499
 500     if (gain <= -6)
 501         bw_gain = gain + 3;
 502     else if(gain > -6 && gain < 6)
 503         bw_gain = gain * 0.5;
 504     else if(gain >= 6)
 505         bw_gain = gain - 3;
 506
 507     return bw_gain;
 508 }
 509
 510 static double chebyshev1_compute_bw_gain_db(double gain)
 511 {
 512     double bw_gain = 0;
 513
 514     if (gain <= -6)
 515         bw_gain = gain + 1;
 516     else if(gain > -6 && gain < 6)
 517         bw_gain = gain * 0.9;
 518     else if(gain >= 6)
 519         bw_gain = gain - 1;
 520
 521     return bw_gain;
 522 }
 523
 524 static double chebyshev2_compute_bw_gain_db(double gain)
 525 {
 526     double bw_gain = 0;
 527
 528     if (gain <= -6)
 529         bw_gain = -3;
 530     else if(gain > -6 && gain < 6)
 531         bw_gain = gain * 0.3;
 532     else if(gain >= 6)
 533         bw_gain = 3;
 534
 535     return bw_gain;
 536 }
 537
 538 static inline double hz_2_rad(double x, double fs)
 539 {
 540     return 2 * M_PI * x / fs;
 541 }
 542
 543 static void equalizer(EqualizatorFilter *f, double sample_rate)
 544 {
 545     double w0 = hz_2_rad(f->freq,  sample_rate);
 546     double wb = hz_2_rad(f->width, sample_rate);
 547     double bw_gain;
 548
 549     switch (f->type) {
 550     case BUTTERWORTH:
 551         bw_gain = butterworth_compute_bw_gain_db(f->gain);
 552         butterworth_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
 553         break;
 554     case CHEBYSHEV1:
 555         bw_gain = chebyshev1_compute_bw_gain_db(f->gain);
 556         chebyshev1_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
 557         break;
 558     case CHEBYSHEV2:
 559         bw_gain = chebyshev2_compute_bw_gain_db(f->gain);
 560         chebyshev2_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
 561         break;
 562     }
 563
 564 }
 565
 566 static int add_filter(AudioNEqualizerContext *s, AVFilterLink *inlink)
 567 {
 568     equalizer(&s->filters[s->nb_filters], inlink->sample_rate);
 569     if (s->nb_filters >= s->nb_allocated - 1) {
 570         EqualizatorFilter *filters;
 571
 572         filters = av_calloc(s->nb_allocated, 2 * sizeof(*s->filters));
 573         if (!filters)
 574             return AVERROR(ENOMEM);
 575         memcpy(filters, s->filters, sizeof(*s->filters) * s->nb_allocated);
 576         av_free(s->filters);
 577         s->filters = filters;
 578         s->nb_allocated *= 2;
 579     }
 580     s->nb_filters++;
 581
 582     return 0;
 583 }
 584
 585 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 586 {
 587     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 588     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 589     char *args = av_strdup(s->args);
 590     char *saveptr = NULL;
 591     int ret = 0;
 592
 593     if (!args)
 594         return AVERROR(ENOMEM);
 595
 596     s->nb_allocated = 32 * inlink->channels;
 597     s->filters = av_calloc(inlink->channels, 32 * sizeof(*s->filters));
 598     if (!s->filters) {
 599         s->nb_allocated = 0;
 600         av_free(args);
 601         return AVERROR(ENOMEM);
 602     }
 603
 604     while (1) {
 605         char *arg = av_strtok(s->nb_filters == 0 ? args : NULL, "|", &saveptr);
 606
 607         if (!arg)
 608             break;
 609
 610         s->filters[s->nb_filters].type = 0;
 611         if (sscanf(arg, "c%d f=%lf w=%lf g=%lf t=%d", &s->filters[s->nb_filters].channel,
 612                                                      &s->filters[s->nb_filters].freq,
 613                                                      &s->filters[s->nb_filters].width,
 614                                                      &s->filters[s->nb_filters].gain,
 615                                                      &s->filters[s->nb_filters].type) != 5 &&
 616             sscanf(arg, "c%d f=%lf w=%lf g=%lf", &s->filters[s->nb_filters].channel,
 617                                                 &s->filters[s->nb_filters].freq,
 618                                                 &s->filters[s->nb_filters].width,
 619                                                 &s->filters[s->nb_filters].gain) != 4 ) {
 620             av_free(args);
 621             return AVERROR(EINVAL);
 622         }
 623
 624         if (s->filters[s->nb_filters].freq < 0 ||
 625             s->filters[s->nb_filters].freq > inlink->sample_rate / 2.0)
 626             s->filters[s->nb_filters].ignore = 1;
 627
 628         if (s->filters[s->nb_filters].channel < 0 ||
 629             s->filters[s->nb_filters].channel >= inlink->channels)
 630             s->filters[s->nb_filters].ignore = 1;
 631
 632         s->filters[s->nb_filters].type = av_clip(s->filters[s->nb_filters].type, 0, NB_TYPES - 1);
 633         ret = add_filter(s, inlink);
 634         if (ret < 0)
 635             break;
 636     }
 637
 638     av_free(args);
 639
 640     return ret;
 641 }
 642
 643 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
 644                            char *res, int res_len, int flags)
 645 {
 646     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 647     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 648     int ret = AVERROR(ENOSYS);
 649
 650     if (!strcmp(cmd, "change")) {
 651         double freq, width, gain;
 652         int filter;
 653
 654         if (sscanf(args, "%d|f=%lf|w=%lf|g=%lf", &filter, &freq, &width, &gain) != 4)
 655             return AVERROR(EINVAL);
 656
 657         if (filter < 0 || filter >= s->nb_filters)
 658             return AVERROR(EINVAL);
 659
 660         if (freq < 0 || freq > inlink->sample_rate / 2.0)
 661             return AVERROR(EINVAL);
 662
 663         s->filters[filter].freq  = freq;
 664         s->filters[filter].width = width;
 665         s->filters[filter].gain  = gain;
 666         equalizer(&s->filters[filter], inlink->sample_rate);
 667         if (s->draw_curves)
 668             draw_curves(ctx, inlink, s->video);
 669
 670         ret = 0;
 671     }
 672
 673     return ret;
 674 }
 675
 676 static inline double section_process(FoSection *S, double in)
 677 {
 678     double out;
 679
 680     out = S->b0 * in;
 681     out+= S->b1 * S->num[0] - S->denum[0] * S->a1;
 682     out+= S->b2 * S->num[1] - S->denum[1] * S->a2;
 683     out+= S->b3 * S->num[2] - S->denum[2] * S->a3;
 684     out+= S->b4 * S->num[3] - S->denum[3] * S->a4;
 685
 686     S->num[3] = S->num[2];
 687     S->num[2] = S->num[1];
 688     S->num[1] = S->num[0];
 689     S->num[0] = in;
 690
 691     S->denum[3] = S->denum[2];
 692     S->denum[2] = S->denum[1];
 693     S->denum[1] = S->denum[0];
 694     S->denum[0] = out;
 695
 696     return out;
 697 }
 698
 699 static double process_sample(FoSection *s1, double in)
 700 {
 701     double p0 = in, p1;
 702     int i;
 703
 704     for (i = 0; i < FILTER_ORDER / 2; i++) {
 705         p1 = section_process(&s1[i], p0);
 706         p0 = p1;
 707     }
 708
 709     return p1;
 710 }
 711
 712 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 713 {
 714     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 715     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 716     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 717     double *bptr;
 718     int i, n;
 719
 720     for (i = 0; i < s->nb_filters; i++) {
 721         EqualizatorFilter *f = &s->filters[i];
 722
 723         if (f->gain == 0. || f->ignore)
 724             continue;
 725
 726         bptr = (double *)buf->extended_data[f->channel];
 727         for (n = 0; n < buf->nb_samples; n++) {
 728             double sample = bptr[n];
 729
 730             sample  = process_sample(f->section, sample);
 731             bptr[n] = sample;
 732         }
 733     }
 734
 735     if (s->draw_curves) {
 736         AVFrame *clone;
 737
 738         const int64_t pts = buf->pts +
 739             av_rescale_q(buf->nb_samples, (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
 740                          outlink->time_base);
 741         int ret;
 742
 743         s->video->pts = pts;
 744         clone = av_frame_clone(s->video);
 745         if (!clone)
 746             return AVERROR(ENOMEM);
 747         ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[1], clone);
 748         if (ret < 0)
 749             return ret;
 750     }
 751
 752     return ff_filter_frame(outlink, buf);
 753 }
 754
 755 static const AVFilterPad inputs[] = {
 756     {
 757         .name           = "default",
 758         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 759         .config_props   = config_input,
 760         .filter_frame   = filter_frame,
 761         .needs_writable = 1,
 762     },
 763     { NULL }
 764 };
 765
 766 AVFilter ff_af_anequalizer = {
 767     .name          = "anequalizer",
 768     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply high-order audio parametric multi band equalizer."),
 769     .priv_size     = sizeof(AudioNEqualizerContext),
 770     .priv_class    = &anequalizer_class,
 771     .init          = init,
 772     .uninit        = uninit,
 773     .query_formats = query_formats,
 774     .inputs        = inputs,
 775     .outputs       = NULL,
 776     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS,
 777     .process_command = process_command,
 778 };