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         = "out0",
 196         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 197     };
 198
 199     ret = ff_insert_outpad(ctx, 0, &pad);
 200     if (ret < 0)
 201         return ret;
 202
 203     if (s->draw_curves) {
 204         vpad = (AVFilterPad){
 205             .name         = "out1",
 206             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 207             .config_props = config_video,
 208         };
 209         ret = ff_insert_outpad(ctx, 1, &vpad);
 210         if (ret < 0)
 211             return ret;
 212     }
 213
 214     return 0;
 215 }
 216
 217 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 218 {
 219     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 220     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 221     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 222     AVFilterFormats *formats;
 223     AVFilterChannelLayouts *layouts;
 224     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
 225     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
 226         AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
 227         AV_SAMPLE_FMT_NONE
 228     };
 229     int ret;
 230
 231     if (s->draw_curves) {
 232         AVFilterLink *videolink = ctx->outputs[1];
 233         formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 234         if ((ret = ff_formats_ref(formats, &videolink->incfg.formats)) < 0)
 235             return ret;
 236     }
 237
 238     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 239     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->outcfg.formats)) < 0 ||
 240         (ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->incfg.formats)) < 0)
 241         return ret;
 242
 243     layouts = ff_all_channel_counts();
 244     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->outcfg.channel_layouts)) < 0 ||
 245         (ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &outlink->incfg.channel_layouts)) < 0)
 246         return ret;
 247
 248     formats = ff_all_samplerates();
 249     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->outcfg.samplerates)) < 0 ||
 250         (ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->incfg.samplerates)) < 0)
 251         return ret;
 252
 253     return 0;
 254 }
 255
 256 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 257 {
 258     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 259
 260     av_frame_free(&s->video);
 261     av_freep(&s->filters);
 262     s->nb_filters = 0;
 263     s->nb_allocated = 0;
 264 }
 265
 266 static void butterworth_fo_section(FoSection *S, double beta,
 267                                    double si, double g, double g0,
 268                                    double D, double c0)
 269 {
 270     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
 271         S->b0 = (g*g*beta*beta + 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
 272         S->b1 = 2*c0*(g*g*beta*beta - g0*g0)/D;
 273         S->b2 = (g*g*beta*beta - 2*g0*g*beta*si + g0*g0)/D;
 274         S->b3 = 0;
 275         S->b4 = 0;
 276
 277         S->a0 = 1;
 278         S->a1 = 2*c0*(beta*beta - 1)/D;
 279         S->a2 = (beta*beta - 2*beta*si + 1)/D;
 280         S->a3 = 0;
 281         S->a4 = 0;
 282     } else {
 283         S->b0 = (g*g*beta*beta + 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
 284         S->b1 = -4*c0*(g0*g0 + g*g0*si*beta)/D;
 285         S->b2 = 2*(g0*g0*(1 + 2*c0*c0) - g*g*beta*beta)/D;
 286         S->b3 = -4*c0*(g0*g0 - g*g0*si*beta)/D;
 287         S->b4 = (g*g*beta*beta - 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
 288
 289         S->a0 = 1;
 290         S->a1 = -4*c0*(1 + si*beta)/D;
 291         S->a2 = 2*(1 + 2*c0*c0 - beta*beta)/D;
 292         S->a3 = -4*c0*(1 - si*beta)/D;
 293         S->a4 = (beta*beta - 2*si*beta + 1)/D;
 294     }
 295 }
 296
 297 static void butterworth_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
 298                                   int N, double w0, double wb,
 299                                   double G, double Gb, double G0)
 300 {
 301     double g, c0, g0, beta;
 302     double epsilon;
 303     int r =  N % 2;
 304     int L = (N - r) / 2;
 305     int i;
 306
 307     if (G == 0 && G0 == 0) {
 308         f->section[0].a0 = 1;
 309         f->section[0].b0 = 1;
 310         f->section[1].a0 = 1;
 311         f->section[1].b0 = 1;
 312         return;
 313     }
 314
 315     G  = ff_exp10(G/20);
 316     Gb = ff_exp10(Gb/20);
 317     G0 = ff_exp10(G0/20);
 318
 319     epsilon = sqrt((G * G - Gb * Gb) / (Gb * Gb - G0 * G0));
 320     g  = pow(G,  1.0 / N);
 321     g0 = pow(G0, 1.0 / N);
 322     beta = pow(epsilon, -1.0 / N) * tan(wb/2);
 323     c0 = cos(w0);
 324
 325     for (i = 1; i <= L; i++) {
 326         double ui = (2.0 * i - 1) / N;
 327         double si = sin(M_PI * ui / 2.0);
 328         double Di = beta * beta + 2 * si * beta + 1;
 329
 330         butterworth_fo_section(&f->section[i - 1], beta, si, g, g0, Di, c0);
 331     }
 332 }
 333
 334 static void chebyshev1_fo_section(FoSection *S, double a,
 335                                   double c, double tetta_b,
 336                                   double g0, double si, double b,
 337                                   double D, double c0)
 338 {
 339     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
 340         S->b0 = (tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) + 2*g0*b*si*tetta_b*tetta_b + g0*g0)/D;
 341         S->b1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) - g0*g0)/D;
 342         S->b2 = (tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) - 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
 343         S->b3 = 0;
 344         S->b4 = 0;
 345
 346         S->a0 = 1;
 347         S->a1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b*(a*a+c*c) - 1)/D;
 348         S->a2 = (tetta_b*tetta_b*(a*a+c*c) - 2*a*si*tetta_b + 1)/D;
 349         S->a3 = 0;
 350         S->a4 = 0;
 351     } else {
 352         S->b0 = ((b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b + 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
 353         S->b1 = -4*c0*(g0*g0 + g0*b*si*tetta_b)/D;
 354         S->b2 = 2*(g0*g0*(1 + 2*c0*c0) - (b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b)/D;
 355         S->b3 = -4*c0*(g0*g0 - g0*b*si*tetta_b)/D;
 356         S->b4 = ((b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b - 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
 357
 358         S->a0 = 1;
 359         S->a1 = -4*c0*(1 + a*si*tetta_b)/D;
 360         S->a2 = 2*(1 + 2*c0*c0 - (a*a + c*c)*tetta_b*tetta_b)/D;
 361         S->a3 = -4*c0*(1 - a*si*tetta_b)/D;
 362         S->a4 = ((a*a + c*c)*tetta_b*tetta_b - 2*a*si*tetta_b + 1)/D;
 363     }
 364 }
 365
 366 static void chebyshev1_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
 367                                  int N, double w0, double wb,
 368                                  double G, double Gb, double G0)
 369 {
 370     double a, b, c0, g0, alfa, beta, tetta_b;
 371     double epsilon;
 372     int r =  N % 2;
 373     int L = (N - r) / 2;
 374     int i;
 375
 376     if (G == 0 && G0 == 0) {
 377         f->section[0].a0 = 1;
 378         f->section[0].b0 = 1;
 379         f->section[1].a0 = 1;
 380         f->section[1].b0 = 1;
 381         return;
 382     }
 383
 384     G  = ff_exp10(G/20);
 385     Gb = ff_exp10(Gb/20);
 386     G0 = ff_exp10(G0/20);
 387
 388     epsilon = sqrt((G*G - Gb*Gb) / (Gb*Gb - G0*G0));
 389     g0 = pow(G0,1.0/N);
 390     alfa = pow(1.0/epsilon    + sqrt(1 + 1/(epsilon*epsilon)), 1.0/N);
 391     beta = pow(G/epsilon + Gb * sqrt(1 + 1/(epsilon*epsilon)), 1.0/N);
 392     a = 0.5 * (alfa - 1.0/alfa);
 393     b = 0.5 * (beta - g0*g0*(1/beta));
 394     tetta_b = tan(wb/2);
 395     c0 = cos(w0);
 396
 397     for (i = 1; i <= L; i++) {
 398         double ui = (2.0*i-1.0)/N;
 399         double ci = cos(M_PI*ui/2.0);
 400         double si = sin(M_PI*ui/2.0);
 401         double Di = (a*a + ci*ci)*tetta_b*tetta_b + 2.0*a*si*tetta_b + 1;
 402
 403         chebyshev1_fo_section(&f->section[i - 1], a, ci, tetta_b, g0, si, b, Di, c0);
 404     }
 405 }
 406
 407 static void chebyshev2_fo_section(FoSection *S, double a,
 408                                   double c, double tetta_b,
 409                                   double g, double si, double b,
 410                                   double D, double c0)
 411 {
 412     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
 413         S->b0 = (g*g*tetta_b*tetta_b + 2*tetta_b*g*b*si + b*b + g*g*c*c)/D;
 414         S->b1 = 2*c0*(g*g*tetta_b*tetta_b - b*b - g*g*c*c)/D;
 415         S->b2 = (g*g*tetta_b*tetta_b - 2*tetta_b*g*b*si + b*b + g*g*c*c)/D;
 416         S->b3 = 0;
 417         S->b4 = 0;
 418
 419         S->a0 = 1;
 420         S->a1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b - a*a - c*c)/D;
 421         S->a2 = (tetta_b*tetta_b - 2*tetta_b*a*si + a*a + c*c)/D;
 422         S->a3 = 0;
 423         S->a4 = 0;
 424     } else {
 425         S->b0 = (g*g*tetta_b*tetta_b + 2*g*b*si*tetta_b + b*b + g*g*c*c)/D;
 426         S->b1 = -4*c0*(b*b + g*g*c*c + g*b*si*tetta_b)/D;
 427         S->b2 = 2*((b*b + g*g*c*c)*(1 + 2*c0*c0) - g*g*tetta_b*tetta_b)/D;
 428         S->b3 = -4*c0*(b*b + g*g*c*c - g*b*si*tetta_b)/D;
 429         S->b4 = (g*g*tetta_b*tetta_b - 2*g*b*si*tetta_b + b*b + g*g*c*c)/D;
 430
 431         S->a0 = 1;
 432         S->a1 = -4*c0*(a*a + c*c + a*si*tetta_b)/D;
 433         S->a2 = 2*((a*a + c*c)*(1 + 2*c0*c0) - tetta_b*tetta_b)/D;
 434         S->a3 = -4*c0*(a*a + c*c - a*si*tetta_b)/D;
 435         S->a4 = (tetta_b*tetta_b - 2*a*si*tetta_b + a*a + c*c)/D;
 436     }
 437 }
 438
 439 static void chebyshev2_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
 440                                  int N, double w0, double wb,
 441                                  double G, double Gb, double G0)
 442 {
 443     double a, b, c0, tetta_b;
 444     double epsilon, g, eu, ew;
 445     int r =  N % 2;
 446     int L = (N - r) / 2;
 447     int i;
 448
 449     if (G == 0 && G0 == 0) {
 450         f->section[0].a0 = 1;
 451         f->section[0].b0 = 1;
 452         f->section[1].a0 = 1;
 453         f->section[1].b0 = 1;
 454         return;
 455     }
 456
 457     G  = ff_exp10(G/20);
 458     Gb = ff_exp10(Gb/20);
 459     G0 = ff_exp10(G0/20);
 460
 461     epsilon = sqrt((G*G - Gb*Gb) / (Gb*Gb - G0*G0));
 462     g  = pow(G, 1.0 / N);
 463     eu = pow(epsilon + sqrt(1 + epsilon*epsilon), 1.0/N);
 464     ew = pow(G0*epsilon + Gb*sqrt(1 + epsilon*epsilon), 1.0/N);
 465     a = (eu - 1.0/eu)/2.0;
 466     b = (ew - g*g/ew)/2.0;
 467     tetta_b = tan(wb/2);
 468     c0 = cos(w0);
 469
 470     for (i = 1; i <= L; i++) {
 471         double ui = (2.0 * i - 1.0)/N;
 472         double ci = cos(M_PI * ui / 2.0);
 473         double si = sin(M_PI * ui / 2.0);
 474         double Di = tetta_b*tetta_b + 2*a*si*tetta_b + a*a + ci*ci;
 475
 476         chebyshev2_fo_section(&f->section[i - 1], a, ci, tetta_b, g, si, b, Di, c0);
 477     }
 478 }
 479
 480 static double butterworth_compute_bw_gain_db(double gain)
 481 {
 482     double bw_gain = 0;
 483
 484     if (gain <= -6)
 485         bw_gain = gain + 3;
 486     else if(gain > -6 && gain < 6)
 487         bw_gain = gain * 0.5;
 488     else if(gain >= 6)
 489         bw_gain = gain - 3;
 490
 491     return bw_gain;
 492 }
 493
 494 static double chebyshev1_compute_bw_gain_db(double gain)
 495 {
 496     double bw_gain = 0;
 497
 498     if (gain <= -6)
 499         bw_gain = gain + 1;
 500     else if(gain > -6 && gain < 6)
 501         bw_gain = gain * 0.9;
 502     else if(gain >= 6)
 503         bw_gain = gain - 1;
 504
 505     return bw_gain;
 506 }
 507
 508 static double chebyshev2_compute_bw_gain_db(double gain)
 509 {
 510     double bw_gain = 0;
 511
 512     if (gain <= -6)
 513         bw_gain = -3;
 514     else if(gain > -6 && gain < 6)
 515         bw_gain = gain * 0.3;
 516     else if(gain >= 6)
 517         bw_gain = 3;
 518
 519     return bw_gain;
 520 }
 521
 522 static inline double hz_2_rad(double x, double fs)
 523 {
 524     return 2 * M_PI * x / fs;
 525 }
 526
 527 static void equalizer(EqualizatorFilter *f, double sample_rate)
 528 {
 529     double w0 = hz_2_rad(f->freq,  sample_rate);
 530     double wb = hz_2_rad(f->width, sample_rate);
 531     double bw_gain;
 532
 533     switch (f->type) {
 534     case BUTTERWORTH:
 535         bw_gain = butterworth_compute_bw_gain_db(f->gain);
 536         butterworth_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
 537         break;
 538     case CHEBYSHEV1:
 539         bw_gain = chebyshev1_compute_bw_gain_db(f->gain);
 540         chebyshev1_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
 541         break;
 542     case CHEBYSHEV2:
 543         bw_gain = chebyshev2_compute_bw_gain_db(f->gain);
 544         chebyshev2_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
 545         break;
 546     }
 547
 548 }
 549
 550 static int add_filter(AudioNEqualizerContext *s, AVFilterLink *inlink)
 551 {
 552     equalizer(&s->filters[s->nb_filters], inlink->sample_rate);
 553     if (s->nb_filters >= s->nb_allocated - 1) {
 554         EqualizatorFilter *filters;
 555
 556         filters = av_calloc(s->nb_allocated, 2 * sizeof(*s->filters));
 557         if (!filters)
 558             return AVERROR(ENOMEM);
 559         memcpy(filters, s->filters, sizeof(*s->filters) * s->nb_allocated);
 560         av_free(s->filters);
 561         s->filters = filters;
 562         s->nb_allocated *= 2;
 563     }
 564     s->nb_filters++;
 565
 566     return 0;
 567 }
 568
 569 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 570 {
 571     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 572     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 573     char *args = av_strdup(s->args);
 574     char *saveptr = NULL;
 575     int ret = 0;
 576
 577     if (!args)
 578         return AVERROR(ENOMEM);
 579
 580     s->nb_allocated = 32 * inlink->channels;
 581     s->filters = av_calloc(inlink->channels, 32 * sizeof(*s->filters));
 582     if (!s->filters) {
 583         s->nb_allocated = 0;
 584         av_free(args);
 585         return AVERROR(ENOMEM);
 586     }
 587
 588     while (1) {
 589         char *arg = av_strtok(s->nb_filters == 0 ? args : NULL, "|", &saveptr);
 590
 591         if (!arg)
 592             break;
 593
 594         s->filters[s->nb_filters].type = 0;
 595         if (sscanf(arg, "c%d f=%lf w=%lf g=%lf t=%d", &s->filters[s->nb_filters].channel,
 596                                                      &s->filters[s->nb_filters].freq,
 597                                                      &s->filters[s->nb_filters].width,
 598                                                      &s->filters[s->nb_filters].gain,
 599                                                      &s->filters[s->nb_filters].type) != 5 &&
 600             sscanf(arg, "c%d f=%lf w=%lf g=%lf", &s->filters[s->nb_filters].channel,
 601                                                 &s->filters[s->nb_filters].freq,
 602                                                 &s->filters[s->nb_filters].width,
 603                                                 &s->filters[s->nb_filters].gain) != 4 ) {
 604             av_free(args);
 605             return AVERROR(EINVAL);
 606         }
 607
 608         if (s->filters[s->nb_filters].freq < 0 ||
 609             s->filters[s->nb_filters].freq > inlink->sample_rate / 2.0)
 610             s->filters[s->nb_filters].ignore = 1;
 611
 612         if (s->filters[s->nb_filters].channel < 0 ||
 613             s->filters[s->nb_filters].channel >= inlink->channels)
 614             s->filters[s->nb_filters].ignore = 1;
 615
 616         s->filters[s->nb_filters].type = av_clip(s->filters[s->nb_filters].type, 0, NB_TYPES - 1);
 617         ret = add_filter(s, inlink);
 618         if (ret < 0)
 619             break;
 620     }
 621
 622     av_free(args);
 623
 624     return ret;
 625 }
 626
 627 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
 628                            char *res, int res_len, int flags)
 629 {
 630     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 631     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 632     int ret = AVERROR(ENOSYS);
 633
 634     if (!strcmp(cmd, "change")) {
 635         double freq, width, gain;
 636         int filter;
 637
 638         if (sscanf(args, "%d|f=%lf|w=%lf|g=%lf", &filter, &freq, &width, &gain) != 4)
 639             return AVERROR(EINVAL);
 640
 641         if (filter < 0 || filter >= s->nb_filters)
 642             return AVERROR(EINVAL);
 643
 644         if (freq < 0 || freq > inlink->sample_rate / 2.0)
 645             return AVERROR(EINVAL);
 646
 647         s->filters[filter].freq  = freq;
 648         s->filters[filter].width = width;
 649         s->filters[filter].gain  = gain;
 650         equalizer(&s->filters[filter], inlink->sample_rate);
 651         if (s->draw_curves)
 652             draw_curves(ctx, inlink, s->video);
 653
 654         ret = 0;
 655     }
 656
 657     return ret;
 658 }
 659
 660 static inline double section_process(FoSection *S, double in)
 661 {
 662     double out;
 663
 664     out = S->b0 * in;
 665     out+= S->b1 * S->num[0] - S->denum[0] * S->a1;
 666     out+= S->b2 * S->num[1] - S->denum[1] * S->a2;
 667     out+= S->b3 * S->num[2] - S->denum[2] * S->a3;
 668     out+= S->b4 * S->num[3] - S->denum[3] * S->a4;
 669
 670     S->num[3] = S->num[2];
 671     S->num[2] = S->num[1];
 672     S->num[1] = S->num[0];
 673     S->num[0] = in;
 674
 675     S->denum[3] = S->denum[2];
 676     S->denum[2] = S->denum[1];
 677     S->denum[1] = S->denum[0];
 678     S->denum[0] = out;
 679
 680     return out;
 681 }
 682
 683 static double process_sample(FoSection *s1, double in)
 684 {
 685     double p0 = in, p1;
 686     int i;
 687
 688     for (i = 0; i < FILTER_ORDER / 2; i++) {
 689         p1 = section_process(&s1[i], p0);
 690         p0 = p1;
 691     }
 692
 693     return p1;
 694 }
 695
 696 static int filter_channels(AVFilterContext *ctx, void *arg,
 697                            int jobnr, int nb_jobs)
 698 {
 699     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 700     AVFrame *buf = arg;
 701     const int start = (buf->channels * jobnr) / nb_jobs;
 702     const int end = (buf->channels * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 703
 704     for (int i = 0; i < s->nb_filters; i++) {
 705         EqualizatorFilter *f = &s->filters[i];
 706         double *bptr;
 707
 708         if (f->gain == 0. || f->ignore)
 709             continue;
 710         if (f->channel < start ||
 711             f->channel >= end)
 712             continue;
 713
 714         bptr = (double *)buf->extended_data[f->channel];
 715         for (int n = 0; n < buf->nb_samples; n++) {
 716             double sample = bptr[n];
 717
 718             sample  = process_sample(f->section, sample);
 719             bptr[n] = sample;
 720         }
 721     }
 722
 723     return 0;
 724 }
 725
 726 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 727 {
 728     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 729     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
 730     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 731
 732     if (!ctx->is_disabled)
 733         ctx->internal->execute(ctx, filter_channels, buf, NULL, FFMIN(inlink->channels,
 734                                                                 ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 735
 736     if (s->draw_curves) {
 737         AVFrame *clone;
 738
 739         const int64_t pts = buf->pts +
 740             av_rescale_q(buf->nb_samples, (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
 741                          outlink->time_base);
 742         int ret;
 743
 744         s->video->pts = pts;
 745         clone = av_frame_clone(s->video);
 746         if (!clone)
 747             return AVERROR(ENOMEM);
 748         ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[1], clone);
 749         if (ret < 0)
 750             return ret;
 751     }
 752
 753     return ff_filter_frame(outlink, buf);
 754 }
 755
 756 static const AVFilterPad inputs[] = {
 757     {
 758         .name           = "default",
 759         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 760         .config_props   = config_input,
 761         .filter_frame   = filter_frame,
 762         .needs_writable = 1,
 763     },
 764     { NULL }
 765 };
 766
 767 AVFilter ff_af_anequalizer = {
 768     .name          = "anequalizer",
 769     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply high-order audio parametric multi band equalizer."),
 770     .priv_size     = sizeof(AudioNEqualizerContext),
 771     .priv_class    = &anequalizer_class,
 772     .init          = init,
 773     .uninit        = uninit,
 774     .query_formats = query_formats,
 775     .inputs        = inputs,
 776     .outputs       = NULL,
 777     .process_command = process_command,
 778     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS |
 779                      AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL |
 780                      AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 781 };