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