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

   1 /*
   2  * Dynamic Audio Normalizer
   3  * Copyright (c) 2015 LoRd_MuldeR <mulder2@gmx.de>. Some rights reserved.
   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 /**
  23  * @file
  24  * Dynamic Audio Normalizer
  25  */
  26
  27 #include <float.h>
  28
  29 #include "libavutil/avassert.h"
  30 #include "libavutil/opt.h"
  31
  32 #define FF_BUFQUEUE_SIZE 302
  33 #include "libavfilter/bufferqueue.h"
  34
  35 #include "audio.h"
  36 #include "avfilter.h"
  37 #include "filters.h"
  38 #include "internal.h"
  39
  40 typedef struct cqueue {
  41     double *elements;
  42     int size;
  43     int nb_elements;
  44     int first;
  45 } cqueue;
  46
  47 typedef struct DynamicAudioNormalizerContext {
  48     const AVClass *class;
  49
  50     struct FFBufQueue queue;
  51
  52     int frame_len;
  53     int frame_len_msec;
  54     int filter_size;
  55     int dc_correction;
  56     int channels_coupled;
  57     int alt_boundary_mode;
  58
  59     double peak_value;
  60     double max_amplification;
  61     double target_rms;
  62     double compress_factor;
  63     double *prev_amplification_factor;
  64     double *dc_correction_value;
  65     double *compress_threshold;
  66     double *fade_factors[2];
  67     double *weights;
  68
  69     int channels;
  70     int delay;
  71     int eof;
  72     int64_t pts;
  73
  74     cqueue **gain_history_original;
  75     cqueue **gain_history_minimum;
  76     cqueue **gain_history_smoothed;
  77 } DynamicAudioNormalizerContext;
  78
  79 #define OFFSET(x) offsetof(DynamicAudioNormalizerContext, x)
  80 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  81
  82 static const AVOption dynaudnorm_options[] = {
  83     { "f", "set the frame length in msec",     OFFSET(frame_len_msec),    AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 500},   10,  8000, FLAGS },
  84     { "g", "set the filter size",              OFFSET(filter_size),       AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 31},     3,   301, FLAGS },
  85     { "p", "set the peak value",               OFFSET(peak_value),        AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 0.95}, 0.0,   1.0, FLAGS },
  86     { "m", "set the max amplification",        OFFSET(max_amplification), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 10.0}, 1.0, 100.0, FLAGS },
  87     { "r", "set the target RMS",               OFFSET(target_rms),        AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 0.0},  0.0,   1.0, FLAGS },
  88     { "n", "set channel coupling",             OFFSET(channels_coupled),  AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64 = 1},      0,     1, FLAGS },
  89     { "c", "set DC correction",                OFFSET(dc_correction),     AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64 = 0},      0,     1, FLAGS },
  90     { "b", "set alternative boundary mode",    OFFSET(alt_boundary_mode), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64 = 0},      0,     1, FLAGS },
  91     { "s", "set the compress factor",          OFFSET(compress_factor),   AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 0.0},  0.0,  30.0, FLAGS },
  92     { NULL }
  93 };
  94
  95 AVFILTER_DEFINE_CLASS(dynaudnorm);
  96
  97 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
  98 {
  99     DynamicAudioNormalizerContext *s = ctx->priv;
 100
 101     if (!(s->filter_size & 1)) {
 102         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "filter size %d is invalid. Must be an odd value.\n", s->filter_size);
 103         return AVERROR(EINVAL);
 104     }
 105
 106     return 0;
 107 }
 108
 109 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 110 {
 111     AVFilterFormats *formats;
 112     AVFilterChannelLayouts *layouts;
 113     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
 114         AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
 115         AV_SAMPLE_FMT_NONE
 116     };
 117     int ret;
 118
 119     layouts = ff_all_channel_counts();
 120     if (!layouts)
 121         return AVERROR(ENOMEM);
 122     ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 123     if (ret < 0)
 124         return ret;
 125
 126     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 127     if (!formats)
 128         return AVERROR(ENOMEM);
 129     ret = ff_set_common_formats(ctx, formats);
 130     if (ret < 0)
 131         return ret;
 132
 133     formats = ff_all_samplerates();
 134     if (!formats)
 135         return AVERROR(ENOMEM);
 136     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 137 }
 138
 139 static inline int frame_size(int sample_rate, int frame_len_msec)
 140 {
 141     const int frame_size = lrint((double)sample_rate * (frame_len_msec / 1000.0));
 142     return frame_size + (frame_size % 2);
 143 }
 144
 145 static void precalculate_fade_factors(double *fade_factors[2], int frame_len)
 146 {
 147     const double step_size = 1.0 / frame_len;
 148     int pos;
 149
 150     for (pos = 0; pos < frame_len; pos++) {
 151         fade_factors[0][pos] = 1.0 - (step_size * (pos + 1.0));
 152         fade_factors[1][pos] = 1.0 - fade_factors[0][pos];
 153     }
 154 }
 155
 156 static cqueue *cqueue_create(int size)
 157 {
 158     cqueue *q;
 159
 160     q = av_malloc(sizeof(cqueue));
 161     if (!q)
 162         return NULL;
 163
 164     q->size = size;
 165     q->nb_elements = 0;
 166     q->first = 0;
 167
 168     q->elements = av_malloc_array(size, sizeof(double));
 169     if (!q->elements) {
 170         av_free(q);
 171         return NULL;
 172     }
 173
 174     return q;
 175 }
 176
 177 static void cqueue_free(cqueue *q)
 178 {
 179     if (q)
 180         av_free(q->elements);
 181     av_free(q);
 182 }
 183
 184 static int cqueue_size(cqueue *q)
 185 {
 186     return q->nb_elements;
 187 }
 188
 189 static int cqueue_empty(cqueue *q)
 190 {
 191     return !q->nb_elements;
 192 }
 193
 194 static int cqueue_enqueue(cqueue *q, double element)
 195 {
 196     int i;
 197
 198     av_assert2(q->nb_elements != q->size);
 199
 200     i = (q->first + q->nb_elements) % q->size;
 201     q->elements[i] = element;
 202     q->nb_elements++;
 203
 204     return 0;
 205 }
 206
 207 static double cqueue_peek(cqueue *q, int index)
 208 {
 209     av_assert2(index < q->nb_elements);
 210     return q->elements[(q->first + index) % q->size];
 211 }
 212
 213 static int cqueue_dequeue(cqueue *q, double *element)
 214 {
 215     av_assert2(!cqueue_empty(q));
 216
 217     *element = q->elements[q->first];
 218     q->first = (q->first + 1) % q->size;
 219     q->nb_elements--;
 220
 221     return 0;
 222 }
 223
 224 static int cqueue_pop(cqueue *q)
 225 {
 226     av_assert2(!cqueue_empty(q));
 227
 228     q->first = (q->first + 1) % q->size;
 229     q->nb_elements--;
 230
 231     return 0;
 232 }
 233
 234 static void init_gaussian_filter(DynamicAudioNormalizerContext *s)
 235 {
 236     double total_weight = 0.0;
 237     const double sigma = (((s->filter_size / 2.0) - 1.0) / 3.0) + (1.0 / 3.0);
 238     double adjust;
 239     int i;
 240
 241     // Pre-compute constants
 242     const int offset = s->filter_size / 2;
 243     const double c1 = 1.0 / (sigma * sqrt(2.0 * M_PI));
 244     const double c2 = 2.0 * sigma * sigma;
 245
 246     // Compute weights
 247     for (i = 0; i < s->filter_size; i++) {
 248         const int x = i - offset;
 249
 250         s->weights[i] = c1 * exp(-x * x / c2);
 251         total_weight += s->weights[i];
 252     }
 253
 254     // Adjust weights
 255     adjust = 1.0 / total_weight;
 256     for (i = 0; i < s->filter_size; i++) {
 257         s->weights[i] *= adjust;
 258     }
 259 }
 260
 261 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 262 {
 263     DynamicAudioNormalizerContext *s = ctx->priv;
 264     int c;
 265
 266     av_freep(&s->prev_amplification_factor);
 267     av_freep(&s->dc_correction_value);
 268     av_freep(&s->compress_threshold);
 269     av_freep(&s->fade_factors[0]);
 270     av_freep(&s->fade_factors[1]);
 271
 272     for (c = 0; c < s->channels; c++) {
 273         if (s->gain_history_original)
 274             cqueue_free(s->gain_history_original[c]);
 275         if (s->gain_history_minimum)
 276             cqueue_free(s->gain_history_minimum[c]);
 277         if (s->gain_history_smoothed)
 278             cqueue_free(s->gain_history_smoothed[c]);
 279     }
 280
 281     av_freep(&s->gain_history_original);
 282     av_freep(&s->gain_history_minimum);
 283     av_freep(&s->gain_history_smoothed);
 284
 285     av_freep(&s->weights);
 286
 287     ff_bufqueue_discard_all(&s->queue);
 288 }
 289
 290 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 291 {
 292     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 293     DynamicAudioNormalizerContext *s = ctx->priv;
 294     int c;
 295
 296     uninit(ctx);
 297
 298     s->frame_len = frame_size(inlink->sample_rate, s->frame_len_msec);
 299     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "frame len %d\n", s->frame_len);
 300
 301     s->fade_factors[0] = av_malloc_array(s->frame_len, sizeof(*s->fade_factors[0]));
 302     s->fade_factors[1] = av_malloc_array(s->frame_len, sizeof(*s->fade_factors[1]));
 303
 304     s->prev_amplification_factor = av_malloc_array(inlink->channels, sizeof(*s->prev_amplification_factor));
 305     s->dc_correction_value = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->dc_correction_value));
 306     s->compress_threshold = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->compress_threshold));
 307     s->gain_history_original = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->gain_history_original));
 308     s->gain_history_minimum = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->gain_history_minimum));
 309     s->gain_history_smoothed = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->gain_history_smoothed));
 310     s->weights = av_malloc_array(s->filter_size, sizeof(*s->weights));
 311     if (!s->prev_amplification_factor || !s->dc_correction_value ||
 312         !s->compress_threshold || !s->fade_factors[0] || !s->fade_factors[1] ||
 313         !s->gain_history_original || !s->gain_history_minimum ||
 314         !s->gain_history_smoothed || !s->weights)
 315         return AVERROR(ENOMEM);
 316
 317     for (c = 0; c < inlink->channels; c++) {
 318         s->prev_amplification_factor[c] = 1.0;
 319
 320         s->gain_history_original[c] = cqueue_create(s->filter_size);
 321         s->gain_history_minimum[c]  = cqueue_create(s->filter_size);
 322         s->gain_history_smoothed[c] = cqueue_create(s->filter_size);
 323
 324         if (!s->gain_history_original[c] || !s->gain_history_minimum[c] ||
 325             !s->gain_history_smoothed[c])
 326             return AVERROR(ENOMEM);
 327     }
 328
 329     precalculate_fade_factors(s->fade_factors, s->frame_len);
 330     init_gaussian_filter(s);
 331
 332     s->channels = inlink->channels;
 333     s->delay = s->filter_size;
 334
 335     return 0;
 336 }
 337
 338 static inline double fade(double prev, double next, int pos,
 339                           double *fade_factors[2])
 340 {
 341     return fade_factors[0][pos] * prev + fade_factors[1][pos] * next;
 342 }
 343
 344 static inline double pow_2(const double value)
 345 {
 346     return value * value;
 347 }
 348
 349 static inline double bound(const double threshold, const double val)
 350 {
 351     const double CONST = 0.8862269254527580136490837416705725913987747280611935; //sqrt(PI) / 2.0
 352     return erf(CONST * (val / threshold)) * threshold;
 353 }
 354
 355 static double find_peak_magnitude(AVFrame *frame, int channel)
 356 {
 357     double max = DBL_EPSILON;
 358     int c, i;
 359
 360     if (channel == -1) {
 361         for (c = 0; c < frame->channels; c++) {
 362             double *data_ptr = (double *)frame->extended_data[c];
 363
 364             for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++)
 365                 max = FFMAX(max, fabs(data_ptr[i]));
 366         }
 367     } else {
 368         double *data_ptr = (double *)frame->extended_data[channel];
 369
 370         for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++)
 371             max = FFMAX(max, fabs(data_ptr[i]));
 372     }
 373
 374     return max;
 375 }
 376
 377 static double compute_frame_rms(AVFrame *frame, int channel)
 378 {
 379     double rms_value = 0.0;
 380     int c, i;
 381
 382     if (channel == -1) {
 383         for (c = 0; c < frame->channels; c++) {
 384             const double *data_ptr = (double *)frame->extended_data[c];
 385
 386             for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 387                 rms_value += pow_2(data_ptr[i]);
 388             }
 389         }
 390
 391         rms_value /= frame->nb_samples * frame->channels;
 392     } else {
 393         const double *data_ptr = (double *)frame->extended_data[channel];
 394         for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 395             rms_value += pow_2(data_ptr[i]);
 396         }
 397
 398         rms_value /= frame->nb_samples;
 399     }
 400
 401     return FFMAX(sqrt(rms_value), DBL_EPSILON);
 402 }
 403
 404 static double get_max_local_gain(DynamicAudioNormalizerContext *s, AVFrame *frame,
 405                                  int channel)
 406 {
 407     const double maximum_gain = s->peak_value / find_peak_magnitude(frame, channel);
 408     const double rms_gain = s->target_rms > DBL_EPSILON ? (s->target_rms / compute_frame_rms(frame, channel)) : DBL_MAX;
 409     return bound(s->max_amplification, FFMIN(maximum_gain, rms_gain));
 410 }
 411
 412 static double minimum_filter(cqueue *q)
 413 {
 414     double min = DBL_MAX;
 415     int i;
 416
 417     for (i = 0; i < cqueue_size(q); i++) {
 418         min = FFMIN(min, cqueue_peek(q, i));
 419     }
 420
 421     return min;
 422 }
 423
 424 static double gaussian_filter(DynamicAudioNormalizerContext *s, cqueue *q)
 425 {
 426     double result = 0.0;
 427     int i;
 428
 429     for (i = 0; i < cqueue_size(q); i++) {
 430         result += cqueue_peek(q, i) * s->weights[i];
 431     }
 432
 433     return result;
 434 }
 435
 436 static void update_gain_history(DynamicAudioNormalizerContext *s, int channel,
 437                                 double current_gain_factor)
 438 {
 439     if (cqueue_empty(s->gain_history_original[channel]) ||
 440         cqueue_empty(s->gain_history_minimum[channel])) {
 441         const int pre_fill_size = s->filter_size / 2;
 442         const double initial_value = s->alt_boundary_mode ? current_gain_factor : 1.0;
 443
 444         s->prev_amplification_factor[channel] = initial_value;
 445
 446         while (cqueue_size(s->gain_history_original[channel]) < pre_fill_size) {
 447             cqueue_enqueue(s->gain_history_original[channel], initial_value);
 448         }
 449     }
 450
 451     cqueue_enqueue(s->gain_history_original[channel], current_gain_factor);
 452
 453     while (cqueue_size(s->gain_history_original[channel]) >= s->filter_size) {
 454         double minimum;
 455         av_assert0(cqueue_size(s->gain_history_original[channel]) == s->filter_size);
 456
 457         if (cqueue_empty(s->gain_history_minimum[channel])) {
 458             const int pre_fill_size = s->filter_size / 2;
 459             double initial_value = s->alt_boundary_mode ? cqueue_peek(s->gain_history_original[channel], 0) : 1.0;
 460             int input = pre_fill_size;
 461
 462             while (cqueue_size(s->gain_history_minimum[channel]) < pre_fill_size) {
 463                 input++;
 464                 initial_value = FFMIN(initial_value, cqueue_peek(s->gain_history_original[channel], input));
 465                 cqueue_enqueue(s->gain_history_minimum[channel], initial_value);
 466             }
 467         }
 468
 469         minimum = minimum_filter(s->gain_history_original[channel]);
 470
 471         cqueue_enqueue(s->gain_history_minimum[channel], minimum);
 472
 473         cqueue_pop(s->gain_history_original[channel]);
 474     }
 475
 476     while (cqueue_size(s->gain_history_minimum[channel]) >= s->filter_size) {
 477         double smoothed;
 478         av_assert0(cqueue_size(s->gain_history_minimum[channel]) == s->filter_size);
 479         smoothed = gaussian_filter(s, s->gain_history_minimum[channel]);
 480
 481         cqueue_enqueue(s->gain_history_smoothed[channel], smoothed);
 482
 483         cqueue_pop(s->gain_history_minimum[channel]);
 484     }
 485 }
 486
 487 static inline double update_value(double new, double old, double aggressiveness)
 488 {
 489     av_assert0((aggressiveness >= 0.0) && (aggressiveness <= 1.0));
 490     return aggressiveness * new + (1.0 - aggressiveness) * old;
 491 }
 492
 493 static void perform_dc_correction(DynamicAudioNormalizerContext *s, AVFrame *frame)
 494 {
 495     const double diff = 1.0 / frame->nb_samples;
 496     int is_first_frame = cqueue_empty(s->gain_history_original[0]);
 497     int c, i;
 498
 499     for (c = 0; c < s->channels; c++) {
 500         double *dst_ptr = (double *)frame->extended_data[c];
 501         double current_average_value = 0.0;
 502         double prev_value;
 503
 504         for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++)
 505             current_average_value += dst_ptr[i] * diff;
 506
 507         prev_value = is_first_frame ? current_average_value : s->dc_correction_value[c];
 508         s->dc_correction_value[c] = is_first_frame ? current_average_value : update_value(current_average_value, s->dc_correction_value[c], 0.1);
 509
 510         for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 511             dst_ptr[i] -= fade(prev_value, s->dc_correction_value[c], i, s->fade_factors);
 512         }
 513     }
 514 }
 515
 516 static double setup_compress_thresh(double threshold)
 517 {
 518     if ((threshold > DBL_EPSILON) && (threshold < (1.0 - DBL_EPSILON))) {
 519         double current_threshold = threshold;
 520         double step_size = 1.0;
 521
 522         while (step_size > DBL_EPSILON) {
 523             while ((llrint((current_threshold + step_size) * (UINT64_C(1) << 63)) >
 524                     llrint(current_threshold * (UINT64_C(1) << 63))) &&
 525                    (bound(current_threshold + step_size, 1.0) <= threshold)) {
 526                 current_threshold += step_size;
 527             }
 528
 529             step_size /= 2.0;
 530         }
 531
 532         return current_threshold;
 533     } else {
 534         return threshold;
 535     }
 536 }
 537
 538 static double compute_frame_std_dev(DynamicAudioNormalizerContext *s,
 539                                     AVFrame *frame, int channel)
 540 {
 541     double variance = 0.0;
 542     int i, c;
 543
 544     if (channel == -1) {
 545         for (c = 0; c < s->channels; c++) {
 546             const double *data_ptr = (double *)frame->extended_data[c];
 547
 548             for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 549                 variance += pow_2(data_ptr[i]);  // Assume that MEAN is *zero*
 550             }
 551         }
 552         variance /= (s->channels * frame->nb_samples) - 1;
 553     } else {
 554         const double *data_ptr = (double *)frame->extended_data[channel];
 555
 556         for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 557             variance += pow_2(data_ptr[i]);      // Assume that MEAN is *zero*
 558         }
 559         variance /= frame->nb_samples - 1;
 560     }
 561
 562     return FFMAX(sqrt(variance), DBL_EPSILON);
 563 }
 564
 565 static void perform_compression(DynamicAudioNormalizerContext *s, AVFrame *frame)
 566 {
 567     int is_first_frame = cqueue_empty(s->gain_history_original[0]);
 568     int c, i;
 569
 570     if (s->channels_coupled) {
 571         const double standard_deviation = compute_frame_std_dev(s, frame, -1);
 572         const double current_threshold  = FFMIN(1.0, s->compress_factor * standard_deviation);
 573
 574         const double prev_value = is_first_frame ? current_threshold : s->compress_threshold[0];
 575         double prev_actual_thresh, curr_actual_thresh;
 576         s->compress_threshold[0] = is_first_frame ? current_threshold : update_value(current_threshold, s->compress_threshold[0], (1.0/3.0));
 577
 578         prev_actual_thresh = setup_compress_thresh(prev_value);
 579         curr_actual_thresh = setup_compress_thresh(s->compress_threshold[0]);
 580
 581         for (c = 0; c < s->channels; c++) {
 582             double *const dst_ptr = (double *)frame->extended_data[c];
 583             for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 584                 const double localThresh = fade(prev_actual_thresh, curr_actual_thresh, i, s->fade_factors);
 585                 dst_ptr[i] = copysign(bound(localThresh, fabs(dst_ptr[i])), dst_ptr[i]);
 586             }
 587         }
 588     } else {
 589         for (c = 0; c < s->channels; c++) {
 590             const double standard_deviation = compute_frame_std_dev(s, frame, c);
 591             const double current_threshold  = setup_compress_thresh(FFMIN(1.0, s->compress_factor * standard_deviation));
 592
 593             const double prev_value = is_first_frame ? current_threshold : s->compress_threshold[c];
 594             double prev_actual_thresh, curr_actual_thresh;
 595             double *dst_ptr;
 596             s->compress_threshold[c] = is_first_frame ? current_threshold : update_value(current_threshold, s->compress_threshold[c], 1.0/3.0);
 597
 598             prev_actual_thresh = setup_compress_thresh(prev_value);
 599             curr_actual_thresh = setup_compress_thresh(s->compress_threshold[c]);
 600
 601             dst_ptr = (double *)frame->extended_data[c];
 602             for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 603                 const double localThresh = fade(prev_actual_thresh, curr_actual_thresh, i, s->fade_factors);
 604                 dst_ptr[i] = copysign(bound(localThresh, fabs(dst_ptr[i])), dst_ptr[i]);
 605             }
 606         }
 607     }
 608 }
 609
 610 static void analyze_frame(DynamicAudioNormalizerContext *s, AVFrame *frame)
 611 {
 612     if (s->dc_correction) {
 613         perform_dc_correction(s, frame);
 614     }
 615
 616     if (s->compress_factor > DBL_EPSILON) {
 617         perform_compression(s, frame);
 618     }
 619
 620     if (s->channels_coupled) {
 621         const double current_gain_factor = get_max_local_gain(s, frame, -1);
 622         int c;
 623
 624         for (c = 0; c < s->channels; c++)
 625             update_gain_history(s, c, current_gain_factor);
 626     } else {
 627         int c;
 628
 629         for (c = 0; c < s->channels; c++)
 630             update_gain_history(s, c, get_max_local_gain(s, frame, c));
 631     }
 632 }
 633
 634 static void amplify_frame(DynamicAudioNormalizerContext *s, AVFrame *frame)
 635 {
 636     int c, i;
 637
 638     for (c = 0; c < s->channels; c++) {
 639         double *dst_ptr = (double *)frame->extended_data[c];
 640         double current_amplification_factor;
 641
 642         cqueue_dequeue(s->gain_history_smoothed[c], &current_amplification_factor);
 643
 644         for (i = 0; i < frame->nb_samples; i++) {
 645             const double amplification_factor = fade(s->prev_amplification_factor[c],
 646                                                      current_amplification_factor, i,
 647                                                      s->fade_factors);
 648
 649             dst_ptr[i] *= amplification_factor;
 650
 651             if (fabs(dst_ptr[i]) > s->peak_value)
 652                 dst_ptr[i] = copysign(s->peak_value, dst_ptr[i]);
 653         }
 654
 655         s->prev_amplification_factor[c] = current_amplification_factor;
 656     }
 657 }
 658
 659 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 660 {
 661     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 662     DynamicAudioNormalizerContext *s = ctx->priv;
 663     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
 664     int ret = 1;
 665
 666     if (!cqueue_empty(s->gain_history_smoothed[0])) {
 667         AVFrame *out = ff_bufqueue_get(&s->queue);
 668
 669         amplify_frame(s, out);
 670         ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 671     }
 672
 673     av_frame_make_writable(in);
 674     analyze_frame(s, in);
 675     ff_bufqueue_add(ctx, &s->queue, in);
 676
 677     return ret;
 678 }
 679
 680 static int flush_buffer(DynamicAudioNormalizerContext *s, AVFilterLink *inlink,
 681                         AVFilterLink *outlink)
 682 {
 683     AVFrame *out = ff_get_audio_buffer(outlink, s->frame_len);
 684     int c, i;
 685
 686     if (!out)
 687         return AVERROR(ENOMEM);
 688
 689     for (c = 0; c < s->channels; c++) {
 690         double *dst_ptr = (double *)out->extended_data[c];
 691
 692         for (i = 0; i < out->nb_samples; i++) {
 693             dst_ptr[i] = s->alt_boundary_mode ? DBL_EPSILON : ((s->target_rms > DBL_EPSILON) ? FFMIN(s->peak_value, s->target_rms) : s->peak_value);
 694             if (s->dc_correction) {
 695                 dst_ptr[i] *= ((i % 2) == 1) ? -1 : 1;
 696                 dst_ptr[i] += s->dc_correction_value[c];
 697             }
 698         }
 699     }
 700
 701     s->delay--;
 702     return filter_frame(inlink, out);
 703 }
 704
 705 static int flush(AVFilterLink *outlink)
 706 {
 707     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 708     DynamicAudioNormalizerContext *s = ctx->priv;
 709     int ret = 0;
 710
 711     if (!cqueue_empty(s->gain_history_smoothed[0])) {
 712         ret = flush_buffer(s, ctx->inputs[0], outlink);
 713     } else if (s->queue.available) {
 714         AVFrame *out = ff_bufqueue_get(&s->queue);
 715
 716         s->pts = out->pts;
 717         ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 718         s->delay = s->queue.available;
 719     }
 720
 721     return ret;
 722 }
 723
 724 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 725 {
 726     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 727     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 728     DynamicAudioNormalizerContext *s = ctx->priv;
 729     AVFrame *in = NULL;
 730     int ret = 0, status;
 731     int64_t pts;
 732
 733     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK(outlink, inlink);
 734
 735     if (!s->eof) {
 736         ret = ff_inlink_consume_samples(inlink, s->frame_len, s->frame_len, &in);
 737         if (ret < 0)
 738             return ret;
 739         if (ret > 0) {
 740             ret = filter_frame(inlink, in);
 741             if (ret <= 0)
 742                 return ret;
 743         }
 744
 745         if (ff_inlink_queued_samples(inlink) >= s->frame_len) {
 746             ff_filter_set_ready(ctx, 10);
 747             return 0;
 748         }
 749     }
 750
 751     if (!s->eof && ff_inlink_acknowledge_status(inlink, &status, &pts)) {
 752         if (status == AVERROR_EOF)
 753             s->eof = 1;
 754     }
 755
 756     if (s->eof && s->delay > 0)
 757         return flush(outlink);
 758
 759     if (s->eof && s->delay <= 0) {
 760         ff_outlink_set_status(outlink, AVERROR_EOF, s->pts);
 761         return 0;
 762     }
 763
 764     if (!s->eof)
 765         FF_FILTER_FORWARD_WANTED(outlink, inlink);
 766
 767     return FFERROR_NOT_READY;
 768 }
 769
 770 static const AVFilterPad avfilter_af_dynaudnorm_inputs[] = {
 771     {
 772         .name           = "default",
 773         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 774         .config_props   = config_input,
 775     },
 776     { NULL }
 777 };
 778
 779 static const AVFilterPad avfilter_af_dynaudnorm_outputs[] = {
 780     {
 781         .name          = "default",
 782         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 783     },
 784     { NULL }
 785 };
 786
 787 AVFilter ff_af_dynaudnorm = {
 788     .name          = "dynaudnorm",
 789     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Dynamic Audio Normalizer."),
 790     .query_formats = query_formats,
 791     .priv_size     = sizeof(DynamicAudioNormalizerContext),
 792     .init          = init,
 793     .uninit        = uninit,
 794     .activate      = activate,
 795     .inputs        = avfilter_af_dynaudnorm_inputs,
 796     .outputs       = avfilter_af_dynaudnorm_outputs,
 797     .priv_class    = &dynaudnorm_class,
 798 };