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

   1 /*****************************************************************************
   2  * sofalizer.c : SOFAlizer filter for virtual binaural acoustics
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2013-2015 Andreas Fuchs, Wolfgang Hrauda,
   5  *                         Acoustics Research Institute (ARI), Vienna, Austria
   6  *
   7  * Authors: Andreas Fuchs <andi.fuchs.mail@gmail.com>
   8  *          Wolfgang Hrauda <wolfgang.hrauda@gmx.at>
   9  *
  10  * SOFAlizer project coordinator at ARI, main developer of SOFA:
  11  *          Piotr Majdak <piotr@majdak.at>
  12  *
  13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  14  * under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  15  * the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
  16  * (at your option) any later version.
  17  *
  18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
  21  * GNU Lesser General Public License for more details.
  22  *
  23  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  24  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  25  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301, USA.
  26  *****************************************************************************/
  27
  28 #include <math.h>
  29 #include <netcdf.h>
  30
  31 #include "libavcodec/avfft.h"
  32 #include "libavutil/float_dsp.h"
  33 #include "libavutil/opt.h"
  34 #include "avfilter.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "audio.h"
  37
  38 #define TIME_DOMAIN      0
  39 #define FREQUENCY_DOMAIN 1
  40
  41 typedef struct NCSofa {  /* contains data of one SOFA file */
  42     int ncid;            /* netCDF ID of the opened SOFA file */
  43     int n_samples;       /* length of one impulse response (IR) */
  44     int m_dim;           /* number of measurement positions */
  45     int *data_delay;     /* broadband delay of each IR */
  46                          /* all measurement positions for each receiver (i.e. ear): */
  47     float *sp_a;         /* azimuth angles */
  48     float *sp_e;         /* elevation angles */
  49     float *sp_r;         /* radii */
  50                          /* data at each measurement position for each receiver: */
  51     float *data_ir;      /* IRs (time-domain) */
  52 } NCSofa;
  53
  54 typedef struct SOFAlizerContext {
  55     const AVClass *class;
  56
  57     char *filename;             /* name of SOFA file */
  58     NCSofa sofa;                /* contains data of the SOFA file */
  59
  60     int sample_rate;            /* sample rate from SOFA file */
  61     float *speaker_azim;        /* azimuth of the virtual loudspeakers */
  62     float *speaker_elev;        /* elevation of the virtual loudspeakers */
  63     float gain_lfe;             /* gain applied to LFE channel */
  64     int lfe_channel;            /* LFE channel position in channel layout */
  65
  66     int n_conv;                 /* number of channels to convolute */
  67
  68                                 /* buffer variables (for convolution) */
  69     float *ringbuffer[2];       /* buffers input samples, length of one buffer: */
  70                                 /* no. input ch. (incl. LFE) x buffer_length */
  71     int write[2];               /* current write position to ringbuffer */
  72     int buffer_length;          /* is: longest IR plus max. delay in all SOFA files */
  73                                 /* then choose next power of 2 */
  74     int n_fft;                  /* number of samples in one FFT block */
  75
  76                                 /* netCDF variables */
  77     int *delay[2];              /* broadband delay for each channel/IR to be convolved */
  78
  79     float *data_ir[2];          /* IRs for all channels to be convolved */
  80                                 /* (this excludes the LFE) */
  81     float *temp_src[2];
  82     FFTComplex *temp_fft[2];
  83
  84                          /* control variables */
  85     float gain;          /* filter gain (in dB) */
  86     float rotation;      /* rotation of virtual loudspeakers (in degrees)  */
  87     float elevation;     /* elevation of virtual loudspeakers (in deg.) */
  88     float radius;        /* distance virtual loudspeakers to listener (in metres) */
  89     int type;            /* processing type */
  90
  91     FFTContext *fft[2], *ifft[2];
  92     FFTComplex *data_hrtf[2];
  93
  94     AVFloatDSPContext *fdsp;
  95 } SOFAlizerContext;
  96
  97 static int close_sofa(struct NCSofa *sofa)
  98 {
  99     av_freep(&sofa->data_delay);
 100     av_freep(&sofa->sp_a);
 101     av_freep(&sofa->sp_e);
 102     av_freep(&sofa->sp_r);
 103     av_freep(&sofa->data_ir);
 104     nc_close(sofa->ncid);
 105     sofa->ncid = 0;
 106
 107     return 0;
 108 }
 109
 110 static int load_sofa(AVFilterContext *ctx, char *filename, int *samplingrate)
 111 {
 112     struct SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 113     /* variables associated with content of SOFA file: */
 114     int ncid, n_dims, n_vars, n_gatts, n_unlim_dim_id, status;
 115     char data_delay_dim_name[NC_MAX_NAME];
 116     float *sp_a, *sp_e, *sp_r, *data_ir;
 117     char *sofa_conventions;
 118     char dim_name[NC_MAX_NAME];   /* names of netCDF dimensions */
 119     size_t *dim_length;           /* lengths of netCDF dimensions */
 120     char *text;
 121     unsigned int sample_rate;
 122     int data_delay_dim_id[2];
 123     int samplingrate_id;
 124     int data_delay_id;
 125     int n_samples;
 126     int m_dim_id = -1;
 127     int n_dim_id = -1;
 128     int data_ir_id;
 129     size_t att_len;
 130     int m_dim;
 131     int *data_delay;
 132     int sp_id;
 133     int i, ret;
 134
 135     s->sofa.ncid = 0;
 136     status = nc_open(filename, NC_NOWRITE, &ncid); /* open SOFA file read-only */
 137     if (status != NC_NOERR) {
 138         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Can't find SOFA-file '%s'\n", filename);
 139         return AVERROR(EINVAL);
 140     }
 141
 142     /* get number of dimensions, vars, global attributes and Id of unlimited dimensions: */
 143     nc_inq(ncid, &n_dims, &n_vars, &n_gatts, &n_unlim_dim_id);
 144
 145     /* -- get number of measurements ("M") and length of one IR ("N") -- */
 146     dim_length = av_malloc_array(n_dims, sizeof(*dim_length));
 147     if (!dim_length) {
 148         nc_close(ncid);
 149         return AVERROR(ENOMEM);
 150     }
 151
 152     for (i = 0; i < n_dims; i++) { /* go through all dimensions of file */
 153         nc_inq_dim(ncid, i, (char *)&dim_name, &dim_length[i]); /* get dimensions */
 154         if (!strncmp("M", (const char *)&dim_name, 1)) /* get ID of dimension "M" */
 155             m_dim_id = i;
 156         if (!strncmp("N", (const char *)&dim_name, 1)) /* get ID of dimension "N" */
 157             n_dim_id = i;
 158     }
 159
 160     if ((m_dim_id == -1) || (n_dim_id == -1)) { /* dimension "M" or "N" couldn't be found */
 161         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Can't find required dimensions in SOFA file.\n");
 162         av_freep(&dim_length);
 163         nc_close(ncid);
 164         return AVERROR(EINVAL);
 165     }
 166
 167     n_samples = dim_length[n_dim_id]; /* get length of one IR */
 168     m_dim     = dim_length[m_dim_id]; /* get number of measurements */
 169
 170     av_freep(&dim_length);
 171
 172     /* -- check file type -- */
 173     /* get length of attritube "Conventions" */
 174     status = nc_inq_attlen(ncid, NC_GLOBAL, "Conventions", &att_len);
 175     if (status != NC_NOERR) {
 176         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Can't get length of attribute \"Conventions\".\n");
 177         nc_close(ncid);
 178         return AVERROR_INVALIDDATA;
 179     }
 180
 181     /* check whether file is SOFA file */
 182     text = av_malloc(att_len + 1);
 183     if (!text) {
 184         nc_close(ncid);
 185         return AVERROR(ENOMEM);
 186     }
 187
 188     nc_get_att_text(ncid, NC_GLOBAL, "Conventions", text);
 189     *(text + att_len) = 0;
 190     if (strncmp("SOFA", text, 4)) {
 191         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a SOFA file!\n");
 192         av_freep(&text);
 193         nc_close(ncid);
 194         return AVERROR(EINVAL);
 195     }
 196     av_freep(&text);
 197
 198     status = nc_inq_attlen(ncid, NC_GLOBAL, "License", &att_len);
 199     if (status == NC_NOERR) {
 200         text = av_malloc(att_len + 1);
 201         if (text) {
 202             nc_get_att_text(ncid, NC_GLOBAL, "License", text);
 203             *(text + att_len) = 0;
 204             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "SOFA file License: %s\n", text);
 205             av_freep(&text);
 206         }
 207     }
 208
 209     status = nc_inq_attlen(ncid, NC_GLOBAL, "SourceDescription", &att_len);
 210     if (status == NC_NOERR) {
 211         text = av_malloc(att_len + 1);
 212         if (text) {
 213             nc_get_att_text(ncid, NC_GLOBAL, "SourceDescription", text);
 214             *(text + att_len) = 0;
 215             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "SOFA file SourceDescription: %s\n", text);
 216             av_freep(&text);
 217         }
 218     }
 219
 220     status = nc_inq_attlen(ncid, NC_GLOBAL, "Comment", &att_len);
 221     if (status == NC_NOERR) {
 222         text = av_malloc(att_len + 1);
 223         if (text) {
 224             nc_get_att_text(ncid, NC_GLOBAL, "Comment", text);
 225             *(text + att_len) = 0;
 226             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "SOFA file Comment: %s\n", text);
 227             av_freep(&text);
 228         }
 229     }
 230
 231     status = nc_inq_attlen(ncid, NC_GLOBAL, "SOFAConventions", &att_len);
 232     if (status != NC_NOERR) {
 233         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Can't get length of attribute \"SOFAConventions\".\n");
 234         nc_close(ncid);
 235         return AVERROR_INVALIDDATA;
 236     }
 237
 238     sofa_conventions = av_malloc(att_len + 1);
 239     if (!sofa_conventions) {
 240         nc_close(ncid);
 241         return AVERROR(ENOMEM);
 242     }
 243
 244     nc_get_att_text(ncid, NC_GLOBAL, "SOFAConventions", sofa_conventions);
 245     *(sofa_conventions + att_len) = 0;
 246     if (strncmp("SimpleFreeFieldHRIR", sofa_conventions, att_len)) {
 247         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a SimpleFreeFieldHRIR file!\n");
 248         av_freep(&sofa_conventions);
 249         nc_close(ncid);
 250         return AVERROR(EINVAL);
 251     }
 252     av_freep(&sofa_conventions);
 253
 254     /* -- get sampling rate of HRTFs -- */
 255     /* read ID, then value */
 256     status  = nc_inq_varid(ncid, "Data.SamplingRate", &samplingrate_id);
 257     status += nc_get_var_uint(ncid, samplingrate_id, &sample_rate);
 258     if (status != NC_NOERR) {
 259         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Couldn't read Data.SamplingRate.\n");
 260         nc_close(ncid);
 261         return AVERROR(EINVAL);
 262     }
 263     *samplingrate = sample_rate; /* remember sampling rate */
 264
 265     /* -- allocate memory for one value for each measurement position: -- */
 266     sp_a = s->sofa.sp_a = av_malloc_array(m_dim, sizeof(float));
 267     sp_e = s->sofa.sp_e = av_malloc_array(m_dim, sizeof(float));
 268     sp_r = s->sofa.sp_r = av_malloc_array(m_dim, sizeof(float));
 269     /* delay and IR values required for each ear and measurement position: */
 270     data_delay = s->sofa.data_delay = av_calloc(m_dim, 2 * sizeof(int));
 271     data_ir = s->sofa.data_ir = av_malloc_array(m_dim * n_samples, sizeof(float) * 2);
 272
 273     if (!data_delay || !sp_a || !sp_e || !sp_r || !data_ir) {
 274         /* if memory could not be allocated */
 275         close_sofa(&s->sofa);
 276         return AVERROR(ENOMEM);
 277     }
 278
 279     /* get impulse responses (HRTFs): */
 280     /* get corresponding ID */
 281     status = nc_inq_varid(ncid, "Data.IR", &data_ir_id);
 282     status += nc_get_var_float(ncid, data_ir_id, data_ir); /* read and store IRs */
 283     if (status != NC_NOERR) {
 284         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Couldn't read Data.IR!\n");
 285         ret = AVERROR(EINVAL);
 286         goto error;
 287     }
 288
 289     /* get source positions of the HRTFs in the SOFA file: */
 290     status  = nc_inq_varid(ncid, "SourcePosition", &sp_id); /* get corresponding ID */
 291     status += nc_get_vara_float(ncid, sp_id, (size_t[2]){ 0, 0 } ,
 292                 (size_t[2]){ m_dim, 1}, sp_a); /* read & store azimuth angles */
 293     status += nc_get_vara_float(ncid, sp_id, (size_t[2]){ 0, 1 } ,
 294                 (size_t[2]){ m_dim, 1}, sp_e); /* read & store elevation angles */
 295     status += nc_get_vara_float(ncid, sp_id, (size_t[2]){ 0, 2 } ,
 296                 (size_t[2]){ m_dim, 1}, sp_r); /* read & store radii */
 297     if (status != NC_NOERR) { /* if any source position variable coudn't be read */
 298         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Couldn't read SourcePosition.\n");
 299         ret = AVERROR(EINVAL);
 300         goto error;
 301     }
 302
 303     /* read Data.Delay, check for errors and fit it to data_delay */
 304     status  = nc_inq_varid(ncid, "Data.Delay", &data_delay_id);
 305     status += nc_inq_vardimid(ncid, data_delay_id, &data_delay_dim_id[0]);
 306     status += nc_inq_dimname(ncid, data_delay_dim_id[0], data_delay_dim_name);
 307     if (status != NC_NOERR) {
 308         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Couldn't read Data.Delay.\n");
 309         ret = AVERROR(EINVAL);
 310         goto error;
 311     }
 312
 313     /* Data.Delay dimension check */
 314     /* dimension of Data.Delay is [I R]: */
 315     if (!strncmp(data_delay_dim_name, "I", 2)) {
 316         /* check 2 characters to assure string is 0-terminated after "I" */
 317         int delay[2]; /* delays get from SOFA file: */
 318
 319         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Data.Delay has dimension [I R]\n");
 320         status = nc_get_var_int(ncid, data_delay_id, &delay[0]);
 321         if (status != NC_NOERR) {
 322             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Couldn't read Data.Delay\n");
 323             ret = AVERROR(EINVAL);
 324             goto error;
 325         }
 326         int *data_delay_r = data_delay + m_dim;
 327         for (i = 0; i < m_dim; i++) { /* extend given dimension [I R] to [M R] */
 328             /* assign constant delay value for all measurements to data_delay fields */
 329             data_delay[i]   = delay[0];
 330             data_delay_r[i] = delay[1];
 331         }
 332         /* dimension of Data.Delay is [M R] */
 333     } else if (!strncmp(data_delay_dim_name, "M", 2)) {
 334         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Data.Delay in dimension [M R]\n");
 335         /* get delays from SOFA file: */
 336         status = nc_get_var_int(ncid, data_delay_id, data_delay);
 337         if (status != NC_NOERR) {
 338             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Couldn't read Data.Delay\n");
 339             ret = AVERROR(EINVAL);
 340             goto error;
 341         }
 342     } else { /* dimension of Data.Delay is neither [I R] nor [M R] */
 343         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Data.Delay does not have the required dimensions [I R] or [M R].\n");
 344         ret = AVERROR(EINVAL);
 345         goto error;
 346     }
 347
 348     /* save information in SOFA struct: */
 349     s->sofa.m_dim = m_dim; /* no. measurement positions */
 350     s->sofa.n_samples = n_samples; /* length on one IR */
 351     s->sofa.ncid = ncid; /* netCDF ID of SOFA file */
 352     nc_close(ncid); /* close SOFA file */
 353
 354     return 0;
 355
 356 error:
 357     close_sofa(&s->sofa);
 358     return ret;
 359 }
 360
 361 static int get_speaker_pos(AVFilterContext *ctx,
 362                            float *speaker_azim, float *speaker_elev)
 363 {
 364     struct SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 365     uint64_t channels_layout = ctx->inputs[0]->channel_layout;
 366     float azim[16] = { 0 };
 367     float elev[16] = { 0 };
 368     int m, ch, n_conv = ctx->inputs[0]->channels; /* get no. input channels */
 369
 370     if (n_conv > 16)
 371         return AVERROR(EINVAL);
 372
 373     s->lfe_channel = -1;
 374
 375     /* set speaker positions according to input channel configuration: */
 376     for (m = 0, ch = 0; ch < n_conv && m < 64; m++) {
 377         uint64_t mask = channels_layout & (1 << m);
 378
 379         switch (mask) {
 380         case AV_CH_FRONT_LEFT:            azim[ch] =  30;      break;
 381         case AV_CH_FRONT_RIGHT:           azim[ch] = 330;      break;
 382         case AV_CH_FRONT_CENTER:          azim[ch] =   0;      break;
 383         case AV_CH_LOW_FREQUENCY:
 384         case AV_CH_LOW_FREQUENCY_2:       s->lfe_channel = ch; break;
 385         case AV_CH_BACK_LEFT:             azim[ch] = 150;      break;
 386         case AV_CH_BACK_RIGHT:            azim[ch] = 210;      break;
 387         case AV_CH_BACK_CENTER:           azim[ch] = 180;      break;
 388         case AV_CH_SIDE_LEFT:             azim[ch] =  90;      break;
 389         case AV_CH_SIDE_RIGHT:            azim[ch] = 270;      break;
 390         case AV_CH_FRONT_LEFT_OF_CENTER:  azim[ch] =  15;      break;
 391         case AV_CH_FRONT_RIGHT_OF_CENTER: azim[ch] = 345;      break;
 392         case AV_CH_TOP_CENTER:            azim[ch] =   0;
 393                                           elev[ch] =  90;      break;
 394         case AV_CH_TOP_FRONT_LEFT:        azim[ch] =  30;
 395                                           elev[ch] =  45;      break;
 396         case AV_CH_TOP_FRONT_CENTER:      azim[ch] =   0;
 397                                           elev[ch] =  45;      break;
 398         case AV_CH_TOP_FRONT_RIGHT:       azim[ch] = 330;
 399                                           elev[ch] =  45;      break;
 400         case AV_CH_TOP_BACK_LEFT:         azim[ch] = 150;
 401                                           elev[ch] =  45;      break;
 402         case AV_CH_TOP_BACK_RIGHT:        azim[ch] = 210;
 403                                           elev[ch] =  45;      break;
 404         case AV_CH_TOP_BACK_CENTER:       azim[ch] = 180;
 405                                           elev[ch] =  45;      break;
 406         case AV_CH_WIDE_LEFT:             azim[ch] =  90;      break;
 407         case AV_CH_WIDE_RIGHT:            azim[ch] = 270;      break;
 408         case AV_CH_SURROUND_DIRECT_LEFT:  azim[ch] =  90;      break;
 409         case AV_CH_SURROUND_DIRECT_RIGHT: azim[ch] = 270;      break;
 410         case AV_CH_STEREO_LEFT:           azim[ch] =  90;      break;
 411         case AV_CH_STEREO_RIGHT:          azim[ch] = 270;      break;
 412         case 0:                                                break;
 413         default:
 414             return AVERROR(EINVAL);
 415         }
 416         if (mask)
 417             ch++;
 418     }
 419
 420     memcpy(speaker_azim, azim, n_conv * sizeof(float));
 421     memcpy(speaker_elev, elev, n_conv * sizeof(float));
 422
 423     return 0;
 424
 425 }
 426
 427 static int max_delay(struct NCSofa *sofa)
 428 {
 429     int i, max = 0;
 430
 431     for (i = 0; i < sofa->m_dim * 2; i++) {
 432         /* search maximum delay in given SOFA file */
 433         max = FFMAX(max, sofa->data_delay[i]);
 434     }
 435
 436     return max;
 437 }
 438
 439 static int find_m(SOFAlizerContext *s, int azim, int elev, float radius)
 440 {
 441     /* get source positions and M of currently selected SOFA file */
 442     float *sp_a = s->sofa.sp_a; /* azimuth angle */
 443     float *sp_e = s->sofa.sp_e; /* elevation angle */
 444     float *sp_r = s->sofa.sp_r; /* radius */
 445     int m_dim = s->sofa.m_dim; /* no. measurements */
 446     int best_id = 0; /* index m currently closest to desired source pos. */
 447     float delta = 1000; /* offset between desired and currently best pos. */
 448     float current;
 449     int i;
 450
 451     for (i = 0; i < m_dim; i++) {
 452         /* search through all measurements in currently selected SOFA file */
 453         /* distance of current to desired source position: */
 454         current = fabs(sp_a[i] - azim) +
 455                   fabs(sp_e[i] - elev) +
 456                   fabs(sp_r[i] - radius);
 457         if (current <= delta) {
 458             /* if current distance is smaller than smallest distance so far */
 459             delta = current;
 460             best_id = i; /* remember index */
 461         }
 462     }
 463
 464     return best_id;
 465 }
 466
 467 static int compensate_volume(AVFilterContext *ctx)
 468 {
 469     struct SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 470     float compensate;
 471     float energy = 0;
 472     float *ir;
 473     int m;
 474
 475     if (s->sofa.ncid) {
 476         /* find IR at front center position in the SOFA file (IR closest to 0°,0°,1m) */
 477         struct NCSofa *sofa = &s->sofa;
 478         m = find_m(s, 0, 0, 1);
 479         /* get energy of that IR and compensate volume */
 480         ir = sofa->data_ir + 2 * m * sofa->n_samples;
 481         if (sofa->n_samples & 31) {
 482             energy = avpriv_scalarproduct_float_c(ir, ir, sofa->n_samples);
 483         } else {
 484             energy = s->fdsp->scalarproduct_float(ir, ir, sofa->n_samples);
 485         }
 486         compensate = 256 / (sofa->n_samples * sqrt(energy));
 487         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Compensate-factor: %f\n", compensate);
 488         ir = sofa->data_ir;
 489         /* apply volume compensation to IRs */
 490         s->fdsp->vector_fmul_scalar(ir, ir, compensate, sofa->n_samples * sofa->m_dim * 2);
 491         emms_c();
 492     }
 493
 494     return 0;
 495 }
 496
 497 typedef struct ThreadData {
 498     AVFrame *in, *out;
 499     int *write;
 500     int **delay;
 501     float **ir;
 502     int *n_clippings;
 503     float **ringbuffer;
 504     float **temp_src;
 505     FFTComplex **temp_fft;
 506 } ThreadData;
 507
 508 static int sofalizer_convolute(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 509 {
 510     SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 511     ThreadData *td = arg;
 512     AVFrame *in = td->in, *out = td->out;
 513     int offset = jobnr;
 514     int *write = &td->write[jobnr];
 515     const int *const delay = td->delay[jobnr];
 516     const float *const ir = td->ir[jobnr];
 517     int *n_clippings = &td->n_clippings[jobnr];
 518     float *ringbuffer = td->ringbuffer[jobnr];
 519     float *temp_src = td->temp_src[jobnr];
 520     const int n_samples = s->sofa.n_samples; /* length of one IR */
 521     const float *src = (const float *)in->data[0]; /* get pointer to audio input buffer */
 522     float *dst = (float *)out->data[0]; /* get pointer to audio output buffer */
 523     const int in_channels = s->n_conv; /* number of input channels */
 524     /* ring buffer length is: longest IR plus max. delay -> next power of 2 */
 525     const int buffer_length = s->buffer_length;
 526     /* -1 for AND instead of MODULO (applied to powers of 2): */
 527     const uint32_t modulo = (uint32_t)buffer_length - 1;
 528     float *buffer[16]; /* holds ringbuffer for each input channel */
 529     int wr = *write;
 530     int read;
 531     int i, l;
 532
 533     dst += offset;
 534     for (l = 0; l < in_channels; l++) {
 535         /* get starting address of ringbuffer for each input channel */
 536         buffer[l] = ringbuffer + l * buffer_length;
 537     }
 538
 539     for (i = 0; i < in->nb_samples; i++) {
 540         const float *temp_ir = ir; /* using same set of IRs for each sample */
 541
 542         *dst = 0;
 543         for (l = 0; l < in_channels; l++) {
 544             /* write current input sample to ringbuffer (for each channel) */
 545             *(buffer[l] + wr) = src[l];
 546         }
 547
 548         /* loop goes through all channels to be convolved */
 549         for (l = 0; l < in_channels; l++) {
 550             const float *const bptr = buffer[l];
 551
 552             if (l == s->lfe_channel) {
 553                 /* LFE is an input channel but requires no convolution */
 554                 /* apply gain to LFE signal and add to output buffer */
 555                 *dst += *(buffer[s->lfe_channel] + wr) * s->gain_lfe;
 556                 temp_ir += n_samples;
 557                 continue;
 558             }
 559
 560             /* current read position in ringbuffer: input sample write position
 561              * - delay for l-th ch. + diff. betw. IR length and buffer length
 562              * (mod buffer length) */
 563             read = (wr - *(delay + l) - (n_samples - 1) + buffer_length) & modulo;
 564
 565             if (read + n_samples < buffer_length) {
 566                 memcpy(temp_src, bptr + read, n_samples * sizeof(*temp_src));
 567             } else {
 568                 int len = FFMIN(n_samples - (read % n_samples), buffer_length - read);
 569
 570                 memcpy(temp_src, bptr + read, len * sizeof(*temp_src));
 571                 memcpy(temp_src + len, bptr, (n_samples - len) * sizeof(*temp_src));
 572             }
 573
 574             /* multiply signal and IR, and add up the results */
 575             dst[0] += s->fdsp->scalarproduct_float(temp_ir, temp_src, n_samples);
 576             temp_ir += n_samples;
 577         }
 578
 579         /* clippings counter */
 580         if (fabs(*dst) > 1)
 581             *n_clippings += 1;
 582
 583         /* move output buffer pointer by +2 to get to next sample of processed channel: */
 584         dst += 2;
 585         src += in_channels;
 586         wr   = (wr + 1) & modulo; /* update ringbuffer write position */
 587     }
 588
 589     *write = wr; /* remember write position in ringbuffer for next call */
 590
 591     return 0;
 592 }
 593
 594 static int sofalizer_fast_convolute(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 595 {
 596     SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 597     ThreadData *td = arg;
 598     AVFrame *in = td->in, *out = td->out;
 599     int offset = jobnr;
 600     int *write = &td->write[jobnr];
 601     FFTComplex *hrtf = s->data_hrtf[jobnr]; /* get pointers to current HRTF data */
 602     int *n_clippings = &td->n_clippings[jobnr];
 603     float *ringbuffer = td->ringbuffer[jobnr];
 604     const int n_samples = s->sofa.n_samples; /* length of one IR */
 605     const float *src = (const float *)in->data[0]; /* get pointer to audio input buffer */
 606     float *dst = (float *)out->data[0]; /* get pointer to audio output buffer */
 607     const int in_channels = s->n_conv; /* number of input channels */
 608     /* ring buffer length is: longest IR plus max. delay -> next power of 2 */
 609     const int buffer_length = s->buffer_length;
 610     /* -1 for AND instead of MODULO (applied to powers of 2): */
 611     const uint32_t modulo = (uint32_t)buffer_length - 1;
 612     FFTComplex *fft_in = s->temp_fft[jobnr]; /* temporary array for FFT input/output data */
 613     FFTContext *ifft = s->ifft[jobnr];
 614     FFTContext *fft = s->fft[jobnr];
 615     const int n_conv = s->n_conv;
 616     const int n_fft = s->n_fft;
 617     int wr = *write;
 618     int n_read;
 619     int i, j;
 620
 621     dst += offset;
 622
 623     /* find minimum between number of samples and output buffer length:
 624      * (important, if one IR is longer than the output buffer) */
 625     n_read = FFMIN(s->sofa.n_samples, in->nb_samples);
 626     for (j = 0; j < n_read; j++) {
 627         /* initialize output buf with saved signal from overflow buf */
 628         dst[2 * j]     = ringbuffer[wr];
 629         ringbuffer[wr] = 0.0; /* re-set read samples to zero */
 630         /* update ringbuffer read/write position */
 631         wr  = (wr + 1) & modulo;
 632     }
 633
 634     /* initialize rest of output buffer with 0 */
 635     for (j = n_read; j < in->nb_samples; j++) {
 636         dst[2 * j] = 0;
 637     }
 638
 639     for (i = 0; i < n_conv; i++) {
 640         if (i == s->lfe_channel) { /* LFE */
 641             for (j = 0; j < in->nb_samples; j++) {
 642                 /* apply gain to LFE signal and add to output buffer */
 643                 dst[2 * j] += src[i + j * in_channels] * s->gain_lfe;
 644             }
 645             continue;
 646         }
 647
 648         /* outer loop: go through all input channels to be convolved */
 649         offset = i * n_fft; /* no. samples already processed */
 650
 651         /* fill FFT input with 0 (we want to zero-pad) */
 652         memset(fft_in, 0, sizeof(FFTComplex) * n_fft);
 653
 654         for (j = 0; j < in->nb_samples; j++) {
 655             /* prepare input for FFT */
 656             /* write all samples of current input channel to FFT input array */
 657             fft_in[j].re = src[j * in_channels + i];
 658         }
 659
 660         /* transform input signal of current channel to frequency domain */
 661         av_fft_permute(fft, fft_in);
 662         av_fft_calc(fft, fft_in);
 663         for (j = 0; j < n_fft; j++) {
 664             const float re = fft_in[j].re;
 665             const float im = fft_in[j].im;
 666
 667             /* complex multiplication of input signal and HRTFs */
 668             /* output channel (real): */
 669             fft_in[j].re = re * (hrtf + offset + j)->re - im * (hrtf + offset + j)->im;
 670             /* output channel (imag): */
 671             fft_in[j].im = re * (hrtf + offset + j)->im + im * (hrtf + offset + j)->re;
 672         }
 673
 674         /* transform output signal of current channel back to time domain */
 675         av_fft_permute(ifft, fft_in);
 676         av_fft_calc(ifft, fft_in);
 677
 678         for (j = 0; j < in->nb_samples; j++) {
 679             /* write output signal of current channel to output buffer */
 680             dst[2 * j] += fft_in[j].re / (float)n_fft;
 681         }
 682
 683         for (j = 0; j < n_samples - 1; j++) { /* overflow length is IR length - 1 */
 684             /* write the rest of output signal to overflow buffer */
 685             int write_pos = (wr + j) & modulo;
 686
 687             *(ringbuffer + write_pos) += fft_in[in->nb_samples + j].re / (float)n_fft;
 688         }
 689     }
 690
 691     /* go through all samples of current output buffer: count clippings */
 692     for (i = 0; i < out->nb_samples; i++) {
 693         /* clippings counter */
 694         if (fabs(*dst) > 1) { /* if current output sample > 1 */
 695             *n_clippings = *n_clippings + 1;
 696         }
 697
 698         /* move output buffer pointer by +2 to get to next sample of processed channel: */
 699         dst += 2;
 700     }
 701
 702     /* remember read/write position in ringbuffer for next call */
 703     *write = wr;
 704
 705     return 0;
 706 }
 707
 708 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 709 {
 710     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 711     SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 712     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 713     int n_clippings[2] = { 0 };
 714     ThreadData td;
 715     AVFrame *out;
 716
 717     out = ff_get_audio_buffer(outlink, in->nb_samples);
 718     if (!out) {
 719         av_frame_free(&in);
 720         return AVERROR(ENOMEM);
 721     }
 722     av_frame_copy_props(out, in);
 723
 724     td.in = in; td.out = out; td.write = s->write;
 725     td.delay = s->delay; td.ir = s->data_ir; td.n_clippings = n_clippings;
 726     td.ringbuffer = s->ringbuffer; td.temp_src = s->temp_src;
 727     td.temp_fft = s->temp_fft;
 728
 729     if (s->type == TIME_DOMAIN) {
 730         ctx->internal->execute(ctx, sofalizer_convolute, &td, NULL, 2);
 731     } else {
 732         ctx->internal->execute(ctx, sofalizer_fast_convolute, &td, NULL, 2);
 733     }
 734     emms_c();
 735
 736     /* display error message if clipping occurred */
 737     if (n_clippings[0] + n_clippings[1] > 0) {
 738         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%d of %d samples clipped. Please reduce gain.\n",
 739                n_clippings[0] + n_clippings[1], out->nb_samples * 2);
 740     }
 741
 742     av_frame_free(&in);
 743     return ff_filter_frame(outlink, out);
 744 }
 745
 746 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 747 {
 748     struct SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 749     AVFilterFormats *formats = NULL;
 750     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
 751     int ret, sample_rates[] = { 48000, -1 };
 752
 753     ret = ff_add_format(&formats, AV_SAMPLE_FMT_FLT);
 754     if (ret)
 755         return ret;
 756     ret = ff_set_common_formats(ctx, formats);
 757     if (ret)
 758         return ret;
 759
 760     layouts = ff_all_channel_layouts();
 761     if (!layouts)
 762         return AVERROR(ENOMEM);
 763
 764     ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[0]->out_channel_layouts);
 765     if (ret)
 766         return ret;
 767
 768     layouts = NULL;
 769     ret = ff_add_channel_layout(&layouts, AV_CH_LAYOUT_STEREO);
 770     if (ret)
 771         return ret;
 772
 773     ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts);
 774     if (ret)
 775         return ret;
 776
 777     sample_rates[0] = s->sample_rate;
 778     formats = ff_make_format_list(sample_rates);
 779     if (!formats)
 780         return AVERROR(ENOMEM);
 781     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 782 }
 783
 784 static int load_data(AVFilterContext *ctx, int azim, int elev, float radius)
 785 {
 786     struct SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 787     const int n_samples = s->sofa.n_samples;
 788     int n_conv = s->n_conv; /* no. channels to convolve */
 789     int n_fft = s->n_fft;
 790     int delay_l[16]; /* broadband delay for each IR */
 791     int delay_r[16];
 792     int nb_input_channels = ctx->inputs[0]->channels; /* no. input channels */
 793     float gain_lin = expf((s->gain - 3 * nb_input_channels) / 20 * M_LN10); /* gain - 3dB/channel */
 794     FFTComplex *data_hrtf_l = NULL;
 795     FFTComplex *data_hrtf_r = NULL;
 796     FFTComplex *fft_in_l = NULL;
 797     FFTComplex *fft_in_r = NULL;
 798     float *data_ir_l = NULL;
 799     float *data_ir_r = NULL;
 800     int offset = 0; /* used for faster pointer arithmetics in for-loop */
 801     int m[16]; /* measurement index m of IR closest to required source positions */
 802     int i, j, azim_orig = azim, elev_orig = elev;
 803
 804     if (!s->sofa.ncid) { /* if an invalid SOFA file has been selected */
 805         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Selected SOFA file is invalid. Please select valid SOFA file.\n");
 806         return AVERROR_INVALIDDATA;
 807     }
 808
 809     if (s->type == TIME_DOMAIN) {
 810         s->temp_src[0] = av_calloc(FFALIGN(n_samples, 16), sizeof(float));
 811         s->temp_src[1] = av_calloc(FFALIGN(n_samples, 16), sizeof(float));
 812
 813         /* get temporary IR for L and R channel */
 814         data_ir_l = av_malloc_array(n_conv * n_samples, sizeof(*data_ir_l));
 815         data_ir_r = av_malloc_array(n_conv * n_samples, sizeof(*data_ir_r));
 816         if (!data_ir_r || !data_ir_l || !s->temp_src[0] || !s->temp_src[1]) {
 817             av_free(data_ir_l);
 818             av_free(data_ir_r);
 819             return AVERROR(ENOMEM);
 820         }
 821     } else {
 822         /* get temporary HRTF memory for L and R channel */
 823         data_hrtf_l = av_malloc_array(n_fft, sizeof(*data_hrtf_l) * n_conv);
 824         data_hrtf_r = av_malloc_array(n_fft, sizeof(*data_hrtf_r) * n_conv);
 825         if (!data_hrtf_r || !data_hrtf_l) {
 826             av_free(data_hrtf_l);
 827             av_free(data_hrtf_r);
 828             return AVERROR(ENOMEM);
 829         }
 830     }
 831
 832     for (i = 0; i < s->n_conv; i++) {
 833         /* load and store IRs and corresponding delays */
 834         azim = (int)(s->speaker_azim[i] + azim_orig) % 360;
 835         elev = (int)(s->speaker_elev[i] + elev_orig) % 90;
 836         /* get id of IR closest to desired position */
 837         m[i] = find_m(s, azim, elev, radius);
 838
 839         /* load the delays associated with the current IRs */
 840         delay_l[i] = *(s->sofa.data_delay + 2 * m[i]);
 841         delay_r[i] = *(s->sofa.data_delay + 2 * m[i] + 1);
 842
 843         if (s->type == TIME_DOMAIN) {
 844             offset = i * n_samples; /* no. samples already written */
 845             for (j = 0; j < n_samples; j++) {
 846                 /* load reversed IRs of the specified source position
 847                  * sample-by-sample for left and right ear; and apply gain */
 848                 *(data_ir_l + offset + j) = /* left channel */
 849                 *(s->sofa.data_ir + 2 * m[i] * n_samples + n_samples - 1 - j) * gain_lin;
 850                 *(data_ir_r + offset + j) = /* right channel */
 851                 *(s->sofa.data_ir + 2 * m[i] * n_samples + n_samples - 1 - j  + n_samples) * gain_lin;
 852             }
 853         } else {
 854             fft_in_l = av_calloc(n_fft, sizeof(*fft_in_l));
 855             fft_in_r = av_calloc(n_fft, sizeof(*fft_in_r));
 856             if (!fft_in_l || !fft_in_r) {
 857                 av_free(data_hrtf_l);
 858                 av_free(data_hrtf_r);
 859                 av_free(fft_in_l);
 860                 av_free(fft_in_r);
 861                 return AVERROR(ENOMEM);
 862             }
 863
 864             offset = i * n_fft; /* no. samples already written */
 865             for (j = 0; j < n_samples; j++) {
 866                 /* load non-reversed IRs of the specified source position
 867                  * sample-by-sample and apply gain,
 868                  * L channel is loaded to real part, R channel to imag part,
 869                  * IRs ared shifted by L and R delay */
 870                 fft_in_l[delay_l[i] + j].re = /* left channel */
 871                 *(s->sofa.data_ir + 2 * m[i] * n_samples + j) * gain_lin;
 872                 fft_in_r[delay_r[i] + j].re = /* right channel */
 873                 *(s->sofa.data_ir + (2 * m[i] + 1) * n_samples + j) * gain_lin;
 874             }
 875
 876             /* actually transform to frequency domain (IRs -> HRTFs) */
 877             av_fft_permute(s->fft[0], fft_in_l);
 878             av_fft_calc(s->fft[0], fft_in_l);
 879             memcpy(data_hrtf_l + offset, fft_in_l, n_fft * sizeof(*fft_in_l));
 880             av_fft_permute(s->fft[0], fft_in_r);
 881             av_fft_calc(s->fft[0], fft_in_r);
 882             memcpy(data_hrtf_r + offset, fft_in_r, n_fft * sizeof(*fft_in_r));
 883         }
 884
 885         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Index: %d, Azimuth: %f, Elevation: %f, Radius: %f of SOFA file.\n",
 886                m[i], *(s->sofa.sp_a + m[i]), *(s->sofa.sp_e + m[i]), *(s->sofa.sp_r + m[i]));
 887     }
 888
 889     if (s->type == TIME_DOMAIN) {
 890         /* copy IRs and delays to allocated memory in the SOFAlizerContext struct: */
 891         memcpy(s->data_ir[0], data_ir_l, sizeof(float) * n_conv * n_samples);
 892         memcpy(s->data_ir[1], data_ir_r, sizeof(float) * n_conv * n_samples);
 893
 894         av_freep(&data_ir_l); /* free temporary IR memory */
 895         av_freep(&data_ir_r);
 896     } else {
 897         s->data_hrtf[0] = av_malloc_array(n_fft * s->n_conv, sizeof(FFTComplex));
 898         s->data_hrtf[1] = av_malloc_array(n_fft * s->n_conv, sizeof(FFTComplex));
 899         if (!s->data_hrtf[0] || !s->data_hrtf[1]) {
 900             av_freep(&data_hrtf_l);
 901             av_freep(&data_hrtf_r);
 902             av_freep(&fft_in_l);
 903             av_freep(&fft_in_r);
 904             return AVERROR(ENOMEM); /* memory allocation failed */
 905         }
 906
 907         memcpy(s->data_hrtf[0], data_hrtf_l, /* copy HRTF data to */
 908             sizeof(FFTComplex) * n_conv * n_fft); /* filter struct */
 909         memcpy(s->data_hrtf[1], data_hrtf_r,
 910             sizeof(FFTComplex) * n_conv * n_fft);
 911
 912         av_freep(&data_hrtf_l); /* free temporary HRTF memory */
 913         av_freep(&data_hrtf_r);
 914
 915         av_freep(&fft_in_l); /* free temporary FFT memory */
 916         av_freep(&fft_in_r);
 917     }
 918
 919     memcpy(s->delay[0], &delay_l[0], sizeof(int) * s->n_conv);
 920     memcpy(s->delay[1], &delay_r[0], sizeof(int) * s->n_conv);
 921
 922     return 0;
 923 }
 924
 925 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 926 {
 927     SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 928     int ret;
 929
 930     /* load SOFA file, */
 931     /* initialize file IDs to 0 before attempting to load SOFA files,
 932      * this assures that in case of error, only the memory of already
 933      * loaded files is free'd */
 934     s->sofa.ncid = 0;
 935     ret = load_sofa(ctx, s->filename, &s->sample_rate);
 936     if (ret) {
 937         /* file loading error */
 938         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error while loading SOFA file: '%s'\n", s->filename);
 939     } else { /* no file loading error, resampling not required */
 940         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "File '%s' loaded.\n", s->filename);
 941     }
 942
 943     if (ret) {
 944         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "No valid SOFA file could be loaded. Please specify valid SOFA file.\n");
 945         return ret;
 946     }
 947
 948     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(0);
 949     if (!s->fdsp)
 950         return AVERROR(ENOMEM);
 951
 952     return 0;
 953 }
 954
 955 static inline unsigned clz(unsigned x)
 956 {
 957     unsigned i = sizeof(x) * 8;
 958
 959     while (x) {
 960         x >>= 1;
 961         i--;
 962     }
 963
 964     return i;
 965 }
 966
 967 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 968 {
 969     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 970     SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
 971     int nb_input_channels = inlink->channels; /* no. input channels */
 972     int n_max_ir = 0;
 973     int n_current;
 974     int n_max = 0;
 975     int ret;
 976
 977     if (s->type == FREQUENCY_DOMAIN) {
 978         inlink->partial_buf_size =
 979         inlink->min_samples =
 980         inlink->max_samples = inlink->sample_rate;
 981     }
 982
 983     /* gain -3 dB per channel, -6 dB to get LFE on a similar level */
 984     s->gain_lfe = expf((s->gain - 3 * inlink->channels - 6) / 20 * M_LN10);
 985
 986     s->n_conv = nb_input_channels;
 987
 988     /* get size of ringbuffer (longest IR plus max. delay) */
 989     /* then choose next power of 2 for performance optimization */
 990     n_current = s->sofa.n_samples + max_delay(&s->sofa);
 991     if (n_current > n_max) {
 992         /* length of longest IR plus max. delay (in all SOFA files) */
 993         n_max = n_current;
 994         /* length of longest IR (without delay, in all SOFA files) */
 995         n_max_ir = s->sofa.n_samples;
 996     }
 997     /* buffer length is longest IR plus max. delay -> next power of 2
 998        (32 - count leading zeros gives required exponent)  */
 999     s->buffer_length = exp2(32 - clz((uint32_t)n_max));
1000     s->n_fft         = exp2(32 - clz((uint32_t)(n_max + inlink->sample_rate)));
1001
1002     if (s->type == FREQUENCY_DOMAIN) {
1003         av_fft_end(s->fft[0]);
1004         av_fft_end(s->fft[1]);
1005         s->fft[0] = av_fft_init(log2(s->n_fft), 0);
1006         s->fft[1] = av_fft_init(log2(s->n_fft), 0);
1007         av_fft_end(s->ifft[0]);
1008         av_fft_end(s->ifft[1]);
1009         s->ifft[0] = av_fft_init(log2(s->n_fft), 1);
1010         s->ifft[1] = av_fft_init(log2(s->n_fft), 1);
1011
1012         if (!s->fft[0] || !s->fft[1] || !s->ifft[0] || !s->ifft[1]) {
1013             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT contexts.\n");
1014             return AVERROR(ENOMEM);
1015         }
1016     }
1017
1018     /* Allocate memory for the impulse responses, delays and the ringbuffers */
1019     /* size: (longest IR) * (number of channels to convolute) */
1020     s->data_ir[0] = av_malloc_array(n_max_ir, sizeof(float) * s->n_conv);
1021     s->data_ir[1] = av_malloc_array(n_max_ir, sizeof(float) * s->n_conv);
1022     /* length:  number of channels to convolute */
1023     s->delay[0] = av_malloc_array(s->n_conv, sizeof(float));
1024     s->delay[1] = av_malloc_array(s->n_conv, sizeof(float));
1025     /* length: (buffer length) * (number of input channels),
1026      * OR: buffer length (if frequency domain processing)
1027      * calloc zero-initializes the buffer */
1028
1029     if (s->type == TIME_DOMAIN) {
1030         s->ringbuffer[0] = av_calloc(s->buffer_length, sizeof(float) * nb_input_channels);
1031         s->ringbuffer[1] = av_calloc(s->buffer_length, sizeof(float) * nb_input_channels);
1032     } else {
1033         s->ringbuffer[0] = av_calloc(s->buffer_length, sizeof(float));
1034         s->ringbuffer[1] = av_calloc(s->buffer_length, sizeof(float));
1035         s->temp_fft[0] = av_malloc_array(s->n_fft, sizeof(FFTComplex));
1036         s->temp_fft[1] = av_malloc_array(s->n_fft, sizeof(FFTComplex));
1037         if (!s->temp_fft[0] || !s->temp_fft[1])
1038             return AVERROR(ENOMEM);
1039     }
1040
1041     /* length: number of channels to convolute */
1042     s->speaker_azim = av_calloc(s->n_conv, sizeof(*s->speaker_azim));
1043     s->speaker_elev = av_calloc(s->n_conv, sizeof(*s->speaker_elev));
1044
1045     /* memory allocation failed: */
1046     if (!s->data_ir[0] || !s->data_ir[1] || !s->delay[1] ||
1047         !s->delay[0] || !s->ringbuffer[0] || !s->ringbuffer[1] ||
1048         !s->speaker_azim || !s->speaker_elev)
1049         return AVERROR(ENOMEM);
1050
1051     compensate_volume(ctx);
1052
1053     /* get speaker positions */
1054     if ((ret = get_speaker_pos(ctx, s->speaker_azim, s->speaker_elev)) < 0) {
1055         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Couldn't get speaker positions. Input channel configuration not supported.\n");
1056         return ret;
1057     }
1058
1059     /* load IRs to data_ir[0] and data_ir[1] for required directions */
1060     if ((ret = load_data(ctx, s->rotation, s->elevation, s->radius)) < 0)
1061         return ret;
1062
1063     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Samplerate: %d Channels to convolute: %d, Length of ringbuffer: %d x %d\n",
1064         inlink->sample_rate, s->n_conv, nb_input_channels, s->buffer_length);
1065
1066     return 0;
1067 }
1068
1069 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
1070 {
1071     SOFAlizerContext *s = ctx->priv;
1072
1073     if (s->sofa.ncid) {
1074         av_freep(&s->sofa.sp_a);
1075         av_freep(&s->sofa.sp_e);
1076         av_freep(&s->sofa.sp_r);
1077         av_freep(&s->sofa.data_delay);
1078         av_freep(&s->sofa.data_ir);
1079     }
1080     av_fft_end(s->ifft[0]);
1081     av_fft_end(s->ifft[1]);
1082     av_fft_end(s->fft[0]);
1083     av_fft_end(s->fft[1]);
1084     av_freep(&s->delay[0]);
1085     av_freep(&s->delay[1]);
1086     av_freep(&s->data_ir[0]);
1087     av_freep(&s->data_ir[1]);
1088     av_freep(&s->ringbuffer[0]);
1089     av_freep(&s->ringbuffer[1]);
1090     av_freep(&s->speaker_azim);
1091     av_freep(&s->speaker_elev);
1092     av_freep(&s->temp_src[0]);
1093     av_freep(&s->temp_src[1]);
1094     av_freep(&s->temp_fft[0]);
1095     av_freep(&s->temp_fft[1]);
1096     av_freep(&s->data_hrtf[0]);
1097     av_freep(&s->data_hrtf[1]);
1098     av_freep(&s->fdsp);
1099 }
1100
1101 #define OFFSET(x) offsetof(SOFAlizerContext, x)
1102 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
1103
1104 static const AVOption sofalizer_options[] = {
1105     { "sofa",      "sofa filename",  OFFSET(filename),  AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL},            .flags = FLAGS },
1106     { "gain",      "set gain in dB", OFFSET(gain),      AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0},     -20,  40, .flags = FLAGS },
1107     { "rotation",  "set rotation"  , OFFSET(rotation),  AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0},    -360, 360, .flags = FLAGS },
1108     { "elevation", "set elevation",  OFFSET(elevation), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0},     -90,  90, .flags = FLAGS },
1109     { "radius",    "set radius",     OFFSET(radius),    AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=1},       0,   3, .flags = FLAGS },
1110     { "type",      "set processing", OFFSET(type),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=1},       0,   1, .flags = FLAGS, "type" },
1111     { "time",      "time domain",      0,               AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=0},       0,   0, .flags = FLAGS, "type" },
1112     { "freq",      "frequency domain", 0,               AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=1},       0,   0, .flags = FLAGS, "type" },
1113     { NULL }
1114 };
1115
1116 AVFILTER_DEFINE_CLASS(sofalizer);
1117
1118 static const AVFilterPad inputs[] = {
1119     {
1120         .name         = "default",
1121         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1122         .config_props = config_input,
1123         .filter_frame = filter_frame,
1124     },
1125     { NULL }
1126 };
1127
1128 static const AVFilterPad outputs[] = {
1129     {
1130         .name = "default",
1131         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1132     },
1133     { NULL }
1134 };
1135
1136 AVFilter ff_af_sofalizer = {
1137     .name          = "sofalizer",
1138     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("SOFAlizer (Spatially Oriented Format for Acoustics)."),
1139     .priv_size     = sizeof(SOFAlizerContext),
1140     .priv_class    = &sofalizer_class,
1141     .init          = init,
1142     .uninit        = uninit,
1143     .query_formats = query_formats,
1144     .inputs        = inputs,
1145     .outputs       = outputs,
1146     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1147 };