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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Muhammad Faiz <mfcc64@gmail.com>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "config.h"
  22 #include "libavcodec/avfft.h"
  23 #include "libavutil/avassert.h"
  24 #include "libavutil/channel_layout.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "libavutil/xga_font_data.h"
  27 #include "libavutil/qsort.h"
  28 #include "libavutil/time.h"
  29 #include "avfilter.h"
  30 #include "internal.h"
  31
  32 #include <math.h>
  33 #include <stdlib.h>
  34
  35 #if CONFIG_LIBFREETYPE
  36 #include <ft2build.h>
  37 #include FT_FREETYPE_H
  38 #endif
  39
  40 /* this filter is designed to do 16 bins/semitones constant Q transform with Brown-Puckette algorithm
  41  * start from E0 to D#10 (10 octaves)
  42  * so there are 16 bins/semitones * 12 semitones/octaves * 10 octaves = 1920 bins
  43  * match with full HD resolution */
  44
  45 #define VIDEO_WIDTH 1920
  46 #define VIDEO_HEIGHT 1080
  47 #define FONT_HEIGHT 32
  48 #define SPECTOGRAM_HEIGHT ((VIDEO_HEIGHT-FONT_HEIGHT)/2)
  49 #define SPECTOGRAM_START (VIDEO_HEIGHT-SPECTOGRAM_HEIGHT)
  50 #define BASE_FREQ 20.051392800492
  51 #define COEFF_CLAMP 1.0e-4
  52
  53 typedef struct {
  54     FFTSample value;
  55     int index;
  56 } SparseCoeff;
  57
  58 typedef struct {
  59     const AVClass *class;
  60     AVFrame *outpicref;
  61     FFTContext *fft_context;
  62     FFTComplex *fft_data;
  63     FFTComplex *fft_result_left;
  64     FFTComplex *fft_result_right;
  65     uint8_t *spectogram;
  66     SparseCoeff *coeff_sort;
  67     SparseCoeff *coeffs[VIDEO_WIDTH];
  68     uint8_t *font_alpha;
  69     char *fontfile;     /* using freetype */
  70     int coeffs_len[VIDEO_WIDTH];
  71     uint8_t font_color[VIDEO_WIDTH];
  72     int64_t frame_count;
  73     int spectogram_count;
  74     int spectogram_index;
  75     int fft_bits;
  76     int req_fullfilled;
  77     int remaining_fill;
  78     double volume;
  79     double timeclamp;   /* lower timeclamp, time-accurate, higher timeclamp, freq-accurate (at low freq)*/
  80     float coeffclamp;   /* lower coeffclamp, more precise, higher coeffclamp, faster */
  81     int fullhd;         /* if true, output video is at full HD resolution, otherwise it will be halved */
  82     float gamma;        /* lower gamma, more contrast, higher gamma, more range */
  83     int fps;            /* the required fps is so strict, so it's enough to be int, but 24000/1001 etc cannot be encoded */
  84     int count;          /* fps * count = transform rate */
  85 } ShowCQTContext;
  86
  87 #define OFFSET(x) offsetof(ShowCQTContext, x)
  88 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  89
  90 static const AVOption showcqt_options[] = {
  91     { "volume", "set volume", OFFSET(volume), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, { .dbl = 16 }, 0.1, 100, FLAGS },
  92     { "timeclamp", "set timeclamp", OFFSET(timeclamp), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, { .dbl = 0.17 }, 0.1, 1.0, FLAGS },
  93     { "coeffclamp", "set coeffclamp", OFFSET(coeffclamp), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 1 }, 0.1, 10, FLAGS },
  94     { "gamma", "set gamma", OFFSET(gamma), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 3 }, 1, 7, FLAGS },
  95     { "fullhd", "set full HD resolution", OFFSET(fullhd), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, FLAGS },
  96     { "fps", "set video fps", OFFSET(fps), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 25 }, 10, 100, FLAGS },
  97     { "count", "set number of transform per frame", OFFSET(count), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 6 }, 1, 30, FLAGS },
  98     { "fontfile", "set font file", OFFSET(fontfile), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
  99     { NULL }
 100 };
 101
 102 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showcqt);
 103
 104 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 105 {
 106     int k;
 107
 108     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
 109     av_fft_end(s->fft_context);
 110     s->fft_context = NULL;
 111     for (k = 0; k < VIDEO_WIDTH; k++)
 112         av_freep(&s->coeffs[k]);
 113     av_freep(&s->fft_data);
 114     av_freep(&s->fft_result_left);
 115     av_freep(&s->fft_result_right);
 116     av_freep(&s->coeff_sort);
 117     av_freep(&s->spectogram);
 118     av_freep(&s->font_alpha);
 119     av_frame_free(&s->outpicref);
 120 }
 121
 122 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 123 {
 124     AVFilterFormats *formats = NULL;
 125     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
 126     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 127     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 128     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
 129     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_NONE };
 130     static const int64_t channel_layouts[] = { AV_CH_LAYOUT_STEREO, AV_CH_LAYOUT_STEREO_DOWNMIX, -1 };
 131     static const int samplerates[] = { 44100, 48000, -1 };
 132
 133     /* set input audio formats */
 134     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 135     if (!formats)
 136         return AVERROR(ENOMEM);
 137     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats);
 138
 139     layouts = avfilter_make_format64_list(channel_layouts);
 140     if (!layouts)
 141         return AVERROR(ENOMEM);
 142     ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts);
 143
 144     formats = ff_make_format_list(samplerates);
 145     if (!formats)
 146         return AVERROR(ENOMEM);
 147     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates);
 148
 149     /* set output video format */
 150     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 151     if (!formats)
 152         return AVERROR(ENOMEM);
 153     ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats);
 154
 155     return 0;
 156 }
 157
 158 #if CONFIG_LIBFREETYPE
 159 static void load_freetype_font(AVFilterContext *ctx)
 160 {
 161     static const char str[] = "EF G A BC D ";
 162     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
 163     FT_Library lib = NULL;
 164     FT_Face face = NULL;
 165     int video_scale = s->fullhd ? 2 : 1;
 166     int video_width = (VIDEO_WIDTH/2) * video_scale;
 167     int font_height = (FONT_HEIGHT/2) * video_scale;
 168     int font_width = 8 * video_scale;
 169     int font_repeat = font_width * 12;
 170     int linear_hori_advance = font_width * 65536;
 171     int non_monospace_warning = 0;
 172     int x;
 173
 174     s->font_alpha = NULL;
 175
 176     if (!s->fontfile)
 177         return;
 178
 179     if (FT_Init_FreeType(&lib))
 180         goto fail;
 181
 182     if (FT_New_Face(lib, s->fontfile, 0, &face))
 183         goto fail;
 184
 185     if (FT_Set_Char_Size(face, 16*64, 0, 0, 0))
 186         goto fail;
 187
 188     if (FT_Load_Char(face, 'A', FT_LOAD_RENDER))
 189         goto fail;
 190
 191     if (FT_Set_Char_Size(face, 16*64 * linear_hori_advance / face->glyph->linearHoriAdvance, 0, 0, 0))
 192         goto fail;
 193
 194     s->font_alpha = av_malloc(font_height * video_width);
 195     if (!s->font_alpha)
 196         goto fail;
 197
 198     memset(s->font_alpha, 0, font_height * video_width);
 199
 200     for (x = 0; x < 12; x++) {
 201         int sx, sy, rx, bx, by, dx, dy;
 202
 203         if (str[x] == ' ')
 204             continue;
 205
 206         if (FT_Load_Char(face, str[x], FT_LOAD_RENDER))
 207             goto fail;
 208
 209         if (face->glyph->advance.x != font_width*64 && !non_monospace_warning) {
 210             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Font is not monospace\n");
 211             non_monospace_warning = 1;
 212         }
 213
 214         sy = font_height - 4*video_scale - face->glyph->bitmap_top;
 215         for (rx = 0; rx < 10; rx++) {
 216             sx = rx * font_repeat + x * font_width + face->glyph->bitmap_left;
 217             for (by = 0; by < face->glyph->bitmap.rows; by++) {
 218                 dy = by + sy;
 219                 if (dy < 0)
 220                     continue;
 221                 if (dy >= font_height)
 222                     break;
 223
 224                 for (bx = 0; bx < face->glyph->bitmap.width; bx++) {
 225                     dx = bx + sx;
 226                     if (dx < 0)
 227                         continue;
 228                     if (dx >= video_width)
 229                         break;
 230                     s->font_alpha[dy*video_width+dx] = face->glyph->bitmap.buffer[by*face->glyph->bitmap.width+bx];
 231                 }
 232             }
 233         }
 234     }
 235
 236     FT_Done_Face(face);
 237     FT_Done_FreeType(lib);
 238     return;
 239
 240     fail:
 241     av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Error while loading freetype font, using default font instead\n");
 242     FT_Done_Face(face);
 243     FT_Done_FreeType(lib);
 244     av_freep(&s->font_alpha);
 245     return;
 246 }
 247 #endif
 248
 249 static inline int qsort_sparsecoeff(const SparseCoeff *a, const SparseCoeff *b)
 250 {
 251     if (fabsf(a->value) >= fabsf(b->value))
 252         return 1;
 253     else
 254         return -1;
 255 }
 256
 257 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 258 {
 259     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 260     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 261     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
 262     int fft_len, k, x, y;
 263     int num_coeffs = 0;
 264     int rate = inlink->sample_rate;
 265     double max_len = rate * (double) s->timeclamp;
 266     int64_t start_time, end_time;
 267     int video_scale = s->fullhd ? 2 : 1;
 268     int video_width = (VIDEO_WIDTH/2) * video_scale;
 269     int video_height = (VIDEO_HEIGHT/2) * video_scale;
 270     int spectogram_height = (SPECTOGRAM_HEIGHT/2) * video_scale;
 271
 272     s->fft_bits = ceil(log2(max_len));
 273     fft_len = 1 << s->fft_bits;
 274
 275     if (rate % (s->fps * s->count)) {
 276         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Rate (%u) is not divisible by fps*count (%u*%u)\n", rate, s->fps, s->count);
 277         return AVERROR(EINVAL);
 278     }
 279
 280     s->fft_data         = av_malloc_array(fft_len, sizeof(*s->fft_data));
 281     s->coeff_sort       = av_malloc_array(fft_len, sizeof(*s->coeff_sort));
 282     s->fft_result_left  = av_malloc_array(fft_len, sizeof(*s->fft_result_left));
 283     s->fft_result_right = av_malloc_array(fft_len, sizeof(*s->fft_result_right));
 284     s->fft_context      = av_fft_init(s->fft_bits, 0);
 285
 286     if (!s->fft_data || !s->coeff_sort || !s->fft_result_left || !s->fft_result_right || !s->fft_context)
 287         return AVERROR(ENOMEM);
 288
 289     /* initializing font */
 290     for (x = 0; x < video_width; x++) {
 291         if (x >= (12*3+8)*8*video_scale && x < (12*4+8)*8*video_scale) {
 292             float fx = (x-(12*3+8)*8*video_scale) * (2.0f/(192.0f*video_scale));
 293             float sv = sinf(M_PI*fx);
 294             s->font_color[x] = sv*sv*255.0f + 0.5f;
 295         } else {
 296             s->font_color[x] = 0;
 297         }
 298     }
 299
 300 #if CONFIG_LIBFREETYPE
 301     load_freetype_font(ctx);
 302 #else
 303     if (s->fontfile)
 304         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Freetype is not available, ignoring fontfile option\n");
 305     s->font_alpha = NULL;
 306 #endif
 307
 308     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Calculating spectral kernel, please wait\n");
 309     start_time = av_gettime_relative();
 310     for (k = 0; k < VIDEO_WIDTH; k++) {
 311         int hlen = fft_len >> 1;
 312         float total = 0;
 313         float partial = 0;
 314         double freq = BASE_FREQ * exp2(k * (1.0/192.0));
 315         double tlen = rate * (24.0 * 16.0) /freq;
 316         /* a window function from Albert H. Nuttall,
 317          * "Some Windows with Very Good Sidelobe Behavior"
 318          * -93.32 dB peak sidelobe and 18 dB/octave asymptotic decay
 319          * coefficient normalized to a0 = 1 */
 320         double a0 = 0.355768;
 321         double a1 = 0.487396/a0;
 322         double a2 = 0.144232/a0;
 323         double a3 = 0.012604/a0;
 324         double sv_step, cv_step, sv, cv;
 325         double sw_step, cw_step, sw, cw, w;
 326
 327         tlen = tlen * max_len / (tlen + max_len);
 328         s->fft_data[0].re = 0;
 329         s->fft_data[0].im = 0;
 330         s->fft_data[hlen].re = (1.0 + a1 + a2 + a3) * (1.0/tlen) * s->volume * (1.0/fft_len);
 331         s->fft_data[hlen].im = 0;
 332         sv_step = sv = sin(2.0*M_PI*freq*(1.0/rate));
 333         cv_step = cv = cos(2.0*M_PI*freq*(1.0/rate));
 334         /* also optimizing window func */
 335         sw_step = sw = sin(2.0*M_PI*(1.0/tlen));
 336         cw_step = cw = cos(2.0*M_PI*(1.0/tlen));
 337         for (x = 1; x < 0.5 * tlen; x++) {
 338             double cv_tmp, cw_tmp;
 339             double cw2, cw3, sw2;
 340
 341             cw2 = cw * cw - sw * sw;
 342             sw2 = cw * sw + sw * cw;
 343             cw3 = cw * cw2 - sw * sw2;
 344             w = (1.0 + a1 * cw + a2 * cw2 + a3 * cw3) * (1.0/tlen) * s->volume * (1.0/fft_len);
 345             s->fft_data[hlen + x].re = w * cv;
 346             s->fft_data[hlen + x].im = w * sv;
 347             s->fft_data[hlen - x].re = s->fft_data[hlen + x].re;
 348             s->fft_data[hlen - x].im = -s->fft_data[hlen + x].im;
 349
 350             cv_tmp = cv * cv_step - sv * sv_step;
 351             sv = sv * cv_step + cv * sv_step;
 352             cv = cv_tmp;
 353             cw_tmp = cw * cw_step - sw * sw_step;
 354             sw = sw * cw_step + cw * sw_step;
 355             cw = cw_tmp;
 356         }
 357         for (; x < hlen; x++) {
 358             s->fft_data[hlen + x].re = 0;
 359             s->fft_data[hlen + x].im = 0;
 360             s->fft_data[hlen - x].re = 0;
 361             s->fft_data[hlen - x].im = 0;
 362         }
 363         av_fft_permute(s->fft_context, s->fft_data);
 364         av_fft_calc(s->fft_context, s->fft_data);
 365
 366         for (x = 0; x < fft_len; x++) {
 367             s->coeff_sort[x].index = x;
 368             s->coeff_sort[x].value = s->fft_data[x].re;
 369         }
 370
 371         AV_QSORT(s->coeff_sort, fft_len, SparseCoeff, qsort_sparsecoeff);
 372         for (x = 0; x < fft_len; x++)
 373             total += fabsf(s->coeff_sort[x].value);
 374
 375         for (x = 0; x < fft_len; x++) {
 376             partial += fabsf(s->coeff_sort[x].value);
 377             if (partial > total * s->coeffclamp * COEFF_CLAMP) {
 378                 s->coeffs_len[k] = fft_len - x;
 379                 num_coeffs += s->coeffs_len[k];
 380                 s->coeffs[k] = av_malloc_array(s->coeffs_len[k], sizeof(*s->coeffs[k]));
 381                 if (!s->coeffs[k])
 382                     return AVERROR(ENOMEM);
 383                 for (y = 0; y < s->coeffs_len[k]; y++)
 384                     s->coeffs[k][y] = s->coeff_sort[x+y];
 385                 break;
 386             }
 387         }
 388     }
 389     end_time = av_gettime_relative();
 390     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Elapsed time %.6f s (fft_len=%u, num_coeffs=%u)\n", 1e-6 * (end_time-start_time), fft_len, num_coeffs);
 391
 392     outlink->w = video_width;
 393     outlink->h = video_height;
 394
 395     s->req_fullfilled = 0;
 396     s->spectogram_index = 0;
 397     s->frame_count = 0;
 398     s->spectogram_count = 0;
 399     s->remaining_fill = fft_len >> 1;
 400     memset(s->fft_data, 0, fft_len * sizeof(*s->fft_data));
 401
 402     s->outpicref = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 403     if (!s->outpicref)
 404         return AVERROR(ENOMEM);
 405
 406     s->spectogram = av_calloc(spectogram_height, s->outpicref->linesize[0]);
 407     if (!s->spectogram)
 408         return AVERROR(ENOMEM);
 409
 410     outlink->sample_aspect_ratio = av_make_q(1, 1);
 411     outlink->time_base = av_make_q(1, s->fps);
 412     outlink->frame_rate = av_make_q(s->fps, 1);
 413     return 0;
 414 }
 415
 416 static int plot_cqt(AVFilterLink *inlink)
 417 {
 418     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 419     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
 420     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 421     int fft_len = 1 << s->fft_bits;
 422     FFTSample result[VIDEO_WIDTH][4];
 423     int x, y, ret = 0;
 424     int linesize = s->outpicref->linesize[0];
 425     int video_scale = s->fullhd ? 2 : 1;
 426     int video_width = (VIDEO_WIDTH/2) * video_scale;
 427     int spectogram_height = (SPECTOGRAM_HEIGHT/2) * video_scale;
 428     int spectogram_start = (SPECTOGRAM_START/2) * video_scale;
 429     int font_height = (FONT_HEIGHT/2) * video_scale;
 430
 431     /* real part contains left samples, imaginary part contains right samples */
 432     memcpy(s->fft_result_left, s->fft_data, fft_len * sizeof(*s->fft_data));
 433     av_fft_permute(s->fft_context, s->fft_result_left);
 434     av_fft_calc(s->fft_context, s->fft_result_left);
 435
 436     /* separate left and right, (and multiply by 2.0) */
 437     s->fft_result_right[0].re = 2.0f * s->fft_result_left[0].im;
 438     s->fft_result_right[0].im = 0;
 439     s->fft_result_left[0].re = 2.0f * s->fft_result_left[0].re;
 440     s->fft_result_left[0].im = 0;
 441     for (x = 1; x <= fft_len >> 1; x++) {
 442         FFTSample tmpy = s->fft_result_left[fft_len-x].im - s->fft_result_left[x].im;
 443
 444         s->fft_result_right[x].re = s->fft_result_left[x].im + s->fft_result_left[fft_len-x].im;
 445         s->fft_result_right[x].im = s->fft_result_left[x].re - s->fft_result_left[fft_len-x].re;
 446         s->fft_result_right[fft_len-x].re = s->fft_result_right[x].re;
 447         s->fft_result_right[fft_len-x].im = -s->fft_result_right[x].im;
 448
 449         s->fft_result_left[x].re = s->fft_result_left[x].re + s->fft_result_left[fft_len-x].re;
 450         s->fft_result_left[x].im = tmpy;
 451         s->fft_result_left[fft_len-x].re = s->fft_result_left[x].re;
 452         s->fft_result_left[fft_len-x].im = -s->fft_result_left[x].im;
 453     }
 454
 455     /* calculating cqt */
 456     for (x = 0; x < VIDEO_WIDTH; x++) {
 457         int u;
 458         float g = 1.0f / s->gamma;
 459         FFTComplex l = {0,0};
 460         FFTComplex r = {0,0};
 461
 462         for (u = 0; u < s->coeffs_len[x]; u++) {
 463             FFTSample value = s->coeffs[x][u].value;
 464             int index = s->coeffs[x][u].index;
 465             l.re += value * s->fft_result_left[index].re;
 466             l.im += value * s->fft_result_left[index].im;
 467             r.re += value * s->fft_result_right[index].re;
 468             r.im += value * s->fft_result_right[index].im;
 469         }
 470         /* result is power, not amplitude */
 471         result[x][0] = l.re * l.re + l.im * l.im;
 472         result[x][2] = r.re * r.re + r.im * r.im;
 473         result[x][1] = 0.5f * (result[x][0] + result[x][2]);
 474         result[x][3] = result[x][1];
 475         result[x][0] = 255.0f * powf(FFMIN(1.0f,result[x][0]), g);
 476         result[x][1] = 255.0f * powf(FFMIN(1.0f,result[x][1]), g);
 477         result[x][2] = 255.0f * powf(FFMIN(1.0f,result[x][2]), g);
 478     }
 479
 480     if (!s->fullhd) {
 481         for (x = 0; x < video_width; x++) {
 482             result[x][0] = 0.5f * (result[2*x][0] + result[2*x+1][0]);
 483             result[x][1] = 0.5f * (result[2*x][1] + result[2*x+1][1]);
 484             result[x][2] = 0.5f * (result[2*x][2] + result[2*x+1][2]);
 485             result[x][3] = 0.5f * (result[2*x][3] + result[2*x+1][3]);
 486         }
 487     }
 488
 489     for (x = 0; x < video_width; x++) {
 490         s->spectogram[s->spectogram_index*linesize + 3*x] = result[x][0] + 0.5f;
 491         s->spectogram[s->spectogram_index*linesize + 3*x + 1] = result[x][1] + 0.5f;
 492         s->spectogram[s->spectogram_index*linesize + 3*x + 2] = result[x][2] + 0.5f;
 493     }
 494
 495     /* drawing */
 496     if (!s->spectogram_count) {
 497         uint8_t *data = (uint8_t*) s->outpicref->data[0];
 498         float rcp_result[VIDEO_WIDTH];
 499         int total_length = linesize * spectogram_height;
 500         int back_length = linesize * s->spectogram_index;
 501
 502         for (x = 0; x < video_width; x++)
 503             rcp_result[x] = 1.0f / (result[x][3]+0.0001f);
 504
 505         /* drawing bar */
 506         for (y = 0; y < spectogram_height; y++) {
 507             float height = (spectogram_height - y) * (1.0f/spectogram_height);
 508             uint8_t *lineptr = data + y * linesize;
 509             for (x = 0; x < video_width; x++) {
 510                 float mul;
 511                 if (result[x][3] <= height) {
 512                     *lineptr++ = 0;
 513                     *lineptr++ = 0;
 514                     *lineptr++ = 0;
 515                 } else {
 516                     mul = (result[x][3] - height) * rcp_result[x];
 517                     *lineptr++ = mul * result[x][0] + 0.5f;
 518                     *lineptr++ = mul * result[x][1] + 0.5f;
 519                     *lineptr++ = mul * result[x][2] + 0.5f;
 520                 }
 521             }
 522         }
 523
 524         /* drawing font */
 525         if (s->font_alpha) {
 526             for (y = 0; y < font_height; y++) {
 527                 uint8_t *lineptr = data + (spectogram_height + y) * linesize;
 528                 uint8_t *spectogram_src = s->spectogram + s->spectogram_index * linesize;
 529                 for (x = 0; x < video_width; x++) {
 530                     uint8_t alpha = s->font_alpha[y*video_width+x];
 531                     uint8_t color = s->font_color[x];
 532                     lineptr[3*x] = (spectogram_src[3*x] * (255-alpha) + (255-color) * alpha + 255) >> 8;
 533                     lineptr[3*x+1] = (spectogram_src[3*x+1] * (255-alpha) + 255) >> 8;
 534                     lineptr[3*x+2] = (spectogram_src[3*x+2] * (255-alpha) + color * alpha + 255) >> 8;
 535                 }
 536             }
 537         } else {
 538             for (y = 0; y < font_height; y++) {
 539                 uint8_t *lineptr = data + (spectogram_height + y) * linesize;
 540                 memcpy(lineptr, s->spectogram + s->spectogram_index * linesize, video_width*3);
 541             }
 542             for (x = 0; x < video_width; x += video_width/10) {
 543                 int u;
 544                 static const char str[] = "EF G A BC D ";
 545                 uint8_t *startptr = data + spectogram_height * linesize + x * 3;
 546                 for (u = 0; str[u]; u++) {
 547                     int v;
 548                     for (v = 0; v < 16; v++) {
 549                         uint8_t *p = startptr + v * linesize * video_scale + 8 * 3 * u * video_scale;
 550                         int ux = x + 8 * u * video_scale;
 551                         int mask;
 552                         for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
 553                             if (mask & avpriv_vga16_font[str[u] * 16 + v]) {
 554                                 p[0] = 255 - s->font_color[ux];
 555                                 p[1] = 0;
 556                                 p[2] = s->font_color[ux];
 557                                 if (video_scale == 2) {
 558                                     p[linesize] = p[0];
 559                                     p[linesize+1] = p[1];
 560                                     p[linesize+2] = p[2];
 561                                     p[3] = p[linesize+3] = 255 - s->font_color[ux+1];
 562                                     p[4] = p[linesize+4] = 0;
 563                                     p[5] = p[linesize+5] = s->font_color[ux+1];
 564                                 }
 565                             }
 566                             p  += 3 * video_scale;
 567                             ux += video_scale;
 568                         }
 569                     }
 570                 }
 571             }
 572         }
 573
 574         /* drawing spectogram/sonogram */
 575         data += spectogram_start * linesize;
 576         memcpy(data, s->spectogram + s->spectogram_index*linesize, total_length - back_length);
 577
 578         data += total_length - back_length;
 579         if (back_length)
 580             memcpy(data, s->spectogram, back_length);
 581
 582         s->outpicref->pts = s->frame_count;
 583         ret = ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->outpicref));
 584         s->req_fullfilled = 1;
 585         s->frame_count++;
 586     }
 587     s->spectogram_count = (s->spectogram_count + 1) % s->count;
 588     s->spectogram_index = (s->spectogram_index + spectogram_height - 1) % spectogram_height;
 589     return ret;
 590 }
 591
 592 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
 593 {
 594     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 595     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
 596     int step = inlink->sample_rate / (s->fps * s->count);
 597     int fft_len = 1 << s->fft_bits;
 598     int remaining;
 599     float *audio_data;
 600
 601     if (!insamples) {
 602         while (s->remaining_fill < (fft_len >> 1)) {
 603             int ret, x;
 604             memset(&s->fft_data[fft_len - s->remaining_fill], 0, sizeof(*s->fft_data) * s->remaining_fill);
 605             ret = plot_cqt(inlink);
 606             if (ret < 0)
 607                 return ret;
 608             for (x = 0; x < (fft_len-step); x++)
 609                 s->fft_data[x] = s->fft_data[x+step];
 610             s->remaining_fill += step;
 611         }
 612         return AVERROR(EOF);
 613     }
 614
 615     remaining = insamples->nb_samples;
 616     audio_data = (float*) insamples->data[0];
 617
 618     while (remaining) {
 619         if (remaining >= s->remaining_fill) {
 620             int i = insamples->nb_samples - remaining;
 621             int j = fft_len - s->remaining_fill;
 622             int m, ret;
 623             for (m = 0; m < s->remaining_fill; m++) {
 624                 s->fft_data[j+m].re = audio_data[2*(i+m)];
 625                 s->fft_data[j+m].im = audio_data[2*(i+m)+1];
 626             }
 627             ret = plot_cqt(inlink);
 628             if (ret < 0) {
 629                 av_frame_free(&insamples);
 630                 return ret;
 631             }
 632             remaining -= s->remaining_fill;
 633             for (m = 0; m < fft_len-step; m++)
 634                 s->fft_data[m] = s->fft_data[m+step];
 635             s->remaining_fill = step;
 636         } else {
 637             int i = insamples->nb_samples - remaining;
 638             int j = fft_len - s->remaining_fill;
 639             int m;
 640             for (m = 0; m < remaining; m++) {
 641                 s->fft_data[m+j].re = audio_data[2*(i+m)];
 642                 s->fft_data[m+j].im = audio_data[2*(i+m)+1];
 643             }
 644             s->remaining_fill -= remaining;
 645             remaining = 0;
 646         }
 647     }
 648     av_frame_free(&insamples);
 649     return 0;
 650 }
 651
 652 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 653 {
 654     ShowCQTContext *s = outlink->src->priv;
 655     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 656     int ret;
 657
 658     s->req_fullfilled = 0;
 659     do {
 660         ret = ff_request_frame(inlink);
 661     } while (!s->req_fullfilled && ret >= 0);
 662
 663     if (ret == AVERROR_EOF && s->outpicref)
 664         filter_frame(inlink, NULL);
 665     return ret;
 666 }
 667
 668 static const AVFilterPad showcqt_inputs[] = {
 669     {
 670         .name         = "default",
 671         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 672         .filter_frame = filter_frame,
 673     },
 674     { NULL }
 675 };
 676
 677 static const AVFilterPad showcqt_outputs[] = {
 678     {
 679         .name          = "default",
 680         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 681         .config_props  = config_output,
 682         .request_frame = request_frame,
 683     },
 684     { NULL }
 685 };
 686
 687 AVFilter ff_avf_showcqt = {
 688     .name          = "showcqt",
 689     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a CQT (Constant Q Transform) spectrum video output."),
 690     .uninit        = uninit,
 691     .query_formats = query_formats,
 692     .priv_size     = sizeof(ShowCQTContext),
 693     .inputs        = showcqt_inputs,
 694     .outputs       = showcqt_outputs,
 695     .priv_class    = &showcqt_class,
 696 };