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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Paul B Mahol
   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 <math.h>
  22
  23 #include "libavcodec/avfft.h"
  24 #include "libavutil/audio_fifo.h"
  25 #include "libavutil/avassert.h"
  26 #include "libavutil/avstring.h"
  27 #include "libavutil/channel_layout.h"
  28 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "libavutil/parseutils.h"
  31 #include "audio.h"
  32 #include "video.h"
  33 #include "avfilter.h"
  34 #include "internal.h"
  35
  36 enum DisplayMode    { LINE, BAR, DOT, NB_MODES };
  37 enum FrequencyScale { FS_LINEAR, FS_LOG, FS_RLOG, NB_FSCALES };
  38 enum AmplitudeScale { AS_LINEAR, AS_SQRT, AS_CBRT, AS_LOG, NB_ASCALES };
  39 enum WindowFunc     { WFUNC_RECT, WFUNC_HANNING, WFUNC_HAMMING, WFUNC_BLACKMAN,
  40                       WFUNC_BARTLETT, WFUNC_WELCH, WFUNC_FLATTOP,
  41                       WFUNC_BHARRIS, WFUNC_BNUTTALL, WFUNC_SINE, WFUNC_NUTTALL,
  42                       WFUNC_BHANN, WFUNC_LANCZOS, WFUNC_GAUSS, NB_WFUNC };
  43
  44 typedef struct ShowFreqsContext {
  45     const AVClass *class;
  46     int w, h;
  47     int mode;
  48     int fft_bits;
  49     int ascale, fscale;
  50     int avg;
  51     int win_func;
  52     FFTContext *fft;
  53     FFTComplex **fft_data;
  54     float **avg_data;
  55     float *window_func_lut;
  56     float overlap;
  57     int skip_samples;
  58     int nb_channels;
  59     int nb_freq;
  60     int win_size;
  61     float scale;
  62     char *colors;
  63     AVAudioFifo *fifo;
  64     int64_t pts;
  65 } ShowFreqsContext;
  66
  67 #define OFFSET(x) offsetof(ShowFreqsContext, x)
  68 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  69
  70 static const AVOption showfreqs_options[] = {
  71     { "size", "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "1024x512"}, 0, 0, FLAGS },
  72     { "s",    "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "1024x512"}, 0, 0, FLAGS },
  73     { "mode", "set display mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=BAR}, 0, NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
  74         { "line", "show lines",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINE},   0, 0, FLAGS, "mode" },
  75         { "bar",  "show bars",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BAR},    0, 0, FLAGS, "mode" },
  76         { "dot",  "show dots",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DOT},    0, 0, FLAGS, "mode" },
  77     { "ascale", "set amplitude scale", OFFSET(ascale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=AS_LOG}, 0, NB_ASCALES-1, FLAGS, "ascale" },
  78         { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "ascale" },
  79         { "sqrt", "square root", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_SQRT},   0, 0, FLAGS, "ascale" },
  80         { "cbrt", "cubic root",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_CBRT},   0, 0, FLAGS, "ascale" },
  81         { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_LOG},    0, 0, FLAGS, "ascale" },
  82     { "fscale", "set frequency scale", OFFSET(fscale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=FS_LINEAR}, 0, NB_FSCALES-1, FLAGS, "fscale" },
  83         { "lin",  "linear",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "fscale" },
  84         { "log",  "logarithmic",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_LOG},    0, 0, FLAGS, "fscale" },
  85         { "rlog", "reverse logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_RLOG},   0, 0, FLAGS, "fscale" },
  86     { "win_size", "set window size", OFFSET(fft_bits), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=11}, 4, 16, FLAGS, "fft" },
  87         { "w16",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=4},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  88         { "w32",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=5},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  89         { "w64",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=6},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  90         { "w128",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=7},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  91         { "w256",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=8},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  92         { "w512",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=9},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  93         { "w1024",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=10}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  94         { "w2048",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=11}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  95         { "w4096",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=12}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  96         { "w8192",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=13}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  97         { "w16384", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=14}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  98         { "w32768", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=15}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  99         { "w65536", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=16}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
 100     { "win_func", "set window function", OFFSET(win_func), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=WFUNC_HANNING}, 0, NB_WFUNC-1, FLAGS, "win_func" },
 101         { "rect",     "Rectangular",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_RECT},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
 102         { "bartlett", "Bartlett",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BARTLETT}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 103         { "hanning",  "Hanning",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 104         { "hamming",  "Hamming",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HAMMING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 105         { "blackman", "Blackman",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BLACKMAN}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 106         { "welch",    "Welch",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_WELCH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 107         { "flattop",  "Flat-top",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_FLATTOP},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 108         { "bharris",  "Blackman-Harris",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHARRIS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 109         { "bnuttall", "Blackman-Nuttall", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BNUTTALL}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 110         { "bhann",    "Bartlett-Hann",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHANN},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 111         { "sine",     "Sine",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_SINE},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
 112         { "nuttall",  "Nuttall",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_NUTTALL},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 113         { "lanczos",  "Lanczos",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_LANCZOS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 114         { "gauss",    "Gauss",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_GAUSS},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 115     { "overlap",  "set window overlap", OFFSET(overlap), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.}, 0., 1., FLAGS },
 116     { "averaging", "set time averaging", OFFSET(avg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
 117     { "colors", "set channels colors", OFFSET(colors), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "red|green|blue|yellow|orange|lime|pink|magenta|brown" }, 0, 0, FLAGS },
 118     { NULL }
 119 };
 120
 121 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showfreqs);
 122
 123 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 124 {
 125     AVFilterFormats *formats = NULL;
 126     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
 127     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 128     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 129     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLTP, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
 130     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
 131     int ret;
 132
 133     /* set input audio formats */
 134     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 135     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0)
 136         return ret;
 137
 138     layouts = ff_all_channel_layouts();
 139     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
 140         return ret;
 141
 142     formats = ff_all_samplerates();
 143     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0)
 144         return ret;
 145
 146     /* set output video format */
 147     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 148     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
 149         return ret;
 150
 151     return 0;
 152 }
 153
 154 static void generate_window_func(float *lut, int N, int win_func, float *overlap)
 155 {
 156     int n;
 157
 158     switch (win_func) {
 159     case WFUNC_RECT:
 160         for (n = 0; n < N; n++)
 161             lut[n] = 1.;
 162         *overlap = 0.;
 163         break;
 164     case WFUNC_BARTLETT:
 165         for (n = 0; n < N; n++)
 166             lut[n] = 1.-fabs((n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.));
 167         *overlap = 0.5;
 168         break;
 169     case WFUNC_HANNING:
 170         for (n = 0; n < N; n++)
 171             lut[n] = .5*(1-cos(2*M_PI*n/(N-1)));
 172         *overlap = 0.5;
 173         break;
 174     case WFUNC_HAMMING:
 175         for (n = 0; n < N; n++)
 176             lut[n] = .54-.46*cos(2*M_PI*n/(N-1));
 177         *overlap = 0.5;
 178         break;
 179     case WFUNC_BLACKMAN:
 180         for (n = 0; n < N; n++)
 181             lut[n] = .42659-.49656*cos(2*M_PI*n/(N-1))+.076849*cos(4*M_PI*n/(N-1));
 182         *overlap = 0.661;
 183         break;
 184     case WFUNC_WELCH:
 185         for (n = 0; n < N; n++)
 186             lut[n] = 1.-(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.)*(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.);
 187         *overlap = 0.293;
 188         break;
 189     case WFUNC_FLATTOP:
 190         for (n = 0; n < N; n++)
 191             lut[n] = 1.-1.985844164102*cos( 2*M_PI*n/(N-1))+1.791176438506*cos( 4*M_PI*n/(N-1))-
 192                         1.282075284005*cos( 6*M_PI*n/(N-1))+0.667777530266*cos( 8*M_PI*n/(N-1))-
 193                         0.240160796576*cos(10*M_PI*n/(N-1))+0.056656381764*cos(12*M_PI*n/(N-1))-
 194                         0.008134974479*cos(14*M_PI*n/(N-1))+0.000624544650*cos(16*M_PI*n/(N-1))-
 195                         0.000019808998*cos(18*M_PI*n/(N-1))+0.000000132974*cos(20*M_PI*n/(N-1));
 196         *overlap = 0.841;
 197         break;
 198     case WFUNC_BHARRIS:
 199         for (n = 0; n < N; n++)
 200             lut[n] = 0.35875-0.48829*cos(2*M_PI*n/(N-1))+0.14128*cos(4*M_PI*n/(N-1))-0.01168*cos(6*M_PI*n/(N-1));
 201         *overlap = 0.661;
 202         break;
 203     case WFUNC_BNUTTALL:
 204         for (n = 0; n < N; n++)
 205             lut[n] = 0.3635819-0.4891775*cos(2*M_PI*n/(N-1))+0.1365995*cos(4*M_PI*n/(N-1))-0.0106411*cos(6*M_PI*n/(N-1));
 206         *overlap = 0.661;
 207         break;
 208     case WFUNC_BHANN:
 209         for (n = 0; n < N; n++)
 210             lut[n] = 0.62-0.48*fabs(n/(double)(N-1)-.5)-0.38*cos(2*M_PI*n/(N-1));
 211         *overlap = 0.5;
 212         break;
 213     case WFUNC_SINE:
 214         for (n = 0; n < N; n++)
 215             lut[n] = sin(M_PI*n/(N-1));
 216         *overlap = 0.75;
 217         break;
 218     case WFUNC_NUTTALL:
 219         for (n = 0; n < N; n++)
 220             lut[n] = 0.355768-0.487396*cos(2*M_PI*n/(N-1))+0.144232*cos(4*M_PI*n/(N-1))-0.012604*cos(6*M_PI*n/(N-1));
 221         *overlap = 0.663;
 222         break;
 223     case WFUNC_LANCZOS:
 224 #define SINC(x) (!(x)) ? 1 : sin(M_PI * (x))/(M_PI * (x));
 225         for (n = 0; n < N; n++)
 226             lut[n] = SINC((2.*n)/(N-1)-1);
 227         *overlap = 0.75;
 228         break;
 229     case WFUNC_GAUSS:
 230 #define SQR(x) ((x)*(x))
 231         for (n = 0; n < N; n++)
 232             lut[n] = exp(-0.5 * SQR((n-(N-1)/2)/(0.4*(N-1)/2.f)));
 233         *overlap = 0.75;
 234         break;
 235     default:
 236         av_assert0(0);
 237     }
 238 }
 239
 240 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 241 {
 242     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 243     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 244     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 245     float overlap;
 246     int i;
 247
 248     s->nb_freq = 1 << (s->fft_bits - 1);
 249     s->win_size = s->nb_freq << 1;
 250     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 251     av_fft_end(s->fft);
 252     s->fft = av_fft_init(s->fft_bits, 0);
 253     if (!s->fft) {
 254         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT context. "
 255                "The window size might be too high.\n");
 256         return AVERROR(ENOMEM);
 257     }
 258
 259     /* FFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
 260      * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
 261      * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
 262     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 263         av_freep(&s->fft_data[i]);
 264         av_freep(&s->avg_data[i]);
 265     }
 266     av_freep(&s->fft_data);
 267     av_freep(&s->avg_data);
 268     s->nb_channels = inlink->channels;
 269
 270     s->fft_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->fft_data));
 271     if (!s->fft_data)
 272         return AVERROR(ENOMEM);
 273     s->avg_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->avg_data));
 274     if (!s->fft_data)
 275         return AVERROR(ENOMEM);
 276     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 277         s->fft_data[i] = av_calloc(s->win_size, sizeof(**s->fft_data));
 278         s->avg_data[i] = av_calloc(s->nb_freq, sizeof(**s->avg_data));
 279         if (!s->fft_data[i] || !s->avg_data[i])
 280             return AVERROR(ENOMEM);
 281     }
 282
 283     /* pre-calc windowing function */
 284     s->window_func_lut = av_realloc_f(s->window_func_lut, s->win_size,
 285                                       sizeof(*s->window_func_lut));
 286     if (!s->window_func_lut)
 287         return AVERROR(ENOMEM);
 288     generate_window_func(s->window_func_lut, s->win_size, s->win_func, &overlap);
 289     if (s->overlap == 1.)
 290         s->overlap = overlap;
 291     s->skip_samples = (1. - s->overlap) * s->win_size;
 292     if (s->skip_samples < 1) {
 293         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "overlap %f too big\n", s->overlap);
 294         return AVERROR(EINVAL);
 295     }
 296
 297     for (s->scale = 0, i = 0; i < s->win_size; i++) {
 298         s->scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
 299     }
 300
 301     outlink->frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->win_size * (1.-s->overlap));
 302     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 303     outlink->w = s->w;
 304     outlink->h = s->h;
 305
 306     s->fifo = av_audio_fifo_alloc(inlink->format, inlink->channels, s->win_size);
 307     if (!s->fifo)
 308         return AVERROR(ENOMEM);
 309     return 0;
 310 }
 311
 312 static inline void draw_dot(AVFrame *out, int x, int y, uint8_t fg[4])
 313 {
 314
 315     uint32_t color = AV_RL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4);
 316
 317     if ((color & 0xffffff) != 0)
 318         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg) | color);
 319     else
 320         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
 321 }
 322
 323 static int get_sx(ShowFreqsContext *s, int f)
 324 {
 325     switch (s->fscale) {
 326     case FS_LINEAR:
 327         return (s->w/(float)s->nb_freq)*f;
 328     case FS_LOG:
 329         return s->w-pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.));
 330     case FS_RLOG:
 331         return pow(s->w, f/(s->nb_freq-1.));
 332     }
 333
 334     return 0;
 335 }
 336
 337 static float get_bsize(ShowFreqsContext *s, int f)
 338 {
 339     switch (s->fscale) {
 340     case FS_LINEAR:
 341         return s->w/(float)s->nb_freq;
 342     case FS_LOG:
 343         return pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.))-
 344                pow(s->w, (s->nb_freq-f-2)/(s->nb_freq-1.));
 345     case FS_RLOG:
 346         return pow(s->w, (f+1)/(s->nb_freq-1.))-
 347                pow(s->w,  f   /(s->nb_freq-1.));
 348     }
 349
 350     return 1.;
 351 }
 352
 353 static inline void plot_freq(ShowFreqsContext *s, int ch,
 354                              double a, int f, uint8_t fg[4], int *prev_y,
 355                              AVFrame *out, AVFilterLink *outlink)
 356 {
 357     const int w = s->w;
 358     const float avg = s->avg_data[ch][f];
 359     const float bsize = get_bsize(s, f);
 360     const int sx = get_sx(s, f);
 361     int x, y, i;
 362
 363     switch(s->ascale) {
 364     case AS_SQRT:
 365         a = 1.0 - sqrt(a);
 366         break;
 367     case AS_CBRT:
 368         a = 1.0 - cbrt(a);
 369         break;
 370     case AS_LOG:
 371         a = log(av_clipd(a, 1e-6, 1)) / log(1e-6);
 372         break;
 373     case AS_LINEAR:
 374         a = 1.0 - a;
 375         break;
 376     }
 377     y = a * outlink->h - 1;
 378     if (y < 0)
 379         return;
 380
 381     switch (s->avg) {
 382     case 0:
 383         y = s->avg_data[ch][f] = !outlink->frame_count ? y : FFMIN(avg, y);
 384         break;
 385     case 1:
 386         break;
 387     default:
 388         s->avg_data[ch][f] = avg + y * (y - avg) / (FFMIN(outlink->frame_count + 1, s->avg) * y);
 389         y = s->avg_data[ch][f];
 390         break;
 391     }
 392
 393     switch(s->mode) {
 394     case LINE:
 395         if (*prev_y == -1) {
 396             *prev_y = y;
 397         }
 398         if (y <= *prev_y) {
 399             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
 400                 draw_dot(out, x, y, fg);
 401             for (i = y; i <= *prev_y; i++)
 402                 draw_dot(out, sx, i, fg);
 403         } else {
 404             for (i = *prev_y; i <= y; i++)
 405                 draw_dot(out, sx, i, fg);
 406             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
 407                 draw_dot(out, x, i - 1, fg);
 408         }
 409         *prev_y = y;
 410         break;
 411     case BAR:
 412         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
 413             for (i = y; i < outlink->h; i++)
 414                 draw_dot(out, x, i, fg);
 415         break;
 416     case DOT:
 417         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
 418             draw_dot(out, x, y, fg);
 419         break;
 420     }
 421 }
 422
 423 static int plot_freqs(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 424 {
 425     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 426     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 427     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 428     const int win_size = s->win_size;
 429     char *colors, *color, *saveptr = NULL;
 430     AVFrame *out;
 431     int ch, n;
 432
 433     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 434     if (!out)
 435         return AVERROR(ENOMEM);
 436
 437     for (n = 0; n < outlink->h; n++)
 438         memset(out->data[0] + out->linesize[0] * n, 0, outlink->w * 4);
 439
 440     /* fill FFT input with the number of samples available */
 441     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 442         const float *p = (float *)in->extended_data[ch];
 443
 444         for (n = 0; n < in->nb_samples; n++) {
 445             s->fft_data[ch][n].re = p[n] * s->window_func_lut[n];
 446             s->fft_data[ch][n].im = 0;
 447         }
 448         for (; n < win_size; n++) {
 449             s->fft_data[ch][n].re = 0;
 450             s->fft_data[ch][n].im = 0;
 451         }
 452     }
 453
 454     /* run FFT on each samples set */
 455     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 456         av_fft_permute(s->fft, s->fft_data[ch]);
 457         av_fft_calc(s->fft, s->fft_data[ch]);
 458     }
 459
 460 #define RE(x, ch) s->fft_data[ch][x].re
 461 #define IM(x, ch) s->fft_data[ch][x].im
 462 #define M(a, b) (sqrt((a) * (a) + (b) * (b)))
 463
 464     colors = av_strdup(s->colors);
 465     if (!colors) {
 466         av_frame_free(&out);
 467         return AVERROR(ENOMEM);
 468     }
 469
 470     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 471         uint8_t fg[4] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
 472         int prev_y = -1, f;
 473         double a;
 474
 475         color = av_strtok(ch == 0 ? colors : NULL, " |", &saveptr);
 476         if (color)
 477             av_parse_color(fg, color, -1, ctx);
 478
 479         a = av_clipd(M(RE(0, ch), 0) / s->scale, 0, 1);
 480         plot_freq(s, ch, a, 0, fg, &prev_y, out, outlink);
 481
 482         for (f = 1; f < s->nb_freq; f++) {
 483             a = av_clipd(M(RE(f, ch), IM(f, ch)) / s->scale, 0, 1);
 484
 485             plot_freq(s, ch, a, f, fg, &prev_y, out, outlink);
 486         }
 487     }
 488
 489     av_free(colors);
 490     out->pts = in->pts;
 491     return ff_filter_frame(outlink, out);
 492 }
 493
 494 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 495 {
 496     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 497     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 498     AVFrame *fin = NULL;
 499     int ret = 0;
 500
 501     av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)in->extended_data, in->nb_samples);
 502     while (av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
 503         fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
 504         if (!fin) {
 505             ret = AVERROR(ENOMEM);
 506             goto fail;
 507         }
 508
 509         fin->pts = s->pts;
 510         s->pts += s->skip_samples;
 511         ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data, s->win_size);
 512         if (ret < 0)
 513             goto fail;
 514
 515         ret = plot_freqs(inlink, fin);
 516         av_frame_free(&fin);
 517         av_audio_fifo_drain(s->fifo, s->skip_samples);
 518         if (ret < 0)
 519             goto fail;
 520     }
 521
 522 fail:
 523     av_frame_free(&fin);
 524     av_frame_free(&in);
 525     return ret;
 526 }
 527
 528 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 529 {
 530     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 531     int i;
 532
 533     av_fft_end(s->fft);
 534     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 535         av_freep(&s->fft_data[i]);
 536         av_freep(&s->avg_data[i]);
 537     }
 538     av_freep(&s->fft_data);
 539     av_freep(&s->avg_data);
 540     av_freep(&s->window_func_lut);
 541     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 542 }
 543
 544 static const AVFilterPad showfreqs_inputs[] = {
 545     {
 546         .name         = "default",
 547         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 548         .filter_frame = filter_frame,
 549     },
 550     { NULL }
 551 };
 552
 553 static const AVFilterPad showfreqs_outputs[] = {
 554     {
 555         .name          = "default",
 556         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 557         .config_props  = config_output,
 558     },
 559     { NULL }
 560 };
 561
 562 AVFilter ff_avf_showfreqs = {
 563     .name          = "showfreqs",
 564     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a frequencies video output."),
 565     .uninit        = uninit,
 566     .query_formats = query_formats,
 567     .priv_size     = sizeof(ShowFreqsContext),
 568     .inputs        = showfreqs_inputs,
 569     .outputs       = showfreqs_outputs,
 570     .priv_class    = &showfreqs_class,
 571 };