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, 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     { "overlap",  "set window overlap", OFFSET(overlap), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.}, 0., 1., FLAGS },
 114     { "averaging", "set time averaging", OFFSET(avg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
 115     { "colors", "set channels colors", OFFSET(colors), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "red|green|blue|yellow|orange|lime|pink|magenta|brown" }, 0, 0, FLAGS },
 116     { NULL }
 117 };
 118
 119 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showfreqs);
 120
 121 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 122 {
 123     AVFilterFormats *formats = NULL;
 124     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
 125     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 126     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 127     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLTP, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
 128     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
 129
 130     /* set input audio formats */
 131     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 132     if (!formats)
 133         return AVERROR(ENOMEM);
 134     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats);
 135
 136     layouts = ff_all_channel_layouts();
 137     if (!layouts)
 138         return AVERROR(ENOMEM);
 139     ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts);
 140
 141     formats = ff_all_samplerates();
 142     if (!formats)
 143         return AVERROR(ENOMEM);
 144     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates);
 145
 146     /* set output video format */
 147     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 148     if (!formats)
 149         return AVERROR(ENOMEM);
 150     ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats);
 151
 152     return 0;
 153 }
 154
 155 static void generate_window_func(float *lut, int N, int win_func, float *overlap)
 156 {
 157     int n;
 158
 159     switch (win_func) {
 160     case WFUNC_RECT:
 161         for (n = 0; n < N; n++)
 162             lut[n] = 1.;
 163         *overlap = 0.;
 164         break;
 165     case WFUNC_BARTLETT:
 166         for (n = 0; n < N; n++)
 167             lut[n] = 1.-FFABS((n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.));
 168         *overlap = 0.5;
 169         break;
 170     case WFUNC_HANNING:
 171         for (n = 0; n < N; n++)
 172             lut[n] = .5*(1-cos(2*M_PI*n/(N-1)));
 173         *overlap = 0.5;
 174         break;
 175     case WFUNC_HAMMING:
 176         for (n = 0; n < N; n++)
 177             lut[n] = .54-.46*cos(2*M_PI*n/(N-1));
 178         *overlap = 0.5;
 179         break;
 180     case WFUNC_BLACKMAN:
 181         for (n = 0; n < N; n++)
 182             lut[n] = .42659-.49656*cos(2*M_PI*n/(N-1))+.076849*cos(4*M_PI*n/(N-1));
 183         *overlap = 0.661;
 184         break;
 185     case WFUNC_WELCH:
 186         for (n = 0; n < N; n++)
 187             lut[n] = 1.-(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.)*(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.);
 188         *overlap = 0.293;
 189         break;
 190     case WFUNC_FLATTOP:
 191         for (n = 0; n < N; n++)
 192             lut[n] = 1.-1.985844164102*cos( 2*M_PI*n/(N-1))+1.791176438506*cos( 4*M_PI*n/(N-1))-
 193                         1.282075284005*cos( 6*M_PI*n/(N-1))+0.667777530266*cos( 8*M_PI*n/(N-1))-
 194                         0.240160796576*cos(10*M_PI*n/(N-1))+0.056656381764*cos(12*M_PI*n/(N-1))-
 195                         0.008134974479*cos(14*M_PI*n/(N-1))+0.000624544650*cos(16*M_PI*n/(N-1))-
 196                         0.000019808998*cos(18*M_PI*n/(N-1))+0.000000132974*cos(20*M_PI*n/(N-1));
 197         *overlap = 0.841;
 198         break;
 199     case WFUNC_BHARRIS:
 200         for (n = 0; n < N; n++)
 201             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));
 202         *overlap = 0.661;
 203         break;
 204     case WFUNC_BNUTTALL:
 205         for (n = 0; n < N; n++)
 206             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));
 207         *overlap = 0.661;
 208         break;
 209     case WFUNC_BHANN:
 210         for (n = 0; n < N; n++)
 211             lut[n] = 0.62-0.48*FFABS(n/(double)(N-1)-.5)-0.38*cos(2*M_PI*n/(N-1));
 212         *overlap = 0.5;
 213         break;
 214     case WFUNC_SINE:
 215         for (n = 0; n < N; n++)
 216             lut[n] = sin(M_PI*n/(N-1));
 217         *overlap = 0.75;
 218         break;
 219     case WFUNC_NUTTALL:
 220         for (n = 0; n < N; n++)
 221             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));
 222         *overlap = 0.663;
 223         break;
 224     default:
 225         av_assert0(0);
 226     }
 227 }
 228
 229 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 230 {
 231     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 232     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 233     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 234     float overlap;
 235     int i;
 236
 237     s->nb_freq = 1 << (s->fft_bits - 1);
 238     s->win_size = s->nb_freq << 1;
 239     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 240     av_fft_end(s->fft);
 241     s->fft = av_fft_init(s->fft_bits, 0);
 242     if (!s->fft) {
 243         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT context. "
 244                "The window size might be too high.\n");
 245         return AVERROR(ENOMEM);
 246     }
 247
 248     /* FFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
 249      * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
 250      * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
 251     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 252         av_freep(&s->fft_data[i]);
 253         av_freep(&s->avg_data[i]);
 254     }
 255     av_freep(&s->fft_data);
 256     av_freep(&s->avg_data);
 257     s->nb_channels = inlink->channels;
 258
 259     s->fft_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->fft_data));
 260     if (!s->fft_data)
 261         return AVERROR(ENOMEM);
 262     s->avg_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->avg_data));
 263     if (!s->fft_data)
 264         return AVERROR(ENOMEM);
 265     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 266         s->fft_data[i] = av_calloc(s->win_size, sizeof(**s->fft_data));
 267         s->avg_data[i] = av_calloc(s->nb_freq, sizeof(**s->avg_data));
 268         if (!s->fft_data[i] || !s->avg_data[i])
 269             return AVERROR(ENOMEM);
 270     }
 271
 272     /* pre-calc windowing function */
 273     s->window_func_lut = av_realloc_f(s->window_func_lut, s->win_size,
 274                                       sizeof(*s->window_func_lut));
 275     if (!s->window_func_lut)
 276         return AVERROR(ENOMEM);
 277     generate_window_func(s->window_func_lut, s->win_size, s->win_func, &overlap);
 278     if (s->overlap == 1.)
 279         s->overlap = overlap;
 280     s->skip_samples = (1. - s->overlap) * s->win_size;
 281     if (s->skip_samples < 1) {
 282         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "overlap %f too big\n", s->overlap);
 283         return AVERROR(EINVAL);
 284     }
 285
 286     for (s->scale = 0, i = 0; i < s->win_size; i++) {
 287         s->scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
 288     }
 289
 290     outlink->flags |= FF_LINK_FLAG_REQUEST_LOOP;
 291     outlink->frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->win_size * (1.-s->overlap));
 292     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 293     outlink->w = s->w;
 294     outlink->h = s->h;
 295
 296     s->fifo = av_audio_fifo_alloc(inlink->format, inlink->channels, s->win_size);
 297     if (!s->fifo)
 298         return AVERROR(ENOMEM);
 299     return 0;
 300 }
 301
 302 static inline void draw_dot(AVFrame *out, int x, int y, uint8_t fg[4])
 303 {
 304
 305     uint32_t color = AV_RL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4);
 306
 307     if ((color & 0xffffff) != 0)
 308         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg) | color);
 309     else
 310         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
 311 }
 312
 313 static int get_sx(ShowFreqsContext *s, int f)
 314 {
 315     switch (s->fscale) {
 316     case FS_LINEAR:
 317         return (s->w/(float)s->nb_freq)*f;
 318     case FS_LOG:
 319         return s->w-pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.));
 320     case FS_RLOG:
 321         return pow(s->w, f/(s->nb_freq-1.));
 322     }
 323
 324     return 0;
 325 }
 326
 327 static float get_bsize(ShowFreqsContext *s, int f)
 328 {
 329     switch (s->fscale) {
 330     case FS_LINEAR:
 331         return s->w/(float)s->nb_freq;
 332     case FS_LOG:
 333         return pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.))-
 334                pow(s->w, (s->nb_freq-f-2)/(s->nb_freq-1.));
 335     case FS_RLOG:
 336         return pow(s->w, (f+1)/(s->nb_freq-1.))-
 337                pow(s->w,  f   /(s->nb_freq-1.));
 338     }
 339
 340     return 1.;
 341 }
 342
 343 static inline void plot_freq(ShowFreqsContext *s, int ch,
 344                              double a, int f, uint8_t fg[4], int *prev_y,
 345                              AVFrame *out, AVFilterLink *outlink)
 346 {
 347     const int w = s->w;
 348     const float avg = s->avg_data[ch][f];
 349     const float bsize = get_bsize(s, f);
 350     const int sx = get_sx(s, f);
 351     int x, y, i;
 352
 353     switch(s->ascale) {
 354     case AS_SQRT:
 355         a = 1.0 - sqrt(a);
 356         break;
 357     case AS_CBRT:
 358         a = 1.0 - cbrt(a);
 359         break;
 360     case AS_LOG:
 361         a = log(av_clipd(a, 1e-6, 1)) / log(1e-6);
 362         break;
 363     case AS_LINEAR:
 364         a = 1.0 - a;
 365         break;
 366     }
 367     y = a * outlink->h - 1;
 368     if (y < 0)
 369         return;
 370
 371     switch (s->avg) {
 372     case 0:
 373         y = s->avg_data[ch][f] = !outlink->frame_count ? y : FFMIN(avg, y);
 374         break;
 375     case 1:
 376         break;
 377     default:
 378         s->avg_data[ch][f] = avg + y * (y - avg) / (FFMIN(outlink->frame_count + 1, s->avg) * y);
 379         y = s->avg_data[ch][f];
 380         break;
 381     }
 382
 383     switch(s->mode) {
 384     case LINE:
 385         if (*prev_y == -1) {
 386             *prev_y = y;
 387         }
 388         if (y <= *prev_y) {
 389             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
 390                 draw_dot(out, x, y, fg);
 391             for (i = y; i <= *prev_y; i++)
 392                 draw_dot(out, sx, i, fg);
 393         } else {
 394             for (i = *prev_y; i <= y; i++)
 395                 draw_dot(out, sx, i, fg);
 396             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
 397                 draw_dot(out, x, i - 1, fg);
 398         }
 399         *prev_y = y;
 400         break;
 401     case BAR:
 402         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
 403             for (i = y; i < outlink->h; i++)
 404                 draw_dot(out, x, i, fg);
 405         break;
 406     case DOT:
 407         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
 408             draw_dot(out, x, y, fg);
 409         break;
 410     }
 411 }
 412
 413 static int plot_freqs(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 414 {
 415     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 416     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 417     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 418     const int win_size = s->win_size;
 419     char *colors, *color, *saveptr = NULL;
 420     AVFrame *out;
 421     int ch, n;
 422
 423     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 424     if (!out)
 425         return AVERROR(ENOMEM);
 426
 427     for (n = 0; n < outlink->h; n++)
 428         memset(out->data[0] + out->linesize[0] * n, 0, outlink->w * 4);
 429
 430     /* fill FFT input with the number of samples available */
 431     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 432         const float *p = (float *)in->extended_data[ch];
 433
 434         for (n = 0; n < in->nb_samples; n++) {
 435             s->fft_data[ch][n].re = p[n] * s->window_func_lut[n];
 436             s->fft_data[ch][n].im = 0;
 437         }
 438         for (; n < win_size; n++) {
 439             s->fft_data[ch][n].re = 0;
 440             s->fft_data[ch][n].im = 0;
 441         }
 442     }
 443
 444     /* run FFT on each samples set */
 445     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 446         av_fft_permute(s->fft, s->fft_data[ch]);
 447         av_fft_calc(s->fft, s->fft_data[ch]);
 448     }
 449
 450 #define RE(x, ch) s->fft_data[ch][x].re
 451 #define IM(x, ch) s->fft_data[ch][x].im
 452 #define M(a, b) (sqrt((a) * (a) + (b) * (b)))
 453
 454     colors = av_strdup(s->colors);
 455     if (!colors) {
 456         av_frame_free(&out);
 457         return AVERROR(ENOMEM);
 458     }
 459
 460     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 461         uint8_t fg[4] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
 462         int prev_y = -1, f;
 463         double a;
 464
 465         color = av_strtok(ch == 0 ? colors : NULL, " |", &saveptr);
 466         if (color)
 467             av_parse_color(fg, color, -1, ctx);
 468
 469         a = av_clipd(M(RE(0, ch), 0) / s->scale, 0, 1);
 470         plot_freq(s, ch, a, 0, fg, &prev_y, out, outlink);
 471
 472         for (f = 1; f < s->nb_freq; f++) {
 473             a = av_clipd(M(RE(f, ch), IM(f, ch)) / s->scale, 0, 1);
 474
 475             plot_freq(s, ch, a, f, fg, &prev_y, out, outlink);
 476         }
 477     }
 478
 479     av_free(colors);
 480     out->pts = in->pts;
 481     return ff_filter_frame(outlink, out);
 482 }
 483
 484 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 485 {
 486     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 487     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 488     AVFrame *fin = NULL;
 489     int ret = 0;
 490
 491     av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)in->extended_data, in->nb_samples);
 492     while (av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
 493         fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
 494         if (!fin) {
 495             ret = AVERROR(ENOMEM);
 496             goto fail;
 497         }
 498
 499         fin->pts = s->pts;
 500         s->pts += s->skip_samples;
 501         ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data, s->win_size);
 502         if (ret < 0)
 503             goto fail;
 504
 505         ret = plot_freqs(inlink, fin);
 506         av_frame_free(&fin);
 507         av_audio_fifo_drain(s->fifo, s->skip_samples);
 508         if (ret < 0)
 509             goto fail;
 510     }
 511
 512 fail:
 513     av_frame_free(&fin);
 514     av_frame_free(&in);
 515     return ret;
 516 }
 517
 518 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 519 {
 520     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 521     int i;
 522
 523     av_fft_end(s->fft);
 524     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 525         av_freep(&s->fft_data[i]);
 526         av_freep(&s->avg_data[i]);
 527     }
 528     av_freep(&s->fft_data);
 529     av_freep(&s->avg_data);
 530     av_freep(&s->window_func_lut);
 531     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 532 }
 533
 534 static const AVFilterPad showfreqs_inputs[] = {
 535     {
 536         .name         = "default",
 537         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 538         .filter_frame = filter_frame,
 539     },
 540     { NULL }
 541 };
 542
 543 static const AVFilterPad showfreqs_outputs[] = {
 544     {
 545         .name          = "default",
 546         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 547         .config_props  = config_output,
 548     },
 549     { NULL }
 550 };
 551
 552 AVFilter ff_avf_showfreqs = {
 553     .name          = "showfreqs",
 554     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a frequencies video output."),
 555     .uninit        = uninit,
 556     .query_formats = query_formats,
 557     .priv_size     = sizeof(ShowFreqsContext),
 558     .inputs        = showfreqs_inputs,
 559     .outputs       = showfreqs_outputs,
 560     .priv_class    = &showfreqs_class,
 561 };