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 ChannelMode    { COMBINED, SEPARATE, NB_CMODES };
  38 enum FrequencyScale { FS_LINEAR, FS_LOG, FS_RLOG, NB_FSCALES };
  39 enum AmplitudeScale { AS_LINEAR, AS_SQRT, AS_CBRT, AS_LOG, NB_ASCALES };
  40 enum WindowFunc     { WFUNC_RECT, WFUNC_HANNING, WFUNC_HAMMING, WFUNC_BLACKMAN,
  41                       WFUNC_BARTLETT, WFUNC_WELCH, WFUNC_FLATTOP,
  42                       WFUNC_BHARRIS, WFUNC_BNUTTALL, WFUNC_SINE, WFUNC_NUTTALL,
  43                       WFUNC_BHANN, WFUNC_LANCZOS, WFUNC_GAUSS, NB_WFUNC };
  44
  45 typedef struct ShowFreqsContext {
  46     const AVClass *class;
  47     int w, h;
  48     int mode;
  49     int cmode;
  50     int fft_bits;
  51     int ascale, fscale;
  52     int avg;
  53     int win_func;
  54     FFTContext *fft;
  55     FFTComplex **fft_data;
  56     float **avg_data;
  57     float *window_func_lut;
  58     float overlap;
  59     int skip_samples;
  60     int nb_channels;
  61     int nb_freq;
  62     int win_size;
  63     float scale;
  64     char *colors;
  65     AVAudioFifo *fifo;
  66     int64_t pts;
  67 } ShowFreqsContext;
  68
  69 #define OFFSET(x) offsetof(ShowFreqsContext, x)
  70 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  71
  72 static const AVOption showfreqs_options[] = {
  73     { "size", "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "1024x512"}, 0, 0, FLAGS },
  74     { "s",    "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "1024x512"}, 0, 0, FLAGS },
  75     { "mode", "set display mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=BAR}, 0, NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
  76         { "line", "show lines",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINE},   0, 0, FLAGS, "mode" },
  77         { "bar",  "show bars",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BAR},    0, 0, FLAGS, "mode" },
  78         { "dot",  "show dots",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DOT},    0, 0, FLAGS, "mode" },
  79     { "ascale", "set amplitude scale", OFFSET(ascale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=AS_LOG}, 0, NB_ASCALES-1, FLAGS, "ascale" },
  80         { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "ascale" },
  81         { "sqrt", "square root", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_SQRT},   0, 0, FLAGS, "ascale" },
  82         { "cbrt", "cubic root",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_CBRT},   0, 0, FLAGS, "ascale" },
  83         { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_LOG},    0, 0, FLAGS, "ascale" },
  84     { "fscale", "set frequency scale", OFFSET(fscale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=FS_LINEAR}, 0, NB_FSCALES-1, FLAGS, "fscale" },
  85         { "lin",  "linear",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "fscale" },
  86         { "log",  "logarithmic",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_LOG},    0, 0, FLAGS, "fscale" },
  87         { "rlog", "reverse logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_RLOG},   0, 0, FLAGS, "fscale" },
  88     { "win_size", "set window size", OFFSET(fft_bits), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=11}, 4, 16, FLAGS, "fft" },
  89         { "w16",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=4},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  90         { "w32",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=5},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  91         { "w64",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=6},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  92         { "w128",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=7},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  93         { "w256",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=8},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  94         { "w512",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=9},  0, 0, FLAGS, "fft" },
  95         { "w1024",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=10}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  96         { "w2048",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=11}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  97         { "w4096",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=12}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  98         { "w8192",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=13}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
  99         { "w16384", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=14}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
 100         { "w32768", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=15}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
 101         { "w65536", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=16}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
 102     { "win_func", "set window function", OFFSET(win_func), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=WFUNC_HANNING}, 0, NB_WFUNC-1, FLAGS, "win_func" },
 103         { "rect",     "Rectangular",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_RECT},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
 104         { "bartlett", "Bartlett",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BARTLETT}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 105         { "hanning",  "Hanning",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 106         { "hamming",  "Hamming",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HAMMING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 107         { "blackman", "Blackman",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BLACKMAN}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 108         { "welch",    "Welch",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_WELCH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 109         { "flattop",  "Flat-top",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_FLATTOP},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 110         { "bharris",  "Blackman-Harris",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHARRIS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 111         { "bnuttall", "Blackman-Nuttall", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BNUTTALL}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 112         { "bhann",    "Bartlett-Hann",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHANN},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 113         { "sine",     "Sine",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_SINE},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
 114         { "nuttall",  "Nuttall",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_NUTTALL},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 115         { "lanczos",  "Lanczos",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_LANCZOS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 116         { "gauss",    "Gauss",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_GAUSS},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 117     { "overlap",  "set window overlap", OFFSET(overlap), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.}, 0., 1., FLAGS },
 118     { "averaging", "set time averaging", OFFSET(avg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
 119     { "colors", "set channels colors", OFFSET(colors), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "red|green|blue|yellow|orange|lime|pink|magenta|brown" }, 0, 0, FLAGS },
 120     { "cmode", "set channel mode", OFFSET(cmode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=COMBINED}, 0, NB_CMODES-1, FLAGS, "cmode" },
 121         { "combined", "show all channels in same window",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COMBINED}, 0, 0, FLAGS, "cmode" },
 122         { "separate", "show each channel in own window",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SEPARATE}, 0, 0, FLAGS, "cmode" },
 123     { NULL }
 124 };
 125
 126 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showfreqs);
 127
 128 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 129 {
 130     AVFilterFormats *formats = NULL;
 131     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
 132     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 133     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 134     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLTP, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
 135     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
 136     int ret;
 137
 138     /* set input audio formats */
 139     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 140     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0)
 141         return ret;
 142
 143     layouts = ff_all_channel_layouts();
 144     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
 145         return ret;
 146
 147     formats = ff_all_samplerates();
 148     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0)
 149         return ret;
 150
 151     /* set output video format */
 152     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 153     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
 154         return ret;
 155
 156     return 0;
 157 }
 158
 159 static void generate_window_func(float *lut, int N, int win_func, float *overlap)
 160 {
 161     int n;
 162
 163     switch (win_func) {
 164     case WFUNC_RECT:
 165         for (n = 0; n < N; n++)
 166             lut[n] = 1.;
 167         *overlap = 0.;
 168         break;
 169     case WFUNC_BARTLETT:
 170         for (n = 0; n < N; n++)
 171             lut[n] = 1.-fabs((n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.));
 172         *overlap = 0.5;
 173         break;
 174     case WFUNC_HANNING:
 175         for (n = 0; n < N; n++)
 176             lut[n] = .5*(1-cos(2*M_PI*n/(N-1)));
 177         *overlap = 0.5;
 178         break;
 179     case WFUNC_HAMMING:
 180         for (n = 0; n < N; n++)
 181             lut[n] = .54-.46*cos(2*M_PI*n/(N-1));
 182         *overlap = 0.5;
 183         break;
 184     case WFUNC_BLACKMAN:
 185         for (n = 0; n < N; n++)
 186             lut[n] = .42659-.49656*cos(2*M_PI*n/(N-1))+.076849*cos(4*M_PI*n/(N-1));
 187         *overlap = 0.661;
 188         break;
 189     case WFUNC_WELCH:
 190         for (n = 0; n < N; n++)
 191             lut[n] = 1.-(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.)*(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.);
 192         *overlap = 0.293;
 193         break;
 194     case WFUNC_FLATTOP:
 195         for (n = 0; n < N; n++)
 196             lut[n] = 1.-1.985844164102*cos( 2*M_PI*n/(N-1))+1.791176438506*cos( 4*M_PI*n/(N-1))-
 197                         1.282075284005*cos( 6*M_PI*n/(N-1))+0.667777530266*cos( 8*M_PI*n/(N-1))-
 198                         0.240160796576*cos(10*M_PI*n/(N-1))+0.056656381764*cos(12*M_PI*n/(N-1))-
 199                         0.008134974479*cos(14*M_PI*n/(N-1))+0.000624544650*cos(16*M_PI*n/(N-1))-
 200                         0.000019808998*cos(18*M_PI*n/(N-1))+0.000000132974*cos(20*M_PI*n/(N-1));
 201         *overlap = 0.841;
 202         break;
 203     case WFUNC_BHARRIS:
 204         for (n = 0; n < N; n++)
 205             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));
 206         *overlap = 0.661;
 207         break;
 208     case WFUNC_BNUTTALL:
 209         for (n = 0; n < N; n++)
 210             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));
 211         *overlap = 0.661;
 212         break;
 213     case WFUNC_BHANN:
 214         for (n = 0; n < N; n++)
 215             lut[n] = 0.62-0.48*fabs(n/(double)(N-1)-.5)-0.38*cos(2*M_PI*n/(N-1));
 216         *overlap = 0.5;
 217         break;
 218     case WFUNC_SINE:
 219         for (n = 0; n < N; n++)
 220             lut[n] = sin(M_PI*n/(N-1));
 221         *overlap = 0.75;
 222         break;
 223     case WFUNC_NUTTALL:
 224         for (n = 0; n < N; n++)
 225             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));
 226         *overlap = 0.663;
 227         break;
 228     case WFUNC_LANCZOS:
 229 #define SINC(x) (!(x)) ? 1 : sin(M_PI * (x))/(M_PI * (x));
 230         for (n = 0; n < N; n++)
 231             lut[n] = SINC((2.*n)/(N-1)-1);
 232         *overlap = 0.75;
 233         break;
 234     case WFUNC_GAUSS:
 235 #define SQR(x) ((x)*(x))
 236         for (n = 0; n < N; n++)
 237             lut[n] = exp(-0.5 * SQR((n-(N-1)/2)/(0.4*(N-1)/2.f)));
 238         *overlap = 0.75;
 239         break;
 240     default:
 241         av_assert0(0);
 242     }
 243 }
 244
 245 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 246 {
 247     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 248     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 249     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 250     float overlap;
 251     int i;
 252
 253     s->nb_freq = 1 << (s->fft_bits - 1);
 254     s->win_size = s->nb_freq << 1;
 255     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 256     av_fft_end(s->fft);
 257     s->fft = av_fft_init(s->fft_bits, 0);
 258     if (!s->fft) {
 259         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT context. "
 260                "The window size might be too high.\n");
 261         return AVERROR(ENOMEM);
 262     }
 263
 264     /* FFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
 265      * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
 266      * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
 267     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 268         av_freep(&s->fft_data[i]);
 269         av_freep(&s->avg_data[i]);
 270     }
 271     av_freep(&s->fft_data);
 272     av_freep(&s->avg_data);
 273     s->nb_channels = inlink->channels;
 274
 275     s->fft_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->fft_data));
 276     if (!s->fft_data)
 277         return AVERROR(ENOMEM);
 278     s->avg_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->avg_data));
 279     if (!s->fft_data)
 280         return AVERROR(ENOMEM);
 281     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 282         s->fft_data[i] = av_calloc(s->win_size, sizeof(**s->fft_data));
 283         s->avg_data[i] = av_calloc(s->nb_freq, sizeof(**s->avg_data));
 284         if (!s->fft_data[i] || !s->avg_data[i])
 285             return AVERROR(ENOMEM);
 286     }
 287
 288     /* pre-calc windowing function */
 289     s->window_func_lut = av_realloc_f(s->window_func_lut, s->win_size,
 290                                       sizeof(*s->window_func_lut));
 291     if (!s->window_func_lut)
 292         return AVERROR(ENOMEM);
 293     generate_window_func(s->window_func_lut, s->win_size, s->win_func, &overlap);
 294     if (s->overlap == 1.)
 295         s->overlap = overlap;
 296     s->skip_samples = (1. - s->overlap) * s->win_size;
 297     if (s->skip_samples < 1) {
 298         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "overlap %f too big\n", s->overlap);
 299         return AVERROR(EINVAL);
 300     }
 301
 302     for (s->scale = 0, i = 0; i < s->win_size; i++) {
 303         s->scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
 304     }
 305
 306     outlink->frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->win_size * (1.-s->overlap));
 307     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 308     outlink->w = s->w;
 309     outlink->h = s->h;
 310
 311     s->fifo = av_audio_fifo_alloc(inlink->format, inlink->channels, s->win_size);
 312     if (!s->fifo)
 313         return AVERROR(ENOMEM);
 314     return 0;
 315 }
 316
 317 static inline void draw_dot(AVFrame *out, int x, int y, uint8_t fg[4])
 318 {
 319
 320     uint32_t color = AV_RL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4);
 321
 322     if ((color & 0xffffff) != 0)
 323         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg) | color);
 324     else
 325         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
 326 }
 327
 328 static int get_sx(ShowFreqsContext *s, int f)
 329 {
 330     switch (s->fscale) {
 331     case FS_LINEAR:
 332         return (s->w/(float)s->nb_freq)*f;
 333     case FS_LOG:
 334         return s->w-pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.));
 335     case FS_RLOG:
 336         return pow(s->w, f/(s->nb_freq-1.));
 337     }
 338
 339     return 0;
 340 }
 341
 342 static float get_bsize(ShowFreqsContext *s, int f)
 343 {
 344     switch (s->fscale) {
 345     case FS_LINEAR:
 346         return s->w/(float)s->nb_freq;
 347     case FS_LOG:
 348         return pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.))-
 349                pow(s->w, (s->nb_freq-f-2)/(s->nb_freq-1.));
 350     case FS_RLOG:
 351         return pow(s->w, (f+1)/(s->nb_freq-1.))-
 352                pow(s->w,  f   /(s->nb_freq-1.));
 353     }
 354
 355     return 1.;
 356 }
 357
 358 static inline void plot_freq(ShowFreqsContext *s, int ch,
 359                              double a, int f, uint8_t fg[4], int *prev_y,
 360                              AVFrame *out, AVFilterLink *outlink)
 361 {
 362     const int w = s->w;
 363     const float avg = s->avg_data[ch][f];
 364     const float bsize = get_bsize(s, f);
 365     const int sx = get_sx(s, f);
 366     int end = outlink->h;
 367     int x, y, i;
 368
 369     switch(s->ascale) {
 370     case AS_SQRT:
 371         a = 1.0 - sqrt(a);
 372         break;
 373     case AS_CBRT:
 374         a = 1.0 - cbrt(a);
 375         break;
 376     case AS_LOG:
 377         a = log(av_clipd(a, 1e-6, 1)) / log(1e-6);
 378         break;
 379     case AS_LINEAR:
 380         a = 1.0 - a;
 381         break;
 382     }
 383
 384     switch (s->cmode) {
 385     case COMBINED:
 386         y = a * outlink->h - 1;
 387         break;
 388     case SEPARATE:
 389         end = (outlink->h / s->nb_channels) * (ch + 1);
 390         y = (outlink->h / s->nb_channels) * ch + a * (outlink->h / s->nb_channels) - 1;
 391         break;
 392     }
 393     if (y < 0)
 394         return;
 395
 396     switch (s->avg) {
 397     case 0:
 398         y = s->avg_data[ch][f] = !outlink->frame_count ? y : FFMIN(avg, y);
 399         break;
 400     case 1:
 401         break;
 402     default:
 403         s->avg_data[ch][f] = avg + y * (y - avg) / (FFMIN(outlink->frame_count + 1, s->avg) * y);
 404         y = s->avg_data[ch][f];
 405         break;
 406     }
 407
 408     switch(s->mode) {
 409     case LINE:
 410         if (*prev_y == -1) {
 411             *prev_y = y;
 412         }
 413         if (y <= *prev_y) {
 414             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
 415                 draw_dot(out, x, y, fg);
 416             for (i = y; i <= *prev_y; i++)
 417                 draw_dot(out, sx, i, fg);
 418         } else {
 419             for (i = *prev_y; i <= y; i++)
 420                 draw_dot(out, sx, i, fg);
 421             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
 422                 draw_dot(out, x, i - 1, fg);
 423         }
 424         *prev_y = y;
 425         break;
 426     case BAR:
 427         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
 428             for (i = y; i < end; i++)
 429                 draw_dot(out, x, i, fg);
 430         break;
 431     case DOT:
 432         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
 433             draw_dot(out, x, y, fg);
 434         break;
 435     }
 436 }
 437
 438 static int plot_freqs(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 439 {
 440     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 441     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 442     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 443     const int win_size = s->win_size;
 444     char *colors, *color, *saveptr = NULL;
 445     AVFrame *out;
 446     int ch, n;
 447
 448     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 449     if (!out)
 450         return AVERROR(ENOMEM);
 451
 452     for (n = 0; n < outlink->h; n++)
 453         memset(out->data[0] + out->linesize[0] * n, 0, outlink->w * 4);
 454
 455     /* fill FFT input with the number of samples available */
 456     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 457         const float *p = (float *)in->extended_data[ch];
 458
 459         for (n = 0; n < in->nb_samples; n++) {
 460             s->fft_data[ch][n].re = p[n] * s->window_func_lut[n];
 461             s->fft_data[ch][n].im = 0;
 462         }
 463         for (; n < win_size; n++) {
 464             s->fft_data[ch][n].re = 0;
 465             s->fft_data[ch][n].im = 0;
 466         }
 467     }
 468
 469     /* run FFT on each samples set */
 470     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 471         av_fft_permute(s->fft, s->fft_data[ch]);
 472         av_fft_calc(s->fft, s->fft_data[ch]);
 473     }
 474
 475 #define RE(x, ch) s->fft_data[ch][x].re
 476 #define IM(x, ch) s->fft_data[ch][x].im
 477 #define M(a, b) (sqrt((a) * (a) + (b) * (b)))
 478
 479     colors = av_strdup(s->colors);
 480     if (!colors) {
 481         av_frame_free(&out);
 482         return AVERROR(ENOMEM);
 483     }
 484
 485     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 486         uint8_t fg[4] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
 487         int prev_y = -1, f;
 488         double a;
 489
 490         color = av_strtok(ch == 0 ? colors : NULL, " |", &saveptr);
 491         if (color)
 492             av_parse_color(fg, color, -1, ctx);
 493
 494         a = av_clipd(M(RE(0, ch), 0) / s->scale, 0, 1);
 495         plot_freq(s, ch, a, 0, fg, &prev_y, out, outlink);
 496
 497         for (f = 1; f < s->nb_freq; f++) {
 498             a = av_clipd(M(RE(f, ch), IM(f, ch)) / s->scale, 0, 1);
 499
 500             plot_freq(s, ch, a, f, fg, &prev_y, out, outlink);
 501         }
 502     }
 503
 504     av_free(colors);
 505     out->pts = in->pts;
 506     return ff_filter_frame(outlink, out);
 507 }
 508
 509 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 510 {
 511     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 512     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 513     AVFrame *fin = NULL;
 514     int ret = 0;
 515
 516     av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)in->extended_data, in->nb_samples);
 517     while (av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
 518         fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
 519         if (!fin) {
 520             ret = AVERROR(ENOMEM);
 521             goto fail;
 522         }
 523
 524         fin->pts = s->pts;
 525         s->pts += s->skip_samples;
 526         ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data, s->win_size);
 527         if (ret < 0)
 528             goto fail;
 529
 530         ret = plot_freqs(inlink, fin);
 531         av_frame_free(&fin);
 532         av_audio_fifo_drain(s->fifo, s->skip_samples);
 533         if (ret < 0)
 534             goto fail;
 535     }
 536
 537 fail:
 538     av_frame_free(&fin);
 539     av_frame_free(&in);
 540     return ret;
 541 }
 542
 543 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 544 {
 545     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 546     int i;
 547
 548     av_fft_end(s->fft);
 549     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 550         av_freep(&s->fft_data[i]);
 551         av_freep(&s->avg_data[i]);
 552     }
 553     av_freep(&s->fft_data);
 554     av_freep(&s->avg_data);
 555     av_freep(&s->window_func_lut);
 556     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 557 }
 558
 559 static const AVFilterPad showfreqs_inputs[] = {
 560     {
 561         .name         = "default",
 562         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 563         .filter_frame = filter_frame,
 564     },
 565     { NULL }
 566 };
 567
 568 static const AVFilterPad showfreqs_outputs[] = {
 569     {
 570         .name          = "default",
 571         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 572         .config_props  = config_output,
 573     },
 574     { NULL }
 575 };
 576
 577 AVFilter ff_avf_showfreqs = {
 578     .name          = "showfreqs",
 579     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a frequencies video output."),
 580     .uninit        = uninit,
 581     .query_formats = query_formats,
 582     .priv_size     = sizeof(ShowFreqsContext),
 583     .inputs        = showfreqs_inputs,
 584     .outputs       = showfreqs_outputs,
 585     .priv_class    = &showfreqs_class,
 586 };