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
 132     /* set input audio formats */
 133     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 134     if (!formats)
 135         return AVERROR(ENOMEM);
 136     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats);
 137
 138     layouts = ff_all_channel_layouts();
 139     if (!layouts)
 140         return AVERROR(ENOMEM);
 141     ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts);
 142
 143     formats = ff_all_samplerates();
 144     if (!formats)
 145         return AVERROR(ENOMEM);
 146     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates);
 147
 148     /* set output video format */
 149     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 150     if (!formats)
 151         return AVERROR(ENOMEM);
 152     ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats);
 153
 154     return 0;
 155 }
 156
 157 static void generate_window_func(float *lut, int N, int win_func, float *overlap)
 158 {
 159     int n;
 160
 161     switch (win_func) {
 162     case WFUNC_RECT:
 163         for (n = 0; n < N; n++)
 164             lut[n] = 1.;
 165         *overlap = 0.;
 166         break;
 167     case WFUNC_BARTLETT:
 168         for (n = 0; n < N; n++)
 169             lut[n] = 1.-FFABS((n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.));
 170         *overlap = 0.5;
 171         break;
 172     case WFUNC_HANNING:
 173         for (n = 0; n < N; n++)
 174             lut[n] = .5*(1-cos(2*M_PI*n/(N-1)));
 175         *overlap = 0.5;
 176         break;
 177     case WFUNC_HAMMING:
 178         for (n = 0; n < N; n++)
 179             lut[n] = .54-.46*cos(2*M_PI*n/(N-1));
 180         *overlap = 0.5;
 181         break;
 182     case WFUNC_BLACKMAN:
 183         for (n = 0; n < N; n++)
 184             lut[n] = .42659-.49656*cos(2*M_PI*n/(N-1))+.076849*cos(4*M_PI*n/(N-1));
 185         *overlap = 0.661;
 186         break;
 187     case WFUNC_WELCH:
 188         for (n = 0; n < N; n++)
 189             lut[n] = 1.-(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.)*(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.);
 190         *overlap = 0.293;
 191         break;
 192     case WFUNC_FLATTOP:
 193         for (n = 0; n < N; n++)
 194             lut[n] = 1.-1.985844164102*cos( 2*M_PI*n/(N-1))+1.791176438506*cos( 4*M_PI*n/(N-1))-
 195                         1.282075284005*cos( 6*M_PI*n/(N-1))+0.667777530266*cos( 8*M_PI*n/(N-1))-
 196                         0.240160796576*cos(10*M_PI*n/(N-1))+0.056656381764*cos(12*M_PI*n/(N-1))-
 197                         0.008134974479*cos(14*M_PI*n/(N-1))+0.000624544650*cos(16*M_PI*n/(N-1))-
 198                         0.000019808998*cos(18*M_PI*n/(N-1))+0.000000132974*cos(20*M_PI*n/(N-1));
 199         *overlap = 0.841;
 200         break;
 201     case WFUNC_BHARRIS:
 202         for (n = 0; n < N; n++)
 203             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));
 204         *overlap = 0.661;
 205         break;
 206     case WFUNC_BNUTTALL:
 207         for (n = 0; n < N; n++)
 208             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));
 209         *overlap = 0.661;
 210         break;
 211     case WFUNC_BHANN:
 212         for (n = 0; n < N; n++)
 213             lut[n] = 0.62-0.48*FFABS(n/(double)(N-1)-.5)-0.38*cos(2*M_PI*n/(N-1));
 214         *overlap = 0.5;
 215         break;
 216     case WFUNC_SINE:
 217         for (n = 0; n < N; n++)
 218             lut[n] = sin(M_PI*n/(N-1));
 219         *overlap = 0.75;
 220         break;
 221     case WFUNC_NUTTALL:
 222         for (n = 0; n < N; n++)
 223             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));
 224         *overlap = 0.663;
 225         break;
 226     case WFUNC_LANCZOS:
 227 #define SINC(x) (!(x)) ? 1 : sin(M_PI * (x))/(M_PI * (x));
 228         for (n = 0; n < N; n++)
 229             lut[n] = SINC((2.*n)/(N-1)-1);
 230         *overlap = 0.75;
 231         break;
 232     case WFUNC_GAUSS:
 233         for (n = 0; n < N; n++)
 234             lut[n] = pow(M_E,-0.5*pow((n-(N-1)/2)/(0.4*(N-1)/2.f),2));
 235         *overlap = 0.75;
 236         break;
 237     default:
 238         av_assert0(0);
 239     }
 240 }
 241
 242 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 243 {
 244     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 245     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 246     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 247     float overlap;
 248     int i;
 249
 250     s->nb_freq = 1 << (s->fft_bits - 1);
 251     s->win_size = s->nb_freq << 1;
 252     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 253     av_fft_end(s->fft);
 254     s->fft = av_fft_init(s->fft_bits, 0);
 255     if (!s->fft) {
 256         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT context. "
 257                "The window size might be too high.\n");
 258         return AVERROR(ENOMEM);
 259     }
 260
 261     /* FFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
 262      * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
 263      * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
 264     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 265         av_freep(&s->fft_data[i]);
 266         av_freep(&s->avg_data[i]);
 267     }
 268     av_freep(&s->fft_data);
 269     av_freep(&s->avg_data);
 270     s->nb_channels = inlink->channels;
 271
 272     s->fft_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->fft_data));
 273     if (!s->fft_data)
 274         return AVERROR(ENOMEM);
 275     s->avg_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->avg_data));
 276     if (!s->fft_data)
 277         return AVERROR(ENOMEM);
 278     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 279         s->fft_data[i] = av_calloc(s->win_size, sizeof(**s->fft_data));
 280         s->avg_data[i] = av_calloc(s->nb_freq, sizeof(**s->avg_data));
 281         if (!s->fft_data[i] || !s->avg_data[i])
 282             return AVERROR(ENOMEM);
 283     }
 284
 285     /* pre-calc windowing function */
 286     s->window_func_lut = av_realloc_f(s->window_func_lut, s->win_size,
 287                                       sizeof(*s->window_func_lut));
 288     if (!s->window_func_lut)
 289         return AVERROR(ENOMEM);
 290     generate_window_func(s->window_func_lut, s->win_size, s->win_func, &overlap);
 291     if (s->overlap == 1.)
 292         s->overlap = overlap;
 293     s->skip_samples = (1. - s->overlap) * s->win_size;
 294     if (s->skip_samples < 1) {
 295         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "overlap %f too big\n", s->overlap);
 296         return AVERROR(EINVAL);
 297     }
 298
 299     for (s->scale = 0, i = 0; i < s->win_size; i++) {
 300         s->scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
 301     }
 302
 303     outlink->frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->win_size * (1.-s->overlap));
 304     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 305     outlink->w = s->w;
 306     outlink->h = s->h;
 307
 308     s->fifo = av_audio_fifo_alloc(inlink->format, inlink->channels, s->win_size);
 309     if (!s->fifo)
 310         return AVERROR(ENOMEM);
 311     return 0;
 312 }
 313
 314 static inline void draw_dot(AVFrame *out, int x, int y, uint8_t fg[4])
 315 {
 316
 317     uint32_t color = AV_RL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4);
 318
 319     if ((color & 0xffffff) != 0)
 320         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg) | color);
 321     else
 322         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
 323 }
 324
 325 static int get_sx(ShowFreqsContext *s, int f)
 326 {
 327     switch (s->fscale) {
 328     case FS_LINEAR:
 329         return (s->w/(float)s->nb_freq)*f;
 330     case FS_LOG:
 331         return s->w-pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.));
 332     case FS_RLOG:
 333         return pow(s->w, f/(s->nb_freq-1.));
 334     }
 335
 336     return 0;
 337 }
 338
 339 static float get_bsize(ShowFreqsContext *s, int f)
 340 {
 341     switch (s->fscale) {
 342     case FS_LINEAR:
 343         return s->w/(float)s->nb_freq;
 344     case FS_LOG:
 345         return pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.))-
 346                pow(s->w, (s->nb_freq-f-2)/(s->nb_freq-1.));
 347     case FS_RLOG:
 348         return pow(s->w, (f+1)/(s->nb_freq-1.))-
 349                pow(s->w,  f   /(s->nb_freq-1.));
 350     }
 351
 352     return 1.;
 353 }
 354
 355 static inline void plot_freq(ShowFreqsContext *s, int ch,
 356                              double a, int f, uint8_t fg[4], int *prev_y,
 357                              AVFrame *out, AVFilterLink *outlink)
 358 {
 359     const int w = s->w;
 360     const float avg = s->avg_data[ch][f];
 361     const float bsize = get_bsize(s, f);
 362     const int sx = get_sx(s, f);
 363     int x, y, i;
 364
 365     switch(s->ascale) {
 366     case AS_SQRT:
 367         a = 1.0 - sqrt(a);
 368         break;
 369     case AS_CBRT:
 370         a = 1.0 - cbrt(a);
 371         break;
 372     case AS_LOG:
 373         a = log(av_clipd(a, 1e-6, 1)) / log(1e-6);
 374         break;
 375     case AS_LINEAR:
 376         a = 1.0 - a;
 377         break;
 378     }
 379     y = a * outlink->h - 1;
 380     if (y < 0)
 381         return;
 382
 383     switch (s->avg) {
 384     case 0:
 385         y = s->avg_data[ch][f] = !outlink->frame_count ? y : FFMIN(avg, y);
 386         break;
 387     case 1:
 388         break;
 389     default:
 390         s->avg_data[ch][f] = avg + y * (y - avg) / (FFMIN(outlink->frame_count + 1, s->avg) * y);
 391         y = s->avg_data[ch][f];
 392         break;
 393     }
 394
 395     switch(s->mode) {
 396     case LINE:
 397         if (*prev_y == -1) {
 398             *prev_y = y;
 399         }
 400         if (y <= *prev_y) {
 401             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
 402                 draw_dot(out, x, y, fg);
 403             for (i = y; i <= *prev_y; i++)
 404                 draw_dot(out, sx, i, fg);
 405         } else {
 406             for (i = *prev_y; i <= y; i++)
 407                 draw_dot(out, sx, i, fg);
 408             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
 409                 draw_dot(out, x, i - 1, fg);
 410         }
 411         *prev_y = y;
 412         break;
 413     case BAR:
 414         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
 415             for (i = y; i < outlink->h; i++)
 416                 draw_dot(out, x, i, fg);
 417         break;
 418     case DOT:
 419         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
 420             draw_dot(out, x, y, fg);
 421         break;
 422     }
 423 }
 424
 425 static int plot_freqs(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 426 {
 427     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 428     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 429     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 430     const int win_size = s->win_size;
 431     char *colors, *color, *saveptr = NULL;
 432     AVFrame *out;
 433     int ch, n;
 434
 435     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 436     if (!out)
 437         return AVERROR(ENOMEM);
 438
 439     for (n = 0; n < outlink->h; n++)
 440         memset(out->data[0] + out->linesize[0] * n, 0, outlink->w * 4);
 441
 442     /* fill FFT input with the number of samples available */
 443     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 444         const float *p = (float *)in->extended_data[ch];
 445
 446         for (n = 0; n < in->nb_samples; n++) {
 447             s->fft_data[ch][n].re = p[n] * s->window_func_lut[n];
 448             s->fft_data[ch][n].im = 0;
 449         }
 450         for (; n < win_size; n++) {
 451             s->fft_data[ch][n].re = 0;
 452             s->fft_data[ch][n].im = 0;
 453         }
 454     }
 455
 456     /* run FFT on each samples set */
 457     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 458         av_fft_permute(s->fft, s->fft_data[ch]);
 459         av_fft_calc(s->fft, s->fft_data[ch]);
 460     }
 461
 462 #define RE(x, ch) s->fft_data[ch][x].re
 463 #define IM(x, ch) s->fft_data[ch][x].im
 464 #define M(a, b) (sqrt((a) * (a) + (b) * (b)))
 465
 466     colors = av_strdup(s->colors);
 467     if (!colors) {
 468         av_frame_free(&out);
 469         return AVERROR(ENOMEM);
 470     }
 471
 472     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 473         uint8_t fg[4] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
 474         int prev_y = -1, f;
 475         double a;
 476
 477         color = av_strtok(ch == 0 ? colors : NULL, " |", &saveptr);
 478         if (color)
 479             av_parse_color(fg, color, -1, ctx);
 480
 481         a = av_clipd(M(RE(0, ch), 0) / s->scale, 0, 1);
 482         plot_freq(s, ch, a, 0, fg, &prev_y, out, outlink);
 483
 484         for (f = 1; f < s->nb_freq; f++) {
 485             a = av_clipd(M(RE(f, ch), IM(f, ch)) / s->scale, 0, 1);
 486
 487             plot_freq(s, ch, a, f, fg, &prev_y, out, outlink);
 488         }
 489     }
 490
 491     av_free(colors);
 492     out->pts = in->pts;
 493     return ff_filter_frame(outlink, out);
 494 }
 495
 496 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 497 {
 498     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 499     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 500     AVFrame *fin = NULL;
 501     int ret = 0;
 502
 503     av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)in->extended_data, in->nb_samples);
 504     while (av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
 505         fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
 506         if (!fin) {
 507             ret = AVERROR(ENOMEM);
 508             goto fail;
 509         }
 510
 511         fin->pts = s->pts;
 512         s->pts += s->skip_samples;
 513         ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data, s->win_size);
 514         if (ret < 0)
 515             goto fail;
 516
 517         ret = plot_freqs(inlink, fin);
 518         av_frame_free(&fin);
 519         av_audio_fifo_drain(s->fifo, s->skip_samples);
 520         if (ret < 0)
 521             goto fail;
 522     }
 523
 524 fail:
 525     av_frame_free(&fin);
 526     av_frame_free(&in);
 527     return ret;
 528 }
 529
 530 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 531 {
 532     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
 533     int i;
 534
 535     av_fft_end(s->fft);
 536     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
 537         av_freep(&s->fft_data[i]);
 538         av_freep(&s->avg_data[i]);
 539     }
 540     av_freep(&s->fft_data);
 541     av_freep(&s->avg_data);
 542     av_freep(&s->window_func_lut);
 543     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 544 }
 545
 546 static const AVFilterPad showfreqs_inputs[] = {
 547     {
 548         .name         = "default",
 549         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 550         .filter_frame = filter_frame,
 551     },
 552     { NULL }
 553 };
 554
 555 static const AVFilterPad showfreqs_outputs[] = {
 556     {
 557         .name          = "default",
 558         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 559         .config_props  = config_output,
 560     },
 561     { NULL }
 562 };
 563
 564 AVFilter ff_avf_showfreqs = {
 565     .name          = "showfreqs",
 566     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a frequencies video output."),
 567     .uninit        = uninit,
 568     .query_formats = query_formats,
 569     .priv_size     = sizeof(ShowFreqsContext),
 570     .inputs        = showfreqs_inputs,
 571     .outputs       = showfreqs_outputs,
 572     .priv_class    = &showfreqs_class,
 573 };