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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012-2013 Clément Bœsch
   3  * Copyright (c) 2013 Rudolf Polzer <divverent@xonotic.org>
   4  * Copyright (c) 2015 Paul B Mahol
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * audio to spectrum (video) transmedia filter, based on ffplay rdft showmode
  26  * (by Michael Niedermayer) and lavfi/avf_showwaves (by Stefano Sabatini).
  27  */
  28
  29 #include <math.h>
  30
  31 #include "libavcodec/avfft.h"
  32 #include "libavutil/audio_fifo.h"
  33 #include "libavutil/avassert.h"
  34 #include "libavutil/avstring.h"
  35 #include "libavutil/channel_layout.h"
  36 #include "libavutil/opt.h"
  37 #include "libavutil/parseutils.h"
  38 #include "libavutil/xga_font_data.h"
  39 #include "audio.h"
  40 #include "video.h"
  41 #include "avfilter.h"
  42 #include "filters.h"
  43 #include "internal.h"
  44 #include "window_func.h"
  45
  46 enum DisplayMode  { COMBINED, SEPARATE, NB_MODES };
  47 enum DataMode     { D_MAGNITUDE, D_PHASE, NB_DMODES };
  48 enum DisplayScale { LINEAR, SQRT, CBRT, LOG, FOURTHRT, FIFTHRT, NB_SCALES };
  49 enum ColorMode    { CHANNEL, INTENSITY, RAINBOW, MORELAND, NEBULAE, FIRE, FIERY, FRUIT, COOL, MAGMA, GREEN, VIRIDIS, PLASMA, CIVIDIS, NB_CLMODES };
  50 enum SlideMode    { REPLACE, SCROLL, FULLFRAME, RSCROLL, NB_SLIDES };
  51 enum Orientation  { VERTICAL, HORIZONTAL, NB_ORIENTATIONS };
  52
  53 typedef struct ShowSpectrumContext {
  54     const AVClass *class;
  55     int w, h;
  56     char *rate_str;
  57     AVRational auto_frame_rate;
  58     AVRational frame_rate;
  59     AVFrame *outpicref;
  60     int nb_display_channels;
  61     int orientation;
  62     int channel_width;
  63     int channel_height;
  64     int sliding;                ///< 1 if sliding mode, 0 otherwise
  65     int mode;                   ///< channel display mode
  66     int color_mode;             ///< display color scheme
  67     int scale;
  68     float saturation;           ///< color saturation multiplier
  69     float rotation;             ///< color rotation
  70     int start, stop;            ///< zoom mode
  71     int data;
  72     int xpos;                   ///< x position (current column)
  73     FFTContext **fft;           ///< Fast Fourier Transform context
  74     FFTContext **ifft;          ///< Inverse Fast Fourier Transform context
  75     int fft_bits;               ///< number of bits (FFT window size = 1<<fft_bits)
  76     FFTComplex **fft_data;      ///< bins holder for each (displayed) channels
  77     FFTComplex **fft_scratch;   ///< scratch buffers
  78     float *window_func_lut;     ///< Window function LUT
  79     float **magnitudes;
  80     float **phases;
  81     int win_func;
  82     int win_size;
  83     int buf_size;
  84     double win_scale;
  85     float overlap;
  86     float gain;
  87     int consumed;
  88     int hop_size;
  89     float *combine_buffer;      ///< color combining buffer (3 * h items)
  90     float **color_buffer;       ///< color buffer (3 * h * ch items)
  91     AVAudioFifo *fifo;
  92     int64_t pts;
  93     int64_t old_pts;
  94     int old_len;
  95     int single_pic;
  96     int legend;
  97     int start_x, start_y;
  98 } ShowSpectrumContext;
  99
 100 #define OFFSET(x) offsetof(ShowSpectrumContext, x)
 101 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 102
 103 static const AVOption showspectrum_options[] = {
 104     { "size", "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "640x512"}, 0, 0, FLAGS },
 105     { "s",    "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "640x512"}, 0, 0, FLAGS },
 106     { "slide", "set sliding mode", OFFSET(sliding), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, NB_SLIDES-1, FLAGS, "slide" },
 107         { "replace", "replace old columns with new", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=REPLACE}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
 108         { "scroll", "scroll from right to left", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SCROLL}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
 109         { "fullframe", "return full frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FULLFRAME}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
 110         { "rscroll", "scroll from left to right", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=RSCROLL}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
 111     { "mode", "set channel display mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=COMBINED}, COMBINED, NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
 112         { "combined", "combined mode", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COMBINED}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
 113         { "separate", "separate mode", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SEPARATE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
 114     { "color", "set channel coloring", OFFSET(color_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=CHANNEL}, CHANNEL, NB_CLMODES-1, FLAGS, "color" },
 115         { "channel",   "separate color for each channel", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CHANNEL},   0, 0, FLAGS, "color" },
 116         { "intensity", "intensity based coloring",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTENSITY}, 0, 0, FLAGS, "color" },
 117         { "rainbow",   "rainbow based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=RAINBOW},   0, 0, FLAGS, "color" },
 118         { "moreland",  "moreland based coloring",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MORELAND},  0, 0, FLAGS, "color" },
 119         { "nebulae",   "nebulae based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=NEBULAE},   0, 0, FLAGS, "color" },
 120         { "fire",      "fire based coloring",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIRE},      0, 0, FLAGS, "color" },
 121         { "fiery",     "fiery based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIERY},     0, 0, FLAGS, "color" },
 122         { "fruit",     "fruit based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FRUIT},     0, 0, FLAGS, "color" },
 123         { "cool",      "cool based coloring",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COOL},      0, 0, FLAGS, "color" },
 124         { "magma",     "magma based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MAGMA},     0, 0, FLAGS, "color" },
 125         { "green",     "green based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=GREEN},     0, 0, FLAGS, "color" },
 126         { "viridis",   "viridis based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VIRIDIS},   0, 0, FLAGS, "color" },
 127         { "plasma",    "plasma based coloring",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PLASMA},    0, 0, FLAGS, "color" },
 128         { "cividis",   "cividis based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CIVIDIS},   0, 0, FLAGS, "color" },
 129     { "scale", "set display scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=SQRT}, LINEAR, NB_SCALES-1, FLAGS, "scale" },
 130         { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
 131         { "sqrt", "square root", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SQRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
 132         { "cbrt", "cubic root",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CBRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
 133         { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LOG},    0, 0, FLAGS, "scale" },
 134         { "4thrt","4th root",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FOURTHRT}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
 135         { "5thrt","5th root",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIFTHRT},  0, 0, FLAGS, "scale" },
 136     { "saturation", "color saturation multiplier", OFFSET(saturation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1}, -10, 10, FLAGS },
 137     { "win_func", "set window function", OFFSET(win_func), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = WFUNC_HANNING}, 0, NB_WFUNC-1, FLAGS, "win_func" },
 138         { "rect",     "Rectangular",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_RECT},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
 139         { "bartlett", "Bartlett",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BARTLETT}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 140         { "hann",     "Hann",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 141         { "hanning",  "Hanning",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 142         { "hamming",  "Hamming",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HAMMING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 143         { "blackman", "Blackman",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BLACKMAN}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 144         { "welch",    "Welch",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_WELCH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 145         { "flattop",  "Flat-top",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_FLATTOP},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 146         { "bharris",  "Blackman-Harris",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHARRIS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 147         { "bnuttall", "Blackman-Nuttall", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BNUTTALL}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
 148         { "bhann",    "Bartlett-Hann",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHANN},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 149         { "sine",     "Sine",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_SINE},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
 150         { "nuttall",  "Nuttall",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_NUTTALL},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 151         { "lanczos",  "Lanczos",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_LANCZOS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 152         { "gauss",    "Gauss",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_GAUSS},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 153         { "tukey",    "Tukey",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_TUKEY},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 154         { "dolph",    "Dolph-Chebyshev",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_DOLPH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
 155         { "cauchy",   "Cauchy",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_CAUCHY},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
 156         { "parzen",   "Parzen",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_PARZEN},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
 157         { "poisson",  "Poisson",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_POISSON},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
 158         { "bohman",   "Bohman",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BOHMAN},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
 159     { "orientation", "set orientation", OFFSET(orientation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=VERTICAL}, 0, NB_ORIENTATIONS-1, FLAGS, "orientation" },
 160         { "vertical",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VERTICAL},   0, 0, FLAGS, "orientation" },
 161         { "horizontal", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=HORIZONTAL}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
 162     { "overlap", "set window overlap", OFFSET(overlap), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0}, 0, 1, FLAGS },
 163     { "gain", "set scale gain", OFFSET(gain), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1}, 0, 128, FLAGS },
 164     { "data", "set data mode", OFFSET(data), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, NB_DMODES-1, FLAGS, "data" },
 165         { "magnitude", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=D_MAGNITUDE}, 0, 0, FLAGS, "data" },
 166         { "phase",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=D_PHASE},     0, 0, FLAGS, "data" },
 167     { "rotation", "color rotation", OFFSET(rotation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0}, -1, 1, FLAGS },
 168     { "start", "start frequency", OFFSET(start), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
 169     { "stop",  "stop frequency",  OFFSET(stop),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
 170     { "fps",   "set video rate",  OFFSET(rate_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "auto"}, 0, 0, FLAGS },
 171     { "legend", "draw legend", OFFSET(legend), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, FLAGS },
 172     { NULL }
 173 };
 174
 175 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showspectrum);
 176
 177 static const struct ColorTable {
 178     float a, y, u, v;
 179 } color_table[][8] = {
 180     [INTENSITY] = {
 181     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 182     { 0.13, .03587126228984074,  .1573300977624594, -.02548747583751842 },
 183     { 0.30, .18572281794568020,  .1772436246393981,  .17475554840414750 },
 184     { 0.60, .28184980583656130, -.1593064119945782,  .47132074554608920 },
 185     { 0.73, .65830621175547810, -.3716070802232764,  .24352759331252930 },
 186     { 0.78, .76318535758242900, -.4307467689263783,  .16866496622310430 },
 187     { 0.91, .95336363636363640, -.2045454545454546,  .03313636363636363 },
 188     {    1,                  1,                  0,                   0 }},
 189     [RAINBOW] = {
 190     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 191     { 0.13,            44/256.,     (189-128)/256.,      (138-128)/256. },
 192     { 0.25,            29/256.,     (186-128)/256.,      (119-128)/256. },
 193     { 0.38,           119/256.,     (194-128)/256.,       (53-128)/256. },
 194     { 0.60,           111/256.,      (73-128)/256.,       (59-128)/256. },
 195     { 0.73,           205/256.,      (19-128)/256.,      (149-128)/256. },
 196     { 0.86,           135/256.,      (83-128)/256.,      (200-128)/256. },
 197     {    1,            73/256.,      (95-128)/256.,      (225-128)/256. }},
 198     [MORELAND] = {
 199     {    0,            44/256.,     (181-128)/256.,      (112-128)/256. },
 200     { 0.13,           126/256.,     (177-128)/256.,      (106-128)/256. },
 201     { 0.25,           164/256.,     (163-128)/256.,      (109-128)/256. },
 202     { 0.38,           200/256.,     (140-128)/256.,      (120-128)/256. },
 203     { 0.60,           201/256.,     (117-128)/256.,      (141-128)/256. },
 204     { 0.73,           177/256.,     (103-128)/256.,      (165-128)/256. },
 205     { 0.86,           136/256.,     (100-128)/256.,      (183-128)/256. },
 206     {    1,            68/256.,     (117-128)/256.,      (203-128)/256. }},
 207     [NEBULAE] = {
 208     {    0,            10/256.,     (134-128)/256.,      (132-128)/256. },
 209     { 0.23,            21/256.,     (137-128)/256.,      (130-128)/256. },
 210     { 0.45,            35/256.,     (134-128)/256.,      (134-128)/256. },
 211     { 0.57,            51/256.,     (130-128)/256.,      (139-128)/256. },
 212     { 0.67,           104/256.,     (116-128)/256.,      (162-128)/256. },
 213     { 0.77,           120/256.,     (105-128)/256.,      (188-128)/256. },
 214     { 0.87,           140/256.,     (105-128)/256.,      (188-128)/256. },
 215     {    1,                  1,                  0,                   0 }},
 216     [FIRE] = {
 217     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 218     { 0.23,            44/256.,     (132-128)/256.,      (127-128)/256. },
 219     { 0.45,            62/256.,     (116-128)/256.,      (140-128)/256. },
 220     { 0.57,            75/256.,     (105-128)/256.,      (152-128)/256. },
 221     { 0.67,            95/256.,      (91-128)/256.,      (166-128)/256. },
 222     { 0.77,           126/256.,      (74-128)/256.,      (172-128)/256. },
 223     { 0.87,           164/256.,      (73-128)/256.,      (162-128)/256. },
 224     {    1,                  1,                  0,                   0 }},
 225     [FIERY] = {
 226     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 227     { 0.23,            36/256.,     (116-128)/256.,      (163-128)/256. },
 228     { 0.45,            52/256.,     (102-128)/256.,      (200-128)/256. },
 229     { 0.57,           116/256.,      (84-128)/256.,      (196-128)/256. },
 230     { 0.67,           157/256.,      (67-128)/256.,      (181-128)/256. },
 231     { 0.77,           193/256.,      (40-128)/256.,      (155-128)/256. },
 232     { 0.87,           221/256.,     (101-128)/256.,      (134-128)/256. },
 233     {    1,                  1,                  0,                   0 }},
 234     [FRUIT] = {
 235     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 236     { 0.20,            29/256.,     (136-128)/256.,      (119-128)/256. },
 237     { 0.30,            60/256.,     (119-128)/256.,       (90-128)/256. },
 238     { 0.40,            85/256.,      (91-128)/256.,       (85-128)/256. },
 239     { 0.50,           116/256.,      (70-128)/256.,      (105-128)/256. },
 240     { 0.60,           151/256.,      (50-128)/256.,      (146-128)/256. },
 241     { 0.70,           191/256.,      (63-128)/256.,      (178-128)/256. },
 242     {    1,            98/256.,      (80-128)/256.,      (221-128)/256. }},
 243     [COOL] = {
 244     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 245     {  .15,                  0,                 .5,                 -.5 },
 246     {    1,                  1,                -.5,                  .5 }},
 247     [MAGMA] = {
 248     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 249     { 0.10,            23/256.,     (175-128)/256.,      (120-128)/256. },
 250     { 0.23,            43/256.,     (158-128)/256.,      (144-128)/256. },
 251     { 0.35,            85/256.,     (138-128)/256.,      (179-128)/256. },
 252     { 0.48,            96/256.,     (128-128)/256.,      (189-128)/256. },
 253     { 0.64,           128/256.,     (103-128)/256.,      (214-128)/256. },
 254     { 0.92,           205/256.,      (80-128)/256.,      (152-128)/256. },
 255     {    1,                  1,                  0,                   0 }},
 256     [GREEN] = {
 257     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 258     {  .75,                 .5,                  0,                 -.5 },
 259     {    1,                  1,                  0,                   0 }},
 260     [VIRIDIS] = {
 261     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 262     { 0.10,          0x39/255.,   (0x9D -128)/255.,    (0x8F -128)/255. },
 263     { 0.23,          0x5C/255.,   (0x9A -128)/255.,    (0x68 -128)/255. },
 264     { 0.35,          0x69/255.,   (0x93 -128)/255.,    (0x57 -128)/255. },
 265     { 0.48,          0x76/255.,   (0x88 -128)/255.,    (0x4B -128)/255. },
 266     { 0.64,          0x8A/255.,   (0x72 -128)/255.,    (0x4F -128)/255. },
 267     { 0.80,          0xA3/255.,   (0x50 -128)/255.,    (0x66 -128)/255. },
 268     {    1,          0xCC/255.,   (0x2F -128)/255.,    (0x87 -128)/255. }},
 269     [PLASMA] = {
 270     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 271     { 0.10,          0x27/255.,   (0xC2 -128)/255.,    (0x82 -128)/255. },
 272     { 0.58,          0x5B/255.,   (0x9A -128)/255.,    (0xAE -128)/255. },
 273     { 0.70,          0x89/255.,   (0x44 -128)/255.,    (0xAB -128)/255. },
 274     { 0.80,          0xB4/255.,   (0x2B -128)/255.,    (0x9E -128)/255. },
 275     { 0.91,          0xD2/255.,   (0x38 -128)/255.,    (0x92 -128)/255. },
 276     {    1,                  1,                  0,                  0. }},
 277     [CIVIDIS] = {
 278     {    0,                  0,                  0,                   0 },
 279     { 0.20,          0x28/255.,   (0x98 -128)/255.,    (0x6F -128)/255. },
 280     { 0.50,          0x48/255.,   (0x95 -128)/255.,    (0x74 -128)/255. },
 281     { 0.63,          0x69/255.,   (0x84 -128)/255.,    (0x7F -128)/255. },
 282     { 0.76,          0x89/255.,   (0x75 -128)/255.,    (0x84 -128)/255. },
 283     { 0.90,          0xCE/255.,   (0x35 -128)/255.,    (0x95 -128)/255. },
 284     {    1,                  1,                  0,                  0. }},
 285 };
 286
 287 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 288 {
 289     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
 290     int i;
 291
 292     av_freep(&s->combine_buffer);
 293     if (s->fft) {
 294         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
 295             av_fft_end(s->fft[i]);
 296     }
 297     av_freep(&s->fft);
 298     if (s->ifft) {
 299         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
 300             av_fft_end(s->ifft[i]);
 301     }
 302     av_freep(&s->ifft);
 303     if (s->fft_data) {
 304         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
 305             av_freep(&s->fft_data[i]);
 306     }
 307     av_freep(&s->fft_data);
 308     if (s->fft_scratch) {
 309         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
 310             av_freep(&s->fft_scratch[i]);
 311     }
 312     av_freep(&s->fft_scratch);
 313     if (s->color_buffer) {
 314         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
 315             av_freep(&s->color_buffer[i]);
 316     }
 317     av_freep(&s->color_buffer);
 318     av_freep(&s->window_func_lut);
 319     if (s->magnitudes) {
 320         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
 321             av_freep(&s->magnitudes[i]);
 322     }
 323     av_freep(&s->magnitudes);
 324     av_frame_free(&s->outpicref);
 325     av_audio_fifo_free(s->fifo);
 326     if (s->phases) {
 327         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
 328             av_freep(&s->phases[i]);
 329     }
 330     av_freep(&s->phases);
 331 }
 332
 333 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 334 {
 335     AVFilterFormats *formats = NULL;
 336     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
 337     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 338     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 339     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLTP, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
 340     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_NONE };
 341     int ret;
 342
 343     /* set input audio formats */
 344     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 345     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0)
 346         return ret;
 347
 348     layouts = ff_all_channel_layouts();
 349     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
 350         return ret;
 351
 352     formats = ff_all_samplerates();
 353     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0)
 354         return ret;
 355
 356     /* set output video format */
 357     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 358     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
 359         return ret;
 360
 361     return 0;
 362 }
 363
 364 static int run_channel_fft(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 365 {
 366     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
 367     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 368     const float *window_func_lut = s->window_func_lut;
 369     AVFrame *fin = arg;
 370     const int ch = jobnr;
 371     int n;
 372
 373     /* fill FFT input with the number of samples available */
 374     const float *p = (float *)fin->extended_data[ch];
 375
 376     for (n = 0; n < s->win_size; n++) {
 377         s->fft_data[ch][n].re = p[n] * window_func_lut[n];
 378         s->fft_data[ch][n].im = 0;
 379     }
 380
 381     if (s->stop) {
 382         double theta, phi, psi, a, b, S, c;
 383         FFTComplex *g = s->fft_data[ch];
 384         FFTComplex *h = s->fft_scratch[ch];
 385         int L = s->buf_size;
 386         int N = s->win_size;
 387         int M = s->win_size / 2;
 388
 389         phi = 2.0 * M_PI * (s->stop - s->start) / (double)inlink->sample_rate / (M - 1);
 390         theta = 2.0 * M_PI * s->start / (double)inlink->sample_rate;
 391
 392         for (int n = 0; n < M; n++) {
 393             h[n].re = cos(n * n / 2.0 * phi);
 394             h[n].im = sin(n * n / 2.0 * phi);
 395         }
 396
 397         for (int n = M; n < L; n++) {
 398             h[n].re = 0.0;
 399             h[n].im = 0.0;
 400         }
 401
 402         for (int n = L - N; n < L; n++) {
 403             h[n].re = cos((L - n) * (L - n) / 2.0 * phi);
 404             h[n].im = sin((L - n) * (L - n) / 2.0 * phi);
 405         }
 406
 407         for (int n = 0; n < N; n++) {
 408             g[n].re = s->fft_data[ch][n].re;
 409             g[n].im = s->fft_data[ch][n].im;
 410         }
 411
 412         for (int n = N; n < L; n++) {
 413             g[n].re = 0.;
 414             g[n].im = 0.;
 415         }
 416
 417         for (int n = 0; n < N; n++) {
 418             psi = n * theta + n * n / 2.0 * phi;
 419             c =  cos(psi);
 420             S = -sin(psi);
 421             a = c * g[n].re - S * g[n].im;
 422             b = S * g[n].re + c * g[n].im;
 423             g[n].re = a;
 424             g[n].im = b;
 425         }
 426
 427         av_fft_permute(s->fft[ch], h);
 428         av_fft_calc(s->fft[ch], h);
 429
 430         av_fft_permute(s->fft[ch], g);
 431         av_fft_calc(s->fft[ch], g);
 432
 433         for (int n = 0; n < L; n++) {
 434             c = g[n].re;
 435             S = g[n].im;
 436             a = c * h[n].re - S * h[n].im;
 437             b = S * h[n].re + c * h[n].im;
 438
 439             g[n].re = a / L;
 440             g[n].im = b / L;
 441         }
 442
 443         av_fft_permute(s->ifft[ch], g);
 444         av_fft_calc(s->ifft[ch], g);
 445
 446         for (int k = 0; k < M; k++) {
 447             psi = k * k / 2.0 * phi;
 448             c =  cos(psi);
 449             S = -sin(psi);
 450             a = c * g[k].re - S * g[k].im;
 451             b = S * g[k].re + c * g[k].im;
 452             s->fft_data[ch][k].re = a;
 453             s->fft_data[ch][k].im = b;
 454         }
 455     } else {
 456         /* run FFT on each samples set */
 457         av_fft_permute(s->fft[ch], s->fft_data[ch]);
 458         av_fft_calc(s->fft[ch], s->fft_data[ch]);
 459     }
 460
 461     return 0;
 462 }
 463
 464 static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, int o)
 465 {
 466     const uint8_t *font;
 467     int font_height;
 468     int i;
 469
 470     font = avpriv_cga_font,   font_height =  8;
 471
 472     for (i = 0; txt[i]; i++) {
 473         int char_y, mask;
 474
 475         if (o) {
 476             for (char_y = font_height - 1; char_y >= 0; char_y--) {
 477                 uint8_t *p = pic->data[0] + (y + i * 10) * pic->linesize[0] + x;
 478                 for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
 479                     if (font[txt[i] * font_height + font_height - 1 - char_y] & mask)
 480                         p[char_y] = ~p[char_y];
 481                     p += pic->linesize[0];
 482                 }
 483             }
 484         } else {
 485             uint8_t *p = pic->data[0] + y*pic->linesize[0] + (x + i*8);
 486             for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
 487                 for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
 488                     if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
 489                         *p = ~(*p);
 490                     p++;
 491                 }
 492                 p += pic->linesize[0] - 8;
 493             }
 494         }
 495     }
 496 }
 497
 498 static void color_range(ShowSpectrumContext *s, int ch,
 499                         float *yf, float *uf, float *vf)
 500 {
 501     switch (s->mode) {
 502     case COMBINED:
 503         // reduce range by channel count
 504         *yf = 256.0f / s->nb_display_channels;
 505         switch (s->color_mode) {
 506         case RAINBOW:
 507         case MORELAND:
 508         case NEBULAE:
 509         case FIRE:
 510         case FIERY:
 511         case FRUIT:
 512         case COOL:
 513         case GREEN:
 514         case VIRIDIS:
 515         case PLASMA:
 516         case CIVIDIS:
 517         case MAGMA:
 518         case INTENSITY:
 519             *uf = *yf;
 520             *vf = *yf;
 521             break;
 522         case CHANNEL:
 523             /* adjust saturation for mixed UV coloring */
 524             /* this factor is correct for infinite channels, an approximation otherwise */
 525             *uf = *yf * M_PI;
 526             *vf = *yf * M_PI;
 527             break;
 528         default:
 529             av_assert0(0);
 530         }
 531         break;
 532     case SEPARATE:
 533         // full range
 534         *yf = 256.0f;
 535         *uf = 256.0f;
 536         *vf = 256.0f;
 537         break;
 538     default:
 539         av_assert0(0);
 540     }
 541
 542     if (s->color_mode == CHANNEL) {
 543         if (s->nb_display_channels > 1) {
 544             *uf *= 0.5 * sin((2 * M_PI * ch) / s->nb_display_channels + M_PI * s->rotation);
 545             *vf *= 0.5 * cos((2 * M_PI * ch) / s->nb_display_channels + M_PI * s->rotation);
 546         } else {
 547             *uf *= 0.5 * sin(M_PI * s->rotation);
 548             *vf *= 0.5 * cos(M_PI * s->rotation + M_PI_2);
 549         }
 550     } else {
 551         *uf += *uf * sin(M_PI * s->rotation);
 552         *vf += *vf * cos(M_PI * s->rotation + M_PI_2);
 553     }
 554
 555     *uf *= s->saturation;
 556     *vf *= s->saturation;
 557 }
 558
 559 static void pick_color(ShowSpectrumContext *s,
 560                        float yf, float uf, float vf,
 561                        float a, float *out)
 562 {
 563     if (s->color_mode > CHANNEL) {
 564         const int cm = s->color_mode;
 565         float y, u, v;
 566         int i;
 567
 568         for (i = 1; i < FF_ARRAY_ELEMS(color_table[cm]) - 1; i++)
 569             if (color_table[cm][i].a >= a)
 570                 break;
 571         // i now is the first item >= the color
 572         // now we know to interpolate between item i - 1 and i
 573         if (a <= color_table[cm][i - 1].a) {
 574             y = color_table[cm][i - 1].y;
 575             u = color_table[cm][i - 1].u;
 576             v = color_table[cm][i - 1].v;
 577         } else if (a >= color_table[cm][i].a) {
 578             y = color_table[cm][i].y;
 579             u = color_table[cm][i].u;
 580             v = color_table[cm][i].v;
 581         } else {
 582             float start = color_table[cm][i - 1].a;
 583             float end = color_table[cm][i].a;
 584             float lerpfrac = (a - start) / (end - start);
 585             y = color_table[cm][i - 1].y * (1.0f - lerpfrac)
 586               + color_table[cm][i].y * lerpfrac;
 587             u = color_table[cm][i - 1].u * (1.0f - lerpfrac)
 588               + color_table[cm][i].u * lerpfrac;
 589             v = color_table[cm][i - 1].v * (1.0f - lerpfrac)
 590               + color_table[cm][i].v * lerpfrac;
 591         }
 592
 593         out[0] = y * yf;
 594         out[1] = u * uf;
 595         out[2] = v * vf;
 596     } else {
 597         out[0] = a * yf;
 598         out[1] = a * uf;
 599         out[2] = a * vf;
 600     }
 601 }
 602
 603 static char *get_time(AVFilterContext *ctx, float seconds, int x)
 604 {
 605     char *units;
 606
 607     if (x == 0)
 608         units = av_asprintf("0");
 609     else if (log10(seconds) > 6)
 610         units = av_asprintf("%.2fh", seconds / (60 * 60));
 611     else if (log10(seconds) > 3)
 612         units = av_asprintf("%.2fm", seconds / 60);
 613     else
 614         units = av_asprintf("%.2fs", seconds);
 615     return units;
 616 }
 617
 618 static int draw_legend(AVFilterContext *ctx, int samples)
 619 {
 620     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
 621     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 622     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 623     int ch, y, x = 0, sz = s->orientation == VERTICAL ? s->w : s->h;
 624     int multi = (s->mode == SEPARATE && s->color_mode == CHANNEL);
 625     float spp = samples / (float)sz;
 626     char *text;
 627     uint8_t *dst;
 628     char chlayout_str[128];
 629
 630     av_get_channel_layout_string(chlayout_str, sizeof(chlayout_str), inlink->channels,
 631                                  inlink->channel_layout);
 632
 633     text = av_asprintf("%d Hz | %s", inlink->sample_rate, chlayout_str);
 634
 635     drawtext(s->outpicref, 2, outlink->h - 10, "CREATED BY LIBAVFILTER", 0);
 636     drawtext(s->outpicref, outlink->w - 2 - strlen(text) * 10, outlink->h - 10, text, 0);
 637     if (s->stop) {
 638         char *text = av_asprintf("Zoom: %d Hz - %d Hz", s->start, s->stop);
 639         drawtext(s->outpicref, outlink->w - 2 - strlen(text) * 10, 3, text, 0);
 640         av_freep(&text);
 641     }
 642
 643     av_freep(&text);
 644
 645     dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x - 1;
 646     for (x = 0; x < s->w + 1; x++)
 647         dst[x] = 200;
 648     dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + s->h) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x - 1;
 649     for (x = 0; x < s->w + 1; x++)
 650         dst[x] = 200;
 651     for (y = 0; y < s->h + 2; y++) {
 652         dst = s->outpicref->data[0] + (y + s->start_y - 1) * s->outpicref->linesize[0];
 653         dst[s->start_x - 1] = 200;
 654         dst[s->start_x + s->w] = 200;
 655     }
 656     if (s->orientation == VERTICAL) {
 657         int h = s->mode == SEPARATE ? s->h / s->nb_display_channels : s->h;
 658         int hh = s->mode == SEPARATE ? -(s->h % s->nb_display_channels) + 1 : 1;
 659         for (ch = 0; ch < (s->mode == SEPARATE ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
 660             for (y = 0; y < h; y += 20) {
 661                 dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + h * (ch + 1) - y - hh) * s->outpicref->linesize[0];
 662                 dst[s->start_x - 2] = 200;
 663                 dst[s->start_x + s->w + 1] = 200;
 664             }
 665             for (y = 0; y < h; y += 40) {
 666                 dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + h * (ch + 1) - y - hh) * s->outpicref->linesize[0];
 667                 dst[s->start_x - 3] = 200;
 668                 dst[s->start_x + s->w + 2] = 200;
 669             }
 670             dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
 671             for (x = 0; x < s->w; x+=40)
 672                 dst[x] = 200;
 673             dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 3) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
 674             for (x = 0; x < s->w; x+=80)
 675                 dst[x] = 200;
 676             dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
 677             for (x = 0; x < s->w; x+=40) {
 678                 dst[x] = 200;
 679             }
 680             dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
 681             for (x = 0; x < s->w; x+=80) {
 682                 dst[x] = 200;
 683             }
 684             for (y = 0; y < h; y += 40) {
 685                 float range = s->stop ? s->stop - s->start : inlink->sample_rate / 2;
 686                 float hertz = s->start + y * range / (float)(1 << (int)ceil(log2(h)));
 687                 char *units;
 688
 689                 if (hertz == 0)
 690                     units = av_asprintf("DC");
 691                 else
 692                     units = av_asprintf("%.2f", hertz);
 693                 if (!units)
 694                     return AVERROR(ENOMEM);
 695
 696                 drawtext(s->outpicref, s->start_x - 8 * strlen(units) - 4, h * (ch + 1) + s->start_y - y - 4 - hh, units, 0);
 697                 av_free(units);
 698             }
 699         }
 700
 701         for (x = 0; x < s->w && s->single_pic; x+=80) {
 702             float seconds = x * spp / inlink->sample_rate;
 703             char *units = get_time(ctx, seconds, x);
 704
 705             drawtext(s->outpicref, s->start_x + x - 4 * strlen(units), s->h + s->start_y + 6, units, 0);
 706             drawtext(s->outpicref, s->start_x + x - 4 * strlen(units), s->start_y - 12, units, 0);
 707             av_free(units);
 708         }
 709
 710         drawtext(s->outpicref, outlink->w / 2 - 4 * 4, outlink->h - s->start_y / 2, "TIME", 0);
 711         drawtext(s->outpicref, s->start_x / 7, outlink->h / 2 - 14 * 4, "FREQUENCY (Hz)", 1);
 712     } else {
 713         int w = s->mode == SEPARATE ? s->w / s->nb_display_channels : s->w;
 714         for (y = 0; y < s->h; y += 20) {
 715             dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + y) * s->outpicref->linesize[0];
 716             dst[s->start_x - 2] = 200;
 717             dst[s->start_x + s->w + 1] = 200;
 718         }
 719         for (y = 0; y < s->h; y += 40) {
 720             dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + y) * s->outpicref->linesize[0];
 721             dst[s->start_x - 3] = 200;
 722             dst[s->start_x + s->w + 2] = 200;
 723         }
 724         for (ch = 0; ch < (s->mode == SEPARATE ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
 725             dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
 726             for (x = 0; x < w; x+=40)
 727                 dst[x] = 200;
 728             dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 3) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
 729             for (x = 0; x < w; x+=80)
 730                 dst[x] = 200;
 731             dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
 732             for (x = 0; x < w; x+=40) {
 733                 dst[x] = 200;
 734             }
 735             dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
 736             for (x = 0; x < w; x+=80) {
 737                 dst[x] = 200;
 738             }
 739             for (x = 0; x < w - 79; x += 80) {
 740                 float range = s->stop ? s->stop - s->start : inlink->sample_rate / 2;
 741                 float hertz = s->start + x * range / (float)(1 << (int)ceil(log2(w)));
 742                 char *units;
 743
 744                 if (hertz == 0)
 745                     units = av_asprintf("DC");
 746                 else
 747                     units = av_asprintf("%.2f", hertz);
 748                 if (!units)
 749                     return AVERROR(ENOMEM);
 750
 751                 drawtext(s->outpicref, s->start_x - 4 * strlen(units) + x + w * ch, s->start_y - 12, units, 0);
 752                 drawtext(s->outpicref, s->start_x - 4 * strlen(units) + x + w * ch, s->h + s->start_y + 6, units, 0);
 753                 av_free(units);
 754             }
 755         }
 756         for (y = 0; y < s->h && s->single_pic; y+=40) {
 757             float seconds = y * spp / inlink->sample_rate;
 758             char *units = get_time(ctx, seconds, x);
 759
 760             drawtext(s->outpicref, s->start_x - 8 * strlen(units) - 4, s->start_y + y - 4, units, 0);
 761             av_free(units);
 762         }
 763         drawtext(s->outpicref, s->start_x / 7, outlink->h / 2 - 4 * 4, "TIME", 1);
 764         drawtext(s->outpicref, outlink->w / 2 - 14 * 4, outlink->h - s->start_y / 2, "FREQUENCY (Hz)", 0);
 765     }
 766
 767     for (ch = 0; ch < (multi ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
 768         int h = multi ? s->h / s->nb_display_channels : s->h;
 769
 770         for (y = 0; y < h; y++) {
 771             float out[3] = { 0., 127.5, 127.5};
 772             int chn;
 773
 774             for (chn = 0; chn < (s->mode == SEPARATE ? 1 : s->nb_display_channels); chn++) {
 775                 float yf, uf, vf;
 776                 int channel = (multi) ? s->nb_display_channels - ch - 1 : chn;
 777                 float lout[3];
 778
 779                 color_range(s, channel, &yf, &uf, &vf);
 780                 pick_color(s, yf, uf, vf, y / (float)h, lout);
 781                 out[0] += lout[0];
 782                 out[1] += lout[1];
 783                 out[2] += lout[2];
 784             }
 785             memset(s->outpicref->data[0]+(s->start_y + h * (ch + 1) - y - 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->w + s->start_x + 20, av_clip_uint8(out[0]), 10);
 786             memset(s->outpicref->data[1]+(s->start_y + h * (ch + 1) - y - 1) * s->outpicref->linesize[1] + s->w + s->start_x + 20, av_clip_uint8(out[1]), 10);
 787             memset(s->outpicref->data[2]+(s->start_y + h * (ch + 1) - y - 1) * s->outpicref->linesize[2] + s->w + s->start_x + 20, av_clip_uint8(out[2]), 10);
 788         }
 789
 790         for (y = 0; ch == 0 && y < h; y += h / 10) {
 791             float value = 120.0 * log10(1. - y / (float)h);
 792             char *text;
 793
 794             if (value < -120)
 795                 break;
 796             text = av_asprintf("%.0f dB", value);
 797             if (!text)
 798                 continue;
 799             drawtext(s->outpicref, s->w + s->start_x + 35, s->start_y + y - 5, text, 0);
 800             av_free(text);
 801         }
 802     }
 803
 804     return 0;
 805 }
 806
 807 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 808 {
 809     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 810     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 811     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
 812     int i, fft_bits, h, w;
 813     float overlap;
 814
 815     s->stop = FFMIN(s->stop, inlink->sample_rate / 2);
 816     if (s->stop && s->stop <= s->start) {
 817         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Stop frequency should be greater than start.\n");
 818         return AVERROR(EINVAL);
 819     }
 820
 821     if (!strcmp(ctx->filter->name, "showspectrumpic"))
 822         s->single_pic = 1;
 823
 824     outlink->w = s->w;
 825     outlink->h = s->h;
 826     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 827
 828     if (s->legend) {
 829         s->start_x = (log10(inlink->sample_rate) + 1) * 25;
 830         s->start_y = 64;
 831         outlink->w += s->start_x * 2;
 832         outlink->h += s->start_y * 2;
 833     }
 834
 835     h = (s->mode == COMBINED || s->orientation == HORIZONTAL) ? s->h : s->h / inlink->channels;
 836     w = (s->mode == COMBINED || s->orientation == VERTICAL)   ? s->w : s->w / inlink->channels;
 837     s->channel_height = h;
 838     s->channel_width  = w;
 839
 840     if (s->orientation == VERTICAL) {
 841         /* FFT window size (precision) according to the requested output frame height */
 842         for (fft_bits = 1; 1 << fft_bits < 2 * h; fft_bits++);
 843     } else {
 844         /* FFT window size (precision) according to the requested output frame width */
 845         for (fft_bits = 1; 1 << fft_bits < 2 * w; fft_bits++);
 846     }
 847
 848     s->win_size = 1 << fft_bits;
 849     s->buf_size = s->win_size << !!s->stop;
 850
 851     if (!s->fft) {
 852         s->fft = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->fft));
 853         if (!s->fft)
 854             return AVERROR(ENOMEM);
 855     }
 856
 857     if (s->stop) {
 858         if (!s->ifft) {
 859             s->ifft = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->ifft));
 860             if (!s->ifft)
 861                 return AVERROR(ENOMEM);
 862         }
 863     }
 864
 865     /* (re-)configuration if the video output changed (or first init) */
 866     if (fft_bits != s->fft_bits) {
 867         AVFrame *outpicref;
 868
 869         s->fft_bits = fft_bits;
 870
 871         /* FFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
 872          * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
 873          * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
 874         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
 875             if (s->stop) {
 876                 av_fft_end(s->ifft[i]);
 877                 av_freep(&s->fft_scratch[i]);
 878             }
 879             av_fft_end(s->fft[i]);
 880             av_freep(&s->fft_data[i]);
 881         }
 882         av_freep(&s->fft_data);
 883
 884         s->nb_display_channels = inlink->channels;
 885         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
 886             s->fft[i] = av_fft_init(fft_bits + !!s->stop, 0);
 887             if (s->stop) {
 888                 s->ifft[i] = av_fft_init(fft_bits + !!s->stop, 1);
 889                 if (!s->ifft[i]) {
 890                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create Inverse FFT context. "
 891                            "The window size might be too high.\n");
 892                     return AVERROR(EINVAL);
 893                 }
 894             }
 895             if (!s->fft[i]) {
 896                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT context. "
 897                        "The window size might be too high.\n");
 898                 return AVERROR(EINVAL);
 899             }
 900         }
 901
 902         s->magnitudes = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->magnitudes));
 903         if (!s->magnitudes)
 904             return AVERROR(ENOMEM);
 905         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
 906             s->magnitudes[i] = av_calloc(s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w, sizeof(**s->magnitudes));
 907             if (!s->magnitudes[i])
 908                 return AVERROR(ENOMEM);
 909         }
 910
 911         s->phases = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->phases));
 912         if (!s->phases)
 913             return AVERROR(ENOMEM);
 914         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
 915             s->phases[i] = av_calloc(s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w, sizeof(**s->phases));
 916             if (!s->phases[i])
 917                 return AVERROR(ENOMEM);
 918         }
 919
 920         av_freep(&s->color_buffer);
 921         s->color_buffer = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->color_buffer));
 922         if (!s->color_buffer)
 923             return AVERROR(ENOMEM);
 924         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
 925             s->color_buffer[i] = av_calloc(s->orientation == VERTICAL ? s->h * 3 : s->w * 3, sizeof(**s->color_buffer));
 926             if (!s->color_buffer[i])
 927                 return AVERROR(ENOMEM);
 928         }
 929
 930         s->fft_data = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->fft_data));
 931         if (!s->fft_data)
 932             return AVERROR(ENOMEM);
 933         s->fft_scratch = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->fft_scratch));
 934         if (!s->fft_scratch)
 935             return AVERROR(ENOMEM);
 936         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
 937             s->fft_data[i] = av_calloc(s->buf_size, sizeof(**s->fft_data));
 938             if (!s->fft_data[i])
 939                 return AVERROR(ENOMEM);
 940
 941             s->fft_scratch[i] = av_calloc(s->buf_size, sizeof(**s->fft_scratch));
 942             if (!s->fft_scratch[i])
 943                 return AVERROR(ENOMEM);
 944         }
 945
 946         /* pre-calc windowing function */
 947         s->window_func_lut =
 948             av_realloc_f(s->window_func_lut, s->win_size,
 949                          sizeof(*s->window_func_lut));
 950         if (!s->window_func_lut)
 951             return AVERROR(ENOMEM);
 952         generate_window_func(s->window_func_lut, s->win_size, s->win_func, &overlap);
 953         if (s->overlap == 1)
 954             s->overlap = overlap;
 955         s->hop_size = (1. - s->overlap) * s->win_size;
 956         if (s->hop_size < 1) {
 957             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "overlap %f too big\n", s->overlap);
 958             return AVERROR(EINVAL);
 959         }
 960
 961         for (s->win_scale = 0, i = 0; i < s->win_size; i++) {
 962             s->win_scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
 963         }
 964         s->win_scale = 1. / sqrt(s->win_scale);
 965
 966         /* prepare the initial picref buffer (black frame) */
 967         av_frame_free(&s->outpicref);
 968         s->outpicref = outpicref =
 969             ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 970         if (!outpicref)
 971             return AVERROR(ENOMEM);
 972         outpicref->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 973         for (i = 0; i < outlink->h; i++) {
 974             memset(outpicref->data[0] + i * outpicref->linesize[0],   0, outlink->w);
 975             memset(outpicref->data[1] + i * outpicref->linesize[1], 128, outlink->w);
 976             memset(outpicref->data[2] + i * outpicref->linesize[2], 128, outlink->w);
 977         }
 978         outpicref->color_range = AVCOL_RANGE_JPEG;
 979
 980         if (!s->single_pic && s->legend)
 981             draw_legend(ctx, 0);
 982     }
 983
 984     if ((s->orientation == VERTICAL   && s->xpos >= s->w) ||
 985         (s->orientation == HORIZONTAL && s->xpos >= s->h))
 986         s->xpos = 0;
 987
 988     s->auto_frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->hop_size);
 989     if (s->orientation == VERTICAL && s->sliding == FULLFRAME)
 990         s->auto_frame_rate.den *= s->w;
 991     if (s->orientation == HORIZONTAL && s->sliding == FULLFRAME)
 992         s->auto_frame_rate.den *= s->h;
 993     if (!s->single_pic && strcmp(s->rate_str, "auto")) {
 994         int ret = av_parse_video_rate(&s->frame_rate, s->rate_str);
 995         if (ret < 0)
 996             return ret;
 997     } else {
 998         s->frame_rate = s->auto_frame_rate;
 999     }
1000     outlink->frame_rate = s->frame_rate;
1001     outlink->time_base = av_inv_q(outlink->frame_rate);
1002
1003     if (s->orientation == VERTICAL) {
1004         s->combine_buffer =
1005             av_realloc_f(s->combine_buffer, s->h * 3,
1006                          sizeof(*s->combine_buffer));
1007     } else {
1008         s->combine_buffer =
1009             av_realloc_f(s->combine_buffer, s->w * 3,
1010                          sizeof(*s->combine_buffer));
1011     }
1012
1013     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "s:%dx%d FFT window size:%d\n",
1014            s->w, s->h, s->win_size);
1015
1016     av_audio_fifo_free(s->fifo);
1017     s->fifo = av_audio_fifo_alloc(inlink->format, inlink->channels, s->win_size);
1018     if (!s->fifo)
1019         return AVERROR(ENOMEM);
1020     return 0;
1021 }
1022
1023 #define RE(y, ch) s->fft_data[ch][y].re
1024 #define IM(y, ch) s->fft_data[ch][y].im
1025 #define MAGNITUDE(y, ch) hypot(RE(y, ch), IM(y, ch))
1026 #define PHASE(y, ch) atan2(IM(y, ch), RE(y, ch))
1027
1028 static int calc_channel_magnitudes(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
1029 {
1030     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
1031     const double w = s->win_scale * (s->scale == LOG ? s->win_scale : 1);
1032     int y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
1033     const float f = s->gain * w;
1034     const int ch = jobnr;
1035     float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
1036
1037     for (y = 0; y < h; y++)
1038         magnitudes[y] = MAGNITUDE(y, ch) * f;
1039
1040     return 0;
1041 }
1042
1043 static int calc_channel_phases(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
1044 {
1045     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
1046     const int h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
1047     const int ch = jobnr;
1048     float *phases = s->phases[ch];
1049     int y;
1050
1051     for (y = 0; y < h; y++)
1052         phases[y] = (PHASE(y, ch) / M_PI + 1) / 2;
1053
1054     return 0;
1055 }
1056
1057 static void acalc_magnitudes(ShowSpectrumContext *s)
1058 {
1059     const double w = s->win_scale * (s->scale == LOG ? s->win_scale : 1);
1060     int ch, y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
1061     const float f = s->gain * w;
1062
1063     for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
1064         float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
1065
1066         for (y = 0; y < h; y++)
1067             magnitudes[y] += MAGNITUDE(y, ch) * f;
1068     }
1069 }
1070
1071 static void scale_magnitudes(ShowSpectrumContext *s, float scale)
1072 {
1073     int ch, y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
1074
1075     for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
1076         float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
1077
1078         for (y = 0; y < h; y++)
1079             magnitudes[y] *= scale;
1080     }
1081 }
1082
1083 static void clear_combine_buffer(ShowSpectrumContext *s, int size)
1084 {
1085     int y;
1086
1087     for (y = 0; y < size; y++) {
1088         s->combine_buffer[3 * y    ] = 0;
1089         s->combine_buffer[3 * y + 1] = 127.5;
1090         s->combine_buffer[3 * y + 2] = 127.5;
1091     }
1092 }
1093
1094 static int plot_channel(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
1095 {
1096     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
1097     const int h = s->orientation == VERTICAL ? s->channel_height : s->channel_width;
1098     const int ch = jobnr;
1099     float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
1100     float *phases = s->phases[ch];
1101     float yf, uf, vf;
1102     int y;
1103
1104     /* decide color range */
1105     color_range(s, ch, &yf, &uf, &vf);
1106
1107     /* draw the channel */
1108     for (y = 0; y < h; y++) {
1109         int row = (s->mode == COMBINED) ? y : ch * h + y;
1110         float *out = &s->color_buffer[ch][3 * row];
1111         float a;
1112
1113         switch (s->data) {
1114         case D_MAGNITUDE:
1115             /* get magnitude */
1116             a = magnitudes[y];
1117             break;
1118         case D_PHASE:
1119             /* get phase */
1120             a = phases[y];
1121             break;
1122         default:
1123             av_assert0(0);
1124         }
1125
1126         /* apply scale */
1127         switch (s->scale) {
1128         case LINEAR:
1129             a = av_clipf(a, 0, 1);
1130             break;
1131         case SQRT:
1132             a = av_clipf(sqrt(a), 0, 1);
1133             break;
1134         case CBRT:
1135             a = av_clipf(cbrt(a), 0, 1);
1136             break;
1137         case FOURTHRT:
1138             a = av_clipf(sqrt(sqrt(a)), 0, 1);
1139             break;
1140         case FIFTHRT:
1141             a = av_clipf(pow(a, 0.20), 0, 1);
1142             break;
1143         case LOG:
1144             a = 1 + log10(av_clipd(a, 1e-6, 1)) / 6; // zero = -120dBFS
1145             break;
1146         default:
1147             av_assert0(0);
1148         }
1149
1150         pick_color(s, yf, uf, vf, a, out);
1151     }
1152
1153     return 0;
1154 }
1155
1156 static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
1157 {
1158     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
1159     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
1160     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
1161     AVFrame *outpicref = s->outpicref;
1162     int ret, plane, x, y, z = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
1163
1164     /* fill a new spectrum column */
1165     /* initialize buffer for combining to black */
1166     clear_combine_buffer(s, z);
1167
1168     ctx->internal->execute(ctx, plot_channel, NULL, NULL, s->nb_display_channels);
1169
1170     for (y = 0; y < z * 3; y++) {
1171         for (x = 0; x < s->nb_display_channels; x++) {
1172             s->combine_buffer[y] += s->color_buffer[x][y];
1173         }
1174     }
1175
1176     av_frame_make_writable(s->outpicref);
1177     /* copy to output */
1178     if (s->orientation == VERTICAL) {
1179         if (s->sliding == SCROLL) {
1180             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
1181                 for (y = 0; y < s->h; y++) {
1182                     uint8_t *p = outpicref->data[plane] + s->start_x +
1183                                  (y + s->start_y) * outpicref->linesize[plane];
1184                     memmove(p, p + 1, s->w - 1);
1185                 }
1186             }
1187             s->xpos = s->w - 1;
1188         } else if (s->sliding == RSCROLL) {
1189             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
1190                 for (y = 0; y < s->h; y++) {
1191                     uint8_t *p = outpicref->data[plane] + s->start_x +
1192                                  (y + s->start_y) * outpicref->linesize[plane];
1193                     memmove(p + 1, p, s->w - 1);
1194                 }
1195             }
1196             s->xpos = 0;
1197         }
1198         for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
1199             uint8_t *p = outpicref->data[plane] + s->start_x +
1200                          (outlink->h - 1 - s->start_y) * outpicref->linesize[plane] +
1201                          s->xpos;
1202             for (y = 0; y < s->h; y++) {
1203                 *p = lrintf(av_clipf(s->combine_buffer[3 * y + plane], 0, 255));
1204                 p -= outpicref->linesize[plane];
1205             }
1206         }
1207     } else {
1208         if (s->sliding == SCROLL) {
1209             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
1210                 for (y = 1; y < s->h; y++) {
1211                     memmove(outpicref->data[plane] + (y-1 + s->start_y) * outpicref->linesize[plane] + s->start_x,
1212                             outpicref->data[plane] + (y   + s->start_y) * outpicref->linesize[plane] + s->start_x,
1213                             s->w);
1214                 }
1215             }
1216             s->xpos = s->h - 1;
1217         } else if (s->sliding == RSCROLL) {
1218             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
1219                 for (y = s->h - 1; y >= 1; y--) {
1220                     memmove(outpicref->data[plane] + (y   + s->start_y) * outpicref->linesize[plane] + s->start_x,
1221                             outpicref->data[plane] + (y-1 + s->start_y) * outpicref->linesize[plane] + s->start_x,
1222                             s->w);
1223                 }
1224             }
1225             s->xpos = 0;
1226         }
1227         for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
1228             uint8_t *p = outpicref->data[plane] + s->start_x +
1229                          (s->xpos + s->start_y) * outpicref->linesize[plane];
1230             for (x = 0; x < s->w; x++) {
1231                 *p = lrintf(av_clipf(s->combine_buffer[3 * x + plane], 0, 255));
1232                 p++;
1233             }
1234         }
1235     }
1236
1237     if (s->sliding != FULLFRAME || s->xpos == 0)
1238         outpicref->pts = av_rescale_q(insamples->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
1239
1240     s->xpos++;
1241     if (s->orientation == VERTICAL && s->xpos >= s->w)
1242         s->xpos = 0;
1243     if (s->orientation == HORIZONTAL && s->xpos >= s->h)
1244         s->xpos = 0;
1245     if (!s->single_pic && (s->sliding != FULLFRAME || s->xpos == 0)) {
1246         if (s->old_pts < outpicref->pts) {
1247             if (s->legend) {
1248                 char *units = get_time(ctx, insamples->pts /(float)inlink->sample_rate, x);
1249
1250                 if (s->orientation == VERTICAL) {
1251                     for (y = 0; y < 10; y++) {
1252                         memset(s->outpicref->data[0] + outlink->w / 2 - 4 * s->old_len +
1253                                (outlink->h - s->start_y / 2 - 20 + y) * s->outpicref->linesize[0], 0, 10 * s->old_len);
1254                     }
1255                     drawtext(s->outpicref,
1256                              outlink->w / 2 - 4 * strlen(units),
1257                              outlink->h - s->start_y / 2 - 20,
1258                              units, 0);
1259                 } else  {
1260                     for (y = 0; y < 10 * s->old_len; y++) {
1261                         memset(s->outpicref->data[0] + s->start_x / 7 + 20 +
1262                                (outlink->h / 2 - 4 * s->old_len + y) * s->outpicref->linesize[0], 0, 10);
1263                     }
1264                     drawtext(s->outpicref,
1265                              s->start_x / 7 + 20,
1266                              outlink->h / 2 - 4 * strlen(units),
1267                              units, 1);
1268                 }
1269                 s->old_len = strlen(units);
1270                 av_free(units);
1271             }
1272             s->old_pts = outpicref->pts;
1273             ret = ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->outpicref));
1274             if (ret < 0)
1275                 return ret;
1276             return 0;
1277         }
1278     }
1279
1280     return 1;
1281 }
1282
1283 #if CONFIG_SHOWSPECTRUM_FILTER
1284
1285 static int activate(AVFilterContext *ctx)
1286 {
1287     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
1288     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
1289     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
1290     int ret;
1291
1292     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK(outlink, inlink);
1293
1294     if (av_audio_fifo_size(s->fifo) < s->win_size) {
1295         AVFrame *frame = NULL;
1296
1297         ret = ff_inlink_consume_frame(inlink, &frame);
1298         if (ret < 0)
1299             return ret;
1300         if (ret > 0) {
1301             s->pts = frame->pts;
1302             s->consumed = 0;
1303
1304             av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)frame->extended_data, frame->nb_samples);
1305             av_frame_free(&frame);
1306         }
1307     }
1308
1309     if (s->outpicref && av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
1310         AVFrame *fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
1311         if (!fin)
1312             return AVERROR(ENOMEM);
1313
1314         fin->pts = s->pts + s->consumed;
1315         s->consumed += s->hop_size;
1316         ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data,
1317                                  FFMIN(s->win_size, av_audio_fifo_size(s->fifo)));
1318         if (ret < 0) {
1319             av_frame_free(&fin);
1320             return ret;
1321         }
1322
1323         av_assert0(fin->nb_samples == s->win_size);
1324
1325         ctx->internal->execute(ctx, run_channel_fft, fin, NULL, s->nb_display_channels);
1326
1327         if (s->data == D_MAGNITUDE)
1328             ctx->internal->execute(ctx, calc_channel_magnitudes, NULL, NULL, s->nb_display_channels);
1329
1330         if (s->data == D_PHASE)
1331             ctx->internal->execute(ctx, calc_channel_phases, NULL, NULL, s->nb_display_channels);
1332
1333         ret = plot_spectrum_column(inlink, fin);
1334
1335         av_frame_free(&fin);
1336         av_audio_fifo_drain(s->fifo, s->hop_size);
1337         if (ret <= 0)
1338             return ret;
1339     }
1340
1341     if (ff_outlink_get_status(inlink) == AVERROR_EOF &&
1342         s->sliding == FULLFRAME &&
1343         s->xpos > 0 && s->outpicref) {
1344         int64_t pts;
1345
1346         if (s->orientation == VERTICAL) {
1347             for (int i = 0; i < outlink->h; i++) {
1348                 memset(s->outpicref->data[0] + i * s->outpicref->linesize[0] + s->xpos,   0, outlink->w - s->xpos);
1349                 memset(s->outpicref->data[1] + i * s->outpicref->linesize[1] + s->xpos, 128, outlink->w - s->xpos);
1350                 memset(s->outpicref->data[2] + i * s->outpicref->linesize[2] + s->xpos, 128, outlink->w - s->xpos);
1351             }
1352         } else {
1353             for (int i = s->xpos; i < outlink->h; i++) {
1354                 memset(s->outpicref->data[0] + i * s->outpicref->linesize[0],   0, outlink->w);
1355                 memset(s->outpicref->data[1] + i * s->outpicref->linesize[1], 128, outlink->w);
1356                 memset(s->outpicref->data[2] + i * s->outpicref->linesize[2], 128, outlink->w);
1357             }
1358         }
1359         s->outpicref->pts += s->consumed;
1360         pts = s->outpicref->pts;
1361         ret = ff_filter_frame(outlink, s->outpicref);
1362         s->outpicref = NULL;
1363         ff_outlink_set_status(outlink, AVERROR_EOF, pts);
1364         return 0;
1365     }
1366
1367     FF_FILTER_FORWARD_STATUS(inlink, outlink);
1368     if (ff_outlink_frame_wanted(outlink) && av_audio_fifo_size(s->fifo) < s->win_size) {
1369         ff_inlink_request_frame(inlink);
1370         return 0;
1371     }
1372
1373     if (av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
1374         ff_filter_set_ready(ctx, 10);
1375         return 0;
1376     }
1377     return FFERROR_NOT_READY;
1378 }
1379
1380 static const AVFilterPad showspectrum_inputs[] = {
1381     {
1382         .name         = "default",
1383         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1384     },
1385     { NULL }
1386 };
1387
1388 static const AVFilterPad showspectrum_outputs[] = {
1389     {
1390         .name          = "default",
1391         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1392         .config_props  = config_output,
1393     },
1394     { NULL }
1395 };
1396
1397 AVFilter ff_avf_showspectrum = {
1398     .name          = "showspectrum",
1399     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a spectrum video output."),
1400     .uninit        = uninit,
1401     .query_formats = query_formats,
1402     .priv_size     = sizeof(ShowSpectrumContext),
1403     .inputs        = showspectrum_inputs,
1404     .outputs       = showspectrum_outputs,
1405     .activate      = activate,
1406     .priv_class    = &showspectrum_class,
1407     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1408 };
1409 #endif // CONFIG_SHOWSPECTRUM_FILTER
1410
1411 #if CONFIG_SHOWSPECTRUMPIC_FILTER
1412
1413 static const AVOption showspectrumpic_options[] = {
1414     { "size", "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "4096x2048"}, 0, 0, FLAGS },
1415     { "s",    "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "4096x2048"}, 0, 0, FLAGS },
1416     { "mode", "set channel display mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=COMBINED}, 0, NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
1417         { "combined", "combined mode", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COMBINED}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
1418         { "separate", "separate mode", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SEPARATE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
1419     { "color", "set channel coloring", OFFSET(color_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=INTENSITY}, 0, NB_CLMODES-1, FLAGS, "color" },
1420         { "channel",   "separate color for each channel", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CHANNEL},   0, 0, FLAGS, "color" },
1421         { "intensity", "intensity based coloring",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTENSITY}, 0, 0, FLAGS, "color" },
1422         { "rainbow",   "rainbow based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=RAINBOW},   0, 0, FLAGS, "color" },
1423         { "moreland",  "moreland based coloring",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MORELAND},  0, 0, FLAGS, "color" },
1424         { "nebulae",   "nebulae based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=NEBULAE},   0, 0, FLAGS, "color" },
1425         { "fire",      "fire based coloring",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIRE},      0, 0, FLAGS, "color" },
1426         { "fiery",     "fiery based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIERY},     0, 0, FLAGS, "color" },
1427         { "fruit",     "fruit based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FRUIT},     0, 0, FLAGS, "color" },
1428         { "cool",      "cool based coloring",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COOL},      0, 0, FLAGS, "color" },
1429         { "magma",     "magma based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MAGMA},     0, 0, FLAGS, "color" },
1430         { "green",     "green based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=GREEN},     0, 0, FLAGS, "color" },
1431         { "viridis",   "viridis based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VIRIDIS},   0, 0, FLAGS, "color" },
1432         { "plasma",    "plasma based coloring",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PLASMA},    0, 0, FLAGS, "color" },
1433         { "cividis",   "cividis based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CIVIDIS},   0, 0, FLAGS, "color" },
1434     { "scale", "set display scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=LOG}, 0, NB_SCALES-1, FLAGS, "scale" },
1435         { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
1436         { "sqrt", "square root", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SQRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
1437         { "cbrt", "cubic root",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CBRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
1438         { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LOG},    0, 0, FLAGS, "scale" },
1439         { "4thrt","4th root",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FOURTHRT}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
1440         { "5thrt","5th root",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIFTHRT},  0, 0, FLAGS, "scale" },
1441     { "saturation", "color saturation multiplier", OFFSET(saturation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1}, -10, 10, FLAGS },
1442     { "win_func", "set window function", OFFSET(win_func), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = WFUNC_HANNING}, 0, NB_WFUNC-1, FLAGS, "win_func" },
1443         { "rect",     "Rectangular",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_RECT},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
1444         { "bartlett", "Bartlett",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BARTLETT}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
1445         { "hann",     "Hann",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
1446         { "hanning",  "Hanning",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
1447         { "hamming",  "Hamming",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HAMMING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
1448         { "blackman", "Blackman",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BLACKMAN}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
1449         { "welch",    "Welch",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_WELCH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
1450         { "flattop",  "Flat-top",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_FLATTOP},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
1451         { "bharris",  "Blackman-Harris",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHARRIS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
1452         { "bnuttall", "Blackman-Nuttall", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BNUTTALL}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
1453         { "bhann",    "Bartlett-Hann",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHANN},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
1454         { "sine",     "Sine",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_SINE},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
1455         { "nuttall",  "Nuttall",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_NUTTALL},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
1456         { "lanczos",  "Lanczos",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_LANCZOS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
1457         { "gauss",    "Gauss",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_GAUSS},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
1458         { "tukey",    "Tukey",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_TUKEY},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
1459         { "dolph",    "Dolph-Chebyshev",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_DOLPH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
1460         { "cauchy",   "Cauchy",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_CAUCHY},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
1461         { "parzen",   "Parzen",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_PARZEN},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
1462         { "poisson",  "Poisson",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_POISSON},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
1463         { "bohman",   "Bohman",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BOHMAN},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
1464     { "orientation", "set orientation", OFFSET(orientation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=VERTICAL}, 0, NB_ORIENTATIONS-1, FLAGS, "orientation" },
1465         { "vertical",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VERTICAL},   0, 0, FLAGS, "orientation" },
1466         { "horizontal", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=HORIZONTAL}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
1467     { "gain", "set scale gain", OFFSET(gain), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1}, 0, 128, FLAGS },
1468     { "legend", "draw legend", OFFSET(legend), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 1}, 0, 1, FLAGS },
1469     { "rotation", "color rotation", OFFSET(rotation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0}, -1, 1, FLAGS },
1470     { "start", "start frequency", OFFSET(start), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
1471     { "stop",  "stop frequency",  OFFSET(stop),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
1472     { NULL }
1473 };
1474
1475 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showspectrumpic);
1476
1477 static int showspectrumpic_request_frame(AVFilterLink *outlink)
1478 {
1479     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
1480     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
1481     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
1482     int ret, samples;
1483
1484     ret = ff_request_frame(inlink);
1485     samples = av_audio_fifo_size(s->fifo);
1486     if (ret == AVERROR_EOF && s->outpicref && samples > 0) {
1487         int consumed = 0;
1488         int x = 0, sz = s->orientation == VERTICAL ? s->w : s->h;
1489         int ch, spf, spb;
1490         AVFrame *fin;
1491
1492         spf = s->win_size * (samples / ((s->win_size * sz) * ceil(samples / (float)(s->win_size * sz))));
1493         spf = FFMAX(1, spf);
1494
1495         spb = (samples / (spf * sz)) * spf;
1496
1497         fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
1498         if (!fin)
1499             return AVERROR(ENOMEM);
1500
1501         while (x < sz) {
1502             ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data, s->win_size);
1503             if (ret < 0) {
1504                 av_frame_free(&fin);
1505                 return ret;
1506             }
1507
1508             av_audio_fifo_drain(s->fifo, spf);
1509
1510             if (ret < s->win_size) {
1511                 for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
1512                     memset(fin->extended_data[ch] + ret * sizeof(float), 0,
1513                            (s->win_size - ret) * sizeof(float));
1514                 }
1515             }
1516
1517             ctx->internal->execute(ctx, run_channel_fft, fin, NULL, s->nb_display_channels);
1518             acalc_magnitudes(s);
1519
1520             consumed += spf;
1521             if (consumed >= spb) {
1522                 int h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
1523
1524                 scale_magnitudes(s, 1. / (consumed / spf));
1525                 plot_spectrum_column(inlink, fin);
1526                 consumed = 0;
1527                 x++;
1528                 for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++)
1529                     memset(s->magnitudes[ch], 0, h * sizeof(float));
1530             }
1531         }
1532
1533         av_frame_free(&fin);
1534         s->outpicref->pts = 0;
1535
1536         if (s->legend)
1537             draw_legend(ctx, samples);
1538
1539         ret = ff_filter_frame(outlink, s->outpicref);
1540         s->outpicref = NULL;
1541     }
1542
1543     return ret;
1544 }
1545
1546 static int showspectrumpic_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
1547 {
1548     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
1549     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
1550     int ret;
1551
1552     ret = av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)insamples->extended_data, insamples->nb_samples);
1553     av_frame_free(&insamples);
1554     return ret;
1555 }
1556
1557 static const AVFilterPad showspectrumpic_inputs[] = {
1558     {
1559         .name         = "default",
1560         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1561         .filter_frame = showspectrumpic_filter_frame,
1562     },
1563     { NULL }
1564 };
1565
1566 static const AVFilterPad showspectrumpic_outputs[] = {
1567     {
1568         .name          = "default",
1569         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1570         .config_props  = config_output,
1571         .request_frame = showspectrumpic_request_frame,
1572     },
1573     { NULL }
1574 };
1575
1576 AVFilter ff_avf_showspectrumpic = {
1577     .name          = "showspectrumpic",
1578     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a spectrum video output single picture."),
1579     .uninit        = uninit,
1580     .query_formats = query_formats,
1581     .priv_size     = sizeof(ShowSpectrumContext),
1582     .inputs        = showspectrumpic_inputs,
1583     .outputs       = showspectrumpic_outputs,
1584     .priv_class    = &showspectrumpic_class,
1585     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1586 };
1587
1588 #endif // CONFIG_SHOWSPECTRUMPIC_FILTER