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