a344c77535c2470ea9730024bb85ad113d4015ec
[ffmpeg.git] / libavfilter / af_anequalizer.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2001-2010 Krzysztof Foltman, Markus Schmidt, Thor Harald Johansen and others
3  * Copyright (c) 2015 Paul B Mahol
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/intreadwrite.h"
23 #include "libavutil/avstring.h"
24 #include "libavutil/opt.h"
25 #include "libavutil/parseutils.h"
26 #include "avfilter.h"
27 #include "internal.h"
28 #include "audio.h"
29
30 #define FILTER_ORDER 4
31
32 enum FilterType {
33     BUTTERWORTH,
34     CHEBYSHEV1,
35     CHEBYSHEV2,
36     NB_TYPES
37 };
38
39 typedef struct FoSection {
40     double a0, a1, a2, a3, a4;
41     double b0, b1, b2, b3, b4;
42
43     double num[4];
44     double denum[4];
45 } FoSection;
46
47 typedef struct EqualizatorFilter {
48     int ignore;
49     int channel;
50     int type;
51
52     double freq;
53     double gain;
54     double width;
55
56     FoSection section[2];
57 } EqualizatorFilter;
58
59 typedef struct AudioNEqualizerContext {
60     const AVClass *class;
61     char *args;
62     char *colors;
63     int draw_curves;
64     int w, h;
65
66     double mag;
67     int fscale;
68     int nb_filters;
69     int nb_allocated;
70     EqualizatorFilter *filters;
71     AVFrame *video;
72 } AudioNEqualizerContext;
73
74 #define OFFSET(x) offsetof(AudioNEqualizerContext, x)
75 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
76 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
77 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
78
79 static const AVOption anequalizer_options[] = {
80     { "params", NULL,                             OFFSET(args),        AV_OPT_TYPE_STRING,     {.str=""}, 0, 0, A|F },
81     { "curves", "draw frequency response curves", OFFSET(draw_curves), AV_OPT_TYPE_BOOL,       {.i64=0}, 0, 1, V|F },
82     { "size",   "set video size",                 OFFSET(w),           AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "hd720"}, 0, 0, V|F },
83     { "mgain",  "set max gain",                   OFFSET(mag),         AV_OPT_TYPE_DOUBLE,     {.dbl=60}, -900, 900, V|F },
84     { "fscale", "set frequency scale",            OFFSET(fscale),      AV_OPT_TYPE_INT,        {.i64=1}, 0, 1, V|F, "fscale" },
85         { "lin",  "linear",                       0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,      {.i64=0}, 0, 0, V|F, "fscale" },
86         { "log",  "logarithmic",                  0,                   AV_OPT_TYPE_CONST,      {.i64=1}, 0, 0, V|F, "fscale" },
87     { "colors", "set channels curves colors",     OFFSET(colors),      AV_OPT_TYPE_STRING,     {.str = "red|green|blue|yellow|orange|lime|pink|magenta|brown" }, 0, 0, V|F },
88     { NULL }
89 };
90
91 AVFILTER_DEFINE_CLASS(anequalizer);
92
93 static void draw_curves(AVFilterContext *ctx, AVFilterLink *inlink, AVFrame *out)
94 {
95     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
96     char *colors, *color, *saveptr = NULL;
97     int ch, i, n;
98
99     colors = av_strdup(s->colors);
100     if (!colors)
101         return;
102
103     memset(out->data[0], 0, s->h * out->linesize[0]);
104
105     for (ch = 0; ch < inlink->channels; ch++) {
106         uint8_t fg[4] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
107         int prev_v = -1;
108         double f;
109
110         color = av_strtok(ch == 0 ? colors : NULL, " |", &saveptr);
111         if (color)
112             av_parse_color(fg, color, -1, ctx);
113
114         for (f = 0; f < s->w; f++) {
115             double zr, zi, zr2, zi2;
116             double Hr, Hi;
117             double Hmag = 1;
118             double w;
119             int v, y, x;
120
121             w = M_PI * (s->fscale ? pow(s->w - 1, f / s->w) : f) / (s->w - 1);
122             zr = cos(w);
123             zr2 = zr * zr;
124             zi = -sin(w);
125             zi2 = zi * zi;
126
127             for (n = 0; n < s->nb_filters; n++) {
128                 if (s->filters[n].channel != ch ||
129                     s->filters[n].ignore)
130                     continue;
131
132                 for (i = 0; i < FILTER_ORDER / 2; i++) {
133                     FoSection *S = &s->filters[n].section[i];
134
135                     /* H *= (((((S->b4 * z + S->b3) * z + S->b2) * z + S->b1) * z + S->b0) /
136                           ((((S->a4 * z + S->a3) * z + S->a2) * z + S->a1) * z + S->a0)); */
137
138                     Hr = S->b4*(1-8*zr2*zi2) + S->b2*(zr2-zi2) + zr*(S->b1+S->b3*(zr2-3*zi2))+ S->b0;
139                     Hi = zi*(S->b3*(3*zr2-zi2) + S->b1 + 2*zr*(2*S->b4*(zr2-zi2) + S->b2));
140                     Hmag *= hypot(Hr, Hi);
141                     Hr = S->a4*(1-8*zr2*zi2) + S->a2*(zr2-zi2) + zr*(S->a1+S->a3*(zr2-3*zi2))+ S->a0;
142                     Hi = zi*(S->a3*(3*zr2-zi2) + S->a1 + 2*zr*(2*S->a4*(zr2-zi2) + S->a2));
143                     Hmag /= hypot(Hr, Hi);
144                 }
145             }
146
147             v = av_clip((1. + -20 * log10(Hmag) / s->mag) * s->h / 2, 0, s->h - 1);
148             x = lrint(f);
149             if (prev_v == -1)
150                 prev_v = v;
151             if (v <= prev_v) {
152                 for (y = v; y <= prev_v; y++)
153                     AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
154             } else {
155                 for (y = prev_v; y <= v; y++)
156                     AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
157             }
158
159             prev_v = v;
160         }
161     }
162
163     av_free(colors);
164 }
165
166 static int config_video(AVFilterLink *outlink)
167 {
168     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
169     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
170     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
171     AVFrame *out;
172
173     outlink->w = s->w;
174     outlink->h = s->h;
175
176     av_frame_free(&s->video);
177     s->video = out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
178     if (!out)
179         return AVERROR(ENOMEM);
180     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
181
182     draw_curves(ctx, inlink, out);
183
184     return 0;
185 }
186
187 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
188 {
189     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
190     AVFilterPad pad, vpad;
191
192     pad = (AVFilterPad){
193         .name         = av_strdup("out0"),
194         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
195     };
196
197     if (!pad.name)
198         return AVERROR(ENOMEM);
199
200     if (s->draw_curves) {
201         vpad = (AVFilterPad){
202             .name         = av_strdup("out1"),
203             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
204             .config_props = config_video,
205         };
206         if (!vpad.name)
207             return AVERROR(ENOMEM);
208     }
209
210     ff_insert_outpad(ctx, 0, &pad);
211
212     if (s->draw_curves)
213         ff_insert_outpad(ctx, 1, &vpad);
214
215     return 0;
216 }
217
218 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
219 {
220     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
221     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
222     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
223     AVFilterFormats *formats;
224     AVFilterChannelLayouts *layouts;
225     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
226     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
227         AV_SAMPLE_FMT_DBLP,
228         AV_SAMPLE_FMT_NONE
229     };
230     int ret;
231
232     if (s->draw_curves) {
233         AVFilterLink *videolink = ctx->outputs[1];
234         formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
235         if ((ret = ff_formats_ref(formats, &videolink->in_formats)) < 0)
236             return ret;
237     }
238
239     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
240     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0 ||
241         (ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
242         return ret;
243
244     layouts = ff_all_channel_counts();
245     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0 ||
246         (ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &outlink->in_channel_layouts)) < 0)
247         return ret;
248
249     formats = ff_all_samplerates();
250     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0 ||
251         (ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_samplerates)) < 0)
252         return ret;
253
254     return 0;
255 }
256
257 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
258 {
259     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
260
261     av_freep(&ctx->output_pads[0].name);
262     if (s->draw_curves)
263         av_freep(&ctx->output_pads[1].name);
264     av_frame_free(&s->video);
265     av_freep(&s->filters);
266     s->nb_filters = 0;
267     s->nb_allocated = 0;
268 }
269
270 static void butterworth_fo_section(FoSection *S, double beta,
271                                    double si, double g, double g0,
272                                    double D, double c0)
273 {
274     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
275         S->b0 = (g*g*beta*beta + 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
276         S->b1 = 2*c0*(g*g*beta*beta - g0*g0)/D;
277         S->b2 = (g*g*beta*beta - 2*g0*g*beta*si + g0*g0)/D;
278         S->b3 = 0;
279         S->b4 = 0;
280
281         S->a0 = 1;
282         S->a1 = 2*c0*(beta*beta - 1)/D;
283         S->a2 = (beta*beta - 2*beta*si + 1)/D;
284         S->a3 = 0;
285         S->a4 = 0;
286     } else {
287         S->b0 = (g*g*beta*beta + 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
288         S->b1 = -4*c0*(g0*g0 + g*g0*si*beta)/D;
289         S->b2 = 2*(g0*g0*(1 + 2*c0*c0) - g*g*beta*beta)/D;
290         S->b3 = -4*c0*(g0*g0 - g*g0*si*beta)/D;
291         S->b4 = (g*g*beta*beta - 2*g*g0*si*beta + g0*g0)/D;
292
293         S->a0 = 1;
294         S->a1 = -4*c0*(1 + si*beta)/D;
295         S->a2 = 2*(1 + 2*c0*c0 - beta*beta)/D;
296         S->a3 = -4*c0*(1 - si*beta)/D;
297         S->a4 = (beta*beta - 2*si*beta + 1)/D;
298     }
299 }
300
301 static void butterworth_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
302                                   int N, double w0, double wb,
303                                   double G, double Gb, double G0)
304 {
305     double g, c0, g0, beta;
306     double epsilon;
307     int r =  N % 2;
308     int L = (N - r) / 2;
309     int i;
310
311     if (G == 0 && G0 == 0) {
312         f->section[0].a0 = 1;
313         f->section[0].b0 = 1;
314         f->section[1].a0 = 1;
315         f->section[1].b0 = 1;
316         return;
317     }
318
319     G  = ff_exp10(G/20);
320     Gb = ff_exp10(Gb/20);
321     G0 = ff_exp10(G0/20);
322
323     epsilon = sqrt((G * G - Gb * Gb) / (Gb * Gb - G0 * G0));
324     g  = pow(G,  1.0 / N);
325     g0 = pow(G0, 1.0 / N);
326     beta = pow(epsilon, -1.0 / N) * tan(wb/2);
327     c0 = cos(w0);
328
329     for (i = 1; i <= L; i++) {
330         double ui = (2.0 * i - 1) / N;
331         double si = sin(M_PI * ui / 2.0);
332         double Di = beta * beta + 2 * si * beta + 1;
333
334         butterworth_fo_section(&f->section[i - 1], beta, si, g, g0, Di, c0);
335     }
336 }
337
338 static void chebyshev1_fo_section(FoSection *S, double a,
339                                   double c, double tetta_b,
340                                   double g0, double si, double b,
341                                   double D, double c0)
342 {
343     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
344         S->b0 = (tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) + 2*g0*b*si*tetta_b*tetta_b + g0*g0)/D;
345         S->b1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) - g0*g0)/D;
346         S->b2 = (tetta_b*tetta_b*(b*b+g0*g0*c*c) - 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
347         S->b3 = 0;
348         S->b4 = 0;
349
350         S->a0 = 1;
351         S->a1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b*(a*a+c*c) - 1)/D;
352         S->a2 = (tetta_b*tetta_b*(a*a+c*c) - 2*a*si*tetta_b + 1)/D;
353         S->a3 = 0;
354         S->a4 = 0;
355     } else {
356         S->b0 = ((b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b + 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
357         S->b1 = -4*c0*(g0*g0 + g0*b*si*tetta_b)/D;
358         S->b2 = 2*(g0*g0*(1 + 2*c0*c0) - (b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b)/D;
359         S->b3 = -4*c0*(g0*g0 - g0*b*si*tetta_b)/D;
360         S->b4 = ((b*b + g0*g0*c*c)*tetta_b*tetta_b - 2*g0*b*si*tetta_b + g0*g0)/D;
361
362         S->a0 = 1;
363         S->a1 = -4*c0*(1 + a*si*tetta_b)/D;
364         S->a2 = 2*(1 + 2*c0*c0 - (a*a + c*c)*tetta_b*tetta_b)/D;
365         S->a3 = -4*c0*(1 - a*si*tetta_b)/D;
366         S->a4 = ((a*a + c*c)*tetta_b*tetta_b - 2*a*si*tetta_b + 1)/D;
367     }
368 }
369
370 static void chebyshev1_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
371                                  int N, double w0, double wb,
372                                  double G, double Gb, double G0)
373 {
374     double a, b, c0, g0, alfa, beta, tetta_b;
375     double epsilon;
376     int r =  N % 2;
377     int L = (N - r) / 2;
378     int i;
379
380     if (G == 0 && G0 == 0) {
381         f->section[0].a0 = 1;
382         f->section[0].b0 = 1;
383         f->section[1].a0 = 1;
384         f->section[1].b0 = 1;
385         return;
386     }
387
388     G  = ff_exp10(G/20);
389     Gb = ff_exp10(Gb/20);
390     G0 = ff_exp10(G0/20);
391
392     epsilon = sqrt((G*G - Gb*Gb) / (Gb*Gb - G0*G0));
393     g0 = pow(G0,1.0/N);
394     alfa = pow(1.0/epsilon    + sqrt(1 + 1/(epsilon*epsilon)), 1.0/N);
395     beta = pow(G/epsilon + Gb * sqrt(1 + 1/(epsilon*epsilon)), 1.0/N);
396     a = 0.5 * (alfa - 1.0/alfa);
397     b = 0.5 * (beta - g0*g0*(1/beta));
398     tetta_b = tan(wb/2);
399     c0 = cos(w0);
400
401     for (i = 1; i <= L; i++) {
402         double ui = (2.0*i-1.0)/N;
403         double ci = cos(M_PI*ui/2.0);
404         double si = sin(M_PI*ui/2.0);
405         double Di = (a*a + ci*ci)*tetta_b*tetta_b + 2.0*a*si*tetta_b + 1;
406
407         chebyshev1_fo_section(&f->section[i - 1], a, ci, tetta_b, g0, si, b, Di, c0);
408     }
409 }
410
411 static void chebyshev2_fo_section(FoSection *S, double a,
412                                   double c, double tetta_b,
413                                   double g, double si, double b,
414                                   double D, double c0)
415 {
416     if (c0 == 1 || c0 == -1) {
417         S->b0 = (g*g*tetta_b*tetta_b + 2*tetta_b*g*b*si + b*b + g*g*c*c)/D;
418         S->b1 = 2*c0*(g*g*tetta_b*tetta_b - b*b - g*g*c*c)/D;
419         S->b2 = (g*g*tetta_b*tetta_b - 2*tetta_b*g*b*si + b*b + g*g*c*c)/D;
420         S->b3 = 0;
421         S->b4 = 0;
422
423         S->a0 = 1;
424         S->a1 = 2*c0*(tetta_b*tetta_b - a*a - c*c)/D;
425         S->a2 = (tetta_b*tetta_b - 2*tetta_b*a*si + a*a + c*c)/D;
426         S->a3 = 0;
427         S->a4 = 0;
428     } else {
429         S->b0 = (g*g*tetta_b*tetta_b + 2*g*b*si*tetta_b + b*b + g*g*c*c)/D;
430         S->b1 = -4*c0*(b*b + g*g*c*c + g*b*si*tetta_b)/D;
431         S->b2 = 2*((b*b + g*g*c*c)*(1 + 2*c0*c0) - g*g*tetta_b*tetta_b)/D;
432         S->b3 = -4*c0*(b*b + g*g*c*c - g*b*si*tetta_b)/D;
433         S->b4 = (g*g*tetta_b*tetta_b - 2*g*b*si*tetta_b + b*b + g*g*c*c)/D;
434
435         S->a0 = 1;
436         S->a1 = -4*c0*(a*a + c*c + a*si*tetta_b)/D;
437         S->a2 = 2*((a*a + c*c)*(1 + 2*c0*c0) - tetta_b*tetta_b)/D;
438         S->a3 = -4*c0*(a*a + c*c - a*si*tetta_b)/D;
439         S->a4 = (tetta_b*tetta_b - 2*a*si*tetta_b + a*a + c*c)/D;
440     }
441 }
442
443 static void chebyshev2_bp_filter(EqualizatorFilter *f,
444                                  int N, double w0, double wb,
445                                  double G, double Gb, double G0)
446 {
447     double a, b, c0, tetta_b;
448     double epsilon, g, eu, ew;
449     int r =  N % 2;
450     int L = (N - r) / 2;
451     int i;
452
453     if (G == 0 && G0 == 0) {
454         f->section[0].a0 = 1;
455         f->section[0].b0 = 1;
456         f->section[1].a0 = 1;
457         f->section[1].b0 = 1;
458         return;
459     }
460
461     G  = ff_exp10(G/20);
462     Gb = ff_exp10(Gb/20);
463     G0 = ff_exp10(G0/20);
464
465     epsilon = sqrt((G*G - Gb*Gb) / (Gb*Gb - G0*G0));
466     g  = pow(G, 1.0 / N);
467     eu = pow(epsilon + sqrt(1 + epsilon*epsilon), 1.0/N);
468     ew = pow(G0*epsilon + Gb*sqrt(1 + epsilon*epsilon), 1.0/N);
469     a = (eu - 1.0/eu)/2.0;
470     b = (ew - g*g/ew)/2.0;
471     tetta_b = tan(wb/2);
472     c0 = cos(w0);
473
474     for (i = 1; i <= L; i++) {
475         double ui = (2.0 * i - 1.0)/N;
476         double ci = cos(M_PI * ui / 2.0);
477         double si = sin(M_PI * ui / 2.0);
478         double Di = tetta_b*tetta_b + 2*a*si*tetta_b + a*a + ci*ci;
479
480         chebyshev2_fo_section(&f->section[i - 1], a, ci, tetta_b, g, si, b, Di, c0);
481     }
482 }
483
484 static double butterworth_compute_bw_gain_db(double gain)
485 {
486     double bw_gain = 0;
487
488     if (gain <= -6)
489         bw_gain = gain + 3;
490     else if(gain > -6 && gain < 6)
491         bw_gain = gain * 0.5;
492     else if(gain >= 6)
493         bw_gain = gain - 3;
494
495     return bw_gain;
496 }
497
498 static double chebyshev1_compute_bw_gain_db(double gain)
499 {
500     double bw_gain = 0;
501
502     if (gain <= -6)
503         bw_gain = gain + 1;
504     else if(gain > -6 && gain < 6)
505         bw_gain = gain * 0.9;
506     else if(gain >= 6)
507         bw_gain = gain - 1;
508
509     return bw_gain;
510 }
511
512 static double chebyshev2_compute_bw_gain_db(double gain)
513 {
514     double bw_gain = 0;
515
516     if (gain <= -6)
517         bw_gain = -3;
518     else if(gain > -6 && gain < 6)
519         bw_gain = gain * 0.3;
520     else if(gain >= 6)
521         bw_gain = 3;
522
523     return bw_gain;
524 }
525
526 static inline double hz_2_rad(double x, double fs)
527 {
528     return 2 * M_PI * x / fs;
529 }
530
531 static void equalizer(EqualizatorFilter *f, double sample_rate)
532 {
533     double w0 = hz_2_rad(f->freq,  sample_rate);
534     double wb = hz_2_rad(f->width, sample_rate);
535     double bw_gain;
536
537     switch (f->type) {
538     case BUTTERWORTH:
539         bw_gain = butterworth_compute_bw_gain_db(f->gain);
540         butterworth_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
541         break;
542     case CHEBYSHEV1:
543         bw_gain = chebyshev1_compute_bw_gain_db(f->gain);
544         chebyshev1_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
545         break;
546     case CHEBYSHEV2:
547         bw_gain = chebyshev2_compute_bw_gain_db(f->gain);
548         chebyshev2_bp_filter(f, FILTER_ORDER, w0, wb, f->gain, bw_gain, 0);
549         break;
550     }
551
552 }
553
554 static int add_filter(AudioNEqualizerContext *s, AVFilterLink *inlink)
555 {
556     equalizer(&s->filters[s->nb_filters], inlink->sample_rate);
557     if (s->nb_filters >= s->nb_allocated) {
558         EqualizatorFilter *filters;
559
560         filters = av_calloc(s->nb_allocated, 2 * sizeof(*s->filters));
561         if (!filters)
562             return AVERROR(ENOMEM);
563         memcpy(filters, s->filters, sizeof(*s->filters) * s->nb_allocated);
564         av_free(s->filters);
565         s->filters = filters;
566         s->nb_allocated *= 2;
567     }
568     s->nb_filters++;
569
570     return 0;
571 }
572
573 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
574 {
575     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
576     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
577     char *args = av_strdup(s->args);
578     char *saveptr = NULL;
579     int ret = 0;
580
581     if (!args)
582         return AVERROR(ENOMEM);
583
584     s->nb_allocated = 32 * inlink->channels;
585     s->filters = av_calloc(inlink->channels, 32 * sizeof(*s->filters));
586     if (!s->filters) {
587         s->nb_allocated = 0;
588         av_free(args);
589         return AVERROR(ENOMEM);
590     }
591
592     while (1) {
593         char *arg = av_strtok(s->nb_filters == 0 ? args : NULL, "|", &saveptr);
594
595         if (!arg)
596             break;
597
598         s->filters[s->nb_filters].type = 0;
599         if (sscanf(arg, "c%d f=%lf w=%lf g=%lf t=%d", &s->filters[s->nb_filters].channel,
600                                                      &s->filters[s->nb_filters].freq,
601                                                      &s->filters[s->nb_filters].width,
602                                                      &s->filters[s->nb_filters].gain,
603                                                      &s->filters[s->nb_filters].type) != 5 &&
604             sscanf(arg, "c%d f=%lf w=%lf g=%lf", &s->filters[s->nb_filters].channel,
605                                                 &s->filters[s->nb_filters].freq,
606                                                 &s->filters[s->nb_filters].width,
607                                                 &s->filters[s->nb_filters].gain) != 4 ) {
608             av_free(args);
609             return AVERROR(EINVAL);
610         }
611
612         if (s->filters[s->nb_filters].freq < 0 ||
613             s->filters[s->nb_filters].freq > inlink->sample_rate / 2.0)
614             s->filters[s->nb_filters].ignore = 1;
615
616         if (s->filters[s->nb_filters].channel < 0 ||
617             s->filters[s->nb_filters].channel >= inlink->channels)
618             s->filters[s->nb_filters].ignore = 1;
619
620         s->filters[s->nb_filters].type = av_clip(s->filters[s->nb_filters].type, 0, NB_TYPES - 1);
621         ret = add_filter(s, inlink);
622         if (ret < 0)
623             break;
624     }
625
626     av_free(args);
627
628     return ret;
629 }
630
631 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
632                            char *res, int res_len, int flags)
633 {
634     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
635     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
636     int ret = AVERROR(ENOSYS);
637
638     if (!strcmp(cmd, "change")) {
639         double freq, width, gain;
640         int filter;
641
642         if (sscanf(args, "%d|f=%lf|w=%lf|g=%lf", &filter, &freq, &width, &gain) != 4)
643             return AVERROR(EINVAL);
644
645         if (filter < 0 || filter >= s->nb_filters)
646             return AVERROR(EINVAL);
647
648         if (freq < 0 || freq > inlink->sample_rate / 2.0)
649             return AVERROR(EINVAL);
650
651         s->filters[filter].freq  = freq;
652         s->filters[filter].width = width;
653         s->filters[filter].gain  = gain;
654         equalizer(&s->filters[filter], inlink->sample_rate);
655         if (s->draw_curves)
656             draw_curves(ctx, inlink, s->video);
657
658         ret = 0;
659     }
660
661     return ret;
662 }
663
664 static inline double section_process(FoSection *S, double in)
665 {
666     double out;
667
668     out = S->b0 * in;
669     out+= S->b1 * S->num[0] - S->denum[0] * S->a1;
670     out+= S->b2 * S->num[1] - S->denum[1] * S->a2;
671     out+= S->b3 * S->num[2] - S->denum[2] * S->a3;
672     out+= S->b4 * S->num[3] - S->denum[3] * S->a4;
673
674     S->num[3] = S->num[2];
675     S->num[2] = S->num[1];
676     S->num[1] = S->num[0];
677     S->num[0] = in;
678
679     S->denum[3] = S->denum[2];
680     S->denum[2] = S->denum[1];
681     S->denum[1] = S->denum[0];
682     S->denum[0] = out;
683
684     return out;
685 }
686
687 static double process_sample(FoSection *s1, double in)
688 {
689     double p0 = in, p1;
690     int i;
691
692     for (i = 0; i < FILTER_ORDER / 2; i++) {
693         p1 = section_process(&s1[i], p0);
694         p0 = p1;
695     }
696
697     return p1;
698 }
699
700 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
701 {
702     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
703     AudioNEqualizerContext *s = ctx->priv;
704     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
705     double *bptr;
706     int i, n;
707
708     for (i = 0; i < s->nb_filters; i++) {
709         EqualizatorFilter *f = &s->filters[i];
710
711         if (f->gain == 0. || f->ignore)
712             continue;
713
714         bptr = (double *)buf->extended_data[f->channel];
715         for (n = 0; n < buf->nb_samples; n++) {
716             double sample = bptr[n];
717
718             sample  = process_sample(f->section, sample);
719             bptr[n] = sample;
720         }
721     }
722
723     if (s->draw_curves) {
724         const int64_t pts = buf->pts +
725             av_rescale_q(buf->nb_samples, (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
726                          outlink->time_base);
727         int ret;
728
729         s->video->pts = pts;
730         ret = ff_filter_frame(ctx->outputs[1], av_frame_clone(s->video));
731         if (ret < 0)
732             return ret;
733     }
734
735     return ff_filter_frame(outlink, buf);
736 }
737
738 static const AVFilterPad inputs[] = {
739     {
740         .name           = "default",
741         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
742         .config_props   = config_input,
743         .filter_frame   = filter_frame,
744         .needs_writable = 1,
745     },
746     { NULL }
747 };
748
749 AVFilter ff_af_anequalizer = {
750     .name          = "anequalizer",
751     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply high-order audio parametric multi band equalizer."),
752     .priv_size     = sizeof(AudioNEqualizerContext),
753     .priv_class    = &anequalizer_class,
754     .init          = init,
755     .uninit        = uninit,
756     .query_formats = query_formats,
757     .inputs        = inputs,
758     .outputs       = NULL,
759     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS,
760     .process_command = process_command,
761 };