avcodec/mjpegdec: Fix context fields becoming inconsistent
[ffmpeg.git] / libavfilter / avf_showcqt.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2014 Muhammad Faiz <mfcc64@gmail.com>
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "libavcodec/avfft.h"
23 #include "libavutil/avassert.h"
24 #include "libavutil/channel_layout.h"
25 #include "libavutil/opt.h"
26 #include "libavutil/xga_font_data.h"
27 #include "libavutil/qsort.h"
28 #include "libavutil/time.h"
29 #include "avfilter.h"
30 #include "internal.h"
31
32 #include <math.h>
33 #include <stdlib.h>
34
35 #if CONFIG_LIBFREETYPE
36 #include <ft2build.h>
37 #include FT_FREETYPE_H
38 #endif
39
40 /* this filter is designed to do 16 bins/semitones constant Q transform with Brown-Puckette algorithm
41  * start from E0 to D#10 (10 octaves)
42  * so there are 16 bins/semitones * 12 semitones/octaves * 10 octaves = 1920 bins
43  * match with full HD resolution */
44
45 #define VIDEO_WIDTH 1920
46 #define VIDEO_HEIGHT 1080
47 #define FONT_HEIGHT 32
48 #define SPECTOGRAM_HEIGHT ((VIDEO_HEIGHT-FONT_HEIGHT)/2)
49 #define SPECTOGRAM_START (VIDEO_HEIGHT-SPECTOGRAM_HEIGHT)
50 #define BASE_FREQ 20.051392800492
51 #define COEFF_CLAMP 1.0e-4
52
53 typedef struct {
54     FFTSample value;
55     int index;
56 } SparseCoeff;
57
58 typedef struct {
59     const AVClass *class;
60     AVFrame *outpicref;
61     FFTContext *fft_context;
62     FFTComplex *fft_data;
63     FFTComplex *fft_result_left;
64     FFTComplex *fft_result_right;
65     uint8_t *spectogram;
66     SparseCoeff *coeff_sort;
67     SparseCoeff *coeffs[VIDEO_WIDTH];
68     uint8_t *font_alpha;
69     char *fontfile;     /* using freetype */
70     int coeffs_len[VIDEO_WIDTH];
71     uint8_t font_color[VIDEO_WIDTH];
72     int64_t frame_count;
73     int spectogram_count;
74     int spectogram_index;
75     int fft_bits;
76     int req_fullfilled;
77     int remaining_fill;
78     double volume;
79     double timeclamp;   /* lower timeclamp, time-accurate, higher timeclamp, freq-accurate (at low freq)*/
80     float coeffclamp;   /* lower coeffclamp, more precise, higher coeffclamp, faster */
81     int fullhd;         /* if true, output video is at full HD resolution, otherwise it will be halved */
82     float gamma;        /* lower gamma, more contrast, higher gamma, more range */
83     int fps;            /* the required fps is so strict, so it's enough to be int, but 24000/1001 etc cannot be encoded */
84     int count;          /* fps * count = transform rate */
85 } ShowCQTContext;
86
87 #define OFFSET(x) offsetof(ShowCQTContext, x)
88 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
89
90 static const AVOption showcqt_options[] = {
91     { "volume", "set volume", OFFSET(volume), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, { .dbl = 16 }, 0.1, 100, FLAGS },
92     { "timeclamp", "set timeclamp", OFFSET(timeclamp), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, { .dbl = 0.17 }, 0.1, 1.0, FLAGS },
93     { "coeffclamp", "set coeffclamp", OFFSET(coeffclamp), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 1 }, 0.1, 10, FLAGS },
94     { "gamma", "set gamma", OFFSET(gamma), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 3 }, 1, 7, FLAGS },
95     { "fullhd", "set full HD resolution", OFFSET(fullhd), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, 1, FLAGS },
96     { "fps", "set video fps", OFFSET(fps), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 25 }, 10, 100, FLAGS },
97     { "count", "set number of transform per frame", OFFSET(count), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 6 }, 1, 30, FLAGS },
98     { "fontfile", "set font file", OFFSET(fontfile), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
99     { NULL }
100 };
101
102 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showcqt);
103
104 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
105 {
106     int k;
107
108     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
109     av_fft_end(s->fft_context);
110     s->fft_context = NULL;
111     for (k = 0; k < VIDEO_WIDTH; k++)
112         av_freep(&s->coeffs[k]);
113     av_freep(&s->fft_data);
114     av_freep(&s->fft_result_left);
115     av_freep(&s->fft_result_right);
116     av_freep(&s->coeff_sort);
117     av_freep(&s->spectogram);
118     av_freep(&s->font_alpha);
119     av_frame_free(&s->outpicref);
120 }
121
122 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
123 {
124     AVFilterFormats *formats = NULL;
125     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
126     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
127     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
128     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
129     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_NONE };
130     static const int64_t channel_layouts[] = { AV_CH_LAYOUT_STEREO, AV_CH_LAYOUT_STEREO_DOWNMIX, -1 };
131     static const int samplerates[] = { 44100, 48000, -1 };
132
133     /* set input audio formats */
134     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
135     if (!formats)
136         return AVERROR(ENOMEM);
137     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats);
138
139     layouts = avfilter_make_format64_list(channel_layouts);
140     if (!layouts)
141         return AVERROR(ENOMEM);
142     ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts);
143
144     formats = ff_make_format_list(samplerates);
145     if (!formats)
146         return AVERROR(ENOMEM);
147     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates);
148
149     /* set output video format */
150     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
151     if (!formats)
152         return AVERROR(ENOMEM);
153     ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats);
154
155     return 0;
156 }
157
158 #if CONFIG_LIBFREETYPE
159 static void load_freetype_font(AVFilterContext *ctx)
160 {
161     static const char str[] = "EF G A BC D ";
162     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
163     FT_Library lib = NULL;
164     FT_Face face = NULL;
165     int video_scale = s->fullhd ? 2 : 1;
166     int video_width = (VIDEO_WIDTH/2) * video_scale;
167     int font_height = (FONT_HEIGHT/2) * video_scale;
168     int font_width = 8 * video_scale;
169     int font_repeat = font_width * 12;
170     int linear_hori_advance = font_width * 65536;
171     int non_monospace_warning = 0;
172     int x;
173
174     s->font_alpha = NULL;
175
176     if (!s->fontfile)
177         return;
178
179     if (FT_Init_FreeType(&lib))
180         goto fail;
181
182     if (FT_New_Face(lib, s->fontfile, 0, &face))
183         goto fail;
184
185     if (FT_Set_Char_Size(face, 16*64, 0, 0, 0))
186         goto fail;
187
188     if (FT_Load_Char(face, 'A', FT_LOAD_RENDER))
189         goto fail;
190
191     if (FT_Set_Char_Size(face, 16*64 * linear_hori_advance / face->glyph->linearHoriAdvance, 0, 0, 0))
192         goto fail;
193
194     s->font_alpha = av_malloc(font_height * video_width);
195     if (!s->font_alpha)
196         goto fail;
197
198     memset(s->font_alpha, 0, font_height * video_width);
199
200     for (x = 0; x < 12; x++) {
201         int sx, sy, rx, bx, by, dx, dy;
202
203         if (str[x] == ' ')
204             continue;
205
206         if (FT_Load_Char(face, str[x], FT_LOAD_RENDER))
207             goto fail;
208
209         if (face->glyph->advance.x != font_width*64 && !non_monospace_warning) {
210             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Font is not monospace\n");
211             non_monospace_warning = 1;
212         }
213
214         sy = font_height - 4*video_scale - face->glyph->bitmap_top;
215         for (rx = 0; rx < 10; rx++) {
216             sx = rx * font_repeat + x * font_width + face->glyph->bitmap_left;
217             for (by = 0; by < face->glyph->bitmap.rows; by++) {
218                 dy = by + sy;
219                 if (dy < 0)
220                     continue;
221                 if (dy >= font_height)
222                     break;
223
224                 for (bx = 0; bx < face->glyph->bitmap.width; bx++) {
225                     dx = bx + sx;
226                     if (dx < 0)
227                         continue;
228                     if (dx >= video_width)
229                         break;
230                     s->font_alpha[dy*video_width+dx] = face->glyph->bitmap.buffer[by*face->glyph->bitmap.width+bx];
231                 }
232             }
233         }
234     }
235
236     FT_Done_Face(face);
237     FT_Done_FreeType(lib);
238     return;
239
240     fail:
241     av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Error while loading freetype font, using default font instead\n");
242     FT_Done_Face(face);
243     FT_Done_FreeType(lib);
244     av_freep(&s->font_alpha);
245     return;
246 }
247 #endif
248
249 static inline int qsort_sparsecoeff(const SparseCoeff *a, const SparseCoeff *b)
250 {
251     if (fabsf(a->value) >= fabsf(b->value))
252         return 1;
253     else
254         return -1;
255 }
256
257 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
258 {
259     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
260     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
261     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
262     int fft_len, k, x, y;
263     int num_coeffs = 0;
264     int rate = inlink->sample_rate;
265     double max_len = rate * (double) s->timeclamp;
266     int64_t start_time, end_time;
267     int video_scale = s->fullhd ? 2 : 1;
268     int video_width = (VIDEO_WIDTH/2) * video_scale;
269     int video_height = (VIDEO_HEIGHT/2) * video_scale;
270     int spectogram_height = (SPECTOGRAM_HEIGHT/2) * video_scale;
271
272     s->fft_bits = ceil(log2(max_len));
273     fft_len = 1 << s->fft_bits;
274
275     if (rate % (s->fps * s->count)) {
276         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Rate (%u) is not divisible by fps*count (%u*%u)\n", rate, s->fps, s->count);
277         return AVERROR(EINVAL);
278     }
279
280     s->fft_data         = av_malloc_array(fft_len, sizeof(*s->fft_data));
281     s->coeff_sort       = av_malloc_array(fft_len, sizeof(*s->coeff_sort));
282     s->fft_result_left  = av_malloc_array(fft_len, sizeof(*s->fft_result_left));
283     s->fft_result_right = av_malloc_array(fft_len, sizeof(*s->fft_result_right));
284     s->fft_context      = av_fft_init(s->fft_bits, 0);
285
286     if (!s->fft_data || !s->coeff_sort || !s->fft_result_left || !s->fft_result_right || !s->fft_context)
287         return AVERROR(ENOMEM);
288
289     /* initializing font */
290     for (x = 0; x < video_width; x++) {
291         if (x >= (12*3+8)*8*video_scale && x < (12*4+8)*8*video_scale) {
292             float fx = (x-(12*3+8)*8*video_scale) * (2.0f/(192.0f*video_scale));
293             float sv = sinf(M_PI*fx);
294             s->font_color[x] = sv*sv*255.0f + 0.5f;
295         } else {
296             s->font_color[x] = 0;
297         }
298     }
299
300 #if CONFIG_LIBFREETYPE
301     load_freetype_font(ctx);
302 #else
303     if (s->fontfile)
304         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Freetype is not available, ignoring fontfile option\n");
305     s->font_alpha = NULL;
306 #endif
307
308     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Calculating spectral kernel, please wait\n");
309     start_time = av_gettime_relative();
310     for (k = 0; k < VIDEO_WIDTH; k++) {
311         int hlen = fft_len >> 1;
312         float total = 0;
313         float partial = 0;
314         double freq = BASE_FREQ * exp2(k * (1.0/192.0));
315         double tlen = rate * (24.0 * 16.0) /freq;
316         /* a window function from Albert H. Nuttall,
317          * "Some Windows with Very Good Sidelobe Behavior"
318          * -93.32 dB peak sidelobe and 18 dB/octave asymptotic decay
319          * coefficient normalized to a0 = 1 */
320         double a0 = 0.355768;
321         double a1 = 0.487396/a0;
322         double a2 = 0.144232/a0;
323         double a3 = 0.012604/a0;
324         double sv_step, cv_step, sv, cv;
325         double sw_step, cw_step, sw, cw, w;
326
327         tlen = tlen * max_len / (tlen + max_len);
328         s->fft_data[0].re = 0;
329         s->fft_data[0].im = 0;
330         s->fft_data[hlen].re = (1.0 + a1 + a2 + a3) * (1.0/tlen) * s->volume * (1.0/fft_len);
331         s->fft_data[hlen].im = 0;
332         sv_step = sv = sin(2.0*M_PI*freq*(1.0/rate));
333         cv_step = cv = cos(2.0*M_PI*freq*(1.0/rate));
334         /* also optimizing window func */
335         sw_step = sw = sin(2.0*M_PI*(1.0/tlen));
336         cw_step = cw = cos(2.0*M_PI*(1.0/tlen));
337         for (x = 1; x < 0.5 * tlen; x++) {
338             double cv_tmp, cw_tmp;
339             double cw2, cw3, sw2;
340
341             cw2 = cw * cw - sw * sw;
342             sw2 = cw * sw + sw * cw;
343             cw3 = cw * cw2 - sw * sw2;
344             w = (1.0 + a1 * cw + a2 * cw2 + a3 * cw3) * (1.0/tlen) * s->volume * (1.0/fft_len);
345             s->fft_data[hlen + x].re = w * cv;
346             s->fft_data[hlen + x].im = w * sv;
347             s->fft_data[hlen - x].re = s->fft_data[hlen + x].re;
348             s->fft_data[hlen - x].im = -s->fft_data[hlen + x].im;
349
350             cv_tmp = cv * cv_step - sv * sv_step;
351             sv = sv * cv_step + cv * sv_step;
352             cv = cv_tmp;
353             cw_tmp = cw * cw_step - sw * sw_step;
354             sw = sw * cw_step + cw * sw_step;
355             cw = cw_tmp;
356         }
357         for (; x < hlen; x++) {
358             s->fft_data[hlen + x].re = 0;
359             s->fft_data[hlen + x].im = 0;
360             s->fft_data[hlen - x].re = 0;
361             s->fft_data[hlen - x].im = 0;
362         }
363         av_fft_permute(s->fft_context, s->fft_data);
364         av_fft_calc(s->fft_context, s->fft_data);
365
366         for (x = 0; x < fft_len; x++) {
367             s->coeff_sort[x].index = x;
368             s->coeff_sort[x].value = s->fft_data[x].re;
369         }
370
371         AV_QSORT(s->coeff_sort, fft_len, SparseCoeff, qsort_sparsecoeff);
372         for (x = 0; x < fft_len; x++)
373             total += fabsf(s->coeff_sort[x].value);
374
375         for (x = 0; x < fft_len; x++) {
376             partial += fabsf(s->coeff_sort[x].value);
377             if (partial > total * s->coeffclamp * COEFF_CLAMP) {
378                 s->coeffs_len[k] = fft_len - x;
379                 num_coeffs += s->coeffs_len[k];
380                 s->coeffs[k] = av_malloc_array(s->coeffs_len[k], sizeof(*s->coeffs[k]));
381                 if (!s->coeffs[k])
382                     return AVERROR(ENOMEM);
383                 for (y = 0; y < s->coeffs_len[k]; y++)
384                     s->coeffs[k][y] = s->coeff_sort[x+y];
385                 break;
386             }
387         }
388     }
389     end_time = av_gettime_relative();
390     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Elapsed time %.6f s (fft_len=%u, num_coeffs=%u)\n", 1e-6 * (end_time-start_time), fft_len, num_coeffs);
391
392     outlink->w = video_width;
393     outlink->h = video_height;
394
395     s->req_fullfilled = 0;
396     s->spectogram_index = 0;
397     s->frame_count = 0;
398     s->spectogram_count = 0;
399     s->remaining_fill = fft_len >> 1;
400     memset(s->fft_data, 0, fft_len * sizeof(*s->fft_data));
401
402     s->outpicref = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
403     if (!s->outpicref)
404         return AVERROR(ENOMEM);
405
406     s->spectogram = av_calloc(spectogram_height, s->outpicref->linesize[0]);
407     if (!s->spectogram)
408         return AVERROR(ENOMEM);
409
410     outlink->sample_aspect_ratio = av_make_q(1, 1);
411     outlink->time_base = av_make_q(1, s->fps);
412     outlink->frame_rate = av_make_q(s->fps, 1);
413     return 0;
414 }
415
416 static int plot_cqt(AVFilterLink *inlink)
417 {
418     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
419     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
420     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
421     int fft_len = 1 << s->fft_bits;
422     FFTSample result[VIDEO_WIDTH][4];
423     int x, y, ret = 0;
424     int linesize = s->outpicref->linesize[0];
425     int video_scale = s->fullhd ? 2 : 1;
426     int video_width = (VIDEO_WIDTH/2) * video_scale;
427     int spectogram_height = (SPECTOGRAM_HEIGHT/2) * video_scale;
428     int spectogram_start = (SPECTOGRAM_START/2) * video_scale;
429     int font_height = (FONT_HEIGHT/2) * video_scale;
430
431     /* real part contains left samples, imaginary part contains right samples */
432     memcpy(s->fft_result_left, s->fft_data, fft_len * sizeof(*s->fft_data));
433     av_fft_permute(s->fft_context, s->fft_result_left);
434     av_fft_calc(s->fft_context, s->fft_result_left);
435
436     /* separate left and right, (and multiply by 2.0) */
437     s->fft_result_right[0].re = 2.0f * s->fft_result_left[0].im;
438     s->fft_result_right[0].im = 0;
439     s->fft_result_left[0].re = 2.0f * s->fft_result_left[0].re;
440     s->fft_result_left[0].im = 0;
441     for (x = 1; x <= fft_len >> 1; x++) {
442         FFTSample tmpy = s->fft_result_left[fft_len-x].im - s->fft_result_left[x].im;
443
444         s->fft_result_right[x].re = s->fft_result_left[x].im + s->fft_result_left[fft_len-x].im;
445         s->fft_result_right[x].im = s->fft_result_left[x].re - s->fft_result_left[fft_len-x].re;
446         s->fft_result_right[fft_len-x].re = s->fft_result_right[x].re;
447         s->fft_result_right[fft_len-x].im = -s->fft_result_right[x].im;
448
449         s->fft_result_left[x].re = s->fft_result_left[x].re + s->fft_result_left[fft_len-x].re;
450         s->fft_result_left[x].im = tmpy;
451         s->fft_result_left[fft_len-x].re = s->fft_result_left[x].re;
452         s->fft_result_left[fft_len-x].im = -s->fft_result_left[x].im;
453     }
454
455     /* calculating cqt */
456     for (x = 0; x < VIDEO_WIDTH; x++) {
457         int u;
458         float g = 1.0f / s->gamma;
459         FFTComplex l = {0,0};
460         FFTComplex r = {0,0};
461
462         for (u = 0; u < s->coeffs_len[x]; u++) {
463             FFTSample value = s->coeffs[x][u].value;
464             int index = s->coeffs[x][u].index;
465             l.re += value * s->fft_result_left[index].re;
466             l.im += value * s->fft_result_left[index].im;
467             r.re += value * s->fft_result_right[index].re;
468             r.im += value * s->fft_result_right[index].im;
469         }
470         /* result is power, not amplitude */
471         result[x][0] = l.re * l.re + l.im * l.im;
472         result[x][2] = r.re * r.re + r.im * r.im;
473         result[x][1] = 0.5f * (result[x][0] + result[x][2]);
474         result[x][3] = result[x][1];
475         result[x][0] = 255.0f * powf(FFMIN(1.0f,result[x][0]), g);
476         result[x][1] = 255.0f * powf(FFMIN(1.0f,result[x][1]), g);
477         result[x][2] = 255.0f * powf(FFMIN(1.0f,result[x][2]), g);
478     }
479
480     if (!s->fullhd) {
481         for (x = 0; x < video_width; x++) {
482             result[x][0] = 0.5f * (result[2*x][0] + result[2*x+1][0]);
483             result[x][1] = 0.5f * (result[2*x][1] + result[2*x+1][1]);
484             result[x][2] = 0.5f * (result[2*x][2] + result[2*x+1][2]);
485             result[x][3] = 0.5f * (result[2*x][3] + result[2*x+1][3]);
486         }
487     }
488
489     for (x = 0; x < video_width; x++) {
490         s->spectogram[s->spectogram_index*linesize + 3*x] = result[x][0] + 0.5f;
491         s->spectogram[s->spectogram_index*linesize + 3*x + 1] = result[x][1] + 0.5f;
492         s->spectogram[s->spectogram_index*linesize + 3*x + 2] = result[x][2] + 0.5f;
493     }
494
495     /* drawing */
496     if (!s->spectogram_count) {
497         uint8_t *data = (uint8_t*) s->outpicref->data[0];
498         float rcp_result[VIDEO_WIDTH];
499         int total_length = linesize * spectogram_height;
500         int back_length = linesize * s->spectogram_index;
501
502         for (x = 0; x < video_width; x++)
503             rcp_result[x] = 1.0f / (result[x][3]+0.0001f);
504
505         /* drawing bar */
506         for (y = 0; y < spectogram_height; y++) {
507             float height = (spectogram_height - y) * (1.0f/spectogram_height);
508             uint8_t *lineptr = data + y * linesize;
509             for (x = 0; x < video_width; x++) {
510                 float mul;
511                 if (result[x][3] <= height) {
512                     *lineptr++ = 0;
513                     *lineptr++ = 0;
514                     *lineptr++ = 0;
515                 } else {
516                     mul = (result[x][3] - height) * rcp_result[x];
517                     *lineptr++ = mul * result[x][0] + 0.5f;
518                     *lineptr++ = mul * result[x][1] + 0.5f;
519                     *lineptr++ = mul * result[x][2] + 0.5f;
520                 }
521             }
522         }
523
524         /* drawing font */
525         if (s->font_alpha) {
526             for (y = 0; y < font_height; y++) {
527                 uint8_t *lineptr = data + (spectogram_height + y) * linesize;
528                 uint8_t *spectogram_src = s->spectogram + s->spectogram_index * linesize;
529                 for (x = 0; x < video_width; x++) {
530                     uint8_t alpha = s->font_alpha[y*video_width+x];
531                     uint8_t color = s->font_color[x];
532                     lineptr[3*x] = (spectogram_src[3*x] * (255-alpha) + (255-color) * alpha + 255) >> 8;
533                     lineptr[3*x+1] = (spectogram_src[3*x+1] * (255-alpha) + 255) >> 8;
534                     lineptr[3*x+2] = (spectogram_src[3*x+2] * (255-alpha) + color * alpha + 255) >> 8;
535                 }
536             }
537         } else {
538             for (y = 0; y < font_height; y++) {
539                 uint8_t *lineptr = data + (spectogram_height + y) * linesize;
540                 memcpy(lineptr, s->spectogram + s->spectogram_index * linesize, video_width*3);
541             }
542             for (x = 0; x < video_width; x += video_width/10) {
543                 int u;
544                 static const char str[] = "EF G A BC D ";
545                 uint8_t *startptr = data + spectogram_height * linesize + x * 3;
546                 for (u = 0; str[u]; u++) {
547                     int v;
548                     for (v = 0; v < 16; v++) {
549                         uint8_t *p = startptr + v * linesize * video_scale + 8 * 3 * u * video_scale;
550                         int ux = x + 8 * u * video_scale;
551                         int mask;
552                         for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
553                             if (mask & avpriv_vga16_font[str[u] * 16 + v]) {
554                                 p[0] = 255 - s->font_color[ux];
555                                 p[1] = 0;
556                                 p[2] = s->font_color[ux];
557                                 if (video_scale == 2) {
558                                     p[linesize] = p[0];
559                                     p[linesize+1] = p[1];
560                                     p[linesize+2] = p[2];
561                                     p[3] = p[linesize+3] = 255 - s->font_color[ux+1];
562                                     p[4] = p[linesize+4] = 0;
563                                     p[5] = p[linesize+5] = s->font_color[ux+1];
564                                 }
565                             }
566                             p  += 3 * video_scale;
567                             ux += video_scale;
568                         }
569                     }
570                 }
571             }
572         }
573
574         /* drawing spectogram/sonogram */
575         data += spectogram_start * linesize;
576         memcpy(data, s->spectogram + s->spectogram_index*linesize, total_length - back_length);
577
578         data += total_length - back_length;
579         if (back_length)
580             memcpy(data, s->spectogram, back_length);
581
582         s->outpicref->pts = s->frame_count;
583         ret = ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->outpicref));
584         s->req_fullfilled = 1;
585         s->frame_count++;
586     }
587     s->spectogram_count = (s->spectogram_count + 1) % s->count;
588     s->spectogram_index = (s->spectogram_index + spectogram_height - 1) % spectogram_height;
589     return ret;
590 }
591
592 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
593 {
594     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
595     ShowCQTContext *s = ctx->priv;
596     int step = inlink->sample_rate / (s->fps * s->count);
597     int fft_len = 1 << s->fft_bits;
598     int remaining;
599     float *audio_data;
600
601     if (!insamples) {
602         while (s->remaining_fill < (fft_len >> 1)) {
603             int ret, x;
604             memset(&s->fft_data[fft_len - s->remaining_fill], 0, sizeof(*s->fft_data) * s->remaining_fill);
605             ret = plot_cqt(inlink);
606             if (ret < 0)
607                 return ret;
608             for (x = 0; x < (fft_len-step); x++)
609                 s->fft_data[x] = s->fft_data[x+step];
610             s->remaining_fill += step;
611         }
612         return AVERROR(EOF);
613     }
614
615     remaining = insamples->nb_samples;
616     audio_data = (float*) insamples->data[0];
617
618     while (remaining) {
619         if (remaining >= s->remaining_fill) {
620             int i = insamples->nb_samples - remaining;
621             int j = fft_len - s->remaining_fill;
622             int m, ret;
623             for (m = 0; m < s->remaining_fill; m++) {
624                 s->fft_data[j+m].re = audio_data[2*(i+m)];
625                 s->fft_data[j+m].im = audio_data[2*(i+m)+1];
626             }
627             ret = plot_cqt(inlink);
628             if (ret < 0) {
629                 av_frame_free(&insamples);
630                 return ret;
631             }
632             remaining -= s->remaining_fill;
633             for (m = 0; m < fft_len-step; m++)
634                 s->fft_data[m] = s->fft_data[m+step];
635             s->remaining_fill = step;
636         } else {
637             int i = insamples->nb_samples - remaining;
638             int j = fft_len - s->remaining_fill;
639             int m;
640             for (m = 0; m < remaining; m++) {
641                 s->fft_data[m+j].re = audio_data[2*(i+m)];
642                 s->fft_data[m+j].im = audio_data[2*(i+m)+1];
643             }
644             s->remaining_fill -= remaining;
645             remaining = 0;
646         }
647     }
648     av_frame_free(&insamples);
649     return 0;
650 }
651
652 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
653 {
654     ShowCQTContext *s = outlink->src->priv;
655     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
656     int ret;
657
658     s->req_fullfilled = 0;
659     do {
660         ret = ff_request_frame(inlink);
661     } while (!s->req_fullfilled && ret >= 0);
662
663     if (ret == AVERROR_EOF && s->outpicref)
664         filter_frame(inlink, NULL);
665     return ret;
666 }
667
668 static const AVFilterPad showcqt_inputs[] = {
669     {
670         .name         = "default",
671         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
672         .filter_frame = filter_frame,
673     },
674     { NULL }
675 };
676
677 static const AVFilterPad showcqt_outputs[] = {
678     {
679         .name          = "default",
680         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
681         .config_props  = config_output,
682         .request_frame = request_frame,
683     },
684     { NULL }
685 };
686
687 AVFilter ff_avf_showcqt = {
688     .name          = "showcqt",
689     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a CQT (Constant Q Transform) spectrum video output."),
690     .uninit        = uninit,
691     .query_formats = query_formats,
692     .priv_size     = sizeof(ShowCQTContext),
693     .inputs        = showcqt_inputs,
694     .outputs       = showcqt_outputs,
695     .priv_class    = &showcqt_class,
696 };