Merge commit '12b14382861fbf19378afcddaa19cd9a949a86a3'
[ffmpeg.git] / libavfilter / avf_showfreqs.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2015 Paul B Mahol
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include <math.h>
22
23 #include "libavcodec/avfft.h"
24 #include "libavutil/audio_fifo.h"
25 #include "libavutil/avassert.h"
26 #include "libavutil/avstring.h"
27 #include "libavutil/channel_layout.h"
28 #include "libavutil/intreadwrite.h"
29 #include "libavutil/opt.h"
30 #include "libavutil/parseutils.h"
31 #include "audio.h"
32 #include "video.h"
33 #include "avfilter.h"
34 #include "internal.h"
35
36 enum DisplayMode    { LINE, BAR, DOT, NB_MODES };
37 enum FrequencyScale { FS_LINEAR, FS_LOG, FS_RLOG, NB_FSCALES };
38 enum AmplitudeScale { AS_LINEAR, AS_SQRT, AS_CBRT, AS_LOG, NB_ASCALES };
39 enum WindowFunc     { WFUNC_RECT, WFUNC_HANNING, WFUNC_HAMMING, WFUNC_BLACKMAN,
40                       WFUNC_BARTLETT, WFUNC_WELCH, WFUNC_FLATTOP,
41                       WFUNC_BHARRIS, WFUNC_BNUTTALL, WFUNC_SINE, WFUNC_NUTTALL,
42                       WFUNC_BHANN, WFUNC_LANCZOS, WFUNC_GAUSS, NB_WFUNC };
43
44 typedef struct ShowFreqsContext {
45     const AVClass *class;
46     int w, h;
47     int mode;
48     int fft_bits;
49     int ascale, fscale;
50     int avg;
51     int win_func;
52     FFTContext *fft;
53     FFTComplex **fft_data;
54     float **avg_data;
55     float *window_func_lut;
56     float overlap;
57     int skip_samples;
58     int nb_channels;
59     int nb_freq;
60     int win_size;
61     float scale;
62     char *colors;
63     AVAudioFifo *fifo;
64     int64_t pts;
65 } ShowFreqsContext;
66
67 #define OFFSET(x) offsetof(ShowFreqsContext, x)
68 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
69
70 static const AVOption showfreqs_options[] = {
71     { "size", "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "1024x512"}, 0, 0, FLAGS },
72     { "s",    "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "1024x512"}, 0, 0, FLAGS },
73     { "mode", "set display mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=BAR}, 0, NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
74         { "line", "show lines",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINE},   0, 0, FLAGS, "mode" },
75         { "bar",  "show bars",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BAR},    0, 0, FLAGS, "mode" },
76         { "dot",  "show dots",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=DOT},    0, 0, FLAGS, "mode" },
77     { "ascale", "set amplitude scale", OFFSET(ascale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=AS_LOG}, 0, NB_ASCALES-1, FLAGS, "ascale" },
78         { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "ascale" },
79         { "sqrt", "square root", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_SQRT},   0, 0, FLAGS, "ascale" },
80         { "cbrt", "cubic root",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_CBRT},   0, 0, FLAGS, "ascale" },
81         { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=AS_LOG},    0, 0, FLAGS, "ascale" },
82     { "fscale", "set frequency scale", OFFSET(fscale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=FS_LINEAR}, 0, NB_FSCALES-1, FLAGS, "fscale" },
83         { "lin",  "linear",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "fscale" },
84         { "log",  "logarithmic",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_LOG},    0, 0, FLAGS, "fscale" },
85         { "rlog", "reverse logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FS_RLOG},   0, 0, FLAGS, "fscale" },
86     { "win_size", "set window size", OFFSET(fft_bits), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=11}, 4, 16, FLAGS, "fft" },
87         { "w16",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=4},  0, 0, FLAGS, "fft" },
88         { "w32",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=5},  0, 0, FLAGS, "fft" },
89         { "w64",    0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=6},  0, 0, FLAGS, "fft" },
90         { "w128",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=7},  0, 0, FLAGS, "fft" },
91         { "w256",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=8},  0, 0, FLAGS, "fft" },
92         { "w512",   0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=9},  0, 0, FLAGS, "fft" },
93         { "w1024",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=10}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
94         { "w2048",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=11}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
95         { "w4096",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=12}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
96         { "w8192",  0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=13}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
97         { "w16384", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=14}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
98         { "w32768", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=15}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
99         { "w65536", 0, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=16}, 0, 0, FLAGS, "fft" },
100     { "win_func", "set window function", OFFSET(win_func), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=WFUNC_HANNING}, 0, NB_WFUNC-1, FLAGS, "win_func" },
101         { "rect",     "Rectangular",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_RECT},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
102         { "bartlett", "Bartlett",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BARTLETT}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
103         { "hanning",  "Hanning",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
104         { "hamming",  "Hamming",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HAMMING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
105         { "blackman", "Blackman",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BLACKMAN}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
106         { "welch",    "Welch",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_WELCH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
107         { "flattop",  "Flat-top",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_FLATTOP},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
108         { "bharris",  "Blackman-Harris",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHARRIS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
109         { "bnuttall", "Blackman-Nuttall", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BNUTTALL}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
110         { "bhann",    "Bartlett-Hann",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHANN},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
111         { "sine",     "Sine",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_SINE},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
112         { "nuttall",  "Nuttall",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_NUTTALL},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
113         { "lanczos",  "Lanczos",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_LANCZOS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
114         { "gauss",    "Gauss",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_GAUSS},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
115     { "overlap",  "set window overlap", OFFSET(overlap), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.}, 0., 1., FLAGS },
116     { "averaging", "set time averaging", OFFSET(avg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
117     { "colors", "set channels colors", OFFSET(colors), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "red|green|blue|yellow|orange|lime|pink|magenta|brown" }, 0, 0, FLAGS },
118     { NULL }
119 };
120
121 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showfreqs);
122
123 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
124 {
125     AVFilterFormats *formats = NULL;
126     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
127     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
128     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
129     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLTP, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
130     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
131     int ret;
132
133     /* set input audio formats */
134     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
135     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0)
136         return ret;
137
138     layouts = ff_all_channel_layouts();
139     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
140         return ret;
141
142     formats = ff_all_samplerates();
143     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0)
144         return ret;
145
146     /* set output video format */
147     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
148     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
149         return ret;
150
151     return 0;
152 }
153
154 static void generate_window_func(float *lut, int N, int win_func, float *overlap)
155 {
156     int n;
157
158     switch (win_func) {
159     case WFUNC_RECT:
160         for (n = 0; n < N; n++)
161             lut[n] = 1.;
162         *overlap = 0.;
163         break;
164     case WFUNC_BARTLETT:
165         for (n = 0; n < N; n++)
166             lut[n] = 1.-fabs((n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.));
167         *overlap = 0.5;
168         break;
169     case WFUNC_HANNING:
170         for (n = 0; n < N; n++)
171             lut[n] = .5*(1-cos(2*M_PI*n/(N-1)));
172         *overlap = 0.5;
173         break;
174     case WFUNC_HAMMING:
175         for (n = 0; n < N; n++)
176             lut[n] = .54-.46*cos(2*M_PI*n/(N-1));
177         *overlap = 0.5;
178         break;
179     case WFUNC_BLACKMAN:
180         for (n = 0; n < N; n++)
181             lut[n] = .42659-.49656*cos(2*M_PI*n/(N-1))+.076849*cos(4*M_PI*n/(N-1));
182         *overlap = 0.661;
183         break;
184     case WFUNC_WELCH:
185         for (n = 0; n < N; n++)
186             lut[n] = 1.-(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.)*(n-(N-1)/2.)/((N-1)/2.);
187         *overlap = 0.293;
188         break;
189     case WFUNC_FLATTOP:
190         for (n = 0; n < N; n++)
191             lut[n] = 1.-1.985844164102*cos( 2*M_PI*n/(N-1))+1.791176438506*cos( 4*M_PI*n/(N-1))-
192                         1.282075284005*cos( 6*M_PI*n/(N-1))+0.667777530266*cos( 8*M_PI*n/(N-1))-
193                         0.240160796576*cos(10*M_PI*n/(N-1))+0.056656381764*cos(12*M_PI*n/(N-1))-
194                         0.008134974479*cos(14*M_PI*n/(N-1))+0.000624544650*cos(16*M_PI*n/(N-1))-
195                         0.000019808998*cos(18*M_PI*n/(N-1))+0.000000132974*cos(20*M_PI*n/(N-1));
196         *overlap = 0.841;
197         break;
198     case WFUNC_BHARRIS:
199         for (n = 0; n < N; n++)
200             lut[n] = 0.35875-0.48829*cos(2*M_PI*n/(N-1))+0.14128*cos(4*M_PI*n/(N-1))-0.01168*cos(6*M_PI*n/(N-1));
201         *overlap = 0.661;
202         break;
203     case WFUNC_BNUTTALL:
204         for (n = 0; n < N; n++)
205             lut[n] = 0.3635819-0.4891775*cos(2*M_PI*n/(N-1))+0.1365995*cos(4*M_PI*n/(N-1))-0.0106411*cos(6*M_PI*n/(N-1));
206         *overlap = 0.661;
207         break;
208     case WFUNC_BHANN:
209         for (n = 0; n < N; n++)
210             lut[n] = 0.62-0.48*fabs(n/(double)(N-1)-.5)-0.38*cos(2*M_PI*n/(N-1));
211         *overlap = 0.5;
212         break;
213     case WFUNC_SINE:
214         for (n = 0; n < N; n++)
215             lut[n] = sin(M_PI*n/(N-1));
216         *overlap = 0.75;
217         break;
218     case WFUNC_NUTTALL:
219         for (n = 0; n < N; n++)
220             lut[n] = 0.355768-0.487396*cos(2*M_PI*n/(N-1))+0.144232*cos(4*M_PI*n/(N-1))-0.012604*cos(6*M_PI*n/(N-1));
221         *overlap = 0.663;
222         break;
223     case WFUNC_LANCZOS:
224 #define SINC(x) (!(x)) ? 1 : sin(M_PI * (x))/(M_PI * (x));
225         for (n = 0; n < N; n++)
226             lut[n] = SINC((2.*n)/(N-1)-1);
227         *overlap = 0.75;
228         break;
229     case WFUNC_GAUSS:
230         for (n = 0; n < N; n++)
231             lut[n] = pow(M_E,-0.5*pow((n-(N-1)/2)/(0.4*(N-1)/2.f),2));
232         *overlap = 0.75;
233         break;
234     default:
235         av_assert0(0);
236     }
237 }
238
239 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
240 {
241     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
242     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
243     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
244     float overlap;
245     int i;
246
247     s->nb_freq = 1 << (s->fft_bits - 1);
248     s->win_size = s->nb_freq << 1;
249     av_audio_fifo_free(s->fifo);
250     av_fft_end(s->fft);
251     s->fft = av_fft_init(s->fft_bits, 0);
252     if (!s->fft) {
253         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT context. "
254                "The window size might be too high.\n");
255         return AVERROR(ENOMEM);
256     }
257
258     /* FFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
259      * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
260      * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
261     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
262         av_freep(&s->fft_data[i]);
263         av_freep(&s->avg_data[i]);
264     }
265     av_freep(&s->fft_data);
266     av_freep(&s->avg_data);
267     s->nb_channels = inlink->channels;
268
269     s->fft_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->fft_data));
270     if (!s->fft_data)
271         return AVERROR(ENOMEM);
272     s->avg_data = av_calloc(s->nb_channels, sizeof(*s->avg_data));
273     if (!s->fft_data)
274         return AVERROR(ENOMEM);
275     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
276         s->fft_data[i] = av_calloc(s->win_size, sizeof(**s->fft_data));
277         s->avg_data[i] = av_calloc(s->nb_freq, sizeof(**s->avg_data));
278         if (!s->fft_data[i] || !s->avg_data[i])
279             return AVERROR(ENOMEM);
280     }
281
282     /* pre-calc windowing function */
283     s->window_func_lut = av_realloc_f(s->window_func_lut, s->win_size,
284                                       sizeof(*s->window_func_lut));
285     if (!s->window_func_lut)
286         return AVERROR(ENOMEM);
287     generate_window_func(s->window_func_lut, s->win_size, s->win_func, &overlap);
288     if (s->overlap == 1.)
289         s->overlap = overlap;
290     s->skip_samples = (1. - s->overlap) * s->win_size;
291     if (s->skip_samples < 1) {
292         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "overlap %f too big\n", s->overlap);
293         return AVERROR(EINVAL);
294     }
295
296     for (s->scale = 0, i = 0; i < s->win_size; i++) {
297         s->scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
298     }
299
300     outlink->frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->win_size * (1.-s->overlap));
301     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
302     outlink->w = s->w;
303     outlink->h = s->h;
304
305     s->fifo = av_audio_fifo_alloc(inlink->format, inlink->channels, s->win_size);
306     if (!s->fifo)
307         return AVERROR(ENOMEM);
308     return 0;
309 }
310
311 static inline void draw_dot(AVFrame *out, int x, int y, uint8_t fg[4])
312 {
313
314     uint32_t color = AV_RL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4);
315
316     if ((color & 0xffffff) != 0)
317         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg) | color);
318     else
319         AV_WL32(out->data[0] + y * out->linesize[0] + x * 4, AV_RL32(fg));
320 }
321
322 static int get_sx(ShowFreqsContext *s, int f)
323 {
324     switch (s->fscale) {
325     case FS_LINEAR:
326         return (s->w/(float)s->nb_freq)*f;
327     case FS_LOG:
328         return s->w-pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.));
329     case FS_RLOG:
330         return pow(s->w, f/(s->nb_freq-1.));
331     }
332
333     return 0;
334 }
335
336 static float get_bsize(ShowFreqsContext *s, int f)
337 {
338     switch (s->fscale) {
339     case FS_LINEAR:
340         return s->w/(float)s->nb_freq;
341     case FS_LOG:
342         return pow(s->w, (s->nb_freq-f-1)/(s->nb_freq-1.))-
343                pow(s->w, (s->nb_freq-f-2)/(s->nb_freq-1.));
344     case FS_RLOG:
345         return pow(s->w, (f+1)/(s->nb_freq-1.))-
346                pow(s->w,  f   /(s->nb_freq-1.));
347     }
348
349     return 1.;
350 }
351
352 static inline void plot_freq(ShowFreqsContext *s, int ch,
353                              double a, int f, uint8_t fg[4], int *prev_y,
354                              AVFrame *out, AVFilterLink *outlink)
355 {
356     const int w = s->w;
357     const float avg = s->avg_data[ch][f];
358     const float bsize = get_bsize(s, f);
359     const int sx = get_sx(s, f);
360     int x, y, i;
361
362     switch(s->ascale) {
363     case AS_SQRT:
364         a = 1.0 - sqrt(a);
365         break;
366     case AS_CBRT:
367         a = 1.0 - cbrt(a);
368         break;
369     case AS_LOG:
370         a = log(av_clipd(a, 1e-6, 1)) / log(1e-6);
371         break;
372     case AS_LINEAR:
373         a = 1.0 - a;
374         break;
375     }
376     y = a * outlink->h - 1;
377     if (y < 0)
378         return;
379
380     switch (s->avg) {
381     case 0:
382         y = s->avg_data[ch][f] = !outlink->frame_count ? y : FFMIN(avg, y);
383         break;
384     case 1:
385         break;
386     default:
387         s->avg_data[ch][f] = avg + y * (y - avg) / (FFMIN(outlink->frame_count + 1, s->avg) * y);
388         y = s->avg_data[ch][f];
389         break;
390     }
391
392     switch(s->mode) {
393     case LINE:
394         if (*prev_y == -1) {
395             *prev_y = y;
396         }
397         if (y <= *prev_y) {
398             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
399                 draw_dot(out, x, y, fg);
400             for (i = y; i <= *prev_y; i++)
401                 draw_dot(out, sx, i, fg);
402         } else {
403             for (i = *prev_y; i <= y; i++)
404                 draw_dot(out, sx, i, fg);
405             for (x = sx + 1; x < sx + bsize && x < w; x++)
406                 draw_dot(out, x, i - 1, fg);
407         }
408         *prev_y = y;
409         break;
410     case BAR:
411         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
412             for (i = y; i < outlink->h; i++)
413                 draw_dot(out, x, i, fg);
414         break;
415     case DOT:
416         for (x = sx; x < sx + bsize && x < w; x++)
417             draw_dot(out, x, y, fg);
418         break;
419     }
420 }
421
422 static int plot_freqs(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
423 {
424     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
425     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
426     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
427     const int win_size = s->win_size;
428     char *colors, *color, *saveptr = NULL;
429     AVFrame *out;
430     int ch, n;
431
432     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
433     if (!out)
434         return AVERROR(ENOMEM);
435
436     for (n = 0; n < outlink->h; n++)
437         memset(out->data[0] + out->linesize[0] * n, 0, outlink->w * 4);
438
439     /* fill FFT input with the number of samples available */
440     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
441         const float *p = (float *)in->extended_data[ch];
442
443         for (n = 0; n < in->nb_samples; n++) {
444             s->fft_data[ch][n].re = p[n] * s->window_func_lut[n];
445             s->fft_data[ch][n].im = 0;
446         }
447         for (; n < win_size; n++) {
448             s->fft_data[ch][n].re = 0;
449             s->fft_data[ch][n].im = 0;
450         }
451     }
452
453     /* run FFT on each samples set */
454     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
455         av_fft_permute(s->fft, s->fft_data[ch]);
456         av_fft_calc(s->fft, s->fft_data[ch]);
457     }
458
459 #define RE(x, ch) s->fft_data[ch][x].re
460 #define IM(x, ch) s->fft_data[ch][x].im
461 #define M(a, b) (sqrt((a) * (a) + (b) * (b)))
462
463     colors = av_strdup(s->colors);
464     if (!colors) {
465         av_frame_free(&out);
466         return AVERROR(ENOMEM);
467     }
468
469     for (ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
470         uint8_t fg[4] = { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff };
471         int prev_y = -1, f;
472         double a;
473
474         color = av_strtok(ch == 0 ? colors : NULL, " |", &saveptr);
475         if (color)
476             av_parse_color(fg, color, -1, ctx);
477
478         a = av_clipd(M(RE(0, ch), 0) / s->scale, 0, 1);
479         plot_freq(s, ch, a, 0, fg, &prev_y, out, outlink);
480
481         for (f = 1; f < s->nb_freq; f++) {
482             a = av_clipd(M(RE(f, ch), IM(f, ch)) / s->scale, 0, 1);
483
484             plot_freq(s, ch, a, f, fg, &prev_y, out, outlink);
485         }
486     }
487
488     av_free(colors);
489     out->pts = in->pts;
490     return ff_filter_frame(outlink, out);
491 }
492
493 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
494 {
495     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
496     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
497     AVFrame *fin = NULL;
498     int ret = 0;
499
500     av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)in->extended_data, in->nb_samples);
501     while (av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
502         fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
503         if (!fin) {
504             ret = AVERROR(ENOMEM);
505             goto fail;
506         }
507
508         fin->pts = s->pts;
509         s->pts += s->skip_samples;
510         ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data, s->win_size);
511         if (ret < 0)
512             goto fail;
513
514         ret = plot_freqs(inlink, fin);
515         av_frame_free(&fin);
516         av_audio_fifo_drain(s->fifo, s->skip_samples);
517         if (ret < 0)
518             goto fail;
519     }
520
521 fail:
522     av_frame_free(&fin);
523     av_frame_free(&in);
524     return ret;
525 }
526
527 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
528 {
529     ShowFreqsContext *s = ctx->priv;
530     int i;
531
532     av_fft_end(s->fft);
533     for (i = 0; i < s->nb_channels; i++) {
534         av_freep(&s->fft_data[i]);
535         av_freep(&s->avg_data[i]);
536     }
537     av_freep(&s->fft_data);
538     av_freep(&s->avg_data);
539     av_freep(&s->window_func_lut);
540     av_audio_fifo_free(s->fifo);
541 }
542
543 static const AVFilterPad showfreqs_inputs[] = {
544     {
545         .name         = "default",
546         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
547         .filter_frame = filter_frame,
548     },
549     { NULL }
550 };
551
552 static const AVFilterPad showfreqs_outputs[] = {
553     {
554         .name          = "default",
555         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
556         .config_props  = config_output,
557     },
558     { NULL }
559 };
560
561 AVFilter ff_avf_showfreqs = {
562     .name          = "showfreqs",
563     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a frequencies video output."),
564     .uninit        = uninit,
565     .query_formats = query_formats,
566     .priv_size     = sizeof(ShowFreqsContext),
567     .inputs        = showfreqs_inputs,
568     .outputs       = showfreqs_outputs,
569     .priv_class    = &showfreqs_class,
570 };