avfilter/af_afir: do not over allocate fft buffer
[ffmpeg.git] / libavfilter / avf_showspectrum.c
index 3efd000..e8d3f1e 100644 (file)
 #include "libavutil/avstring.h"
 #include "libavutil/channel_layout.h"
 #include "libavutil/opt.h"
+#include "libavutil/parseutils.h"
 #include "libavutil/xga_font_data.h"
 #include "audio.h"
 #include "video.h"
 #include "avfilter.h"
+#include "filters.h"
 #include "internal.h"
 #include "window_func.h"
 
 enum DisplayMode  { COMBINED, SEPARATE, NB_MODES };
 enum DataMode     { D_MAGNITUDE, D_PHASE, NB_DMODES };
 enum DisplayScale { LINEAR, SQRT, CBRT, LOG, FOURTHRT, FIFTHRT, NB_SCALES };
-enum ColorMode    { CHANNEL, INTENSITY, RAINBOW, MORELAND, NEBULAE, FIRE, FIERY, FRUIT, COOL, NB_CLMODES };
+enum ColorMode    { CHANNEL, INTENSITY, RAINBOW, MORELAND, NEBULAE, FIRE, FIERY, FRUIT, COOL, MAGMA, GREEN, VIRIDIS, PLASMA, CIVIDIS, TERRAIN, NB_CLMODES };
 enum SlideMode    { REPLACE, SCROLL, FULLFRAME, RSCROLL, NB_SLIDES };
 enum Orientation  { VERTICAL, HORIZONTAL, NB_ORIENTATIONS };
 
-typedef struct {
+typedef struct ShowSpectrumContext {
     const AVClass *class;
     int w, h;
+    char *rate_str;
+    AVRational auto_frame_rate;
+    AVRational frame_rate;
     AVFrame *outpicref;
     int nb_display_channels;
     int orientation;
@@ -61,23 +66,32 @@ typedef struct {
     int color_mode;             ///< display color scheme
     int scale;
     float saturation;           ///< color saturation multiplier
+    float rotation;             ///< color rotation
+    int start, stop;            ///< zoom mode
     int data;
     int xpos;                   ///< x position (current column)
-    FFTContext *fft;            ///< Fast Fourier Transform context
+    FFTContext **fft;           ///< Fast Fourier Transform context
+    FFTContext **ifft;          ///< Inverse Fast Fourier Transform context
     int fft_bits;               ///< number of bits (FFT window size = 1<<fft_bits)
     FFTComplex **fft_data;      ///< bins holder for each (displayed) channels
+    FFTComplex **fft_scratch;   ///< scratch buffers
     float *window_func_lut;     ///< Window function LUT
     float **magnitudes;
     float **phases;
     int win_func;
     int win_size;
+    int buf_size;
     double win_scale;
     float overlap;
     float gain;
+    int consumed;
     int hop_size;
     float *combine_buffer;      ///< color combining buffer (3 * h items)
+    float **color_buffer;       ///< color buffer (3 * h * ch items)
     AVAudioFifo *fifo;
     int64_t pts;
+    int64_t old_pts;
+    int old_len;
     int single_pic;
     int legend;
     int start_x, start_y;
@@ -92,8 +106,8 @@ static const AVOption showspectrum_options[] = {
     { "slide", "set sliding mode", OFFSET(sliding), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, NB_SLIDES-1, FLAGS, "slide" },
         { "replace", "replace old columns with new", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=REPLACE}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
         { "scroll", "scroll from right to left", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SCROLL}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
-        { "rscroll", "scroll from left to right", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=RSCROLL}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
         { "fullframe", "return full frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FULLFRAME}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
+        { "rscroll", "scroll from left to right", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=RSCROLL}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
     { "mode", "set channel display mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=COMBINED}, COMBINED, NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
         { "combined", "combined mode", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COMBINED}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
         { "separate", "separate mode", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SEPARATE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
@@ -107,13 +121,19 @@ static const AVOption showspectrum_options[] = {
         { "fiery",     "fiery based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIERY},     0, 0, FLAGS, "color" },
         { "fruit",     "fruit based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FRUIT},     0, 0, FLAGS, "color" },
         { "cool",      "cool based coloring",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COOL},      0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "magma",     "magma based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MAGMA},     0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "green",     "green based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=GREEN},     0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "viridis",   "viridis based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VIRIDIS},   0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "plasma",    "plasma based coloring",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PLASMA},    0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "cividis",   "cividis based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CIVIDIS},   0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "terrain",   "terrain based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TERRAIN},   0, 0, FLAGS, "color" },
     { "scale", "set display scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=SQRT}, LINEAR, NB_SCALES-1, FLAGS, "scale" },
+        { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
         { "sqrt", "square root", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SQRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
         { "cbrt", "cubic root",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CBRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
+        { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LOG},    0, 0, FLAGS, "scale" },
         { "4thrt","4th root",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FOURTHRT}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
         { "5thrt","5th root",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIFTHRT},  0, 0, FLAGS, "scale" },
-        { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LOG},    0, 0, FLAGS, "scale" },
-        { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
     { "saturation", "color saturation multiplier", OFFSET(saturation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1}, -10, 10, FLAGS },
     { "win_func", "set window function", OFFSET(win_func), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = WFUNC_HANNING}, 0, NB_WFUNC-1, FLAGS, "win_func" },
         { "rect",     "Rectangular",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_RECT},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
@@ -132,6 +152,11 @@ static const AVOption showspectrum_options[] = {
         { "lanczos",  "Lanczos",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_LANCZOS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
         { "gauss",    "Gauss",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_GAUSS},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
         { "tukey",    "Tukey",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_TUKEY},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "dolph",    "Dolph-Chebyshev",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_DOLPH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "cauchy",   "Cauchy",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_CAUCHY},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "parzen",   "Parzen",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_PARZEN},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "poisson",  "Poisson",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_POISSON},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "bohman",   "Bohman",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BOHMAN},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
     { "orientation", "set orientation", OFFSET(orientation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=VERTICAL}, 0, NB_ORIENTATIONS-1, FLAGS, "orientation" },
         { "vertical",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VERTICAL},   0, 0, FLAGS, "orientation" },
         { "horizontal", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=HORIZONTAL}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
@@ -140,6 +165,11 @@ static const AVOption showspectrum_options[] = {
     { "data", "set data mode", OFFSET(data), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, NB_DMODES-1, FLAGS, "data" },
         { "magnitude", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=D_MAGNITUDE}, 0, 0, FLAGS, "data" },
         { "phase",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=D_PHASE},     0, 0, FLAGS, "data" },
+    { "rotation", "color rotation", OFFSET(rotation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0}, -1, 1, FLAGS },
+    { "start", "start frequency", OFFSET(start), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
+    { "stop",  "stop frequency",  OFFSET(stop),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
+    { "fps",   "set video rate",  OFFSET(rate_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "auto"}, 0, 0, FLAGS },
+    { "legend", "draw legend", OFFSET(legend), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, FLAGS },
     { NULL }
 };
 
@@ -215,6 +245,50 @@ static const struct ColorTable {
     {    0,                  0,                  0,                   0 },
     {  .15,                  0,                 .5,                 -.5 },
     {    1,                  1,                -.5,                  .5 }},
+    [MAGMA] = {
+    {    0,                  0,                  0,                   0 },
+    { 0.10,            23/256.,     (175-128)/256.,      (120-128)/256. },
+    { 0.23,            43/256.,     (158-128)/256.,      (144-128)/256. },
+    { 0.35,            85/256.,     (138-128)/256.,      (179-128)/256. },
+    { 0.48,            96/256.,     (128-128)/256.,      (189-128)/256. },
+    { 0.64,           128/256.,     (103-128)/256.,      (214-128)/256. },
+    { 0.92,           205/256.,      (80-128)/256.,      (152-128)/256. },
+    {    1,                  1,                  0,                   0 }},
+    [GREEN] = {
+    {    0,                  0,                  0,                   0 },
+    {  .75,                 .5,                  0,                 -.5 },
+    {    1,                  1,                  0,                   0 }},
+    [VIRIDIS] = {
+    {    0,                  0,                  0,                   0 },
+    { 0.10,          0x39/255.,   (0x9D -128)/255.,    (0x8F -128)/255. },
+    { 0.23,          0x5C/255.,   (0x9A -128)/255.,    (0x68 -128)/255. },
+    { 0.35,          0x69/255.,   (0x93 -128)/255.,    (0x57 -128)/255. },
+    { 0.48,          0x76/255.,   (0x88 -128)/255.,    (0x4B -128)/255. },
+    { 0.64,          0x8A/255.,   (0x72 -128)/255.,    (0x4F -128)/255. },
+    { 0.80,          0xA3/255.,   (0x50 -128)/255.,    (0x66 -128)/255. },
+    {    1,          0xCC/255.,   (0x2F -128)/255.,    (0x87 -128)/255. }},
+    [PLASMA] = {
+    {    0,                  0,                  0,                   0 },
+    { 0.10,          0x27/255.,   (0xC2 -128)/255.,    (0x82 -128)/255. },
+    { 0.58,          0x5B/255.,   (0x9A -128)/255.,    (0xAE -128)/255. },
+    { 0.70,          0x89/255.,   (0x44 -128)/255.,    (0xAB -128)/255. },
+    { 0.80,          0xB4/255.,   (0x2B -128)/255.,    (0x9E -128)/255. },
+    { 0.91,          0xD2/255.,   (0x38 -128)/255.,    (0x92 -128)/255. },
+    {    1,                  1,                  0,                  0. }},
+    [CIVIDIS] = {
+    {    0,                  0,                  0,                   0 },
+    { 0.20,          0x28/255.,   (0x98 -128)/255.,    (0x6F -128)/255. },
+    { 0.50,          0x48/255.,   (0x95 -128)/255.,    (0x74 -128)/255. },
+    { 0.63,          0x69/255.,   (0x84 -128)/255.,    (0x7F -128)/255. },
+    { 0.76,          0x89/255.,   (0x75 -128)/255.,    (0x84 -128)/255. },
+    { 0.90,          0xCE/255.,   (0x35 -128)/255.,    (0x95 -128)/255. },
+    {    1,                  1,                  0,                  0. }},
+    [TERRAIN] = {
+    {    0,                  0,                  0,                   0 },
+    { 0.15,                  0,                 .5,                   0 },
+    { 0.60,                  1,                -.5,                 -.5 },
+    { 0.85,                  1,                -.5,                  .5 },
+    {    1,                  1,                  0,                   0 }},
 };
 
 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
@@ -223,12 +297,31 @@ static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
     int i;
 
     av_freep(&s->combine_buffer);
-    av_fft_end(s->fft);
+    if (s->fft) {
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
+            av_fft_end(s->fft[i]);
+    }
+    av_freep(&s->fft);
+    if (s->ifft) {
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
+            av_fft_end(s->ifft[i]);
+    }
+    av_freep(&s->ifft);
     if (s->fft_data) {
         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
             av_freep(&s->fft_data[i]);
     }
     av_freep(&s->fft_data);
+    if (s->fft_scratch) {
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
+            av_freep(&s->fft_scratch[i]);
+    }
+    av_freep(&s->fft_scratch);
+    if (s->color_buffer) {
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
+            av_freep(&s->color_buffer[i]);
+    }
+    av_freep(&s->color_buffer);
     av_freep(&s->window_func_lut);
     if (s->magnitudes) {
         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
@@ -275,229 +368,137 @@ static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
     return 0;
 }
 
-static int config_output(AVFilterLink *outlink)
+static int run_channel_fft(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 {
-    AVFilterContext *ctx = outlink->src;
-    AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
-    int i, fft_bits, h, w;
-    float overlap;
-
-    if (!strcmp(ctx->filter->name, "showspectrumpic"))
-        s->single_pic = 1;
-
-    outlink->w = s->w;
-    outlink->h = s->h;
-
-    if (s->legend) {
-        s->start_x = log10(inlink->sample_rate) * 25;
-        s->start_y = 64;
-        outlink->w += s->start_x * 2;
-        outlink->h += s->start_y * 2;
-    }
+    AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
+    const float *window_func_lut = s->window_func_lut;
+    AVFrame *fin = arg;
+    const int ch = jobnr;
+    int n;
 
-    h = (s->mode == COMBINED || s->orientation == HORIZONTAL) ? s->h : s->h / inlink->channels;
-    w = (s->mode == COMBINED || s->orientation == VERTICAL)   ? s->w : s->w / inlink->channels;
-    s->channel_height = h;
-    s->channel_width  = w;
+    /* fill FFT input with the number of samples available */
+    const float *p = (float *)fin->extended_data[ch];
 
-    if (s->orientation == VERTICAL) {
-        /* FFT window size (precision) according to the requested output frame height */
-        for (fft_bits = 1; 1 << fft_bits < 2 * h; fft_bits++);
-    } else {
-        /* FFT window size (precision) according to the requested output frame width */
-        for (fft_bits = 1; 1 << fft_bits < 2 * w; fft_bits++);
+    for (n = 0; n < s->win_size; n++) {
+        s->fft_data[ch][n].re = p[n] * window_func_lut[n];
+        s->fft_data[ch][n].im = 0;
     }
-    s->win_size = 1 << fft_bits;
-
-    /* (re-)configuration if the video output changed (or first init) */
-    if (fft_bits != s->fft_bits) {
-        AVFrame *outpicref;
 
-        av_fft_end(s->fft);
-        s->fft = av_fft_init(fft_bits, 0);
-        if (!s->fft) {
-            av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT context. "
-                   "The window size might be too high.\n");
-            return AVERROR(EINVAL);
-        }
-        s->fft_bits = fft_bits;
+    if (s->stop) {
+        double theta, phi, psi, a, b, S, c;
+        FFTComplex *g = s->fft_data[ch];
+        FFTComplex *h = s->fft_scratch[ch];
+        int L = s->buf_size;
+        int N = s->win_size;
+        int M = s->win_size / 2;
 
-        /* FFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
-         * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
-         * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
-        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
-            av_freep(&s->fft_data[i]);
-        av_freep(&s->fft_data);
-        s->nb_display_channels = inlink->channels;
+        phi = 2.0 * M_PI * (s->stop - s->start) / (double)inlink->sample_rate / (M - 1);
+        theta = 2.0 * M_PI * s->start / (double)inlink->sample_rate;
 
-        s->magnitudes = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->magnitudes));
-        if (!s->magnitudes)
-            return AVERROR(ENOMEM);
-        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
-            s->magnitudes[i] = av_calloc(s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w, sizeof(**s->magnitudes));
-            if (!s->magnitudes[i])
-                return AVERROR(ENOMEM);
+        for (int n = 0; n < M; n++) {
+            h[n].re = cos(n * n / 2.0 * phi);
+            h[n].im = sin(n * n / 2.0 * phi);
         }
 
-        s->phases = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->magnitudes));
-        if (!s->phases)
-            return AVERROR(ENOMEM);
-        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
-            s->phases[i] = av_calloc(s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w, sizeof(**s->phases));
-            if (!s->phases[i])
-                return AVERROR(ENOMEM);
+        for (int n = M; n < L; n++) {
+            h[n].re = 0.0;
+            h[n].im = 0.0;
         }
 
-        s->fft_data = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->fft_data));
-        if (!s->fft_data)
-            return AVERROR(ENOMEM);
-        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
-            s->fft_data[i] = av_calloc(s->win_size, sizeof(**s->fft_data));
-            if (!s->fft_data[i])
-                return AVERROR(ENOMEM);
+        for (int n = L - N; n < L; n++) {
+            h[n].re = cos((L - n) * (L - n) / 2.0 * phi);
+            h[n].im = sin((L - n) * (L - n) / 2.0 * phi);
         }
 
-        /* pre-calc windowing function */
-        s->window_func_lut =
-            av_realloc_f(s->window_func_lut, s->win_size,
-                         sizeof(*s->window_func_lut));
-        if (!s->window_func_lut)
-            return AVERROR(ENOMEM);
-        ff_generate_window_func(s->window_func_lut, s->win_size, s->win_func, &overlap);
-        if (s->overlap == 1)
-            s->overlap = overlap;
-        s->hop_size = (1. - s->overlap) * s->win_size;
-        if (s->hop_size < 1) {
-            av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "overlap %f too big\n", s->overlap);
-            return AVERROR(EINVAL);
+        for (int n = 0; n < N; n++) {
+            g[n].re = s->fft_data[ch][n].re;
+            g[n].im = s->fft_data[ch][n].im;
         }
 
-        for (s->win_scale = 0, i = 0; i < s->win_size; i++) {
-            s->win_scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
+        for (int n = N; n < L; n++) {
+            g[n].re = 0.;
+            g[n].im = 0.;
         }
-        s->win_scale = 1. / sqrt(s->win_scale);
 
-        /* prepare the initial picref buffer (black frame) */
-        av_frame_free(&s->outpicref);
-        s->outpicref = outpicref =
-            ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
-        if (!outpicref)
-            return AVERROR(ENOMEM);
-        outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
-        for (i = 0; i < outlink->h; i++) {
-            memset(outpicref->data[0] + i * outpicref->linesize[0],   0, outlink->w);
-            memset(outpicref->data[1] + i * outpicref->linesize[1], 128, outlink->w);
-            memset(outpicref->data[2] + i * outpicref->linesize[2], 128, outlink->w);
+        for (int n = 0; n < N; n++) {
+            psi = n * theta + n * n / 2.0 * phi;
+            c =  cos(psi);
+            S = -sin(psi);
+            a = c * g[n].re - S * g[n].im;
+            b = S * g[n].re + c * g[n].im;
+            g[n].re = a;
+            g[n].im = b;
         }
-        av_frame_set_color_range(outpicref, AVCOL_RANGE_JPEG);
-    }
-
-    if ((s->orientation == VERTICAL   && s->xpos >= s->w) ||
-        (s->orientation == HORIZONTAL && s->xpos >= s->h))
-        s->xpos = 0;
-
-    outlink->frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->win_size * (1.-s->overlap));
-    if (s->orientation == VERTICAL && s->sliding == FULLFRAME)
-        outlink->frame_rate.den *= s->w;
-    if (s->orientation == HORIZONTAL && s->sliding == FULLFRAME)
-        outlink->frame_rate.den *= s->h;
-
-    if (s->orientation == VERTICAL) {
-        s->combine_buffer =
-            av_realloc_f(s->combine_buffer, s->h * 3,
-                         sizeof(*s->combine_buffer));
-    } else {
-        s->combine_buffer =
-            av_realloc_f(s->combine_buffer, s->w * 3,
-                         sizeof(*s->combine_buffer));
-    }
-
-    av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "s:%dx%d FFT window size:%d\n",
-           s->w, s->h, s->win_size);
 
-    av_audio_fifo_free(s->fifo);
-    s->fifo = av_audio_fifo_alloc(inlink->format, inlink->channels, s->win_size);
-    if (!s->fifo)
-        return AVERROR(ENOMEM);
-    return 0;
-}
+        av_fft_permute(s->fft[ch], h);
+        av_fft_calc(s->fft[ch], h);
 
-static void run_fft(ShowSpectrumContext *s, AVFrame *fin)
-{
-    int ch, n;
+        av_fft_permute(s->fft[ch], g);
+        av_fft_calc(s->fft[ch], g);
 
-    /* fill FFT input with the number of samples available */
-    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
-        const float *p = (float *)fin->extended_data[ch];
+        for (int n = 0; n < L; n++) {
+            c = g[n].re;
+            S = g[n].im;
+            a = c * h[n].re - S * h[n].im;
+            b = S * h[n].re + c * h[n].im;
 
-        for (n = 0; n < s->win_size; n++) {
-            s->fft_data[ch][n].re = p[n] * s->window_func_lut[n];
-            s->fft_data[ch][n].im = 0;
+            g[n].re = a / L;
+            g[n].im = b / L;
         }
-    }
-
-    /* run FFT on each samples set */
-    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
-        av_fft_permute(s->fft, s->fft_data[ch]);
-        av_fft_calc(s->fft, s->fft_data[ch]);
-    }
-}
-
-#define RE(y, ch) s->fft_data[ch][y].re
-#define IM(y, ch) s->fft_data[ch][y].im
-#define MAGNITUDE(y, ch) hypot(RE(y, ch), IM(y, ch))
-#define PHASE(y, ch) atan2(IM(y, ch), RE(y, ch))
-
-static void calc_magnitudes(ShowSpectrumContext *s)
-{
-    const double w = s->win_scale * (s->scale == LOG ? s->win_scale : 1);
-    int ch, y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
-    const float f = s->gain * w;
 
-    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
-        float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
-
-        for (y = 0; y < h; y++)
-            magnitudes[y] = MAGNITUDE(y, ch) * f;
+        av_fft_permute(s->ifft[ch], g);
+        av_fft_calc(s->ifft[ch], g);
+
+        for (int k = 0; k < M; k++) {
+            psi = k * k / 2.0 * phi;
+            c =  cos(psi);
+            S = -sin(psi);
+            a = c * g[k].re - S * g[k].im;
+            b = S * g[k].re + c * g[k].im;
+            s->fft_data[ch][k].re = a;
+            s->fft_data[ch][k].im = b;
+        }
+    } else {
+        /* run FFT on each samples set */
+        av_fft_permute(s->fft[ch], s->fft_data[ch]);
+        av_fft_calc(s->fft[ch], s->fft_data[ch]);
     }
-}
-
-static void calc_phases(ShowSpectrumContext *s)
-{
-    int ch, y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
-
-    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
-        float *phases = s->phases[ch];
 
-        for (y = 0; y < h; y++)
-            phases[y] = (PHASE(y, ch) / M_PI + 1) / 2;
-    }
+    return 0;
 }
 
-static void acalc_magnitudes(ShowSpectrumContext *s)
+static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, int o)
 {
-    const double w = s->win_scale * (s->scale == LOG ? s->win_scale : 1);
-    int ch, y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
-    const float f = s->gain * w;
-
-    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
-        float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
-
-        for (y = 0; y < h; y++)
-            magnitudes[y] += MAGNITUDE(y, ch) * f;
-    }
-}
+    const uint8_t *font;
+    int font_height;
+    int i;
 
-static void scale_magnitudes(ShowSpectrumContext *s, float scale)
-{
-    int ch, y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
+    font = avpriv_cga_font,   font_height =  8;
 
-    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
-        float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
+    for (i = 0; txt[i]; i++) {
+        int char_y, mask;
 
-        for (y = 0; y < h; y++)
-            magnitudes[y] *= scale;
+        if (o) {
+            for (char_y = font_height - 1; char_y >= 0; char_y--) {
+                uint8_t *p = pic->data[0] + (y + i * 10) * pic->linesize[0] + x;
+                for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
+                    if (font[txt[i] * font_height + font_height - 1 - char_y] & mask)
+                        p[char_y] = ~p[char_y];
+                    p += pic->linesize[0];
+                }
+            }
+        } else {
+            uint8_t *p = pic->data[0] + y*pic->linesize[0] + (x + i*8);
+            for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
+                for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
+                    if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
+                        *p = ~(*p);
+                    p++;
+                }
+                p += pic->linesize[0] - 8;
+            }
+        }
     }
 }
 
@@ -516,6 +517,12 @@ static void color_range(ShowSpectrumContext *s, int ch,
         case FIERY:
         case FRUIT:
         case COOL:
+        case GREEN:
+        case VIRIDIS:
+        case PLASMA:
+        case CIVIDIS:
+        case TERRAIN:
+        case MAGMA:
         case INTENSITY:
             *uf = *yf;
             *vf = *yf;
@@ -542,13 +549,17 @@ static void color_range(ShowSpectrumContext *s, int ch,
 
     if (s->color_mode == CHANNEL) {
         if (s->nb_display_channels > 1) {
-            *uf *= 0.5 * sin((2 * M_PI * ch) / s->nb_display_channels);
-            *vf *= 0.5 * cos((2 * M_PI * ch) / s->nb_display_channels);
+            *uf *= 0.5 * sin((2 * M_PI * ch) / s->nb_display_channels + M_PI * s->rotation);
+            *vf *= 0.5 * cos((2 * M_PI * ch) / s->nb_display_channels + M_PI * s->rotation);
         } else {
-            *uf = 0.0f;
-            *vf = 0.0f;
+            *uf *= 0.5 * sin(M_PI * s->rotation);
+            *vf *= 0.5 * cos(M_PI * s->rotation + M_PI_2);
         }
+    } else {
+        *uf += *uf * sin(M_PI * s->rotation);
+        *vf += *vf * cos(M_PI * s->rotation + M_PI_2);
     }
+
     *uf *= s->saturation;
     *vf *= s->saturation;
 }
@@ -587,94 +598,586 @@ static void pick_color(ShowSpectrumContext *s,
               + color_table[cm][i].v * lerpfrac;
         }
 
-        out[0] += y * yf;
-        out[1] += u * uf;
-        out[2] += v * vf;
+        out[0] = y * yf;
+        out[1] = u * uf;
+        out[2] = v * vf;
     } else {
-        out[0] += a * yf;
-        out[1] += a * uf;
-        out[2] += a * vf;
+        out[0] = a * yf;
+        out[1] = a * uf;
+        out[2] = a * vf;
     }
 }
 
-static void clear_combine_buffer(ShowSpectrumContext *s, int size)
+static char *get_time(AVFilterContext *ctx, float seconds, int x)
 {
-    int y;
-
-    for (y = 0; y < size; y++) {
-        s->combine_buffer[3 * y    ] = 0;
-        s->combine_buffer[3 * y + 1] = 127.5;
-        s->combine_buffer[3 * y + 2] = 127.5;
-    }
+    char *units;
+
+    if (x == 0)
+        units = av_asprintf("0");
+    else if (log10(seconds) > 6)
+        units = av_asprintf("%.2fh", seconds / (60 * 60));
+    else if (log10(seconds) > 3)
+        units = av_asprintf("%.2fm", seconds / 60);
+    else
+        units = av_asprintf("%.2fs", seconds);
+    return units;
 }
 
-static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
+static int draw_legend(AVFilterContext *ctx, int samples)
 {
-    int ret;
-    AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
-    AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
-    AVFrame *outpicref = s->outpicref;
-    int h = s->orientation == VERTICAL ? s->channel_height : s->channel_width;
-
-    int ch, plane, x, y;
+    AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
+    AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
+    int ch, y, x = 0, sz = s->orientation == VERTICAL ? s->w : s->h;
+    int multi = (s->mode == SEPARATE && s->color_mode == CHANNEL);
+    float spp = samples / (float)sz;
+    char *text;
+    uint8_t *dst;
+    char chlayout_str[128];
+
+    av_get_channel_layout_string(chlayout_str, sizeof(chlayout_str), inlink->channels,
+                                 inlink->channel_layout);
+
+    text = av_asprintf("%d Hz | %s", inlink->sample_rate, chlayout_str);
+
+    drawtext(s->outpicref, 2, outlink->h - 10, "CREATED BY LIBAVFILTER", 0);
+    drawtext(s->outpicref, outlink->w - 2 - strlen(text) * 10, outlink->h - 10, text, 0);
+    if (s->stop) {
+        char *text = av_asprintf("Zoom: %d Hz - %d Hz", s->start, s->stop);
+        drawtext(s->outpicref, outlink->w - 2 - strlen(text) * 10, 3, text, 0);
+        av_freep(&text);
+    }
 
-    /* fill a new spectrum column */
-    /* initialize buffer for combining to black */
-    clear_combine_buffer(s, s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w);
+    av_freep(&text);
+
+    dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x - 1;
+    for (x = 0; x < s->w + 1; x++)
+        dst[x] = 200;
+    dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + s->h) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x - 1;
+    for (x = 0; x < s->w + 1; x++)
+        dst[x] = 200;
+    for (y = 0; y < s->h + 2; y++) {
+        dst = s->outpicref->data[0] + (y + s->start_y - 1) * s->outpicref->linesize[0];
+        dst[s->start_x - 1] = 200;
+        dst[s->start_x + s->w] = 200;
+    }
+    if (s->orientation == VERTICAL) {
+        int h = s->mode == SEPARATE ? s->h / s->nb_display_channels : s->h;
+        int hh = s->mode == SEPARATE ? -(s->h % s->nb_display_channels) + 1 : 1;
+        for (ch = 0; ch < (s->mode == SEPARATE ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
+            for (y = 0; y < h; y += 20) {
+                dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + h * (ch + 1) - y - hh) * s->outpicref->linesize[0];
+                dst[s->start_x - 2] = 200;
+                dst[s->start_x + s->w + 1] = 200;
+            }
+            for (y = 0; y < h; y += 40) {
+                dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + h * (ch + 1) - y - hh) * s->outpicref->linesize[0];
+                dst[s->start_x - 3] = 200;
+                dst[s->start_x + s->w + 2] = 200;
+            }
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
+            for (x = 0; x < s->w; x+=40)
+                dst[x] = 200;
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 3) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
+            for (x = 0; x < s->w; x+=80)
+                dst[x] = 200;
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
+            for (x = 0; x < s->w; x+=40) {
+                dst[x] = 200;
+            }
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
+            for (x = 0; x < s->w; x+=80) {
+                dst[x] = 200;
+            }
+            for (y = 0; y < h; y += 40) {
+                float range = s->stop ? s->stop - s->start : inlink->sample_rate / 2;
+                float hertz = s->start + y * range / (float)(1 << (int)ceil(log2(h)));
+                char *units;
+
+                if (hertz == 0)
+                    units = av_asprintf("DC");
+                else
+                    units = av_asprintf("%.2f", hertz);
+                if (!units)
+                    return AVERROR(ENOMEM);
+
+                drawtext(s->outpicref, s->start_x - 8 * strlen(units) - 4, h * (ch + 1) + s->start_y - y - 4 - hh, units, 0);
+                av_free(units);
+            }
+        }
 
-    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
-        float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
-        float *phases = s->phases[ch];
-        float yf, uf, vf;
+        for (x = 0; x < s->w && s->single_pic; x+=80) {
+            float seconds = x * spp / inlink->sample_rate;
+            char *units = get_time(ctx, seconds, x);
 
-        /* decide color range */
-        color_range(s, ch, &yf, &uf, &vf);
+            drawtext(s->outpicref, s->start_x + x - 4 * strlen(units), s->h + s->start_y + 6, units, 0);
+            drawtext(s->outpicref, s->start_x + x - 4 * strlen(units), s->start_y - 12, units, 0);
+            av_free(units);
+        }
 
-        /* draw the channel */
-        for (y = 0; y < h; y++) {
-            int row = (s->mode == COMBINED) ? y : ch * h + y;
-            float *out = &s->combine_buffer[3 * row];
-            float a;
-
-            switch (s->data) {
-            case D_MAGNITUDE:
-                /* get magnitude */
-                a = magnitudes[y];
-                break;
-            case D_PHASE:
-                /* get phase */
-                a = phases[y];
-                break;
-            default:
-                av_assert0(0);
+        drawtext(s->outpicref, outlink->w / 2 - 4 * 4, outlink->h - s->start_y / 2, "TIME", 0);
+        drawtext(s->outpicref, s->start_x / 7, outlink->h / 2 - 14 * 4, "FREQUENCY (Hz)", 1);
+    } else {
+        int w = s->mode == SEPARATE ? s->w / s->nb_display_channels : s->w;
+        for (y = 0; y < s->h; y += 20) {
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + y) * s->outpicref->linesize[0];
+            dst[s->start_x - 2] = 200;
+            dst[s->start_x + s->w + 1] = 200;
+        }
+        for (y = 0; y < s->h; y += 40) {
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + y) * s->outpicref->linesize[0];
+            dst[s->start_x - 3] = 200;
+            dst[s->start_x + s->w + 2] = 200;
+        }
+        for (ch = 0; ch < (s->mode == SEPARATE ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
+            for (x = 0; x < w; x+=40)
+                dst[x] = 200;
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 3) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
+            for (x = 0; x < w; x+=80)
+                dst[x] = 200;
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
+            for (x = 0; x < w; x+=40) {
+                dst[x] = 200;
+            }
+            dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
+            for (x = 0; x < w; x+=80) {
+                dst[x] = 200;
+            }
+            for (x = 0; x < w - 79; x += 80) {
+                float range = s->stop ? s->stop - s->start : inlink->sample_rate / 2;
+                float hertz = s->start + x * range / (float)(1 << (int)ceil(log2(w)));
+                char *units;
+
+                if (hertz == 0)
+                    units = av_asprintf("DC");
+                else
+                    units = av_asprintf("%.2f", hertz);
+                if (!units)
+                    return AVERROR(ENOMEM);
+
+                drawtext(s->outpicref, s->start_x - 4 * strlen(units) + x + w * ch, s->start_y - 12, units, 0);
+                drawtext(s->outpicref, s->start_x - 4 * strlen(units) + x + w * ch, s->h + s->start_y + 6, units, 0);
+                av_free(units);
             }
+        }
+        for (y = 0; y < s->h && s->single_pic; y+=40) {
+            float seconds = y * spp / inlink->sample_rate;
+            char *units = get_time(ctx, seconds, x);
 
-            /* apply scale */
-            switch (s->scale) {
-            case LINEAR:
-                a = av_clipf(a, 0, 1);
-                break;
-            case SQRT:
-                a = av_clipf(sqrt(a), 0, 1);
-                break;
-            case CBRT:
-                a = av_clipf(cbrt(a), 0, 1);
-                break;
-            case FOURTHRT:
-                a = av_clipf(sqrt(sqrt(a)), 0, 1);
-                break;
-            case FIFTHRT:
-                a = av_clipf(pow(a, 0.20), 0, 1);
-                break;
-            case LOG:
-                a = 1 + log10(av_clipd(a, 1e-6, 1)) / 6; // zero = -120dBFS
+            drawtext(s->outpicref, s->start_x - 8 * strlen(units) - 4, s->start_y + y - 4, units, 0);
+            av_free(units);
+        }
+        drawtext(s->outpicref, s->start_x / 7, outlink->h / 2 - 4 * 4, "TIME", 1);
+        drawtext(s->outpicref, outlink->w / 2 - 14 * 4, outlink->h - s->start_y / 2, "FREQUENCY (Hz)", 0);
+    }
+
+    for (ch = 0; ch < (multi ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
+        int h = multi ? s->h / s->nb_display_channels : s->h;
+
+        for (y = 0; y < h; y++) {
+            float out[3] = { 0., 127.5, 127.5};
+            int chn;
+
+            for (chn = 0; chn < (s->mode == SEPARATE ? 1 : s->nb_display_channels); chn++) {
+                float yf, uf, vf;
+                int channel = (multi) ? s->nb_display_channels - ch - 1 : chn;
+                float lout[3];
+
+                color_range(s, channel, &yf, &uf, &vf);
+                pick_color(s, yf, uf, vf, y / (float)h, lout);
+                out[0] += lout[0];
+                out[1] += lout[1];
+                out[2] += lout[2];
+            }
+            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);
+            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);
+            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);
+        }
+
+        for (y = 0; ch == 0 && y < h; y += h / 10) {
+            float value = 120.0 * log10(1. - y / (float)h);
+            char *text;
+
+            if (value < -120)
                 break;
-            default:
-                av_assert0(0);
+            text = av_asprintf("%.0f dB", value);
+            if (!text)
+                continue;
+            drawtext(s->outpicref, s->w + s->start_x + 35, s->start_y + y - 5, text, 0);
+            av_free(text);
+        }
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+static int config_output(AVFilterLink *outlink)
+{
+    AVFilterContext *ctx = outlink->src;
+    AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
+    int i, fft_bits, h, w;
+    float overlap;
+
+    s->stop = FFMIN(s->stop, inlink->sample_rate / 2);
+    if (s->stop && s->stop <= s->start) {
+        av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Stop frequency should be greater than start.\n");
+        return AVERROR(EINVAL);
+    }
+
+    if (!strcmp(ctx->filter->name, "showspectrumpic"))
+        s->single_pic = 1;
+
+    outlink->w = s->w;
+    outlink->h = s->h;
+    outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
+
+    if (s->legend) {
+        s->start_x = (log10(inlink->sample_rate) + 1) * 25;
+        s->start_y = 64;
+        outlink->w += s->start_x * 2;
+        outlink->h += s->start_y * 2;
+    }
+
+    h = (s->mode == COMBINED || s->orientation == HORIZONTAL) ? s->h : s->h / inlink->channels;
+    w = (s->mode == COMBINED || s->orientation == VERTICAL)   ? s->w : s->w / inlink->channels;
+    s->channel_height = h;
+    s->channel_width  = w;
+
+    if (s->orientation == VERTICAL) {
+        /* FFT window size (precision) according to the requested output frame height */
+        for (fft_bits = 1; 1 << fft_bits < 2 * h; fft_bits++);
+    } else {
+        /* FFT window size (precision) according to the requested output frame width */
+        for (fft_bits = 1; 1 << fft_bits < 2 * w; fft_bits++);
+    }
+
+    s->win_size = 1 << fft_bits;
+    s->buf_size = s->win_size << !!s->stop;
+
+    if (!s->fft) {
+        s->fft = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->fft));
+        if (!s->fft)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+    }
+
+    if (s->stop) {
+        if (!s->ifft) {
+            s->ifft = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->ifft));
+            if (!s->ifft)
+                return AVERROR(ENOMEM);
+        }
+    }
+
+    /* (re-)configuration if the video output changed (or first init) */
+    if (fft_bits != s->fft_bits) {
+        AVFrame *outpicref;
+
+        s->fft_bits = fft_bits;
+
+        /* FFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
+         * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
+         * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
+            if (s->stop) {
+                av_fft_end(s->ifft[i]);
+                av_freep(&s->fft_scratch[i]);
             }
+            av_fft_end(s->fft[i]);
+            av_freep(&s->fft_data[i]);
+        }
+        av_freep(&s->fft_data);
+
+        s->nb_display_channels = inlink->channels;
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
+            s->fft[i] = av_fft_init(fft_bits + !!s->stop, 0);
+            if (s->stop) {
+                s->ifft[i] = av_fft_init(fft_bits + !!s->stop, 1);
+                if (!s->ifft[i]) {
+                    av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create Inverse FFT context. "
+                           "The window size might be too high.\n");
+                    return AVERROR(EINVAL);
+                }
+            }
+            if (!s->fft[i]) {
+                av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create FFT context. "
+                       "The window size might be too high.\n");
+                return AVERROR(EINVAL);
+            }
+        }
+
+        s->magnitudes = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->magnitudes));
+        if (!s->magnitudes)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
+            s->magnitudes[i] = av_calloc(s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w, sizeof(**s->magnitudes));
+            if (!s->magnitudes[i])
+                return AVERROR(ENOMEM);
+        }
+
+        s->phases = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->phases));
+        if (!s->phases)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
+            s->phases[i] = av_calloc(s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w, sizeof(**s->phases));
+            if (!s->phases[i])
+                return AVERROR(ENOMEM);
+        }
+
+        av_freep(&s->color_buffer);
+        s->color_buffer = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->color_buffer));
+        if (!s->color_buffer)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
+            s->color_buffer[i] = av_calloc(s->orientation == VERTICAL ? s->h * 3 : s->w * 3, sizeof(**s->color_buffer));
+            if (!s->color_buffer[i])
+                return AVERROR(ENOMEM);
+        }
+
+        s->fft_data = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->fft_data));
+        if (!s->fft_data)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+        s->fft_scratch = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->fft_scratch));
+        if (!s->fft_scratch)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+        for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
+            s->fft_data[i] = av_calloc(s->buf_size, sizeof(**s->fft_data));
+            if (!s->fft_data[i])
+                return AVERROR(ENOMEM);
+
+            s->fft_scratch[i] = av_calloc(s->buf_size, sizeof(**s->fft_scratch));
+            if (!s->fft_scratch[i])
+                return AVERROR(ENOMEM);
+        }
+
+        /* pre-calc windowing function */
+        s->window_func_lut =
+            av_realloc_f(s->window_func_lut, s->win_size,
+                         sizeof(*s->window_func_lut));
+        if (!s->window_func_lut)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+        generate_window_func(s->window_func_lut, s->win_size, s->win_func, &overlap);
+        if (s->overlap == 1)
+            s->overlap = overlap;
+        s->hop_size = (1. - s->overlap) * s->win_size;
+        if (s->hop_size < 1) {
+            av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "overlap %f too big\n", s->overlap);
+            return AVERROR(EINVAL);
+        }
+
+        for (s->win_scale = 0, i = 0; i < s->win_size; i++) {
+            s->win_scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
+        }
+        s->win_scale = 1. / sqrt(s->win_scale);
+
+        /* prepare the initial picref buffer (black frame) */
+        av_frame_free(&s->outpicref);
+        s->outpicref = outpicref =
+            ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
+        if (!outpicref)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+        outpicref->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
+        for (i = 0; i < outlink->h; i++) {
+            memset(outpicref->data[0] + i * outpicref->linesize[0],   0, outlink->w);
+            memset(outpicref->data[1] + i * outpicref->linesize[1], 128, outlink->w);
+            memset(outpicref->data[2] + i * outpicref->linesize[2], 128, outlink->w);
+        }
+        outpicref->color_range = AVCOL_RANGE_JPEG;
+
+        if (!s->single_pic && s->legend)
+            draw_legend(ctx, 0);
+    }
+
+    if ((s->orientation == VERTICAL   && s->xpos >= s->w) ||
+        (s->orientation == HORIZONTAL && s->xpos >= s->h))
+        s->xpos = 0;
+
+    s->auto_frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->hop_size);
+    if (s->orientation == VERTICAL && s->sliding == FULLFRAME)
+        s->auto_frame_rate.den *= s->w;
+    if (s->orientation == HORIZONTAL && s->sliding == FULLFRAME)
+        s->auto_frame_rate.den *= s->h;
+    if (!s->single_pic && strcmp(s->rate_str, "auto")) {
+        int ret = av_parse_video_rate(&s->frame_rate, s->rate_str);
+        if (ret < 0)
+            return ret;
+    } else {
+        s->frame_rate = s->auto_frame_rate;
+    }
+    outlink->frame_rate = s->frame_rate;
+    outlink->time_base = av_inv_q(outlink->frame_rate);
+
+    if (s->orientation == VERTICAL) {
+        s->combine_buffer =
+            av_realloc_f(s->combine_buffer, s->h * 3,
+                         sizeof(*s->combine_buffer));
+    } else {
+        s->combine_buffer =
+            av_realloc_f(s->combine_buffer, s->w * 3,
+                         sizeof(*s->combine_buffer));
+    }
+
+    av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "s:%dx%d FFT window size:%d\n",
+           s->w, s->h, s->win_size);
+
+    av_audio_fifo_free(s->fifo);
+    s->fifo = av_audio_fifo_alloc(inlink->format, inlink->channels, s->win_size);
+    if (!s->fifo)
+        return AVERROR(ENOMEM);
+    return 0;
+}
+
+#define RE(y, ch) s->fft_data[ch][y].re
+#define IM(y, ch) s->fft_data[ch][y].im
+#define MAGNITUDE(y, ch) hypot(RE(y, ch), IM(y, ch))
+#define PHASE(y, ch) atan2(IM(y, ch), RE(y, ch))
+
+static int calc_channel_magnitudes(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
+    const double w = s->win_scale * (s->scale == LOG ? s->win_scale : 1);
+    int y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
+    const float f = s->gain * w;
+    const int ch = jobnr;
+    float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
+
+    for (y = 0; y < h; y++)
+        magnitudes[y] = MAGNITUDE(y, ch) * f;
+
+    return 0;
+}
+
+static int calc_channel_phases(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
+    const int h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
+    const int ch = jobnr;
+    float *phases = s->phases[ch];
+    int y;
+
+    for (y = 0; y < h; y++)
+        phases[y] = (PHASE(y, ch) / M_PI + 1) / 2;
+
+    return 0;
+}
 
-            pick_color(s, yf, uf, vf, a, out);
+static void acalc_magnitudes(ShowSpectrumContext *s)
+{
+    const double w = s->win_scale * (s->scale == LOG ? s->win_scale : 1);
+    int ch, y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
+    const float f = s->gain * w;
+
+    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
+        float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
+
+        for (y = 0; y < h; y++)
+            magnitudes[y] += MAGNITUDE(y, ch) * f;
+    }
+}
+
+static void scale_magnitudes(ShowSpectrumContext *s, float scale)
+{
+    int ch, y, h = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
+
+    for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
+        float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
+
+        for (y = 0; y < h; y++)
+            magnitudes[y] *= scale;
+    }
+}
+
+static void clear_combine_buffer(ShowSpectrumContext *s, int size)
+{
+    int y;
+
+    for (y = 0; y < size; y++) {
+        s->combine_buffer[3 * y    ] = 0;
+        s->combine_buffer[3 * y + 1] = 127.5;
+        s->combine_buffer[3 * y + 2] = 127.5;
+    }
+}
+
+static int plot_channel(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
+    const int h = s->orientation == VERTICAL ? s->channel_height : s->channel_width;
+    const int ch = jobnr;
+    float *magnitudes = s->magnitudes[ch];
+    float *phases = s->phases[ch];
+    float yf, uf, vf;
+    int y;
+
+    /* decide color range */
+    color_range(s, ch, &yf, &uf, &vf);
+
+    /* draw the channel */
+    for (y = 0; y < h; y++) {
+        int row = (s->mode == COMBINED) ? y : ch * h + y;
+        float *out = &s->color_buffer[ch][3 * row];
+        float a;
+
+        switch (s->data) {
+        case D_MAGNITUDE:
+            /* get magnitude */
+            a = magnitudes[y];
+            break;
+        case D_PHASE:
+            /* get phase */
+            a = phases[y];
+            break;
+        default:
+            av_assert0(0);
+        }
+
+        /* apply scale */
+        switch (s->scale) {
+        case LINEAR:
+            a = av_clipf(a, 0, 1);
+            break;
+        case SQRT:
+            a = av_clipf(sqrt(a), 0, 1);
+            break;
+        case CBRT:
+            a = av_clipf(cbrt(a), 0, 1);
+            break;
+        case FOURTHRT:
+            a = av_clipf(sqrt(sqrt(a)), 0, 1);
+            break;
+        case FIFTHRT:
+            a = av_clipf(pow(a, 0.20), 0, 1);
+            break;
+        case LOG:
+            a = 1 + log10(av_clipd(a, 1e-6, 1)) / 6; // zero = -120dBFS
+            break;
+        default:
+            av_assert0(0);
+        }
+
+        pick_color(s, yf, uf, vf, a, out);
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
+{
+    AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
+    AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
+    AVFrame *outpicref = s->outpicref;
+    int ret, plane, x, y, z = s->orientation == VERTICAL ? s->h : s->w;
+
+    /* fill a new spectrum column */
+    /* initialize buffer for combining to black */
+    clear_combine_buffer(s, z);
+
+    ctx->internal->execute(ctx, plot_channel, NULL, NULL, s->nb_display_channels);
+
+    for (y = 0; y < z * 3; y++) {
+        for (x = 0; x < s->nb_display_channels; x++) {
+            s->combine_buffer[y] += s->color_buffer[x][y];
         }
     }
 
@@ -684,8 +1187,8 @@ static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
         if (s->sliding == SCROLL) {
             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
                 for (y = 0; y < s->h; y++) {
-                    uint8_t *p = outpicref->data[plane] +
-                                 y * outpicref->linesize[plane];
+                    uint8_t *p = outpicref->data[plane] + s->start_x +
+                                 (y + s->start_y) * outpicref->linesize[plane];
                     memmove(p, p + 1, s->w - 1);
                 }
             }
@@ -693,8 +1196,8 @@ static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
         } else if (s->sliding == RSCROLL) {
             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
                 for (y = 0; y < s->h; y++) {
-                    uint8_t *p = outpicref->data[plane] +
-                                 y * outpicref->linesize[plane];
+                    uint8_t *p = outpicref->data[plane] + s->start_x +
+                                 (y + s->start_y) * outpicref->linesize[plane];
                     memmove(p + 1, p, s->w - 1);
                 }
             }
@@ -713,8 +1216,8 @@ static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
         if (s->sliding == SCROLL) {
             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
                 for (y = 1; y < s->h; y++) {
-                    memmove(outpicref->data[plane] + (y-1) * outpicref->linesize[plane],
-                            outpicref->data[plane] + (y  ) * outpicref->linesize[plane],
+                    memmove(outpicref->data[plane] + (y-1 + s->start_y) * outpicref->linesize[plane] + s->start_x,
+                            outpicref->data[plane] + (y   + s->start_y) * outpicref->linesize[plane] + s->start_x,
                             s->w);
                 }
             }
@@ -722,8 +1225,8 @@ static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
         } else if (s->sliding == RSCROLL) {
             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
                 for (y = s->h - 1; y >= 1; y--) {
-                    memmove(outpicref->data[plane] + (y  ) * outpicref->linesize[plane],
-                            outpicref->data[plane] + (y-1) * outpicref->linesize[plane],
+                    memmove(outpicref->data[plane] + (y   + s->start_y) * outpicref->linesize[plane] + s->start_x,
+                            outpicref->data[plane] + (y-1 + s->start_y) * outpicref->linesize[plane] + s->start_x,
                             s->w);
                 }
             }
@@ -740,7 +1243,7 @@ static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
     }
 
     if (s->sliding != FULLFRAME || s->xpos == 0)
-        outpicref->pts = insamples->pts;
+        outpicref->pts = av_rescale_q(insamples->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 
     s->xpos++;
     if (s->orientation == VERTICAL && s->xpos >= s->w)
@@ -748,93 +1251,144 @@ static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
     if (s->orientation == HORIZONTAL && s->xpos >= s->h)
         s->xpos = 0;
     if (!s->single_pic && (s->sliding != FULLFRAME || s->xpos == 0)) {
-        ret = ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->outpicref));
-        if (ret < 0)
-            return ret;
+        if (s->old_pts < outpicref->pts) {
+            if (s->legend) {
+                char *units = get_time(ctx, insamples->pts /(float)inlink->sample_rate, x);
+
+                if (s->orientation == VERTICAL) {
+                    for (y = 0; y < 10; y++) {
+                        memset(s->outpicref->data[0] + outlink->w / 2 - 4 * s->old_len +
+                               (outlink->h - s->start_y / 2 - 20 + y) * s->outpicref->linesize[0], 0, 10 * s->old_len);
+                    }
+                    drawtext(s->outpicref,
+                             outlink->w / 2 - 4 * strlen(units),
+                             outlink->h - s->start_y / 2 - 20,
+                             units, 0);
+                } else  {
+                    for (y = 0; y < 10 * s->old_len; y++) {
+                        memset(s->outpicref->data[0] + s->start_x / 7 + 20 +
+                               (outlink->h / 2 - 4 * s->old_len + y) * s->outpicref->linesize[0], 0, 10);
+                    }
+                    drawtext(s->outpicref,
+                             s->start_x / 7 + 20,
+                             outlink->h / 2 - 4 * strlen(units),
+                             units, 1);
+                }
+                s->old_len = strlen(units);
+                av_free(units);
+            }
+            s->old_pts = outpicref->pts;
+            ret = ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->outpicref));
+            if (ret < 0)
+                return ret;
+            return 0;
+        }
     }
 
-    return s->win_size;
+    return 1;
 }
 
 #if CONFIG_SHOWSPECTRUM_FILTER
 
-static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
+static int activate(AVFilterContext *ctx)
 {
-    ShowSpectrumContext *s = outlink->src->priv;
-    AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
-    unsigned i;
+    AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
+    AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
     int ret;
 
-    ret = ff_request_frame(inlink);
-    if (ret == AVERROR_EOF && s->sliding == FULLFRAME && s->xpos > 0 &&
-        s->outpicref) {
+    FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK(outlink, inlink);
+
+    if (av_audio_fifo_size(s->fifo) < s->win_size) {
+        AVFrame *frame = NULL;
+
+        ret = ff_inlink_consume_frame(inlink, &frame);
+        if (ret < 0)
+            return ret;
+        if (ret > 0) {
+            s->pts = frame->pts;
+            s->consumed = 0;
+
+            av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)frame->extended_data, frame->nb_samples);
+            av_frame_free(&frame);
+        }
+    }
+
+    if (s->outpicref && av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
+        AVFrame *fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
+        if (!fin)
+            return AVERROR(ENOMEM);
+
+        fin->pts = s->pts + s->consumed;
+        s->consumed += s->hop_size;
+        ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data,
+                                 FFMIN(s->win_size, av_audio_fifo_size(s->fifo)));
+        if (ret < 0) {
+            av_frame_free(&fin);
+            return ret;
+        }
+
+        av_assert0(fin->nb_samples == s->win_size);
+
+        ctx->internal->execute(ctx, run_channel_fft, fin, NULL, s->nb_display_channels);
+
+        if (s->data == D_MAGNITUDE)
+            ctx->internal->execute(ctx, calc_channel_magnitudes, NULL, NULL, s->nb_display_channels);
+
+        if (s->data == D_PHASE)
+            ctx->internal->execute(ctx, calc_channel_phases, NULL, NULL, s->nb_display_channels);
+
+        ret = plot_spectrum_column(inlink, fin);
+
+        av_frame_free(&fin);
+        av_audio_fifo_drain(s->fifo, s->hop_size);
+        if (ret <= 0)
+            return ret;
+    }
+
+    if (ff_outlink_get_status(inlink) == AVERROR_EOF &&
+        s->sliding == FULLFRAME &&
+        s->xpos > 0 && s->outpicref) {
+        int64_t pts;
+
         if (s->orientation == VERTICAL) {
-            for (i = 0; i < outlink->h; i++) {
+            for (int i = 0; i < outlink->h; i++) {
                 memset(s->outpicref->data[0] + i * s->outpicref->linesize[0] + s->xpos,   0, outlink->w - s->xpos);
                 memset(s->outpicref->data[1] + i * s->outpicref->linesize[1] + s->xpos, 128, outlink->w - s->xpos);
                 memset(s->outpicref->data[2] + i * s->outpicref->linesize[2] + s->xpos, 128, outlink->w - s->xpos);
             }
         } else {
-            for (i = s->xpos; i < outlink->h; i++) {
+            for (int i = s->xpos; i < outlink->h; i++) {
                 memset(s->outpicref->data[0] + i * s->outpicref->linesize[0],   0, outlink->w);
                 memset(s->outpicref->data[1] + i * s->outpicref->linesize[1], 128, outlink->w);
                 memset(s->outpicref->data[2] + i * s->outpicref->linesize[2], 128, outlink->w);
             }
         }
+        s->outpicref->pts += s->consumed;
+        pts = s->outpicref->pts;
         ret = ff_filter_frame(outlink, s->outpicref);
         s->outpicref = NULL;
+        ff_outlink_set_status(outlink, AVERROR_EOF, pts);
+        return 0;
     }
 
-    return ret;
-}
-
-static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
-{
-    AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
-    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
-    AVFrame *fin = NULL;
-    int ret = 0;
-
-    av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)insamples->extended_data, insamples->nb_samples);
-    av_frame_free(&insamples);
-    while (av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
-        fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
-        if (!fin) {
-            ret = AVERROR(ENOMEM);
-            goto fail;
-        }
-
-        fin->pts = s->pts;
-        s->pts += s->hop_size;
-        ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data, s->win_size);
-        if (ret < 0)
-            goto fail;
-
-        av_assert0(fin->nb_samples == s->win_size);
-
-        run_fft(s, fin);
-        if (s->data == D_MAGNITUDE)
-            calc_magnitudes(s);
-        if (s->data == D_PHASE)
-            calc_phases(s);
-
-        ret = plot_spectrum_column(inlink, fin);
-        av_frame_free(&fin);
-        av_audio_fifo_drain(s->fifo, s->hop_size);
-        if (ret < 0)
-            goto fail;
+    FF_FILTER_FORWARD_STATUS(inlink, outlink);
+    if (ff_outlink_frame_wanted(outlink) && av_audio_fifo_size(s->fifo) < s->win_size) {
+        ff_inlink_request_frame(inlink);
+        return 0;
     }
 
-fail:
-    av_frame_free(&fin);
-    return ret;
+    if (av_audio_fifo_size(s->fifo) >= s->win_size) {
+        ff_filter_set_ready(ctx, 10);
+        return 0;
+    }
+    return FFERROR_NOT_READY;
 }
 
 static const AVFilterPad showspectrum_inputs[] = {
     {
         .name         = "default",
         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
-        .filter_frame = filter_frame,
     },
     { NULL }
 };
@@ -844,7 +1398,6 @@ static const AVFilterPad showspectrum_outputs[] = {
         .name          = "default",
         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
         .config_props  = config_output,
-        .request_frame = request_frame,
     },
     { NULL }
 };
@@ -857,7 +1410,9 @@ AVFilter ff_avf_showspectrum = {
     .priv_size     = sizeof(ShowSpectrumContext),
     .inputs        = showspectrum_inputs,
     .outputs       = showspectrum_outputs,
+    .activate      = activate,
     .priv_class    = &showspectrum_class,
+    .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 };
 #endif // CONFIG_SHOWSPECTRUM_FILTER
 
@@ -879,13 +1434,19 @@ static const AVOption showspectrumpic_options[] = {
         { "fiery",     "fiery based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIERY},     0, 0, FLAGS, "color" },
         { "fruit",     "fruit based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FRUIT},     0, 0, FLAGS, "color" },
         { "cool",      "cool based coloring",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COOL},      0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "magma",     "magma based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MAGMA},     0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "green",     "green based coloring",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=GREEN},     0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "viridis",   "viridis based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VIRIDIS},   0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "plasma",    "plasma based coloring",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=PLASMA},    0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "cividis",   "cividis based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CIVIDIS},   0, 0, FLAGS, "color" },
+        { "terrain",   "terrain based coloring",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TERRAIN},   0, 0, FLAGS, "color" },
     { "scale", "set display scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=LOG}, 0, NB_SCALES-1, FLAGS, "scale" },
+        { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
         { "sqrt", "square root", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SQRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
         { "cbrt", "cubic root",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CBRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
+        { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LOG},    0, 0, FLAGS, "scale" },
         { "4thrt","4th root",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FOURTHRT}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
         { "5thrt","5th root",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FIFTHRT},  0, 0, FLAGS, "scale" },
-        { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LOG},    0, 0, FLAGS, "scale" },
-        { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
     { "saturation", "color saturation multiplier", OFFSET(saturation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1}, -10, 10, FLAGS },
     { "win_func", "set window function", OFFSET(win_func), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = WFUNC_HANNING}, 0, NB_WFUNC-1, FLAGS, "win_func" },
         { "rect",     "Rectangular",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_RECT},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
@@ -904,65 +1465,42 @@ static const AVOption showspectrumpic_options[] = {
         { "lanczos",  "Lanczos",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_LANCZOS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
         { "gauss",    "Gauss",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_GAUSS},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
         { "tukey",    "Tukey",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_TUKEY},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "dolph",    "Dolph-Chebyshev",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_DOLPH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "cauchy",   "Cauchy",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_CAUCHY},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "parzen",   "Parzen",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_PARZEN},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "poisson",  "Poisson",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_POISSON},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
+        { "bohman",   "Bohman",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BOHMAN},   0, 0, FLAGS, "win_func" },
     { "orientation", "set orientation", OFFSET(orientation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=VERTICAL}, 0, NB_ORIENTATIONS-1, FLAGS, "orientation" },
         { "vertical",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VERTICAL},   0, 0, FLAGS, "orientation" },
         { "horizontal", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=HORIZONTAL}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
     { "gain", "set scale gain", OFFSET(gain), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1}, 0, 128, FLAGS },
     { "legend", "draw legend", OFFSET(legend), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 1}, 0, 1, FLAGS },
+    { "rotation", "color rotation", OFFSET(rotation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 0}, -1, 1, FLAGS },
+    { "start", "start frequency", OFFSET(start), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
+    { "stop",  "stop frequency",  OFFSET(stop),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT32_MAX, FLAGS },
     { NULL }
 };
 
 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showspectrumpic);
 
-static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, int o)
-{
-    const uint8_t *font;
-    int font_height;
-    int i;
-
-    font = avpriv_cga_font,   font_height =  8;
-
-    for (i = 0; txt[i]; i++) {
-        int char_y, mask;
-
-        if (o) {
-            for (char_y = font_height - 1; char_y >= 0; char_y--) {
-                uint8_t *p = pic->data[0] + (y + i * 10) * pic->linesize[0] + x;
-                for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
-                    if (font[txt[i] * font_height + font_height - 1 - char_y] & mask)
-                        p[char_y] = ~p[char_y];
-                    p += pic->linesize[0];
-                }
-            }
-        } else {
-            uint8_t *p = pic->data[0] + y*pic->linesize[0] + (x + i*8);
-            for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
-                for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
-                    if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
-                        *p = ~(*p);
-                    p++;
-                }
-                p += pic->linesize[0] - 8;
-            }
-        }
-    }
-}
-
 static int showspectrumpic_request_frame(AVFilterLink *outlink)
 {
-    ShowSpectrumContext *s = outlink->src->priv;
-    AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
-    int ret;
+    AVFilterContext *ctx = outlink->src;
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
+    AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
+    int ret, samples;
 
     ret = ff_request_frame(inlink);
-    if (ret == AVERROR_EOF && s->outpicref) {
-        int samples = av_audio_fifo_size(s->fifo);
+    samples = av_audio_fifo_size(s->fifo);
+    if (ret == AVERROR_EOF && s->outpicref && samples > 0) {
         int consumed = 0;
-        int y, x = 0, sz = s->orientation == VERTICAL ? s->w : s->h;
+        int x = 0, sz = s->orientation == VERTICAL ? s->w : s->h;
         int ch, spf, spb;
         AVFrame *fin;
 
         spf = s->win_size * (samples / ((s->win_size * sz) * ceil(samples / (float)(s->win_size * sz))));
+        spf = FFMAX(1, spf);
+
         spb = (samples / (spf * sz)) * spf;
 
         fin = ff_get_audio_buffer(inlink, s->win_size);
@@ -985,7 +1523,7 @@ static int showspectrumpic_request_frame(AVFilterLink *outlink)
                 }
             }
 
-            run_fft(s, fin);
+            ctx->internal->execute(ctx, run_channel_fft, fin, NULL, s->nb_display_channels);
             acalc_magnitudes(s);
 
             consumed += spf;
@@ -1004,174 +1542,8 @@ static int showspectrumpic_request_frame(AVFilterLink *outlink)
         av_frame_free(&fin);
         s->outpicref->pts = 0;
 
-        if (s->legend) {
-            int multi = (s->mode == SEPARATE && s->color_mode == CHANNEL);
-            float spp = samples / (float)sz;
-            uint8_t *dst;
-
-            drawtext(s->outpicref, 2, outlink->h - 10, "CREATED BY LIBAVFILTER", 0);
-
-            dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x - 1;
-            for (x = 0; x < s->w + 1; x++)
-                dst[x] = 200;
-            dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + s->h) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x - 1;
-            for (x = 0; x < s->w + 1; x++)
-                dst[x] = 200;
-            for (y = 0; y < s->h + 2; y++) {
-                dst = s->outpicref->data[0] + (y + s->start_y - 1) * s->outpicref->linesize[0];
-                dst[s->start_x - 1] = 200;
-                dst[s->start_x + s->w] = 200;
-            }
-            if (s->orientation == VERTICAL) {
-                int h = s->mode == SEPARATE ? s->h / s->nb_display_channels : s->h;
-                for (ch = 0; ch < (s->mode == SEPARATE ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
-                    for (y = 0; y < h; y += 20) {
-                        dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + h * (ch + 1) - y - 1) * s->outpicref->linesize[0];
-                        dst[s->start_x - 2] = 200;
-                        dst[s->start_x + s->w + 1] = 200;
-                    }
-                    for (y = 0; y < h; y += 40) {
-                        dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + h * (ch + 1) - y - 1) * s->outpicref->linesize[0];
-                        dst[s->start_x - 3] = 200;
-                        dst[s->start_x + s->w + 2] = 200;
-                    }
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
-                    for (x = 0; x < s->w; x+=40)
-                        dst[x] = 200;
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 3) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
-                    for (x = 0; x < s->w; x+=80)
-                        dst[x] = 200;
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
-                    for (x = 0; x < s->w; x+=40) {
-                        dst[x] = 200;
-                    }
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x;
-                    for (x = 0; x < s->w; x+=80) {
-                        dst[x] = 200;
-                    }
-                    for (y = 0; y < h; y += 40) {
-                        float hz = y * (inlink->sample_rate / 2) / (float)(1 << (int)ceil(log2(h)));
-                        char *units;
-
-                        if (hz == 0)
-                            units = av_asprintf("DC");
-                        else
-                            units = av_asprintf("%.2f", hz);
-                        if (!units)
-                            return AVERROR(ENOMEM);
-
-                        drawtext(s->outpicref, s->start_x - 8 * strlen(units) - 4, h * (ch + 1) + s->start_y - y - 4, units, 0);
-                        av_free(units);
-                    }
-                }
-
-                for (x = 0; x < s->w; x+=80) {
-                    float seconds = x * spp / inlink->sample_rate;
-                    char *units;
-
-                    if (x == 0)
-                        units = av_asprintf("0");
-                    else if (log10(seconds) > 6)
-                        units = av_asprintf("%.2fh", seconds / (60 * 60));
-                    else if (log10(seconds) > 3)
-                        units = av_asprintf("%.2fm", seconds / 60);
-                    else
-                        units = av_asprintf("%.2fs", seconds);
-                    if (!units)
-                        return AVERROR(ENOMEM);
-
-                    drawtext(s->outpicref, s->start_x + x - 4 * strlen(units), s->h + s->start_y + 6, units, 0);
-                    drawtext(s->outpicref, s->start_x + x - 4 * strlen(units), s->start_y - 12, units, 0);
-                    av_free(units);
-                }
-
-                drawtext(s->outpicref, outlink->w / 2 - 4 * 4, outlink->h - s->start_y / 2, "TIME", 0);
-                drawtext(s->outpicref, s->start_x / 7, outlink->h / 2 - 14 * 4, "FREQUENCY (Hz)", 1);
-            } else {
-                int w = s->mode == SEPARATE ? s->w / s->nb_display_channels : s->w;
-                for (y = 0; y < s->h; y += 20) {
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + y) * s->outpicref->linesize[0];
-                    dst[s->start_x - 2] = 200;
-                    dst[s->start_x + s->w + 1] = 200;
-                }
-                for (y = 0; y < s->h; y += 40) {
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y + y) * s->outpicref->linesize[0];
-                    dst[s->start_x - 3] = 200;
-                    dst[s->start_x + s->w + 2] = 200;
-                }
-                for (ch = 0; ch < (s->mode == SEPARATE ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
-                    for (x = 0; x < w; x+=40)
-                        dst[x] = 200;
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->start_y - 3) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
-                    for (x = 0; x < w; x+=80)
-                        dst[x] = 200;
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 1) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
-                    for (x = 0; x < w; x+=40) {
-                        dst[x] = 200;
-                    }
-                    dst = s->outpicref->data[0] + (s->h + s->start_y + 2) * s->outpicref->linesize[0] + s->start_x + w * ch;
-                    for (x = 0; x < w; x+=80) {
-                        dst[x] = 200;
-                    }
-                    for (x = 0; x < w; x += 80) {
-                        float hz = x * (inlink->sample_rate / 2) / (float)(1 << (int)ceil(log2(w)));
-                        char *units;
-
-                        if (hz == 0)
-                            units = av_asprintf("DC");
-                        else
-                            units = av_asprintf("%.2f", hz);
-                        if (!units)
-                            return AVERROR(ENOMEM);
-
-                        drawtext(s->outpicref, s->start_x - 4 * strlen(units) + x + w * ch, s->start_y - 12, units, 0);
-                        drawtext(s->outpicref, s->start_x - 4 * strlen(units) + x + w * ch, s->h + s->start_y + 6, units, 0);
-                        av_free(units);
-                    }
-                }
-                for (y = 0; y < s->h; y+=40) {
-                    float seconds = y * spp / inlink->sample_rate;
-                    char *units;
-
-                    if (x == 0)
-                        units = av_asprintf("0");
-                    else if (log10(seconds) > 6)
-                        units = av_asprintf("%.2fh", seconds / (60 * 60));
-                    else if (log10(seconds) > 3)
-                        units = av_asprintf("%.2fm", seconds / 60);
-                    else
-                        units = av_asprintf("%.2fs", seconds);
-                    if (!units)
-                        return AVERROR(ENOMEM);
-
-                    drawtext(s->outpicref, s->start_x - 8 * strlen(units) - 4, s->start_y + y - 4, units, 0);
-                    av_free(units);
-                }
-                drawtext(s->outpicref, s->start_x / 7, outlink->h / 2 - 4 * 4, "TIME", 1);
-                drawtext(s->outpicref, outlink->w / 2 - 14 * 4, outlink->h - s->start_y / 2, "FREQUENCY (Hz)", 0);
-            }
-
-            for (ch = 0; ch < (multi ? s->nb_display_channels : 1); ch++) {
-                int h = multi ? s->h / s->nb_display_channels : s->h;
-
-                for (y = 0; y < h; y++) {
-                    float out[3] = { 0., 127.5, 127.5};
-                    int chn;
-
-                    for (chn = 0; chn < (s->mode == SEPARATE ? 1 : s->nb_display_channels); chn++) {
-                        float yf, uf, vf;
-                        int channel = (multi) ? s->nb_display_channels - ch - 1 : chn;
-
-                        color_range(s, channel, &yf, &uf, &vf);
-                        pick_color(s, yf, uf, vf, y / (float)h, out);
-                    }
-                    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);
-                    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);
-                    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);
-                }
-            }
-        }
+        if (s->legend)
+            draw_legend(ctx, samples);
 
         ret = ff_filter_frame(outlink, s->outpicref);
         s->outpicref = NULL;
@@ -1219,6 +1591,7 @@ AVFilter ff_avf_showspectrumpic = {
     .inputs        = showspectrumpic_inputs,
     .outputs       = showspectrumpic_outputs,
     .priv_class    = &showspectrumpic_class,
+    .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 };
 
 #endif // CONFIG_SHOWSPECTRUMPIC_FILTER