avfilter/af_afir: do not over allocate fft buffer
[ffmpeg.git] / libavfilter / avf_showspectrum.c
index 4dd52a2..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;
@@ -62,24 +67,31 @@ typedef struct {
     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 **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;
@@ -109,6 +121,12 @@ 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" },
@@ -138,6 +156,7 @@ static const AVOption showspectrum_options[] = {
         { "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" },
@@ -147,6 +166,10 @@ static const AVOption showspectrum_options[] = {
         { "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 }
 };
 
@@ -222,6 +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)
@@ -235,11 +302,21 @@ static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
             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]);
@@ -291,6 +368,450 @@ static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
     return 0;
 }
 
+static int run_channel_fft(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
+    AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
+    const float *window_func_lut = s->window_func_lut;
+    AVFrame *fin = arg;
+    const int ch = jobnr;
+    int n;
+
+    /* fill FFT input with the number of samples available */
+    const float *p = (float *)fin->extended_data[ch];
+
+    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;
+    }
+
+    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;
+
+        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;
+
+        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);
+        }
+
+        for (int n = M; n < L; n++) {
+            h[n].re = 0.0;
+            h[n].im = 0.0;
+        }
+
+        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);
+        }
+
+        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 (int n = N; n < L; n++) {
+            g[n].re = 0.;
+            g[n].im = 0.;
+        }
+
+        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_fft_permute(s->fft[ch], h);
+        av_fft_calc(s->fft[ch], h);
+
+        av_fft_permute(s->fft[ch], g);
+        av_fft_calc(s->fft[ch], g);
+
+        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;
+
+            g[n].re = a / L;
+            g[n].im = b / L;
+        }
+
+        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]);
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+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 void color_range(ShowSpectrumContext *s, int ch,
+                        float *yf, float *uf, float *vf)
+{
+    switch (s->mode) {
+    case COMBINED:
+        // reduce range by channel count
+        *yf = 256.0f / s->nb_display_channels;
+        switch (s->color_mode) {
+        case RAINBOW:
+        case MORELAND:
+        case NEBULAE:
+        case FIRE:
+        case FIERY:
+        case FRUIT:
+        case COOL:
+        case GREEN:
+        case VIRIDIS:
+        case PLASMA:
+        case CIVIDIS:
+        case TERRAIN:
+        case MAGMA:
+        case INTENSITY:
+            *uf = *yf;
+            *vf = *yf;
+            break;
+        case CHANNEL:
+            /* adjust saturation for mixed UV coloring */
+            /* this factor is correct for infinite channels, an approximation otherwise */
+            *uf = *yf * M_PI;
+            *vf = *yf * M_PI;
+            break;
+        default:
+            av_assert0(0);
+        }
+        break;
+    case SEPARATE:
+        // full range
+        *yf = 256.0f;
+        *uf = 256.0f;
+        *vf = 256.0f;
+        break;
+    default:
+        av_assert0(0);
+    }
+
+    if (s->color_mode == CHANNEL) {
+        if (s->nb_display_channels > 1) {
+            *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 *= 0.5 * 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;
+}
+
+static void pick_color(ShowSpectrumContext *s,
+                       float yf, float uf, float vf,
+                       float a, float *out)
+{
+    if (s->color_mode > CHANNEL) {
+        const int cm = s->color_mode;
+        float y, u, v;
+        int i;
+
+        for (i = 1; i < FF_ARRAY_ELEMS(color_table[cm]) - 1; i++)
+            if (color_table[cm][i].a >= a)
+                break;
+        // i now is the first item >= the color
+        // now we know to interpolate between item i - 1 and i
+        if (a <= color_table[cm][i - 1].a) {
+            y = color_table[cm][i - 1].y;
+            u = color_table[cm][i - 1].u;
+            v = color_table[cm][i - 1].v;
+        } else if (a >= color_table[cm][i].a) {
+            y = color_table[cm][i].y;
+            u = color_table[cm][i].u;
+            v = color_table[cm][i].v;
+        } else {
+            float start = color_table[cm][i - 1].a;
+            float end = color_table[cm][i].a;
+            float lerpfrac = (a - start) / (end - start);
+            y = color_table[cm][i - 1].y * (1.0f - lerpfrac)
+              + color_table[cm][i].y * lerpfrac;
+            u = color_table[cm][i - 1].u * (1.0f - lerpfrac)
+              + color_table[cm][i].u * lerpfrac;
+            v = color_table[cm][i - 1].v * (1.0f - lerpfrac)
+              + color_table[cm][i].v * lerpfrac;
+        }
+
+        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;
+    }
+}
+
+static char *get_time(AVFilterContext *ctx, float seconds, int x)
+{
+    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 draw_legend(AVFilterContext *ctx, int samples)
+{
+    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
+    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);
+    }
+
+    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 (x = 0; x < s->w && s->single_pic; x+=80) {
+            float seconds = x * spp / inlink->sample_rate;
+            char *units = get_time(ctx, seconds, x);
+
+            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 - 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);
+
+            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;
+            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;
@@ -299,14 +820,21 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
     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) * 25;
+        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;
@@ -324,7 +852,9 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
         /* 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));
@@ -332,6 +862,14 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
             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;
@@ -342,6 +880,10 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
          * 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]);
         }
@@ -349,7 +891,15 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 
         s->nb_display_channels = inlink->channels;
         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
-            s->fft[i] = av_fft_init(fft_bits, 0);
+            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");
@@ -388,10 +938,17 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
         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->win_size, sizeof(**s->fft_data));
+            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 */
@@ -400,7 +957,7 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
                          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);
+        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;
@@ -420,24 +977,36 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
             ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
         if (!outpicref)
             return AVERROR(ENOMEM);
-        outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
+        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;
 
-    outlink->frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->win_size * (1.-s->overlap));
+    s->auto_frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, s->hop_size);
     if (s->orientation == VERTICAL && s->sliding == FULLFRAME)
-        outlink->frame_rate.den *= s->w;
+        s->auto_frame_rate.den *= s->w;
     if (s->orientation == HORIZONTAL && s->sliding == FULLFRAME)
-        outlink->frame_rate.den *= s->h;
+        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 =
@@ -459,29 +1028,6 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
     return 0;
 }
 
-static int run_channel_fft(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
-{
-    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
-    const float *window_func_lut = s->window_func_lut;
-    AVFrame *fin = arg;
-    const int ch = jobnr;
-    int n;
-
-    /* fill FFT input with the number of samples available */
-    const float *p = (float *)fin->extended_data[ch];
-
-    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;
-    }
-
-    /* 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]);
-
-    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))
@@ -542,106 +1088,6 @@ static void scale_magnitudes(ShowSpectrumContext *s, float scale)
     }
 }
 
-static void color_range(ShowSpectrumContext *s, int ch,
-                        float *yf, float *uf, float *vf)
-{
-    switch (s->mode) {
-    case COMBINED:
-        // reduce range by channel count
-        *yf = 256.0f / s->nb_display_channels;
-        switch (s->color_mode) {
-        case RAINBOW:
-        case MORELAND:
-        case NEBULAE:
-        case FIRE:
-        case FIERY:
-        case FRUIT:
-        case COOL:
-        case INTENSITY:
-            *uf = *yf;
-            *vf = *yf;
-            break;
-        case CHANNEL:
-            /* adjust saturation for mixed UV coloring */
-            /* this factor is correct for infinite channels, an approximation otherwise */
-            *uf = *yf * M_PI;
-            *vf = *yf * M_PI;
-            break;
-        default:
-            av_assert0(0);
-        }
-        break;
-    case SEPARATE:
-        // full range
-        *yf = 256.0f;
-        *uf = 256.0f;
-        *vf = 256.0f;
-        break;
-    default:
-        av_assert0(0);
-    }
-
-    if (s->color_mode == CHANNEL) {
-        if (s->nb_display_channels > 1) {
-            *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 *= 0.5 * 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;
-}
-
-static void pick_color(ShowSpectrumContext *s,
-                       float yf, float uf, float vf,
-                       float a, float *out)
-{
-    if (s->color_mode > CHANNEL) {
-        const int cm = s->color_mode;
-        float y, u, v;
-        int i;
-
-        for (i = 1; i < FF_ARRAY_ELEMS(color_table[cm]) - 1; i++)
-            if (color_table[cm][i].a >= a)
-                break;
-        // i now is the first item >= the color
-        // now we know to interpolate between item i - 1 and i
-        if (a <= color_table[cm][i - 1].a) {
-            y = color_table[cm][i - 1].y;
-            u = color_table[cm][i - 1].u;
-            v = color_table[cm][i - 1].v;
-        } else if (a >= color_table[cm][i].a) {
-            y = color_table[cm][i].y;
-            u = color_table[cm][i].u;
-            v = color_table[cm][i].v;
-        } else {
-            float start = color_table[cm][i - 1].a;
-            float end = color_table[cm][i].a;
-            float lerpfrac = (a - start) / (end - start);
-            y = color_table[cm][i - 1].y * (1.0f - lerpfrac)
-              + color_table[cm][i].y * lerpfrac;
-            u = color_table[cm][i - 1].u * (1.0f - lerpfrac)
-              + color_table[cm][i].u * lerpfrac;
-            v = color_table[cm][i - 1].v * (1.0f - lerpfrac)
-              + color_table[cm][i].v * lerpfrac;
-        }
-
-        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;
-    }
-}
-
 static void clear_combine_buffer(ShowSpectrumContext *s, int size)
 {
     int y;
@@ -741,8 +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);
                 }
             }
@@ -750,8 +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);
                 }
             }
@@ -770,8 +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);
                 }
             }
@@ -779,8 +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);
                 }
             }
@@ -797,7 +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)
@@ -805,70 +1251,82 @@ 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) {
-        if (s->orientation == VERTICAL) {
-            for (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++) {
-                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);
-            }
-        }
-        ret = ff_filter_frame(outlink, s->outpicref);
-        s->outpicref = NULL;
-    }
-
-    return ret;
-}
+    FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK(outlink, inlink);
 
-static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
-{
-    AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
-    ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
-    AVFrame *fin = NULL;
-    int ret = 0, consumed = 0;
+    if (av_audio_fifo_size(s->fifo) < s->win_size) {
+        AVFrame *frame = NULL;
 
-    if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE)
-        s->pts = insamples->pts - av_audio_fifo_size(s->fifo);
+        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 **)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;
+            av_audio_fifo_write(s->fifo, (void **)frame->extended_data, frame->nb_samples);
+            av_frame_free(&frame);
         }
+    }
 
-        fin->pts = s->pts + consumed;
-        consumed += s->hop_size;
-        ret = av_audio_fifo_peek(s->fifo, (void **)fin->extended_data, s->win_size);
-        if (ret < 0)
-            goto fail;
+    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);
 
@@ -881,23 +1339,56 @@ static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
             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)
-            goto fail;
+        if (ret <= 0)
+            return ret;
     }
 
-fail:
-    s->pts = AV_NOPTS_VALUE;
-    av_frame_free(&fin);
-    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 (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 (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;
+    }
+
+    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;
+    }
+
+    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 }
 };
@@ -907,7 +1398,6 @@ static const AVFilterPad showspectrum_outputs[] = {
         .name          = "default",
         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
         .config_props  = config_output,
-        .request_frame = request_frame,
     },
     { NULL }
 };
@@ -920,6 +1410,7 @@ 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,
 };
@@ -943,6 +1434,12 @@ 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" },
@@ -972,51 +1469,20 @@ static const AVOption showspectrumpic_options[] = {
         { "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)
 {
     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
@@ -1028,7 +1494,7 @@ static int showspectrumpic_request_frame(AVFilterLink *outlink)
     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;
 
@@ -1076,191 +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 hertz = y * (inlink->sample_rate / 2) / (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, 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 hertz = x * (inlink->sample_rate / 2) / (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; 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;
-                        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;
-                    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);
-                }
-            }
-        }
+        if (s->legend)
+            draw_legend(ctx, samples);
 
         ret = ff_filter_frame(outlink, s->outpicref);
         s->outpicref = NULL;