avfilter/af_afftdn: add alias for sample_noise end
[ffmpeg.git] / libavfilter / avf_showvolume.c
index 72e18d5..6b553c4 100644 (file)
@@ -18,6 +18,7 @@
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  */
 
+#include "libavutil/avstring.h"
 #include "libavutil/channel_layout.h"
 #include "libavutil/eval.h"
 #include "libavutil/intreadwrite.h"
 #include "video.h"
 #include "internal.h"
 
+static const char *const var_names[] = {   "VOLUME",   "CHANNEL",   "PEAK",        NULL };
+enum                                   { VAR_VOLUME, VAR_CHANNEL, VAR_PEAK, VAR_VARS_NB };
+enum DisplayScale   { LINEAR, LOG, NB_DISPLAY_SCALE };
+
 typedef struct ShowVolumeContext {
     const AVClass *class;
     int w, h;
-    int f, b;
+    int b;
+    double f;
     AVRational frame_rate;
     char *color;
+    int orientation;
+    int step;
+    float bgopacity;
+    int mode;
 
     AVFrame *out;
     AVExpr *c_expr;
     int draw_text;
+    int draw_volume;
+    double *values;
+    uint32_t *color_lut;
+    float *max;
+    float rms_factor;
+    int display_scale;
+
+    double draw_persistent_duration; /* in second */
+    uint8_t persistant_max_rgba[4];
+    int persistent_max_frames; /* number of frames to check max value */
+    float *max_persistent; /* max value for draw_persistent_max for each channel */
+    int *nb_frames_max_display; /* number of frame for each channel, for displaying the max value */
+
+    void (*meter)(float *src, int nb_samples, float *max, float factor);
 } ShowVolumeContext;
 
 #define OFFSET(x) offsetof(ShowVolumeContext, x)
 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 
 static const AVOption showvolume_options[] = {
-    { "rate", "set video rate",  OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, 0, FLAGS },
-    { "r",    "set video rate",  OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, 0, FLAGS },
+    { "rate", "set video rate",  OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, INT_MAX, FLAGS },
+    { "r",    "set video rate",  OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, INT_MAX, FLAGS },
     { "b", "set border width",   OFFSET(b), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, 5, FLAGS },
-    { "w", "set channel width",  OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=400}, 40, 1080, FLAGS },
-    { "h", "set channel height", OFFSET(h), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=20}, 1, 100, FLAGS },
-    { "f", "set fade",           OFFSET(f), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=20}, 1, 255, FLAGS },
-    { "c", "set volume color expression", OFFSET(color), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="if(gte(VOLUME,-2), if(gte(VOLUME,-1),0xff, 0xffff),0xff00)"}, 0, 0, FLAGS },
-    { "t", "display channel names", OFFSET(draw_text), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS },
+    { "w", "set channel width",  OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=400}, 80, 8192, FLAGS },
+    { "h", "set channel height", OFFSET(h), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=20}, 1, 900, FLAGS },
+    { "f", "set fade",           OFFSET(f), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0.95}, 0, 1, FLAGS },
+    { "c", "set volume color expression", OFFSET(color), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="PEAK*255+floor((1-PEAK)*255)*256+0xff000000"}, 0, 0, FLAGS },
+    { "t", "display channel names", OFFSET(draw_text), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS },
+    { "v", "display volume value", OFFSET(draw_volume), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS },
+    { "dm", "duration for max value display", OFFSET(draw_persistent_duration), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0.}, 0, 9000, FLAGS},
+    { "dmc","set color of the max value line", OFFSET(persistant_max_rgba), AV_OPT_TYPE_COLOR, {.str = "orange"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
+    { "o", "set orientation", OFFSET(orientation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS, "orientation" },
+    {   "h", "horizontal", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
+    {   "v", "vertical",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
+    { "s", "set step size", OFFSET(step), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 5, FLAGS },
+    { "p", "set background opacity", OFFSET(bgopacity), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, 0, 1, FLAGS },
+    { "m", "set mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS, "mode" },
+    {   "p", "peak", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
+    {   "r", "rms",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
+    { "ds", "set display scale", OFFSET(display_scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=LINEAR}, LINEAR, NB_DISPLAY_SCALE - 1, FLAGS, "display_scale" },
+    {   "lin", "linear", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "display_scale" },
+    {   "log", "log",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LOG}, 0, 0, FLAGS, "display_scale" },
     { NULL }
 };
 
 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showvolume);
 
-static const char *const var_names[] = {   "VOLUME", NULL };
-enum                                   { VAR_VOLUME, VAR_VARS_NB };
-
 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 {
     ShowVolumeContext *s = ctx->priv;
@@ -85,30 +120,44 @@ static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_FLTP, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
+    int ret;
 
     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
-    if (!formats)
-        return AVERROR(ENOMEM);
-    ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats);
+    if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0)
+        return ret;
 
-    layouts = ff_all_channel_layouts();
-    if (!layouts)
-        return AVERROR(ENOMEM);
-    ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts);
+    layouts = ff_all_channel_counts();
+    if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
+        return ret;
 
     formats = ff_all_samplerates();
-    if (!formats)
-        return AVERROR(ENOMEM);
-    ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates);
+    if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0)
+        return ret;
 
     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
-    if (!formats)
-        return AVERROR(ENOMEM);
-    ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats);
+    if ((ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
+        return ret;
 
     return 0;
 }
 
+static void find_peak(float *src, int nb_samples, float *peak, float factor)
+{
+    int i;
+
+    *peak = 0;
+    for (i = 0; i < nb_samples; i++)
+        *peak = FFMAX(*peak, FFABS(src[i]));
+}
+
+static void find_rms(float *src, int nb_samples, float *rms, float factor)
+{
+    int i;
+
+    for (i = 0; i < nb_samples; i++)
+        *rms += factor * (src[i] * src[i] - *rms);
+}
+
 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 {
     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
@@ -119,7 +168,31 @@ static int config_input(AVFilterLink *inlink)
     inlink->partial_buf_size =
     inlink->min_samples =
     inlink->max_samples = nb_samples;
+    s->values = av_calloc(inlink->channels * VAR_VARS_NB, sizeof(double));
+    if (!s->values)
+        return AVERROR(ENOMEM);
+
+    s->color_lut = av_calloc(s->w, sizeof(*s->color_lut) * inlink->channels);
+    if (!s->color_lut)
+        return AVERROR(ENOMEM);
+
+    s->max = av_calloc(inlink->channels, sizeof(*s->max));
+    if (!s->max)
+        return AVERROR(ENOMEM);
 
+    s->rms_factor = 10000. / inlink->sample_rate;
+
+    switch (s->mode) {
+    case 0: s->meter = find_peak; break;
+    case 1: s->meter = find_rms;  break;
+    default: return AVERROR_BUG;
+    }
+
+    if (s->draw_persistent_duration > 0.) {
+        s->persistent_max_frames = (int) FFMAX(av_q2d(s->frame_rate) * s->draw_persistent_duration, 1.);
+        s->max_persistent = av_calloc(inlink->channels * s->persistent_max_frames, sizeof(*s->max_persistent));
+        s->nb_frames_max_display = av_calloc(inlink->channels * s->persistent_max_frames, sizeof(*s->nb_frames_max_display));
+    }
     return 0;
 }
 
@@ -127,16 +200,36 @@ static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 {
     ShowVolumeContext *s = outlink->src->priv;
     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
+    int ch;
+
+    if (s->orientation) {
+        outlink->h = s->w;
+        outlink->w = s->h * inlink->channels + (inlink->channels - 1) * s->b;
+    } else {
+        outlink->w = s->w;
+        outlink->h = s->h * inlink->channels + (inlink->channels - 1) * s->b;
+    }
 
-    outlink->w = s->w;
-    outlink->h = s->h * inlink->channels + (inlink->channels - 1) * s->b;
     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
     outlink->frame_rate = s->frame_rate;
 
+    for (ch = 0; ch < inlink->channels; ch++) {
+        int i;
+
+        for (i = 0; i < s->w; i++) {
+            float max = i / (float)(s->w - 1);
+
+            s->values[ch * VAR_VARS_NB + VAR_PEAK] = max;
+            s->values[ch * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME] = 20.0 * log10(max);
+            s->values[ch * VAR_VARS_NB + VAR_CHANNEL] = ch;
+            s->color_lut[ch * s->w + i] = av_expr_eval(s->c_expr, &s->values[ch * VAR_VARS_NB], NULL);
+        }
+    }
+
     return 0;
 }
 
-static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt)
+static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, int o)
 {
     const uint8_t *font;
     int font_height;
@@ -146,15 +239,80 @@ static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt)
 
     for (i = 0; txt[i]; i++) {
         int char_y, mask;
-        uint8_t *p = pic->data[0] + y*pic->linesize[0] + (x + i*8)*4;
 
-        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)
-                    AV_WN32(p, ~AV_RN32(p));
-                p += 4;
+        if (o) { /* vertical orientation */
+            for (char_y = font_height - 1; char_y >= 0; char_y--) {
+                uint8_t *p = pic->data[0] + (y + i * 10) * pic->linesize[0] + x * 4;
+                for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
+                    if (font[txt[i] * font_height + font_height - 1 - char_y] & mask)
+                        AV_WN32(&p[char_y * 4], ~AV_RN32(&p[char_y * 4]));
+                    p += pic->linesize[0];
+                }
             }
-            p += pic->linesize[0] - 8*4;
+        } else { /* horizontal orientation */
+            uint8_t *p = pic->data[0] + y * pic->linesize[0] + (x + i * 8) * 4;
+            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)
+                        AV_WN32(p, ~AV_RN32(p));
+                    p += 4;
+                }
+                p += pic->linesize[0] - 8 * 4;
+            }
+        }
+    }
+}
+
+static void clear_picture(ShowVolumeContext *s, AVFilterLink *outlink)
+{
+    int i, j;
+    const uint32_t bg = (uint32_t)(s->bgopacity * 255) << 24;
+
+    for (i = 0; i < outlink->h; i++) {
+        uint32_t *dst = (uint32_t *)(s->out->data[0] + i * s->out->linesize[0]);
+        for (j = 0; j < outlink->w; j++)
+            AV_WN32A(dst + j, bg);
+    }
+}
+
+static inline int calc_max_draw(ShowVolumeContext *s, AVFilterLink *outlink, float max)
+{
+    float max_val;
+    if (s->display_scale == LINEAR) {
+        max_val = max;
+    } else { /* log */
+        max_val = av_clipf(0.21 * log10(max) + 1, 0, 1);
+    }
+    if (s->orientation) { /* vertical */
+        return outlink->h - outlink->h * max_val;
+    } else { /* horizontal */
+        return s->w * max_val;
+    }
+}
+
+static inline void calc_persistent_max(ShowVolumeContext *s, float max, int channel)
+{
+    /* update max value for persistent max display */
+    if ((max >= s->max_persistent[channel]) || (s->nb_frames_max_display[channel] >= s->persistent_max_frames)) { /* update max value for display */
+        s->max_persistent[channel] = max;
+        s->nb_frames_max_display[channel] = 0;
+    } else {
+        s->nb_frames_max_display[channel] += 1; /* incremente display frame count */
+    }
+}
+
+static inline void draw_max_line(ShowVolumeContext *s, int max_draw, int channel)
+{
+    int k;
+    if (s->orientation) { /* vertical */
+        uint8_t *dst = s->out->data[0] + max_draw * s->out->linesize[0] + channel * (s->b + s->h) * 4;
+        for (k = 0; k < s->h; k++) {
+            memcpy(dst + k * 4, s->persistant_max_rgba, sizeof(s->persistant_max_rgba));
+        }
+    } else { /* horizontal */
+        for (k = 0; k < s->h; k++) {
+            uint8_t *dst = s->out->data[0] + (channel * s->h + channel * s->b + k) * s->out->linesize[0];
+            memcpy(dst + max_draw * 4, s->persistant_max_rgba, sizeof(s->persistant_max_rgba));
         }
     }
 }
@@ -164,8 +322,9 @@ static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
     ShowVolumeContext *s = ctx->priv;
-    int c, i, j, k;
-    double values[VAR_VARS_NB];
+    const int step = s->step;
+    int c, j, k, max_draw;
+    AVFrame *out;
 
     if (!s->out || s->out->width  != outlink->w ||
                    s->out->height != outlink->h) {
@@ -175,49 +334,119 @@ static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
             av_frame_free(&insamples);
             return AVERROR(ENOMEM);
         }
-
-        for (i = 0; i < outlink->h; i++)
-            memset(s->out->data[0] + i * s->out->linesize[0], 0, outlink->w * 4);
+        clear_picture(s, outlink);
     }
     s->out->pts = insamples->pts;
 
-    for (j = 0; j < outlink->h; j++) {
-        uint8_t *dst = s->out->data[0] + j * s->out->linesize[0];
-        for (k = 0; k < s->w; k++) {
-            dst[k * 4 + 0] = FFMAX(dst[k * 4 + 0] - s->f, 0);
-            dst[k * 4 + 1] = FFMAX(dst[k * 4 + 1] - s->f, 0);
-            dst[k * 4 + 2] = FFMAX(dst[k * 4 + 2] - s->f, 0);
-            dst[k * 4 + 3] = FFMAX(dst[k * 4 + 3] - s->f, 0);
+    if ((s->f < 1.) && (s->f > 0.)) {
+        for (j = 0; j < outlink->h; j++) {
+            uint8_t *dst = s->out->data[0] + j * s->out->linesize[0];
+            const uint32_t alpha = s->bgopacity * 255;
+
+            for (k = 0; k < outlink->w; k++) {
+                dst[k * 4 + 0] = FFMAX(dst[k * 4 + 0] * s->f, 0);
+                dst[k * 4 + 1] = FFMAX(dst[k * 4 + 1] * s->f, 0);
+                dst[k * 4 + 2] = FFMAX(dst[k * 4 + 2] * s->f, 0);
+                dst[k * 4 + 3] = FFMAX(dst[k * 4 + 3] * s->f, alpha);
+            }
         }
+    } else if (s->f == 0.) {
+        clear_picture(s, outlink);
     }
 
-    for (c = 0; c < inlink->channels; c++) {
-        float *src = (float *)insamples->extended_data[c];
-        float max = 0;
-        int color;
+    if (s->orientation) { /* vertical */
+        for (c = 0; c < inlink->channels; c++) {
+            float *src = (float *)insamples->extended_data[c];
+            uint32_t *lut = s->color_lut + s->w * c;
+            float max;
+
+            s->meter(src, insamples->nb_samples, &s->max[c], s->rms_factor);
+            max = s->max[c];
+
+            s->values[c * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME] = 20.0 * log10(max);
+            max = av_clipf(max, 0, 1);
+            max_draw = calc_max_draw(s, outlink, max);
+
+            for (j = max_draw; j < s->w; j++) {
+                uint8_t *dst = s->out->data[0] + j * s->out->linesize[0] + c * (s->b + s->h) * 4;
+                for (k = 0; k < s->h; k++) {
+                    AV_WN32A(&dst[k * 4], lut[s->w - j - 1]);
+                    if (j & step)
+                        j += step;
+                }
+            }
 
-        for (i = 0; i < insamples->nb_samples; i++)
-            max = FFMAX(max, src[i]);
+            if (s->h >= 8 && s->draw_text) {
+                const char *channel_name = av_get_channel_name(av_channel_layout_extract_channel(insamples->channel_layout, c));
+                if (!channel_name)
+                    continue;
+                drawtext(s->out, c * (s->h + s->b) + (s->h - 10) / 2, outlink->h - 35, channel_name, 1);
+            }
 
-        max = av_clipf(max, 0, 1);
-        values[VAR_VOLUME] = 20.0 * log(max) / M_LN10;
-        color = av_expr_eval(s->c_expr, values, NULL);
+            if (s->draw_persistent_duration > 0.) {
+                calc_persistent_max(s, max, c);
+                max_draw = FFMAX(0, calc_max_draw(s, outlink, s->max_persistent[c]) - 1);
+                draw_max_line(s, max_draw, c);
+            }
+        }
+    } else { /* horizontal */
+        for (c = 0; c < inlink->channels; c++) {
+            float *src = (float *)insamples->extended_data[c];
+            uint32_t *lut = s->color_lut + s->w * c;
+            float max;
+
+            s->meter(src, insamples->nb_samples, &s->max[c], s->rms_factor);
+            max = s->max[c];
+
+            s->values[c * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME] = 20.0 * log10(max);
+            max = av_clipf(max, 0, 1);
+            max_draw = calc_max_draw(s, outlink, max);
+
+            for (j = 0; j < s->h; j++) {
+                uint8_t *dst = s->out->data[0] + (c * s->h + c * s->b + j) * s->out->linesize[0];
+
+                for (k = 0; k < max_draw; k++) {
+                    AV_WN32A(dst + k * 4, lut[k]);
+                    if (k & step)
+                        k += step;
+                }
+            }
 
-        for (j = 0; j < s->h; j++) {
-            uint8_t *dst = s->out->data[0] + (c * s->h + c * s->b + j) * s->out->linesize[0];
+            if (s->h >= 8 && s->draw_text) {
+                const char *channel_name = av_get_channel_name(av_channel_layout_extract_channel(insamples->channel_layout, c));
+                if (!channel_name)
+                    continue;
+                drawtext(s->out, 2, c * (s->h + s->b) + (s->h - 8) / 2, channel_name, 0);
+            }
 
-            for (k = 0; k < s->w * max; k++)
-                AV_WN32A(dst + k * 4, color);
+            if (s->draw_persistent_duration > 0.) {
+                calc_persistent_max(s, max, c);
+                max_draw = FFMAX(0, calc_max_draw(s, outlink, s->max_persistent[c]) - 1);
+                draw_max_line(s, max_draw, c);
+            }
         }
-
-        if (s->h >= 8 && s->draw_text)
-            drawtext(s->out, 2, c * (s->h + s->b) + (s->h - 8) / 2,
-                     av_get_channel_name(av_channel_layout_extract_channel(insamples->channel_layout, c)));
     }
 
     av_frame_free(&insamples);
+    out = av_frame_clone(s->out);
+    if (!out)
+        return AVERROR(ENOMEM);
+    av_frame_make_writable(out);
+
+    /* draw volume level */
+    for (c = 0; c < inlink->channels && s->h >= 8 && s->draw_volume; c++) {
+        char buf[16];
+
+        if (s->orientation) { /* vertical */
+            snprintf(buf, sizeof(buf), "%.2f", s->values[c * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME]);
+            drawtext(out, c * (s->h + s->b) + (s->h - 8) / 2, 2, buf, 1);
+        } else { /* horizontal */
+            snprintf(buf, sizeof(buf), "%.2f", s->values[c * VAR_VARS_NB + VAR_VOLUME]);
+            drawtext(out, FFMAX(0, s->w - 8 * (int)strlen(buf)), c * (s->h + s->b) + (s->h - 8) / 2, buf, 0);
+        }
+    }
 
-    return ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->out));
+    return ff_filter_frame(outlink, out);
 }
 
 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
@@ -226,6 +455,9 @@ static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 
     av_frame_free(&s->out);
     av_expr_free(s->c_expr);
+    av_freep(&s->values);
+    av_freep(&s->color_lut);
+    av_freep(&s->max);
 }
 
 static const AVFilterPad showvolume_inputs[] = {