avfilter/avf_showspectrum: properly calculate w factor
[ffmpeg.git] / libavfilter / avf_showspectrum.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2012-2013 Clément Bœsch
3  * Copyright (c) 2013 Rudolf Polzer <divverent@xonotic.org>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * audio to spectrum (video) transmedia filter, based on ffplay rdft showmode
25  * (by Michael Niedermayer) and lavfi/avf_showwaves (by Stefano Sabatini).
26  */
27
28 #include <math.h>
29
30 #include "libavcodec/avfft.h"
31 #include "libavutil/avassert.h"
32 #include "libavutil/channel_layout.h"
33 #include "libavutil/opt.h"
34 #include "avfilter.h"
35 #include "internal.h"
36 #include "window_func.h"
37
38 enum DisplayMode  { COMBINED, SEPARATE, NB_MODES };
39 enum DisplayScale { LINEAR, SQRT, CBRT, LOG, NB_SCALES };
40 enum ColorMode    { CHANNEL, INTENSITY, NB_CLMODES };
41 enum SlideMode    { REPLACE, SCROLL, FULLFRAME, RSCROLL, NB_SLIDES };
42 enum Orientation  { VERTICAL, HORIZONTAL, NB_ORIENTATIONS };
43
44 typedef struct {
45     const AVClass *class;
46     int w, h;
47     AVFrame *outpicref;
48     int nb_display_channels;
49     int orientation;
50     int channel_width;
51     int channel_height;
52     int sliding;                ///< 1 if sliding mode, 0 otherwise
53     int mode;                   ///< channel display mode
54     int color_mode;             ///< display color scheme
55     int scale;
56     float saturation;           ///< color saturation multiplier
57     int xpos;                   ///< x position (current column)
58     RDFTContext *rdft;          ///< Real Discrete Fourier Transform context
59     int rdft_bits;              ///< number of bits (RDFT window size = 1<<rdft_bits)
60     FFTSample **rdft_data;      ///< bins holder for each (displayed) channels
61     float *window_func_lut;     ///< Window function LUT
62     int win_func;
63     double win_scale;
64     float overlap;
65     float *combine_buffer;      ///< color combining buffer (3 * h items)
66 } ShowSpectrumContext;
67
68 #define OFFSET(x) offsetof(ShowSpectrumContext, x)
69 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
70
71 static const AVOption showspectrum_options[] = {
72     { "size", "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "640x512"}, 0, 0, FLAGS },
73     { "s",    "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "640x512"}, 0, 0, FLAGS },
74     { "slide", "set sliding mode", OFFSET(sliding), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, NB_SLIDES-1, FLAGS, "slide" },
75         { "replace", "replace old columns with new", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=REPLACE}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
76         { "scroll", "scroll from right to left", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SCROLL}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
77         { "rscroll", "scroll from left to right", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=RSCROLL}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
78         { "fullframe", "return full frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=FULLFRAME}, 0, 0, FLAGS, "slide" },
79     { "mode", "set channel display mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=COMBINED}, COMBINED, NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
80         { "combined", "combined mode", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=COMBINED}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
81         { "separate", "separate mode", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SEPARATE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
82     { "color", "set channel coloring", OFFSET(color_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=CHANNEL}, CHANNEL, NB_CLMODES-1, FLAGS, "color" },
83         { "channel",   "separate color for each channel", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CHANNEL},   0, 0, FLAGS, "color" },
84         { "intensity", "intensity based coloring",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTENSITY}, 0, 0, FLAGS, "color" },
85     { "scale", "set display scale", OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=SQRT}, LINEAR, NB_SCALES-1, FLAGS, "scale" },
86         { "sqrt", "square root", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SQRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
87         { "cbrt", "cubic root",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CBRT},   0, 0, FLAGS, "scale" },
88         { "log",  "logarithmic", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LOG},    0, 0, FLAGS, "scale" },
89         { "lin",  "linear",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LINEAR}, 0, 0, FLAGS, "scale" },
90     { "saturation", "color saturation multiplier", OFFSET(saturation), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = 1}, -10, 10, FLAGS },
91     { "win_func", "set window function", OFFSET(win_func), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = WFUNC_HANNING}, 0, NB_WFUNC-1, FLAGS, "win_func" },
92         { "rect",     "Rectangular",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_RECT},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
93         { "bartlett", "Bartlett",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BARTLETT}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
94         { "hann",     "Hann",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
95         { "hanning",  "Hanning",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HANNING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
96         { "hamming",  "Hamming",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_HAMMING},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
97         { "blackman", "Blackman",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BLACKMAN}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
98         { "welch",    "Welch",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_WELCH},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
99         { "flattop",  "Flat-top",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_FLATTOP},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
100         { "bharris",  "Blackman-Harris",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHARRIS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
101         { "bnuttall", "Blackman-Nuttall", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BNUTTALL}, 0, 0, FLAGS, "win_func" },
102         { "bhann",    "Bartlett-Hann",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_BHANN},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
103         { "sine",     "Sine",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_SINE},     0, 0, FLAGS, "win_func" },
104         { "nuttall",  "Nuttall",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_NUTTALL},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
105         { "lanczos",  "Lanczos",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_LANCZOS},  0, 0, FLAGS, "win_func" },
106         { "gauss",    "Gauss",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=WFUNC_GAUSS},    0, 0, FLAGS, "win_func" },
107     { "orientation", "set orientation", OFFSET(orientation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=VERTICAL}, 0, NB_ORIENTATIONS-1, FLAGS, "orientation" },
108         { "vertical",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=VERTICAL},   0, 0, FLAGS, "orientation" },
109         { "horizontal", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=HORIZONTAL}, 0, 0, FLAGS, "orientation" },
110     { NULL }
111 };
112
113 AVFILTER_DEFINE_CLASS(showspectrum);
114
115 static const struct {
116     float a, y, u, v;
117 } intensity_color_table[] = {
118     {    0,                  0,                  0,                   0 },
119     { 0.13, .03587126228984074,  .1573300977624594, -.02548747583751842 },
120     { 0.30, .18572281794568020,  .1772436246393981,  .17475554840414750 },
121     { 0.60, .28184980583656130, -.1593064119945782,  .47132074554608920 },
122     { 0.73, .65830621175547810, -.3716070802232764,  .24352759331252930 },
123     { 0.78, .76318535758242900, -.4307467689263783,  .16866496622310430 },
124     { 0.91, .95336363636363640, -.2045454545454546,  .03313636363636363 },
125     {    1,                  1,                  0,                   0 }
126 };
127
128 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
129 {
130     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
131     int i;
132
133     av_freep(&s->combine_buffer);
134     av_rdft_end(s->rdft);
135     for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
136         av_freep(&s->rdft_data[i]);
137     av_freep(&s->rdft_data);
138     av_freep(&s->window_func_lut);
139     av_frame_free(&s->outpicref);
140 }
141
142 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
143 {
144     AVFilterFormats *formats = NULL;
145     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
146     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
147     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
148     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_S16P, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
149     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_NONE };
150     int ret;
151
152     /* set input audio formats */
153     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
154     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats)) < 0)
155         return ret;
156
157     layouts = ff_all_channel_layouts();
158     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
159         return ret;
160
161     formats = ff_all_samplerates();
162     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates)) < 0)
163         return ret;
164
165     /* set output video format */
166     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
167     if ((ret = ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats)) < 0)
168         return ret;
169
170     return 0;
171 }
172
173 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
174 {
175     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
176     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
177     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
178     int i, rdft_bits, win_size, h, w;
179
180     outlink->w = s->w;
181     outlink->h = s->h;
182
183     h = (s->mode == COMBINED || s->orientation == HORIZONTAL) ? outlink->h : outlink->h / inlink->channels;
184     w = (s->mode == COMBINED || s->orientation == VERTICAL)   ? outlink->w : outlink->w / inlink->channels;
185     s->channel_height = h;
186     s->channel_width  = w;
187
188     if (s->orientation == VERTICAL) {
189         /* RDFT window size (precision) according to the requested output frame height */
190         for (rdft_bits = 1; 1 << rdft_bits < 2 * h; rdft_bits++);
191     } else {
192         /* RDFT window size (precision) according to the requested output frame width */
193         for (rdft_bits = 1; 1 << rdft_bits < 2 * w; rdft_bits++);
194     }
195     win_size = 1 << rdft_bits;
196
197     /* (re-)configuration if the video output changed (or first init) */
198     if (rdft_bits != s->rdft_bits) {
199         AVFrame *outpicref;
200
201         av_rdft_end(s->rdft);
202         s->rdft = av_rdft_init(rdft_bits, DFT_R2C);
203         if (!s->rdft) {
204             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to create RDFT context. "
205                    "The window size might be too high.\n");
206             return AVERROR(EINVAL);
207         }
208         s->rdft_bits = rdft_bits;
209
210         /* RDFT buffers: x2 for each (display) channel buffer.
211          * Note: we use free and malloc instead of a realloc-like function to
212          * make sure the buffer is aligned in memory for the FFT functions. */
213         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++)
214             av_freep(&s->rdft_data[i]);
215         av_freep(&s->rdft_data);
216         s->nb_display_channels = inlink->channels;
217
218         s->rdft_data = av_calloc(s->nb_display_channels, sizeof(*s->rdft_data));
219         if (!s->rdft_data)
220             return AVERROR(ENOMEM);
221         for (i = 0; i < s->nb_display_channels; i++) {
222             s->rdft_data[i] = av_calloc(win_size, sizeof(**s->rdft_data));
223             if (!s->rdft_data[i])
224                 return AVERROR(ENOMEM);
225         }
226
227         /* pre-calc windowing function */
228         s->window_func_lut =
229             av_realloc_f(s->window_func_lut, win_size,
230                          sizeof(*s->window_func_lut));
231         if (!s->window_func_lut)
232             return AVERROR(ENOMEM);
233         ff_generate_window_func(s->window_func_lut, win_size, s->win_func, &s->overlap);
234
235         for (s->win_scale = 0, i = 0; i < win_size; i++) {
236             s->win_scale += s->window_func_lut[i] * s->window_func_lut[i];
237         }
238         s->win_scale = 1. / (sqrt(s->win_scale) * 32768.);
239
240         /* prepare the initial picref buffer (black frame) */
241         av_frame_free(&s->outpicref);
242         s->outpicref = outpicref =
243             ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
244         if (!outpicref)
245             return AVERROR(ENOMEM);
246         outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
247         for (i = 0; i < outlink->h; i++) {
248             memset(outpicref->data[0] + i * outpicref->linesize[0],   0, outlink->w);
249             memset(outpicref->data[1] + i * outpicref->linesize[1], 128, outlink->w);
250             memset(outpicref->data[2] + i * outpicref->linesize[2], 128, outlink->w);
251         }
252     }
253
254     if ((s->orientation == VERTICAL   && s->xpos >= outlink->w) ||
255         (s->orientation == HORIZONTAL && s->xpos >= outlink->h))
256         s->xpos = 0;
257
258     outlink->frame_rate = av_make_q(inlink->sample_rate, win_size);
259     if (s->orientation == VERTICAL && s->sliding == FULLFRAME)
260         outlink->frame_rate.den *= outlink->w;
261     if (s->orientation == HORIZONTAL && s->sliding == FULLFRAME)
262         outlink->frame_rate.den *= outlink->h;
263
264     inlink->min_samples = inlink->max_samples = inlink->partial_buf_size =
265         win_size;
266
267     if (s->orientation == VERTICAL) {
268         s->combine_buffer =
269             av_realloc_f(s->combine_buffer, outlink->h * 3,
270                          sizeof(*s->combine_buffer));
271     } else {
272         s->combine_buffer =
273             av_realloc_f(s->combine_buffer, outlink->w * 3,
274                          sizeof(*s->combine_buffer));
275     }
276
277     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "s:%dx%d RDFT window size:%d\n",
278            s->w, s->h, win_size);
279     return 0;
280 }
281
282 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
283 {
284     ShowSpectrumContext *s = outlink->src->priv;
285     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
286     unsigned i;
287     int ret;
288
289     ret = ff_request_frame(inlink);
290     if (ret == AVERROR_EOF && s->sliding == FULLFRAME && s->xpos > 0 &&
291         s->outpicref) {
292         if (s->orientation == VERTICAL) {
293             for (i = 0; i < outlink->h; i++) {
294                 memset(s->outpicref->data[0] + i * s->outpicref->linesize[0] + s->xpos,   0, outlink->w - s->xpos);
295                 memset(s->outpicref->data[1] + i * s->outpicref->linesize[1] + s->xpos, 128, outlink->w - s->xpos);
296                 memset(s->outpicref->data[2] + i * s->outpicref->linesize[2] + s->xpos, 128, outlink->w - s->xpos);
297             }
298         } else {
299             for (i = s->xpos; i < outlink->h; i++) {
300                 memset(s->outpicref->data[0] + i * s->outpicref->linesize[0],   0, outlink->w);
301                 memset(s->outpicref->data[1] + i * s->outpicref->linesize[1], 128, outlink->w);
302                 memset(s->outpicref->data[2] + i * s->outpicref->linesize[2], 128, outlink->w);
303             }
304         }
305         ret = ff_filter_frame(outlink, s->outpicref);
306         s->outpicref = NULL;
307     }
308
309     return ret;
310 }
311
312 static int plot_spectrum_column(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
313 {
314     int ret;
315     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
316     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
317     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
318     AVFrame *outpicref = s->outpicref;
319
320     /* nb_freq contains the power of two superior or equal to the output image
321      * height (or half the RDFT window size) */
322     const int nb_freq = 1 << (s->rdft_bits - 1);
323     const int win_size = nb_freq << 1;
324     const double w = s->win_scale;
325     int h = s->orientation == VERTICAL ? s->channel_height : s->channel_width;
326
327     int ch, plane, n, x, y;
328
329     av_assert0(insamples->nb_samples == win_size);
330
331     /* fill RDFT input with the number of samples available */
332     for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
333         const int16_t *p = (int16_t *)insamples->extended_data[ch];
334
335         for (n = 0; n < win_size; n++)
336             s->rdft_data[ch][n] = p[n] * s->window_func_lut[n];
337     }
338
339     /* run RDFT on each samples set */
340     for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++)
341         av_rdft_calc(s->rdft, s->rdft_data[ch]);
342
343     /* fill a new spectrum column */
344 #define RE(y, ch) s->rdft_data[ch][2 * (y) + 0]
345 #define IM(y, ch) s->rdft_data[ch][2 * (y) + 1]
346 #define MAGNITUDE(y, ch) hypot(RE(y, ch), IM(y, ch))
347
348     /* initialize buffer for combining to black */
349     if (s->orientation == VERTICAL) {
350         for (y = 0; y < outlink->h; y++) {
351             s->combine_buffer[3 * y    ] = 0;
352             s->combine_buffer[3 * y + 1] = 127.5;
353             s->combine_buffer[3 * y + 2] = 127.5;
354         }
355     } else {
356         for (y = 0; y < outlink->w; y++) {
357             s->combine_buffer[3 * y    ] = 0;
358             s->combine_buffer[3 * y + 1] = 127.5;
359             s->combine_buffer[3 * y + 2] = 127.5;
360         }
361     }
362
363     for (ch = 0; ch < s->nb_display_channels; ch++) {
364         float yf, uf, vf;
365
366         /* decide color range */
367         switch (s->mode) {
368         case COMBINED:
369             // reduce range by channel count
370             yf = 256.0f / s->nb_display_channels;
371             switch (s->color_mode) {
372             case INTENSITY:
373                 uf = yf;
374                 vf = yf;
375                 break;
376             case CHANNEL:
377                 /* adjust saturation for mixed UV coloring */
378                 /* this factor is correct for infinite channels, an approximation otherwise */
379                 uf = yf * M_PI;
380                 vf = yf * M_PI;
381                 break;
382             default:
383                 av_assert0(0);
384             }
385             break;
386         case SEPARATE:
387             // full range
388             yf = 256.0f;
389             uf = 256.0f;
390             vf = 256.0f;
391             break;
392         default:
393             av_assert0(0);
394         }
395
396         if (s->color_mode == CHANNEL) {
397             if (s->nb_display_channels > 1) {
398                 uf *= 0.5 * sin((2 * M_PI * ch) / s->nb_display_channels);
399                 vf *= 0.5 * cos((2 * M_PI * ch) / s->nb_display_channels);
400             } else {
401                 uf = 0.0f;
402                 vf = 0.0f;
403             }
404         }
405         uf *= s->saturation;
406         vf *= s->saturation;
407
408         /* draw the channel */
409         for (y = 0; y < h; y++) {
410             int row = (s->mode == COMBINED) ? y : ch * h + y;
411             float *out = &s->combine_buffer[3 * row];
412
413             /* get magnitude */
414             float a = w * MAGNITUDE(y, ch);
415
416             /* apply scale */
417             switch (s->scale) {
418             case LINEAR:
419                 break;
420             case SQRT:
421                 a = sqrt(a);
422                 break;
423             case CBRT:
424                 a = cbrt(a);
425                 break;
426             case LOG:
427                 a = 1 + log10(FFMAX(FFMIN(1, a), 1e-6)) / 5; // zero = -120dBFS
428                 break;
429             default:
430                 av_assert0(0);
431             }
432
433             if (s->color_mode == INTENSITY) {
434                 float y, u, v;
435                 int i;
436
437                 for (i = 1; i < FF_ARRAY_ELEMS(intensity_color_table) - 1; i++)
438                     if (intensity_color_table[i].a >= a)
439                         break;
440                 // i now is the first item >= the color
441                 // now we know to interpolate between item i - 1 and i
442                 if (a <= intensity_color_table[i - 1].a) {
443                     y = intensity_color_table[i - 1].y;
444                     u = intensity_color_table[i - 1].u;
445                     v = intensity_color_table[i - 1].v;
446                 } else if (a >= intensity_color_table[i].a) {
447                     y = intensity_color_table[i].y;
448                     u = intensity_color_table[i].u;
449                     v = intensity_color_table[i].v;
450                 } else {
451                     float start = intensity_color_table[i - 1].a;
452                     float end = intensity_color_table[i].a;
453                     float lerpfrac = (a - start) / (end - start);
454                     y = intensity_color_table[i - 1].y * (1.0f - lerpfrac)
455                       + intensity_color_table[i].y * lerpfrac;
456                     u = intensity_color_table[i - 1].u * (1.0f - lerpfrac)
457                       + intensity_color_table[i].u * lerpfrac;
458                     v = intensity_color_table[i - 1].v * (1.0f - lerpfrac)
459                       + intensity_color_table[i].v * lerpfrac;
460                 }
461
462                 out[0] += y * yf;
463                 out[1] += u * uf;
464                 out[2] += v * vf;
465             } else {
466                 out[0] += a * yf;
467                 out[1] += a * uf;
468                 out[2] += a * vf;
469             }
470         }
471     }
472
473     /* copy to output */
474     if (s->orientation == VERTICAL) {
475         if (s->sliding == SCROLL) {
476             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
477                 for (y = 0; y < outlink->h; y++) {
478                     uint8_t *p = outpicref->data[plane] +
479                                  y * outpicref->linesize[plane];
480                     memmove(p, p + 1, outlink->w - 1);
481                 }
482             }
483             s->xpos = outlink->w - 1;
484         } else if (s->sliding == RSCROLL) {
485             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
486                 for (y = 0; y < outlink->h; y++) {
487                     uint8_t *p = outpicref->data[plane] +
488                                  y * outpicref->linesize[plane];
489                     memmove(p + 1, p, outlink->w - 1);
490                 }
491             }
492             s->xpos = 0;
493         }
494         for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
495             uint8_t *p = outpicref->data[plane] +
496                          (outlink->h - 1) * outpicref->linesize[plane] +
497                          s->xpos;
498             for (y = 0; y < outlink->h; y++) {
499                 *p = lrint(FFMAX(0, FFMIN(s->combine_buffer[3 * y + plane], 255)));
500                 p -= outpicref->linesize[plane];
501             }
502         }
503     } else {
504         if (s->sliding == SCROLL) {
505             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
506                 for (y = 1; y < outlink->h; y++) {
507                     memmove(outpicref->data[plane] + (y-1) * outpicref->linesize[plane],
508                             outpicref->data[plane] + (y  ) * outpicref->linesize[plane],
509                             outlink->w);
510                 }
511             }
512             s->xpos = outlink->h - 1;
513         } else if (s->sliding == RSCROLL) {
514             for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
515                 for (y = outlink->h - 1; y >= 1; y--) {
516                     memmove(outpicref->data[plane] + (y  ) * outpicref->linesize[plane],
517                             outpicref->data[plane] + (y-1) * outpicref->linesize[plane],
518                             outlink->w);
519                 }
520             }
521             s->xpos = 0;
522         }
523         for (plane = 0; plane < 3; plane++) {
524             uint8_t *p = outpicref->data[plane] +
525                          s->xpos * outpicref->linesize[plane];
526             for (x = 0; x < outlink->w; x++) {
527                 *p = lrint(FFMAX(0, FFMIN(s->combine_buffer[3 * x + plane], 255)));
528                 p++;
529             }
530         }
531     }
532
533     if (s->sliding != FULLFRAME || s->xpos == 0)
534         outpicref->pts = insamples->pts;
535
536     s->xpos++;
537     if (s->orientation == VERTICAL && s->xpos >= outlink->w)
538         s->xpos = 0;
539     if (s->orientation == HORIZONTAL && s->xpos >= outlink->h)
540         s->xpos = 0;
541     if (s->sliding != FULLFRAME || s->xpos == 0) {
542         ret = ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->outpicref));
543         if (ret < 0)
544             return ret;
545     }
546
547     return win_size;
548 }
549
550 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
551 {
552     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
553     ShowSpectrumContext *s = ctx->priv;
554     unsigned win_size = 1 << s->rdft_bits;
555     int ret = 0;
556
557     av_assert0(insamples->nb_samples <= win_size);
558     if (insamples->nb_samples == win_size)
559         ret = plot_spectrum_column(inlink, insamples);
560
561     av_frame_free(&insamples);
562     return ret;
563 }
564
565 static const AVFilterPad showspectrum_inputs[] = {
566     {
567         .name         = "default",
568         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
569         .filter_frame = filter_frame,
570     },
571     { NULL }
572 };
573
574 static const AVFilterPad showspectrum_outputs[] = {
575     {
576         .name          = "default",
577         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
578         .config_props  = config_output,
579         .request_frame = request_frame,
580     },
581     { NULL }
582 };
583
584 AVFilter ff_avf_showspectrum = {
585     .name          = "showspectrum",
586     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to a spectrum video output."),
587     .uninit        = uninit,
588     .query_formats = query_formats,
589     .priv_size     = sizeof(ShowSpectrumContext),
590     .inputs        = showspectrum_inputs,
591     .outputs       = showspectrum_outputs,
592     .priv_class    = &showspectrum_class,
593 };