Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / tests / tiny_psnr.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include <stdio.h>
22 #include <stdlib.h>
23 #include <string.h>
24 #include <inttypes.h>
25 #include <assert.h>
26
27 #include "libavutil/intfloat.h"
28
29 #define FFMIN(a, b) ((a) > (b) ? (b) : (a))
30 #define F 100
31 #define SIZE 2048
32
33 uint64_t exp16_table[21] = {
34            65537,
35            65538,
36            65540,
37            65544,
38            65552,
39            65568,
40            65600,
41            65664,
42            65793,
43            66050,
44            66568,
45            67616,
46            69763,
47            74262,
48            84150,
49           108051,
50           178145,
51           484249,
52          3578144,
53        195360063,
54     582360139072LL,
55 };
56
57 #if 0
58 // 16.16 fixpoint exp()
59 static unsigned int exp16(unsigned int a){
60     int i;
61     int out= 1<<16;
62
63     for(i=19;i>=0;i--){
64         if(a&(1<<i))
65             out= (out*exp16_table[i] + (1<<15))>>16;
66     }
67
68     return out;
69 }
70 #endif
71
72 // 16.16 fixpoint log()
73 static int64_t log16(uint64_t a)
74 {
75     int i;
76     int out = 0;
77
78     if (a < 1 << 16)
79         return -log16((1LL << 32) / a);
80     a <<= 16;
81
82     for (i = 20; i >= 0; i--) {
83         int64_t b = exp16_table[i];
84         if (a < (b << 16))
85             continue;
86         out |= 1 << i;
87         a    = ((a / b) << 16) + (((a % b) << 16) + b / 2) / b;
88     }
89     return out;
90 }
91
92 static uint64_t int_sqrt(uint64_t a)
93 {
94     uint64_t ret    = 0;
95     uint64_t ret_sq = 0;
96     int s;
97
98     for (s = 31; s >= 0; s--) {
99         uint64_t b = ret_sq + (1ULL << (s * 2)) + (ret << s) * 2;
100         if (b <= a) {
101             ret_sq = b;
102             ret   += 1ULL << s;
103         }
104     }
105     return ret;
106 }
107
108 static int16_t get_s16l(uint8_t *p)
109 {
110     union {
111         uint16_t u;
112         int16_t  s;
113     } v;
114     v.u = p[0] | p[1] << 8;
115     return v.s;
116 }
117
118 static float get_f32l(uint8_t *p)
119 {
120     union av_intfloat32 v;
121     v.i = p[0] | p[1] << 8 | p[2] << 16 | p[3] << 24;
122     return v.f;
123 }
124
125 static int run_psnr(FILE *f[2], int len, int shift, int skip_bytes)
126 {
127     int i, j;
128     uint64_t sse = 0;
129     uint64_t dev;
130     uint8_t buf[2][SIZE];
131     uint64_t psnr;
132     int64_t max    = (1LL << (8 * len)) - 1;
133     int size0      = 0;
134     int size1      = 0;
135     int maxdist    = 0;
136     int noseek;
137
138     noseek = fseek(f[0], 0, SEEK_SET) ||
139              fseek(f[1], 0, SEEK_SET);
140
141     if (!noseek) {
142         for (i = 0; i < 2; i++) {
143             uint8_t *p = buf[i];
144             if (fread(p, 1, 12, f[i]) != 12)
145                 return 1;
146             if (!memcmp(p, "RIFF", 4) &&
147                 !memcmp(p + 8, "WAVE", 4)) {
148                 if (fread(p, 1, 8, f[i]) != 8)
149                     return 1;
150                 while (memcmp(p, "data", 4)) {
151                     int s = p[4] | p[5] << 8 | p[6] << 16 | p[7] << 24;
152                     fseek(f[i], s, SEEK_CUR);
153                     if (fread(p, 1, 8, f[i]) != 8)
154                         return 1;
155                 }
156             } else {
157                 fseek(f[i], -12, SEEK_CUR);
158             }
159         }
160
161         fseek(f[shift < 0], abs(shift), SEEK_CUR);
162
163         fseek(f[0], skip_bytes, SEEK_CUR);
164         fseek(f[1], skip_bytes, SEEK_CUR);
165     }
166
167     for (;;) {
168         int s0 = fread(buf[0], 1, SIZE, f[0]);
169         int s1 = fread(buf[1], 1, SIZE, f[1]);
170
171         for (j = 0; j < FFMIN(s0, s1); j += len) {
172             int64_t a = buf[0][j];
173             int64_t b = buf[1][j];
174             int dist;
175             if (len == 2) {
176                 a = get_s16l(buf[0] + j);
177                 b = get_s16l(buf[1] + j);
178             } else if (len == 4) {
179                 a = get_f32l(buf[0] + j) * (1 << 24);
180                 b = get_f32l(buf[1] + j) * (1 << 24);
181             } else {
182                 a = buf[0][j];
183                 b = buf[1][j];
184             }
185             sse += (a - b) * (a - b);
186             dist = abs(a - b);
187             if (dist > maxdist)
188                 maxdist = dist;
189         }
190         size0 += s0;
191         size1 += s1;
192         if (s0 + s1 <= 0)
193             break;
194     }
195
196     i = FFMIN(size0, size1) / len;
197     if (!i)
198         i = 1;
199     dev = int_sqrt(((sse / i) * F * F) + (((sse % i) * F * F) + i / 2) / i);
200     if (sse)
201         psnr = ((2 * log16(max << 16) + log16(i) - log16(sse)) *
202                 284619LL * F + (1LL << 31)) / (1LL << 32);
203     else
204         psnr = 1000 * F - 1; // floating point free infinity :)
205
206     printf("stddev:%5d.%02d PSNR:%3d.%02d MAXDIFF:%5d bytes:%9d/%9d\n",
207            (int)(dev / F), (int)(dev % F),
208            (int)(psnr / F), (int)(psnr % F),
209            maxdist, size0, size1);
210     return psnr;
211 }
212
213 int main(int argc, char *argv[])
214 {
215     FILE *f[2];
216     int len = 1;
217     int shift_first= argc < 5 ? 0 : atoi(argv[4]);
218     int skip_bytes = argc < 6 ? 0 : atoi(argv[5]);
219     int shift_last = shift_first + (argc < 7 ? 0 : atoi(argv[6]));
220     int shift;
221     int max_psnr   = -1;
222     int max_psnr_shift = 0;
223
224     if (argc > 3) {
225         if (!strcmp(argv[3], "u8")) {
226             len = 1;
227         } else if (!strcmp(argv[3], "s16")) {
228             len = 2;
229         } else if (!strcmp(argv[3], "f32")) {
230             len = 4;
231         } else {
232             char *end;
233             len = strtol(argv[3], &end, 0);
234             if (*end || len > 2) {
235                 fprintf(stderr, "Unsupported sample format: %s\n", argv[3]);
236                 return 1;
237             }
238         }
239     }
240
241     if (argc < 3) {
242         printf("tiny_psnr <file1> <file2> [<elem size> [<shift> [<skip bytes> [<shift search range>]]]]\n");
243         printf("WAV headers are skipped automatically.\n");
244         return 1;
245     }
246
247     f[0] = fopen(argv[1], "rb");
248     f[1] = fopen(argv[2], "rb");
249     if (!f[0] || !f[1]) {
250         fprintf(stderr, "Could not open input files.\n");
251         return 1;
252     }
253
254     for (shift = shift_first; shift <= shift_last; shift++) {
255         int psnr = run_psnr(f, len, shift, skip_bytes);
256         if (psnr > max_psnr || (shift < 0 && psnr == max_psnr)) {
257             max_psnr = psnr;
258             max_psnr_shift = shift;
259         }
260     }
261     if (shift_last > shift_first)
262         printf("Best PSNR is %3d.%02d for shift %i\n", (int)(max_psnr / F), (int)(max_psnr % F), max_psnr_shift);
263     return 0;
264 }