avutil/log: Replace the number by macro for bprint init
[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 <math.h>
26 #include <float.h>
27 #include <limits.h>
28
29 #include "libavutil/intfloat.h"
30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
31
32 #define FFMIN(a, b) ((a) > (b) ? (b) : (a))
33 #define F 100
34 #define SIZE 2048
35
36 uint64_t exp16_table[21] = {
37            65537,
38            65538,
39            65540,
40            65544,
41            65552,
42            65568,
43            65600,
44            65664,
45            65793,
46            66050,
47            66568,
48            67616,
49            69763,
50            74262,
51            84150,
52           108051,
53           178145,
54           484249,
55          3578144,
56        195360063,
57     582360139072LL,
58 };
59
60 #if 0
61 // 16.16 fixpoint exp()
62 static unsigned int exp16(unsigned int a){
63     int i;
64     int out= 1<<16;
65
66     for(i=19;i>=0;i--){
67         if(a&(1<<i))
68             out= (out*exp16_table[i] + (1<<15))>>16;
69     }
70
71     return out;
72 }
73 #endif
74
75 // 16.16 fixpoint log()
76 static int64_t log16(uint64_t a)
77 {
78     int i;
79     int out = 0;
80
81     if (a < 1 << 16)
82         return -log16((1LL << 32) / a);
83     a <<= 16;
84
85     for (i = 20; i >= 0; i--) {
86         int64_t b = exp16_table[i];
87         if (a < (b << 16))
88             continue;
89         out |= 1 << i;
90         a    = ((a / b) << 16) + (((a % b) << 16) + b / 2) / b;
91     }
92     return out;
93 }
94
95 static uint64_t int_sqrt(uint64_t a)
96 {
97     uint64_t ret    = 0;
98     uint64_t ret_sq = 0;
99     int s;
100
101     for (s = 31; s >= 0; s--) {
102         uint64_t b = ret_sq + (1ULL << (s * 2)) + (ret << s) * 2;
103         if (b <= a) {
104             ret_sq = b;
105             ret   += 1ULL << s;
106         }
107     }
108     return ret;
109 }
110
111 static int16_t get_s16l(uint8_t *p)
112 {
113     union {
114         uint16_t u;
115         int16_t  s;
116     } v;
117     v.u = p[0] | p[1] << 8;
118     return v.s;
119 }
120
121 static float get_f32l(uint8_t *p)
122 {
123     union av_intfloat32 v;
124     v.i = p[0] | p[1] << 8 | p[2] << 16 | p[3] << 24;
125     return v.f;
126 }
127
128 static double get_f64l(uint8_t *p)
129 {
130     return av_int2double(AV_RL64(p));
131 }
132
133 static int run_psnr(FILE *f[2], int len, int shift, int skip_bytes)
134 {
135     uint64_t i, j;
136     uint64_t sse = 0;
137     double sse_d = 0.0;
138     uint8_t buf[2][SIZE];
139     int64_t max    = (1LL << (8 * len)) - 1;
140     uint64_t size0   = 0;
141     uint64_t size1   = 0;
142     uint64_t maxdist = 0;
143     double maxdist_d = 0.0;
144     int noseek;
145
146     noseek = fseek(f[0], 0, SEEK_SET) ||
147              fseek(f[1], 0, SEEK_SET);
148
149     if (!noseek) {
150         for (i = 0; i < 2; i++) {
151             uint8_t *p = buf[i];
152             if (fread(p, 1, 12, f[i]) != 12)
153                 return -1;
154             if (!memcmp(p, "RIFF", 4) &&
155                 !memcmp(p + 8, "WAVE", 4)) {
156                 if (fread(p, 1, 8, f[i]) != 8)
157                     return -1;
158                 while (memcmp(p, "data", 4)) {
159                     int s = p[4] | p[5] << 8 | p[6] << 16 | p[7] << 24;
160                     fseek(f[i], s, SEEK_CUR);
161                     if (fread(p, 1, 8, f[i]) != 8)
162                         return -1;
163                 }
164             } else {
165                 fseek(f[i], -12, SEEK_CUR);
166             }
167         }
168
169         fseek(f[shift < 0], abs(shift), SEEK_CUR);
170
171         fseek(f[0], skip_bytes, SEEK_CUR);
172         fseek(f[1], skip_bytes, SEEK_CUR);
173     }
174
175     for (;;) {
176         int s0 = fread(buf[0], 1, SIZE, f[0]);
177         int s1 = fread(buf[1], 1, SIZE, f[1]);
178
179         for (j = 0; j < FFMIN(s0, s1); j += len) {
180             switch (len) {
181             case 1:
182             case 2: {
183                 int64_t a, b;
184                 int dist;
185                 if (len == 2) {
186                     a = get_s16l(buf[0] + j);
187                     b = get_s16l(buf[1] + j);
188                 } else {
189                     a = buf[0][j];
190                     b = buf[1][j];
191                 }
192                 sse += (a - b) * (a - b);
193                 dist = llabs(a - b);
194                 if (dist > maxdist)
195                     maxdist = dist;
196                 break;
197             }
198             case 4:
199             case 8: {
200                 double dist, a, b;
201                 if (len == 8) {
202                     a = get_f64l(buf[0] + j);
203                     b = get_f64l(buf[1] + j);
204                 } else {
205                     a = get_f32l(buf[0] + j);
206                     b = get_f32l(buf[1] + j);
207                 }
208                 dist = fabs(a - b);
209                 sse_d += (a - b) * (a - b);
210                 if (dist > maxdist_d)
211                     maxdist_d = dist;
212                 break;
213             }
214             }
215         }
216         size0 += s0;
217         size1 += s1;
218         if (s0 + s1 <= 0)
219             break;
220     }
221
222     i = FFMIN(size0, size1) / len;
223     if (!i)
224         i = 1;
225     switch (len) {
226     case 1:
227     case 2: {
228         uint64_t psnr;
229         uint64_t dev = int_sqrt(((sse / i) * F * F) + (((sse % i) * F * F) + i / 2) / i);
230         if (sse)
231             psnr = ((2 * log16(max << 16) + log16(i) - log16(sse)) *
232                     284619LL * F + (1LL << 31)) / (1LL << 32);
233         else
234             psnr = 1000 * F - 1; // floating point free infinity :)
235
236         printf("stddev:%5d.%02d PSNR:%3d.%02d MAXDIFF:%5"PRIu64" bytes:%9"PRIu64"/%9"PRIu64"\n",
237                (int)(dev / F), (int)(dev % F),
238                (int)(psnr / F), (int)(psnr % F),
239                maxdist, size0, size1);
240         return psnr;
241         }
242     case 4:
243     case 8: {
244         char psnr_str[64];
245         double psnr = INT_MAX;
246         double dev = sqrt(sse_d / i);
247         uint64_t scale = (len == 4) ? (1ULL << 24) : (1ULL << 32);
248
249         if (sse_d) {
250             psnr = 2 * log(DBL_MAX) - log(i / sse_d);
251             snprintf(psnr_str, sizeof(psnr_str), "%5.02f", psnr);
252         } else
253             snprintf(psnr_str, sizeof(psnr_str), "inf");
254
255         maxdist = maxdist_d * scale;
256
257         printf("stddev:%10.2f PSNR:%s MAXDIFF:%10"PRIu64" bytes:%9"PRIu64"/%9"PRIu64"\n",
258                dev * scale, psnr_str, maxdist, size0, size1);
259         return psnr;
260     }
261     }
262     return -1;
263 }
264
265 int main(int argc, char *argv[])
266 {
267     FILE *f[2];
268     int len = 1;
269     int shift_first= argc < 5 ? 0 : atoi(argv[4]);
270     int skip_bytes = argc < 6 ? 0 : atoi(argv[5]);
271     int shift_last = shift_first + (argc < 7 ? 0 : atoi(argv[6]));
272     int shift;
273     int max_psnr   = -1;
274     int max_psnr_shift = 0;
275
276     if (shift_last > shift_first)
277         shift_first -= shift_last - shift_first;
278
279     if (argc > 3) {
280         if (!strcmp(argv[3], "u8")) {
281             len = 1;
282         } else if (!strcmp(argv[3], "s16")) {
283             len = 2;
284         } else if (!strcmp(argv[3], "f32")) {
285             len = 4;
286         } else if (!strcmp(argv[3], "f64")) {
287             len = 8;
288         } else {
289             char *end;
290             len = strtol(argv[3], &end, 0);
291             if (*end || len < 1 || len > 2) {
292                 fprintf(stderr, "Unsupported sample format: %s\nSupported: u8, s16, f32, f64\n", argv[3]);
293                 return 1;
294             }
295         }
296     }
297
298     if (argc < 3) {
299         printf("tiny_psnr <file1> <file2> [<elem size>|u8|s16|f32|f64 [<shift> [<skip bytes> [<shift search range>]]]]\n");
300         printf("WAV headers are skipped automatically.\n");
301         return 1;
302     }
303
304     f[0] = fopen(argv[1], "rb");
305     f[1] = fopen(argv[2], "rb");
306     if (!f[0] || !f[1]) {
307         fprintf(stderr, "Could not open input files.\n");
308         return 1;
309     }
310
311     for (shift = shift_first; shift <= shift_last; shift++) {
312         int psnr = run_psnr(f, len, shift, skip_bytes);
313         if (psnr > max_psnr || (shift < 0 && psnr == max_psnr)) {
314             max_psnr = psnr;
315             max_psnr_shift = shift;
316         }
317     }
318     if (max_psnr < 0)
319         return 2;
320
321     if (shift_last > shift_first)
322         printf("Best PSNR is %3d.%02d for shift %i\n", (int)(max_psnr / F), (int)(max_psnr % F), max_psnr_shift);
323     return 0;
324 }