git.sesse.net Git - fjl/blob - idct_test.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <stdlib.h>
   4 #include <math.h>
   5 #include <assert.h>
   6
   7 #include "benchmark.h"
   8 #include "idct.h"
   9
  10 // Generate random coefficients in the range [-15..15].
  11 void gen_random_coeffs(int16_t* dst, size_t len)
  12 {
  13         // Standard NR LCG (we avoid rand() to get consistent behavior across platforms).
  14         static uint32_t seed = 1234;
  15         for (unsigned i = 0; i < len; ++i) {
  16                 seed = seed * 1664525U + 1013904223U;
  17                 if (seed >> 31) {
  18                         dst[i] = (uint8_t)(seed >> 27) & 0x7;
  19                 } else {
  20                         dst[i] = -((uint8_t)(seed >> 27) & 0x7);
  21                 }
  22         }
  23 }
  24
  25 // Test that the input is pretty close to the reference for random inputs.
  26 // (If the reference funtion is given in, this becomes a simple test of its
  27 // determinism.)
  28 void test_random_inputs(idct_func_t* idct)
  29 {
  30         int16_t coeff[DCTSIZE2];
  31         uint32_t quant[DCTSIZE2];
  32         uint8_t output[DCTSIZE2];
  33         uint8_t reference[DCTSIZE2];
  34
  35         // Unit quantization (ie., no scaling).
  36         for (unsigned i = 0; i < DCTSIZE2; ++i) {
  37                 quant[i] = 1;
  38         }
  39
  40         for (unsigned i = 0; i < 1000; ++i) {
  41                 gen_random_coeffs(coeff, DCTSIZE2);
  42
  43                 (*idct)(coeff, quant, output);
  44                 (idct_reference)(coeff, quant, reference);
  45
  46                 // Find the RMS difference.
  47                 int diff_squared = 0;
  48                 for (unsigned i = 0; i < DCTSIZE2; ++i) {
  49                         diff_squared += (output[i] - reference[i]) * (output[i] - reference[i]);
  50                 }
  51
  52                 assert(diff_squared <= 5);
  53         }
  54 }
  55
  56 // Test that a single DC coefficient becomes spread out to all blocks.
  57 void test_dc_becomes_spread_out(idct_func_t* idct)
  58 {
  59         int16_t coeff[DCTSIZE2] = { 0 };
  60         uint32_t quant[DCTSIZE2];
  61         uint8_t output[DCTSIZE2];
  62
  63         // Unit quantization (ie., no scaling).
  64         for (unsigned i = 0; i < DCTSIZE2; ++i) {
  65                 quant[i] = 1;
  66         }
  67
  68         for (unsigned i = 0; i < 255*8; ++i) {
  69                 uint32_t reference_value = i / 8;
  70                 coeff[0] = i;
  71
  72                 (*idct)(coeff, quant, output);
  73
  74                 for (unsigned i = 0; i < DCTSIZE2; ++i) {
  75                         assert(abs(output[i] - reference_value) <= 1);
  76                 }
  77         }
  78 }
  79
  80 double timediff(const struct timeval* a, const struct timeval* b)
  81 {
  82         return (double)(b->tv_sec - a->tv_sec) +
  83                 (double)(b->tv_usec - a->tv_usec) * 1e-6;
  84 }
  85
  86 void test_performance(idct_func_t* idct)
  87 {
  88         const unsigned num_runs = (idct == idct_reference) ? 5000 : 5000000;
  89
  90         int16_t coeff[DCTSIZE2];
  91         uint32_t quant[DCTSIZE2];
  92         uint8_t output[DCTSIZE2];
  93
  94         gen_random_coeffs(coeff, DCTSIZE2);
  95
  96         // Unit quantization (ie., no scaling).
  97         for (unsigned i = 0; i < DCTSIZE2; ++i) {
  98                 quant[i] = 1;
  99         }
 100
 101         start_benchmark_timer();
 102
 103         for (unsigned i = 0; i < num_runs; ++i) {
 104                 (*idct)(coeff, quant, output);
 105         }
 106
 107         double diff = stop_benchmark_timer();
 108         printf("%u runs in %.2f CPU seconds = %.2f IDCTs/sec\n",
 109                 num_runs, diff, num_runs / diff);
 110 }
 111
 112 void test_all_idct(idct_func_t* idct)
 113 {
 114         printf("  test_dc_becomes_spread_out()\n");
 115         test_dc_becomes_spread_out(idct);
 116
 117         printf("  test_random_inputs()\n");
 118         test_random_inputs(idct);
 119
 120         printf("  performance test: ");
 121         test_performance(idct);
 122 }
 123
 124 int main(void)
 125 {
 126         printf("idct_reference:\n");
 127         test_all_idct(idct_reference);
 128
 129         printf("idct_float:\n");
 130         test_all_idct(idct_float);
 131
 132         printf("All tests pass.\n");
 133         return 0;
 134 }