git.sesse.net Git - movit/blob - ycbcr_input_test.cpp

   1 // Unit tests for YCbCrInput.
   2 // FIXME: This class really ought to support mipmaps.
   3
   4 #include <stddef.h>
   5
   6 #include "effect_chain.h"
   7 #include "gtest/gtest.h"
   8 #include "test_util.h"
   9 #include "ycbcr_input.h"
  10
  11 TEST(YCbCrInput, Simple444) {
  12         const int width = 1;
  13         const int height = 5;
  14
  15         // Pure-color test inputs, calculated with the formulas in Rec. 601
  16         // section 2.5.4.
  17         unsigned char y[width * height] = {
  18                 16, 235, 81, 145, 41,
  19         };
  20         unsigned char cb[width * height] = {
  21                 128, 128, 90, 54, 240,
  22         };
  23         unsigned char cr[width * height] = {
  24                 128, 128, 240, 34, 110,
  25         };
  26         float expected_data[4 * width * height] = {
  27                 0.0, 0.0, 0.0, 1.0,
  28                 1.0, 1.0, 1.0, 1.0,
  29                 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
  30                 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
  31                 0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
  32         };
  33         float out_data[4 * width * height];
  34
  35         EffectChainTester tester(NULL, width, height);
  36
  37         ImageFormat format;
  38         format.color_space = COLORSPACE_sRGB;
  39         format.gamma_curve = GAMMA_sRGB;
  40
  41         YCbCrFormat ycbcr_format;
  42         ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_601;
  43         ycbcr_format.full_range = false;
  44         ycbcr_format.chroma_subsampling_x = 1;
  45         ycbcr_format.chroma_subsampling_y = 1;
  46         ycbcr_format.cb_x_position = 0.5f;
  47         ycbcr_format.cb_y_position = 0.5f;
  48         ycbcr_format.cr_x_position = 0.5f;
  49         ycbcr_format.cr_y_position = 0.5f;
  50
  51         YCbCrInput *input = new YCbCrInput(format, ycbcr_format, width, height);
  52         input->set_pixel_data(0, y);
  53         input->set_pixel_data(1, cb);
  54         input->set_pixel_data(2, cr);
  55         tester.get_chain()->add_input(input);
  56
  57         tester.run(out_data, GL_RGBA, COLORSPACE_sRGB, GAMMA_sRGB);
  58
  59         // Y'CbCr isn't 100% accurate (the input values are rounded),
  60         // so we need some leeway.
  61         expect_equal(expected_data, out_data, 4 * width, height, 0.025, 0.002);
  62 }
  63
  64 TEST(YCbCrInput, FullRangeRec601) {
  65         const int width = 1;
  66         const int height = 5;
  67
  68         // Pure-color test inputs, calculated with the formulas in Rec. 601
  69         // section 2.5.4 but without the scaling factors applied
  70         // (so both R, G, B, Y, Cb and R vary from 0 to 255).
  71         unsigned char y[width * height] = {
  72                 0, 255, 76, 150, 29,
  73         };
  74         unsigned char cb[width * height] = {
  75                 128, 128, 85, 44, 255,
  76         };
  77         unsigned char cr[width * height] = {
  78                 128, 128, 255, 21, 107,
  79         };
  80         float expected_data[4 * width * height] = {
  81                 0.0, 0.0, 0.0, 1.0,
  82                 1.0, 1.0, 1.0, 1.0,
  83                 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
  84                 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
  85                 0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
  86         };
  87         float out_data[4 * width * height];
  88
  89         EffectChainTester tester(NULL, width, height);
  90
  91         ImageFormat format;
  92         format.color_space = COLORSPACE_sRGB;
  93         format.gamma_curve = GAMMA_sRGB;
  94
  95         YCbCrFormat ycbcr_format;
  96         ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_601;
  97         ycbcr_format.full_range = true;
  98         ycbcr_format.chroma_subsampling_x = 1;
  99         ycbcr_format.chroma_subsampling_y = 1;
 100         ycbcr_format.cb_x_position = 0.5f;
 101         ycbcr_format.cb_y_position = 0.5f;
 102         ycbcr_format.cr_x_position = 0.5f;
 103         ycbcr_format.cr_y_position = 0.5f;
 104
 105         YCbCrInput *input = new YCbCrInput(format, ycbcr_format, width, height);
 106         input->set_pixel_data(0, y);
 107         input->set_pixel_data(1, cb);
 108         input->set_pixel_data(2, cr);
 109         tester.get_chain()->add_input(input);
 110
 111         tester.run(out_data, GL_RGBA, COLORSPACE_sRGB, GAMMA_sRGB);
 112
 113         // Y'CbCr isn't 100% accurate (the input values are rounded),
 114         // so we need some leeway.
 115         expect_equal(expected_data, out_data, 4 * width, height, 0.025, 0.002);
 116 }
 117
 118 TEST(YCbCrInput, Rec709) {
 119         const int width = 1;
 120         const int height = 5;
 121
 122         // Pure-color test inputs, calculated with the formulas in Rec. 709
 123         // page 19, items 3.4 and 3.5.
 124         unsigned char y[width * height] = {
 125                 16, 235, 63, 173, 32,
 126         };
 127         unsigned char cb[width * height] = {
 128                 128, 128, 102, 42, 240,
 129         };
 130         unsigned char cr[width * height] = {
 131                 128, 128, 240, 26, 118,
 132         };
 133         float expected_data[4 * width * height] = {
 134                 0.0, 0.0, 0.0, 1.0,
 135                 1.0, 1.0, 1.0, 1.0,
 136                 1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
 137                 0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
 138                 0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
 139         };
 140         float out_data[4 * width * height];
 141
 142         EffectChainTester tester(NULL, width, height);
 143
 144         ImageFormat format;
 145         format.color_space = COLORSPACE_sRGB;
 146         format.gamma_curve = GAMMA_sRGB;
 147
 148         YCbCrFormat ycbcr_format;
 149         ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_709;
 150         ycbcr_format.full_range = false;
 151         ycbcr_format.chroma_subsampling_x = 1;
 152         ycbcr_format.chroma_subsampling_y = 1;
 153         ycbcr_format.cb_x_position = 0.5f;
 154         ycbcr_format.cb_y_position = 0.5f;
 155         ycbcr_format.cr_x_position = 0.5f;
 156         ycbcr_format.cr_y_position = 0.5f;
 157
 158         YCbCrInput *input = new YCbCrInput(format, ycbcr_format, width, height);
 159         input->set_pixel_data(0, y);
 160         input->set_pixel_data(1, cb);
 161         input->set_pixel_data(2, cr);
 162         tester.get_chain()->add_input(input);
 163
 164         tester.run(out_data, GL_RGBA, COLORSPACE_sRGB, GAMMA_sRGB);
 165
 166         // Y'CbCr isn't 100% accurate (the input values are rounded),
 167         // so we need some leeway.
 168         expect_equal(expected_data, out_data, 4 * width, height, 0.025, 0.002);
 169 }
 170
 171 TEST(YCbCrInput, Subsampling420) {
 172         const int width = 4;
 173         const int height = 4;
 174
 175         unsigned char y[width * height] = {
 176                 126, 126, 126, 126,
 177                 126, 126, 126, 126,
 178                 126, 126, 126, 126,
 179                 126, 126, 126, 126,
 180         };
 181         unsigned char cb[(width/2) * (height/2)] = {
 182                 64, 128,
 183                 128, 192,
 184         };
 185         unsigned char cr[(width/2) * (height/2)] = {
 186                 128, 128,
 187                 128, 128,
 188         };
 189
 190         // Note: This is only the blue channel. The chroma samples (with associated
 191         // values for blue) are marked off in comments.
 192         float expected_data[width * height] = {
 193                 0.000, 0.125, 0.375, 0.500,
 194                  /* 0.0 */      /* 0.5 */
 195                 0.125, 0.250, 0.500, 0.625,
 196
 197                 0.375, 0.500, 0.750, 0.875,
 198                  /* 0.5 */      /* 1.0 */
 199                 0.500, 0.625, 0.875, 1.000,
 200         };
 201         float out_data[width * height];
 202
 203         EffectChainTester tester(NULL, width, height);
 204
 205         ImageFormat format;
 206         format.color_space = COLORSPACE_sRGB;
 207         format.gamma_curve = GAMMA_sRGB;
 208
 209         YCbCrFormat ycbcr_format;
 210         ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_601;
 211         ycbcr_format.full_range = false;
 212         ycbcr_format.chroma_subsampling_x = 2;
 213         ycbcr_format.chroma_subsampling_y = 2;
 214         ycbcr_format.cb_x_position = 0.5f;
 215         ycbcr_format.cb_y_position = 0.5f;
 216         ycbcr_format.cr_x_position = 0.5f;
 217         ycbcr_format.cr_y_position = 0.5f;
 218
 219         YCbCrInput *input = new YCbCrInput(format, ycbcr_format, width, height);
 220         input->set_pixel_data(0, y);
 221         input->set_pixel_data(1, cb);
 222         input->set_pixel_data(2, cr);
 223         tester.get_chain()->add_input(input);
 224
 225         tester.run(out_data, GL_BLUE, COLORSPACE_sRGB, GAMMA_sRGB);
 226
 227         // Y'CbCr isn't 100% accurate (the input values are rounded),
 228         // so we need some leeway.
 229         expect_equal(expected_data, out_data, width, height, 0.01, 0.001);
 230 }
 231
 232 TEST(YCbCrInput, Subsampling420WithNonCenteredSamples) {
 233         const int width = 4;
 234         const int height = 4;
 235
 236         unsigned char y[width * height] = {
 237                 126, 126, 126, 126,
 238                 126, 126, 126, 126,
 239                 126, 126, 126, 126,
 240                 126, 126, 126, 126,
 241         };
 242         unsigned char cb[(width/2) * (height/2)] = {
 243                 64, 128,
 244                 128, 192,
 245         };
 246         unsigned char cr[(width/2) * (height/2)] = {
 247                 128, 128,
 248                 128, 128,
 249         };
 250
 251         // Note: This is only the blue channel. The chroma samples (with associated
 252         // values for blue) are marked off in comments.
 253         float expected_data[width * height] = {
 254                    0.000, 0.250, 0.500, 0.500,
 255                 /* 0.0 */     /* 0.5 */
 256                    0.125, 0.375, 0.625, 0.625,
 257
 258                    0.375, 0.625, 0.875, 0.875,
 259                 /* 0.5 */     /* 1.0 */
 260                    0.500, 0.750, 1.000, 1.000,
 261         };
 262         float out_data[width * height];
 263
 264         EffectChainTester tester(NULL, width, height);
 265
 266         ImageFormat format;
 267         format.color_space = COLORSPACE_sRGB;
 268         format.gamma_curve = GAMMA_sRGB;
 269
 270         YCbCrFormat ycbcr_format;
 271         ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_601;
 272         ycbcr_format.full_range = false;
 273         ycbcr_format.chroma_subsampling_x = 2;
 274         ycbcr_format.chroma_subsampling_y = 2;
 275         ycbcr_format.cb_x_position = 0.0f;
 276         ycbcr_format.cb_y_position = 0.5f;
 277         ycbcr_format.cr_x_position = 0.0f;
 278         ycbcr_format.cr_y_position = 0.5f;
 279
 280         YCbCrInput *input = new YCbCrInput(format, ycbcr_format, width, height);
 281         input->set_pixel_data(0, y);
 282         input->set_pixel_data(1, cb);
 283         input->set_pixel_data(2, cr);
 284         tester.get_chain()->add_input(input);
 285
 286         tester.run(out_data, GL_BLUE, COLORSPACE_sRGB, GAMMA_sRGB);
 287
 288         // Y'CbCr isn't 100% accurate (the input values are rounded),
 289         // so we need some leeway.
 290         expect_equal(expected_data, out_data, width, height, 0.01, 0.001);
 291 }
 292
 293 // Yes, some 4:2:2 formats actually have this craziness.
 294 TEST(YCbCrInput, DifferentCbAndCrPositioning) {
 295         const int width = 4;
 296         const int height = 4;
 297
 298         unsigned char y[width * height] = {
 299                 126, 126, 126, 126,
 300                 126, 126, 126, 126,
 301                 126, 126, 126, 126,
 302                 126, 126, 126, 126,
 303         };
 304         unsigned char cb[(width/2) * height] = {
 305                 64, 128,
 306                 128, 192,
 307                 128, 128,
 308                 128, 128,
 309         };
 310         unsigned char cr[(width/2) * height] = {
 311                 48, 128,
 312                 128, 208,
 313                 128, 128,
 314                 128, 128,
 315         };
 316
 317         // Chroma samples in this csae are always co-sited with a luma sample;
 318         // their associated color values and position are marked off in comments.
 319         float expected_data_blue[width * height] = {
 320                    0.000 /* 0.0 */, 0.250,           0.500 /* 0.5 */, 0.500,
 321                    0.500 /* 0.5 */, 0.750,           1.000 /* 1.0 */, 1.000,
 322                    0.500 /* 0.5 */, 0.500,           0.500 /* 0.5 */, 0.500,
 323                    0.500 /* 0.5 */, 0.500,           0.500 /* 0.5 */, 0.500,
 324         };
 325         float expected_data_red[width * height] = {
 326                    0.000,           0.000 /* 0.0 */, 0.250,           0.500 /* 0.5 */,
 327                    0.500,           0.500 /* 0.5 */, 0.750,           1.000 /* 1.0 */,
 328                    0.500,           0.500 /* 0.5 */, 0.500,           0.500 /* 0.5 */,
 329                    0.500,           0.500 /* 0.5 */, 0.500,           0.500 /* 0.5 */,
 330         };
 331         float out_data[width * height];
 332
 333         EffectChainTester tester(NULL, width, height);
 334
 335         ImageFormat format;
 336         format.color_space = COLORSPACE_sRGB;
 337         format.gamma_curve = GAMMA_sRGB;
 338
 339         YCbCrFormat ycbcr_format;
 340         ycbcr_format.luma_coefficients = YCBCR_REC_601;
 341         ycbcr_format.full_range = false;
 342         ycbcr_format.chroma_subsampling_x = 2;
 343         ycbcr_format.chroma_subsampling_y = 1;
 344         ycbcr_format.cb_x_position = 0.0f;
 345         ycbcr_format.cb_y_position = 0.5f;
 346         ycbcr_format.cr_x_position = 1.0f;
 347         ycbcr_format.cr_y_position = 0.5f;
 348
 349         YCbCrInput *input = new YCbCrInput(format, ycbcr_format, width, height);
 350         input->set_pixel_data(0, y);
 351         input->set_pixel_data(1, cb);
 352         input->set_pixel_data(2, cr);
 353         tester.get_chain()->add_input(input);
 354
 355         // Y'CbCr isn't 100% accurate (the input values are rounded),
 356         // so we need some leeway.
 357         tester.run(out_data, GL_RED, COLORSPACE_sRGB, GAMMA_sRGB);
 358         expect_equal(expected_data_red, out_data, width, height, 0.02, 0.002);
 359
 360         tester.run(out_data, GL_BLUE, COLORSPACE_sRGB, GAMMA_sRGB);
 361         expect_equal(expected_data_blue, out_data, width, height, 0.01, 0.001);
 362 }