git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - tests/tiny_psnr.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *
   4  * This file is part of Libav.
   5  *
   6  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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
  28 #include "libavutil/intfloat.h"
  29 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  30
  31 #define FFMIN(a, b) ((a) > (b) ? (b) : (a))
  32 #define F 100
  33 #define SIZE 2048
  34
  35 uint64_t exp16_table[21] = {
  36            65537,
  37            65538,
  38            65540,
  39            65544,
  40            65552,
  41            65568,
  42            65600,
  43            65664,
  44            65793,
  45            66050,
  46            66568,
  47            67616,
  48            69763,
  49            74262,
  50            84150,
  51           108051,
  52           178145,
  53           484249,
  54          3578144,
  55        195360063,
  56     582360139072LL,
  57 };
  58
  59 // 16.16 fixpoint log()
  60 static int64_t log16(uint64_t a)
  61 {
  62     int i;
  63     int out = 0;
  64
  65     if (a < 1 << 16)
  66         return -log16((1LL << 32) / a);
  67     a <<= 16;
  68
  69     for (i = 20; i >= 0; i--) {
  70         int64_t b = exp16_table[i];
  71         if (a < (b << 16))
  72             continue;
  73         out |= 1 << i;
  74         a    = ((a / b) << 16) + (((a % b) << 16) + b / 2) / b;
  75     }
  76     return out;
  77 }
  78
  79 static uint64_t int_sqrt(uint64_t a)
  80 {
  81     uint64_t ret    = 0;
  82     uint64_t ret_sq = 0;
  83     int s;
  84
  85     for (s = 31; s >= 0; s--) {
  86         uint64_t b = ret_sq + (1ULL << (s * 2)) + (ret << s) * 2;
  87         if (b <= a) {
  88             ret_sq = b;
  89             ret   += 1ULL << s;
  90         }
  91     }
  92     return ret;
  93 }
  94
  95 static int16_t get_s16l(uint8_t *p)
  96 {
  97     union {
  98         uint16_t u;
  99         int16_t  s;
 100     } v;
 101     v.u = p[0] | p[1] << 8;
 102     return v.s;
 103 }
 104
 105 static float get_f32l(uint8_t *p)
 106 {
 107     union av_intfloat32 v;
 108     v.i = p[0] | p[1] << 8 | p[2] << 16 | p[3] << 24;
 109     return v.f;
 110 }
 111
 112 static double get_f64l(uint8_t *p)
 113 {
 114     return av_int2double(AV_RL64(p));
 115 }
 116
 117 int main(int argc, char *argv[])
 118 {
 119     uint64_t i, j;
 120     uint64_t sse = 0;
 121     double sse_d = 0.0;
 122     FILE *f[2];
 123     uint8_t buf[2][SIZE];
 124     int len = 1;
 125     int64_t max;
 126     int shift      = argc < 5 ? 0 : atoi(argv[4]);
 127     int skip_bytes = argc < 6 ? 0 : atoi(argv[5]);
 128     uint64_t size0   = 0;
 129     uint64_t size1   = 0;
 130     uint64_t maxdist = 0;
 131     double maxdist_d = 0.0;
 132
 133     if (argc < 3) {
 134         printf("tiny_psnr <file1> <file2> [<elem size> [<shift> [<skip bytes>]]]\n");
 135         printf("WAV headers are skipped automatically.\n");
 136         return 1;
 137     }
 138
 139     if (argc > 3) {
 140         if (!strcmp(argv[3], "u8")) {
 141             len = 1;
 142         } else if (!strcmp(argv[3], "s16")) {
 143             len = 2;
 144         } else if (!strcmp(argv[3], "f32")) {
 145             len = 4;
 146         } else if (!strcmp(argv[3], "f64")) {
 147             len = 8;
 148         } else {
 149             char *end;
 150             len = strtol(argv[3], &end, 0);
 151             if (*end || len < 1 || len > 2) {
 152                 fprintf(stderr, "Unsupported sample format: %s\n", argv[3]);
 153                 return 1;
 154             }
 155         }
 156     }
 157
 158     max = (1LL << (8 * len)) - 1;
 159
 160     f[0] = fopen(argv[1], "rb");
 161     f[1] = fopen(argv[2], "rb");
 162     if (!f[0] || !f[1]) {
 163         fprintf(stderr, "Could not open input files.\n");
 164         return 1;
 165     }
 166
 167     for (i = 0; i < 2; i++) {
 168         uint8_t *p = buf[i];
 169         if (fread(p, 1, 12, f[i]) != 12)
 170             return 1;
 171         if (!memcmp(p, "RIFF", 4) &&
 172             !memcmp(p + 8, "WAVE", 4)) {
 173             if (fread(p, 1, 8, f[i]) != 8)
 174                 return 1;
 175             while (memcmp(p, "data", 4)) {
 176                 int s = p[4] | p[5] << 8 | p[6] << 16 | p[7] << 24;
 177                 fseek(f[i], s, SEEK_CUR);
 178                 if (fread(p, 1, 8, f[i]) != 8)
 179                     return 1;
 180             }
 181         } else {
 182             fseek(f[i], -12, SEEK_CUR);
 183         }
 184     }
 185
 186     fseek(f[shift < 0], abs(shift), SEEK_CUR);
 187
 188     fseek(f[0], skip_bytes, SEEK_CUR);
 189     fseek(f[1], skip_bytes, SEEK_CUR);
 190
 191     for (;;) {
 192         int s0 = fread(buf[0], 1, SIZE, f[0]);
 193         int s1 = fread(buf[1], 1, SIZE, f[1]);
 194
 195         for (j = 0; j < FFMIN(s0, s1); j += len) {
 196             switch (len) {
 197             case 1:
 198             case 2: {
 199                 int64_t a = buf[0][j];
 200                 int64_t b = buf[1][j];
 201                 int dist;
 202                 if (len == 2) {
 203                     a = get_s16l(buf[0] + j);
 204                     b = get_s16l(buf[1] + j);
 205                 } else {
 206                     a = buf[0][j];
 207                     b = buf[1][j];
 208                 }
 209                 sse += (a - b) * (a - b);
 210                 dist = llabs(a - b);
 211                 if (dist > maxdist)
 212                     maxdist = dist;
 213                 break;
 214             }
 215             case 4:
 216             case 8: {
 217                 double dist, a, b;
 218                 if (len == 8) {
 219                     a = get_f64l(buf[0] + j);
 220                     b = get_f64l(buf[1] + j);
 221                 } else {
 222                     a = get_f32l(buf[0] + j);
 223                     b = get_f32l(buf[1] + j);
 224                 }
 225                 dist = fabs(a - b);
 226                 sse_d += (a - b) * (a - b);
 227                 if (dist > maxdist_d)
 228                     maxdist_d = dist;
 229                 break;
 230             }
 231             }
 232         }
 233         size0 += s0;
 234         size1 += s1;
 235         if (s0 + s1 <= 0)
 236             break;
 237     }
 238
 239     i = FFMIN(size0, size1) / len;
 240     if (!i)
 241         i = 1;
 242     switch (len) {
 243     case 1:
 244     case 2: {
 245         uint64_t psnr;
 246         uint64_t dev = int_sqrt(((sse / i) * F * F) + (((sse % i) * F * F) + i / 2) / i);
 247         if (sse)
 248             psnr = ((2 * log16(max << 16) + log16(i) - log16(sse)) *
 249                     284619LL * F + (1LL << 31)) / (1LL << 32);
 250         else
 251             psnr = 1000 * F - 1; // floating point free infinity :)
 252
 253         printf("stddev:%5d.%02d PSNR:%3d.%02d MAXDIFF:%5"PRIu64" bytes:%9"PRIu64"/%9"PRIu64"\n",
 254                (int)(dev / F), (int)(dev % F),
 255                (int)(psnr / F), (int)(psnr % F),
 256                maxdist, size0, size1);
 257         break;
 258         }
 259     case 4:
 260     case 8: {
 261         char psnr_str[64];
 262         double dev = sqrt(sse_d / i);
 263         uint64_t scale = (len == 4) ? (1ULL << 24) : (1ULL << 32);
 264
 265         if (sse_d) {
 266             double psnr = 2 * log(DBL_MAX) - log(i / sse_d);
 267             snprintf(psnr_str, sizeof(psnr_str), "%5.02f", psnr);
 268         } else
 269             snprintf(psnr_str, sizeof(psnr_str), "inf");
 270
 271         maxdist = maxdist_d * scale;
 272
 273         printf("stddev:%10.2f PSNR:%s MAXDIFF:%10"PRIu64" bytes:%9"PRIu64"/%9"PRIu64"\n",
 274                dev * scale, psnr_str, maxdist, size0, size1);
 275         break;
 276     }
 277     }
 278     return 0;
 279 }