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 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 < 1 || 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 }