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