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 <assert.h>
  26 #include <math.h>
  27 #include <float.h>
  28
  29 #include "libavutil/intfloat.h"
  30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  31
  32 #define FFMIN(a, b) ((a) > (b) ? (b) : (a))
  33 #define F 100
  34 #define SIZE 2048
  35
  36 uint64_t exp16_table[21] = {
  37            65537,
  38            65538,
  39            65540,
  40            65544,
  41            65552,
  42            65568,
  43            65600,
  44            65664,
  45            65793,
  46            66050,
  47            66568,
  48            67616,
  49            69763,
  50            74262,
  51            84150,
  52           108051,
  53           178145,
  54           484249,
  55          3578144,
  56        195360063,
  57     582360139072LL,
  58 };
  59
  60 // 16.16 fixpoint log()
  61 static int64_t log16(uint64_t a)
  62 {
  63     int i;
  64     int out = 0;
  65
  66     if (a < 1 << 16)
  67         return -log16((1LL << 32) / a);
  68     a <<= 16;
  69
  70     for (i = 20; i >= 0; i--) {
  71         int64_t b = exp16_table[i];
  72         if (a < (b << 16))
  73             continue;
  74         out |= 1 << i;
  75         a    = ((a / b) << 16) + (((a % b) << 16) + b / 2) / b;
  76     }
  77     return out;
  78 }
  79
  80 static uint64_t int_sqrt(uint64_t a)
  81 {
  82     uint64_t ret    = 0;
  83     uint64_t ret_sq = 0;
  84     int s;
  85
  86     for (s = 31; s >= 0; s--) {
  87         uint64_t b = ret_sq + (1ULL << (s * 2)) + (ret << s) * 2;
  88         if (b <= a) {
  89             ret_sq = b;
  90             ret   += 1ULL << s;
  91         }
  92     }
  93     return ret;
  94 }
  95
  96 static int16_t get_s16l(uint8_t *p)
  97 {
  98     union {
  99         uint16_t u;
 100         int16_t  s;
 101     } v;
 102     v.u = p[0] | p[1] << 8;
 103     return v.s;
 104 }
 105
 106 static float get_f32l(uint8_t *p)
 107 {
 108     union av_intfloat32 v;
 109     v.i = p[0] | p[1] << 8 | p[2] << 16 | p[3] << 24;
 110     return v.f;
 111 }
 112
 113 static double get_f64l(uint8_t *p)
 114 {
 115     return av_int2double(AV_RL64(p));
 116 }
 117
 118 int main(int argc, char *argv[])
 119 {
 120     int i, j;
 121     uint64_t sse = 0;
 122     double sse_d = 0.0;
 123     FILE *f[2];
 124     uint8_t buf[2][SIZE];
 125     int len = 1;
 126     int64_t max;
 127     int shift      = argc < 5 ? 0 : atoi(argv[4]);
 128     int skip_bytes = argc < 6 ? 0 : atoi(argv[5]);
 129     int size0      = 0;
 130     int size1      = 0;
 131     uint64_t maxdist = 0;
 132     double maxdist_d = 0.0;
 133
 134     if (argc < 3) {
 135         printf("tiny_psnr <file1> <file2> [<elem size> [<shift> [<skip bytes>]]]\n");
 136         printf("WAV headers are skipped automatically.\n");
 137         return 1;
 138     }
 139
 140     if (argc > 3) {
 141         if (!strcmp(argv[3], "u8")) {
 142             len = 1;
 143         } else if (!strcmp(argv[3], "s16")) {
 144             len = 2;
 145         } else if (!strcmp(argv[3], "f32")) {
 146             len = 4;
 147         } else if (!strcmp(argv[3], "f64")) {
 148             len = 8;
 149         } else {
 150             char *end;
 151             len = strtol(argv[3], &end, 0);
 152             if (*end || len < 1 || len > 2) {
 153                 fprintf(stderr, "Unsupported sample format: %s\n", argv[3]);
 154                 return 1;
 155             }
 156         }
 157     }
 158
 159     max = (1LL << (8 * len)) - 1;
 160
 161     f[0] = fopen(argv[1], "rb");
 162     f[1] = fopen(argv[2], "rb");
 163     if (!f[0] || !f[1]) {
 164         fprintf(stderr, "Could not open input files.\n");
 165         return 1;
 166     }
 167
 168     for (i = 0; i < 2; i++) {
 169         uint8_t *p = buf[i];
 170         if (fread(p, 1, 12, f[i]) != 12)
 171             return 1;
 172         if (!memcmp(p, "RIFF", 4) &&
 173             !memcmp(p + 8, "WAVE", 4)) {
 174             if (fread(p, 1, 8, f[i]) != 8)
 175                 return 1;
 176             while (memcmp(p, "data", 4)) {
 177                 int s = p[4] | p[5] << 8 | p[6] << 16 | p[7] << 24;
 178                 fseek(f[i], s, SEEK_CUR);
 179                 if (fread(p, 1, 8, f[i]) != 8)
 180                     return 1;
 181             }
 182         } else {
 183             fseek(f[i], -12, SEEK_CUR);
 184         }
 185     }
 186
 187     fseek(f[shift < 0], abs(shift), SEEK_CUR);
 188
 189     fseek(f[0], skip_bytes, SEEK_CUR);
 190     fseek(f[1], skip_bytes, SEEK_CUR);
 191
 192     for (;;) {
 193         int s0 = fread(buf[0], 1, SIZE, f[0]);
 194         int s1 = fread(buf[1], 1, SIZE, f[1]);
 195
 196         for (j = 0; j < FFMIN(s0, s1); j += len) {
 197             switch (len) {
 198             case 1:
 199             case 2: {
 200                 int64_t a = buf[0][j];
 201                 int64_t b = buf[1][j];
 202                 int dist;
 203                 if (len == 2) {
 204                     a = get_s16l(buf[0] + j);
 205                     b = get_s16l(buf[1] + j);
 206                 } else {
 207                     a = buf[0][j];
 208                     b = buf[1][j];
 209                 }
 210                 sse += (a - b) * (a - b);
 211                 dist = llabs(a - b);
 212                 if (dist > maxdist)
 213                     maxdist = dist;
 214                 break;
 215             }
 216             case 4:
 217             case 8: {
 218                 double dist, a, b;
 219                 if (len == 8) {
 220                     a = get_f64l(buf[0] + j);
 221                     b = get_f64l(buf[1] + j);
 222                 } else {
 223                     a = get_f32l(buf[0] + j);
 224                     b = get_f32l(buf[1] + j);
 225                 }
 226                 dist = fabs(a - b);
 227                 sse_d += (a - b) * (a - b);
 228                 if (dist > maxdist_d)
 229                     maxdist_d = dist;
 230                 break;
 231             }
 232             }
 233         }
 234         size0 += s0;
 235         size1 += s1;
 236         if (s0 + s1 <= 0)
 237             break;
 238     }
 239
 240     i = FFMIN(size0, size1) / len;
 241     if (!i)
 242         i = 1;
 243     switch (len) {
 244     case 1:
 245     case 2: {
 246         uint64_t psnr;
 247         uint64_t dev = int_sqrt(((sse / i) * F * F) + (((sse % i) * F * F) + i / 2) / i);
 248         if (sse)
 249             psnr = ((2 * log16(max << 16) + log16(i) - log16(sse)) *
 250                     284619LL * F + (1LL << 31)) / (1LL << 32);
 251         else
 252             psnr = 1000 * F - 1; // floating point free infinity :)
 253
 254         printf("stddev:%5d.%02d PSNR:%3d.%02d MAXDIFF:%5"PRIu64" bytes:%9d/%9d\n",
 255                (int)(dev / F), (int)(dev % F),
 256                (int)(psnr / F), (int)(psnr % F),
 257                maxdist, size0, size1);
 258         break;
 259         }
 260     case 4:
 261     case 8: {
 262         char psnr_str[64];
 263         double dev = sqrt(sse_d / i);
 264         uint64_t scale = (len == 4) ? (1ULL << 24) : (1ULL << 32);
 265
 266         if (sse_d) {
 267             double psnr = 2 * log(DBL_MAX) - log(i / sse_d);
 268             snprintf(psnr_str, sizeof(psnr_str), "%5.02f", psnr);
 269         } else
 270             snprintf(psnr_str, sizeof(psnr_str), "inf");
 271
 272         maxdist = maxdist_d * scale;
 273
 274         printf("stddev:%10.2f PSNR:%s MAXDIFF:%10"PRIu64" bytes:%9d/%9d\n",
 275                dev * scale, psnr_str, maxdist, size0, size1);
 276         break;
 277     }
 278     }
 279     return 0;
 280 }