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