test/cq_test.cc

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2012 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10 #include <cmath>
  11 #include <map>
  12 #include "third_party/googletest/src/include/gtest/gtest.h"
  13 #include "test/codec_factory.h"
  14 #include "test/encode_test_driver.h"
  15 #include "test/i420_video_source.h"
  16 #include "test/util.h"
  17
  18 namespace {
  19
  20 // CQ level range: [kCQLevelMin, kCQLevelMax).
  21 const int kCQLevelMin = 4;
  22 const int kCQLevelMax = 63;
  23 const int kCQLevelStep = 8;
  24 const unsigned int kCQTargetBitrate = 2000;
  25
  26 class CQTest : public ::libvpx_test::EncoderTest,
  27                public ::libvpx_test::CodecTestWithParam<int> {
  28  public:
  29   // maps the cqlevel to the bitrate produced.
  30   typedef std::map<int, uint32_t> BitrateMap;
  31
  32   static void SetUpTestSuite() { bitrates_.clear(); }
  33
  34   static void TearDownTestSuite() {
  35     ASSERT_TRUE(!HasFailure())
  36         << "skipping bitrate validation due to earlier failure.";
  37     uint32_t prev_actual_bitrate = kCQTargetBitrate;
  38     for (BitrateMap::const_iterator iter = bitrates_.begin();
  39          iter != bitrates_.end(); ++iter) {
  40       const uint32_t cq_actual_bitrate = iter->second;
  41       EXPECT_LE(cq_actual_bitrate, prev_actual_bitrate)
  42           << "cq_level: " << iter->first
  43           << ", bitrate should decrease with increase in CQ level.";
  44       prev_actual_bitrate = cq_actual_bitrate;
  45     }
  46   }
  47
  48  protected:
  49   CQTest() : EncoderTest(GET_PARAM(0)), cq_level_(GET_PARAM(1)) {
  50     init_flags_ = VPX_CODEC_USE_PSNR;
  51   }
  52
  53   virtual ~CQTest() {}
  54
  55   virtual void SetUp() {
  56     InitializeConfig();
  57     SetMode(libvpx_test::kTwoPassGood);
  58   }
  59
  60   virtual void BeginPassHook(unsigned int /*pass*/) {
  61     file_size_ = 0;
  62     psnr_ = 0.0;
  63     n_frames_ = 0;
  64   }
  65
  66   virtual void PreEncodeFrameHook(libvpx_test::VideoSource *video,
  67                                   libvpx_test::Encoder *encoder) {
  68     if (video->frame() == 0) {
  69       if (cfg_.rc_end_usage == VPX_CQ) {
  70         encoder->Control(VP8E_SET_CQ_LEVEL, cq_level_);
  71       }
  72       encoder->Control(VP8E_SET_CPUUSED, 3);
  73     }
  74   }
  75
  76   virtual void PSNRPktHook(const vpx_codec_cx_pkt_t *pkt) {
  77     psnr_ += pow(10.0, pkt->data.psnr.psnr[0] / 10.0);
  78     n_frames_++;
  79   }
  80
  81   virtual void FramePktHook(const vpx_codec_cx_pkt_t *pkt) {
  82     file_size_ += pkt->data.frame.sz;
  83   }
  84
  85   double GetLinearPSNROverBitrate() const {
  86     double avg_psnr = log10(psnr_ / n_frames_) * 10.0;
  87     return pow(10.0, avg_psnr / 10.0) / file_size_;
  88   }
  89
  90   int cq_level() const { return cq_level_; }
  91   size_t file_size() const { return file_size_; }
  92   int n_frames() const { return n_frames_; }
  93
  94   static BitrateMap bitrates_;
  95
  96  private:
  97   int cq_level_;
  98   size_t file_size_;
  99   double psnr_;
 100   int n_frames_;
 101 };
 102
 103 CQTest::BitrateMap CQTest::bitrates_;
 104
 105 TEST_P(CQTest, LinearPSNRIsHigherForCQLevel) {
 106   const vpx_rational timebase = { 33333333, 1000000000 };
 107   cfg_.g_timebase = timebase;
 108   cfg_.rc_target_bitrate = kCQTargetBitrate;
 109   cfg_.g_lag_in_frames = 25;
 110
 111   cfg_.rc_end_usage = VPX_CQ;
 112   libvpx_test::I420VideoSource video("hantro_collage_w352h288.yuv", 352, 288,
 113                                      timebase.den, timebase.num, 0, 30);
 114   ASSERT_NO_FATAL_FAILURE(RunLoop(&video));
 115   const double cq_psnr_lin = GetLinearPSNROverBitrate();
 116   const unsigned int cq_actual_bitrate =
 117       static_cast<unsigned int>(file_size()) * 8 * 30 / (n_frames() * 1000);
 118   EXPECT_LE(cq_actual_bitrate, kCQTargetBitrate);
 119   bitrates_[cq_level()] = cq_actual_bitrate;
 120
 121   // try targeting the approximate same bitrate with VBR mode
 122   cfg_.rc_end_usage = VPX_VBR;
 123   cfg_.rc_target_bitrate = cq_actual_bitrate;
 124   ASSERT_NO_FATAL_FAILURE(RunLoop(&video));
 125   const double vbr_psnr_lin = GetLinearPSNROverBitrate();
 126   EXPECT_GE(cq_psnr_lin, vbr_psnr_lin);
 127 }
 128
 129 VP8_INSTANTIATE_TEST_SUITE(CQTest, ::testing::Range(kCQLevelMin, kCQLevelMax,
 130                                                     kCQLevelStep));
 131 }  // namespace