src/third_party/libvpx/source/libvpx/test/fdct4x4_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
  11 #include <math.h>
  12 #include <stdlib.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15 #include "third_party/googletest/src/include/gtest/gtest.h"
  16 #include "test/acm_random.h"
  17 #include "test/clear_system_state.h"
  18 #include "test/register_state_check.h"
  19 #include "test/util.h"
  20
  21 #include "./vp9_rtcd.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  23 #include "vpx/vpx_integer.h"
  24
  25 extern "C" {
  26 void vp9_idct4x4_16_add_c(const int16_t *input, uint8_t *output, int pitch);
  27 }
  28
  29 using libvpx_test::ACMRandom;
  30
  31 namespace {
  32 const int kNumCoeffs = 16;
  33 typedef void (*fdct_t)(const int16_t *in, int16_t *out, int stride);
  34 typedef void (*idct_t)(const int16_t *in, uint8_t *out, int stride);
  35 typedef void (*fht_t) (const int16_t *in, int16_t *out, int stride,
  36                        int tx_type);
  37 typedef void (*iht_t) (const int16_t *in, uint8_t *out, int stride,
  38                        int tx_type);
  39
  40 typedef std::tr1::tuple<fdct_t, idct_t, int> dct_4x4_param_t;
  41 typedef std::tr1::tuple<fht_t, iht_t, int> ht_4x4_param_t;
  42
  43 void fdct4x4_ref(const int16_t *in, int16_t *out, int stride, int tx_type) {
  44   vp9_fdct4x4_c(in, out, stride);
  45 }
  46
  47 void fht4x4_ref(const int16_t *in, int16_t *out, int stride, int tx_type) {
  48   vp9_fht4x4_c(in, out, stride, tx_type);
  49 }
  50
  51 class Trans4x4TestBase {
  52  public:
  53   virtual ~Trans4x4TestBase() {}
  54
  55  protected:
  56   virtual void RunFwdTxfm(const int16_t *in, int16_t *out, int stride) = 0;
  57
  58   virtual void RunInvTxfm(const int16_t *out, uint8_t *dst, int stride) = 0;
  59
  60   void RunAccuracyCheck() {
  61     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
  62     uint32_t max_error = 0;
  63     int64_t total_error = 0;
  64     const int count_test_block = 10000;
  65     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
  66       DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, test_input_block, kNumCoeffs);
  67       DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, test_temp_block, kNumCoeffs);
  68       DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, dst, kNumCoeffs);
  69       DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, src, kNumCoeffs);
  70
  71       // Initialize a test block with input range [-255, 255].
  72       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
  73         src[j] = rnd.Rand8();
  74         dst[j] = rnd.Rand8();
  75         test_input_block[j] = src[j] - dst[j];
  76       }
  77
  78       REGISTER_STATE_CHECK(RunFwdTxfm(test_input_block,
  79                                       test_temp_block, pitch_));
  80       REGISTER_STATE_CHECK(RunInvTxfm(test_temp_block, dst, pitch_));
  81
  82       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
  83         const uint32_t diff = dst[j] - src[j];
  84         const uint32_t error = diff * diff;
  85         if (max_error < error)
  86           max_error = error;
  87         total_error += error;
  88       }
  89     }
  90
  91     EXPECT_GE(1u, max_error)
  92         << "Error: 4x4 FHT/IHT has an individual round trip error > 1";
  93
  94     EXPECT_GE(count_test_block , total_error)
  95         << "Error: 4x4 FHT/IHT has average round trip error > 1 per block";
  96   }
  97
  98   void RunCoeffCheck() {
  99     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 100     const int count_test_block = 5000;
 101     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, input_block, kNumCoeffs);
 102     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, output_ref_block, kNumCoeffs);
 103     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, output_block, kNumCoeffs);
 104
 105     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 106       // Initialize a test block with input range [-255, 255].
 107       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 108         input_block[j] = rnd.Rand8() - rnd.Rand8();
 109
 110       fwd_txfm_ref(input_block, output_ref_block, pitch_, tx_type_);
 111       REGISTER_STATE_CHECK(RunFwdTxfm(input_block, output_block, pitch_));
 112
 113       // The minimum quant value is 4.
 114       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 115         EXPECT_EQ(output_block[j], output_ref_block[j]);
 116     }
 117   }
 118
 119   void RunMemCheck() {
 120     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 121     const int count_test_block = 5000;
 122     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, input_block, kNumCoeffs);
 123     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, input_extreme_block, kNumCoeffs);
 124     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, output_ref_block, kNumCoeffs);
 125     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, output_block, kNumCoeffs);
 126
 127     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 128       // Initialize a test block with input range [-255, 255].
 129       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 130         input_block[j] = rnd.Rand8() - rnd.Rand8();
 131         input_extreme_block[j] = rnd.Rand8() % 2 ? 255 : -255;
 132       }
 133       if (i == 0)
 134         for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 135           input_extreme_block[j] = 255;
 136       if (i == 1)
 137         for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 138           input_extreme_block[j] = -255;
 139
 140       fwd_txfm_ref(input_extreme_block, output_ref_block, pitch_, tx_type_);
 141       REGISTER_STATE_CHECK(RunFwdTxfm(input_extreme_block,
 142                                       output_block, pitch_));
 143
 144       // The minimum quant value is 4.
 145       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 146         EXPECT_EQ(output_block[j], output_ref_block[j]);
 147         EXPECT_GE(4 * DCT_MAX_VALUE, abs(output_block[j]))
 148             << "Error: 16x16 FDCT has coefficient larger than 4*DCT_MAX_VALUE";
 149       }
 150     }
 151   }
 152
 153   void RunInvAccuracyCheck() {
 154     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 155     const int count_test_block = 1000;
 156     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, in, kNumCoeffs);
 157     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, coeff, kNumCoeffs);
 158     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, dst, kNumCoeffs);
 159     DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, src, kNumCoeffs);
 160
 161     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 162       // Initialize a test block with input range [-255, 255].
 163       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 164         src[j] = rnd.Rand8();
 165         dst[j] = rnd.Rand8();
 166         in[j] = src[j] - dst[j];
 167       }
 168
 169       fwd_txfm_ref(in, coeff, pitch_, tx_type_);
 170
 171       REGISTER_STATE_CHECK(RunInvTxfm(coeff, dst, pitch_));
 172
 173       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 174         const uint32_t diff = dst[j] - src[j];
 175         const uint32_t error = diff * diff;
 176         EXPECT_GE(1u, error)
 177             << "Error: 16x16 IDCT has error " << error
 178             << " at index " << j;
 179       }
 180     }
 181   }
 182
 183   int pitch_;
 184   int tx_type_;
 185   fht_t fwd_txfm_ref;
 186 };
 187
 188 class Trans4x4DCT
 189     : public Trans4x4TestBase,
 190       public ::testing::TestWithParam<dct_4x4_param_t> {
 191  public:
 192   virtual ~Trans4x4DCT() {}
 193
 194   virtual void SetUp() {
 195     fwd_txfm_ = GET_PARAM(0);
 196     inv_txfm_ = GET_PARAM(1);
 197     tx_type_  = GET_PARAM(2);
 198     pitch_    = 4;
 199     fwd_txfm_ref = fdct4x4_ref;
 200   }
 201   virtual void TearDown() { libvpx_test::ClearSystemState(); }
 202
 203  protected:
 204   void RunFwdTxfm(const int16_t *in, int16_t *out, int stride) {
 205     fwd_txfm_(in, out, stride);
 206   }
 207   void RunInvTxfm(const int16_t *out, uint8_t *dst, int stride) {
 208     inv_txfm_(out, dst, stride);
 209   }
 210
 211   fdct_t fwd_txfm_;
 212   idct_t inv_txfm_;
 213 };
 214
 215 TEST_P(Trans4x4DCT, AccuracyCheck) {
 216   RunAccuracyCheck();
 217 }
 218
 219 TEST_P(Trans4x4DCT, CoeffCheck) {
 220   RunCoeffCheck();
 221 }
 222
 223 TEST_P(Trans4x4DCT, MemCheck) {
 224   RunMemCheck();
 225 }
 226
 227 TEST_P(Trans4x4DCT, InvAccuracyCheck) {
 228   RunInvAccuracyCheck();
 229 }
 230
 231 class Trans4x4HT
 232     : public Trans4x4TestBase,
 233       public ::testing::TestWithParam<ht_4x4_param_t> {
 234  public:
 235   virtual ~Trans4x4HT() {}
 236
 237   virtual void SetUp() {
 238     fwd_txfm_ = GET_PARAM(0);
 239     inv_txfm_ = GET_PARAM(1);
 240     tx_type_  = GET_PARAM(2);
 241     pitch_    = 4;
 242     fwd_txfm_ref = fht4x4_ref;
 243   }
 244   virtual void TearDown() { libvpx_test::ClearSystemState(); }
 245
 246  protected:
 247   void RunFwdTxfm(const int16_t *in, int16_t *out, int stride) {
 248     fwd_txfm_(in, out, stride, tx_type_);
 249   }
 250
 251   void RunInvTxfm(const int16_t *out, uint8_t *dst, int stride) {
 252     inv_txfm_(out, dst, stride, tx_type_);
 253   }
 254
 255   fht_t fwd_txfm_;
 256   iht_t inv_txfm_;
 257 };
 258
 259 TEST_P(Trans4x4HT, AccuracyCheck) {
 260   RunAccuracyCheck();
 261 }
 262
 263 TEST_P(Trans4x4HT, CoeffCheck) {
 264   RunCoeffCheck();
 265 }
 266
 267 TEST_P(Trans4x4HT, MemCheck) {
 268   RunMemCheck();
 269 }
 270
 271 TEST_P(Trans4x4HT, InvAccuracyCheck) {
 272   RunInvAccuracyCheck();
 273 }
 274
 275 using std::tr1::make_tuple;
 276
 277 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 278     C, Trans4x4DCT,
 279     ::testing::Values(
 280         make_tuple(&vp9_fdct4x4_c, &vp9_idct4x4_16_add_c, 0)));
 281 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 282     C, Trans4x4HT,
 283     ::testing::Values(
 284         make_tuple(&vp9_fht4x4_c, &vp9_iht4x4_16_add_c, 0),
 285         make_tuple(&vp9_fht4x4_c, &vp9_iht4x4_16_add_c, 1),
 286         make_tuple(&vp9_fht4x4_c, &vp9_iht4x4_16_add_c, 2),
 287         make_tuple(&vp9_fht4x4_c, &vp9_iht4x4_16_add_c, 3)));
 288
 289 #if HAVE_SSE2
 290 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 291     SSE2, Trans4x4DCT,
 292     ::testing::Values(
 293         make_tuple(&vp9_fdct4x4_sse2,
 294                    &vp9_idct4x4_16_add_sse2, 0)));
 295 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 296     SSE2, Trans4x4HT,
 297     ::testing::Values(
 298         make_tuple(&vp9_fht4x4_sse2, &vp9_iht4x4_16_add_sse2, 0),
 299         make_tuple(&vp9_fht4x4_sse2, &vp9_iht4x4_16_add_sse2, 1),
 300         make_tuple(&vp9_fht4x4_sse2, &vp9_iht4x4_16_add_sse2, 2),
 301         make_tuple(&vp9_fht4x4_sse2, &vp9_iht4x4_16_add_sse2, 3)));
 302 #endif
 303
 304 }  // namespace