src/third_party/libvpx/source/libvpx/test/vp8_fdct4x4_test.cc

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2013 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 <stddef.h>
  13 #include <stdio.h>
  14 #include <stdlib.h>
  15 #include <string.h>
  16 #include <sys/types.h>
  17
  18 #include "./vp8_rtcd.h"
  19
  20 #include "test/acm_random.h"
  21 #include "third_party/googletest/src/include/gtest/gtest.h"
  22 #include "vpx/vpx_integer.h"
  23
  24 namespace {
  25
  26 const int cospi8sqrt2minus1 = 20091;
  27 const int sinpi8sqrt2 = 35468;
  28
  29 void reference_idct4x4(const int16_t *input, int16_t *output) {
  30   const int16_t *ip = input;
  31   int16_t *op = output;
  32
  33   for (int i = 0; i < 4; ++i) {
  34     const int a1 = ip[0] + ip[8];
  35     const int b1 = ip[0] - ip[8];
  36     const int temp1 = (ip[4] * sinpi8sqrt2) >> 16;
  37     const int temp2 = ip[12] + ((ip[12] * cospi8sqrt2minus1) >> 16);
  38     const int c1 = temp1 - temp2;
  39     const int temp3 = ip[4] + ((ip[4] * cospi8sqrt2minus1) >> 16);
  40     const int temp4 = (ip[12] * sinpi8sqrt2) >> 16;
  41     const int d1 = temp3 + temp4;
  42     op[0] = a1 + d1;
  43     op[12] = a1 - d1;
  44     op[4] = b1 + c1;
  45     op[8] = b1 - c1;
  46     ++ip;
  47     ++op;
  48   }
  49   ip = output;
  50   op = output;
  51   for (int i = 0; i < 4; ++i) {
  52     const int a1 = ip[0] + ip[2];
  53     const int b1 = ip[0] - ip[2];
  54     const int temp1 = (ip[1] * sinpi8sqrt2) >> 16;
  55     const int temp2 = ip[3] + ((ip[3] * cospi8sqrt2minus1) >> 16);
  56     const int c1 = temp1 - temp2;
  57     const int temp3 = ip[1] + ((ip[1] * cospi8sqrt2minus1) >> 16);
  58     const int temp4 = (ip[3] * sinpi8sqrt2) >> 16;
  59     const int d1 = temp3 + temp4;
  60     op[0] = (a1 + d1 + 4) >> 3;
  61     op[3] = (a1 - d1 + 4) >> 3;
  62     op[1] = (b1 + c1 + 4) >> 3;
  63     op[2] = (b1 - c1 + 4) >> 3;
  64     ip += 4;
  65     op += 4;
  66   }
  67 }
  68
  69 using libvpx_test::ACMRandom;
  70
  71 TEST(Vp8FdctTest, SignBiasCheck) {
  72   ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
  73   int16_t test_input_block[16];
  74   int16_t test_output_block[16];
  75   const int pitch = 8;
  76   int count_sign_block[16][2];
  77   const int count_test_block = 1000000;
  78
  79   memset(count_sign_block, 0, sizeof(count_sign_block));
  80
  81   for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
  82     // Initialize a test block with input range [-255, 255].
  83     for (int j = 0; j < 16; ++j)
  84       test_input_block[j] = rnd.Rand8() - rnd.Rand8();
  85
  86     vp8_short_fdct4x4_c(test_input_block, test_output_block, pitch);
  87
  88     for (int j = 0; j < 16; ++j) {
  89       if (test_output_block[j] < 0)
  90         ++count_sign_block[j][0];
  91       else if (test_output_block[j] > 0)
  92         ++count_sign_block[j][1];
  93     }
  94   }
  95
  96   bool bias_acceptable = true;
  97   for (int j = 0; j < 16; ++j)
  98     bias_acceptable = bias_acceptable &&
  99     (abs(count_sign_block[j][0] - count_sign_block[j][1]) < 10000);
 100
 101   EXPECT_EQ(true, bias_acceptable)
 102     << "Error: 4x4 FDCT has a sign bias > 1% for input range [-255, 255]";
 103
 104   memset(count_sign_block, 0, sizeof(count_sign_block));
 105
 106   for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 107     // Initialize a test block with input range [-15, 15].
 108     for (int j = 0; j < 16; ++j)
 109       test_input_block[j] = (rnd.Rand8() >> 4) - (rnd.Rand8() >> 4);
 110
 111     vp8_short_fdct4x4_c(test_input_block, test_output_block, pitch);
 112
 113     for (int j = 0; j < 16; ++j) {
 114       if (test_output_block[j] < 0)
 115         ++count_sign_block[j][0];
 116       else if (test_output_block[j] > 0)
 117         ++count_sign_block[j][1];
 118     }
 119   }
 120
 121   bias_acceptable = true;
 122   for (int j = 0; j < 16; ++j)
 123     bias_acceptable = bias_acceptable &&
 124     (abs(count_sign_block[j][0] - count_sign_block[j][1]) < 100000);
 125
 126   EXPECT_EQ(true, bias_acceptable)
 127     << "Error: 4x4 FDCT has a sign bias > 10% for input range [-15, 15]";
 128 };
 129
 130 TEST(Vp8FdctTest, RoundTripErrorCheck) {
 131   ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 132   int max_error = 0;
 133   double total_error = 0;
 134   const int count_test_block = 1000000;
 135   for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 136     int16_t test_input_block[16];
 137     int16_t test_temp_block[16];
 138     int16_t test_output_block[16];
 139
 140     // Initialize a test block with input range [-255, 255].
 141     for (int j = 0; j < 16; ++j)
 142       test_input_block[j] = rnd.Rand8() - rnd.Rand8();
 143
 144     const int pitch = 8;
 145     vp8_short_fdct4x4_c(test_input_block, test_temp_block, pitch);
 146     reference_idct4x4(test_temp_block, test_output_block);
 147
 148     for (int j = 0; j < 16; ++j) {
 149       const int diff = test_input_block[j] - test_output_block[j];
 150       const int error = diff * diff;
 151       if (max_error < error)
 152         max_error = error;
 153       total_error += error;
 154     }
 155   }
 156
 157   EXPECT_GE(1, max_error )
 158     << "Error: FDCT/IDCT has an individual roundtrip error > 1";
 159
 160   EXPECT_GE(count_test_block, total_error)
 161     << "Error: FDCT/IDCT has average roundtrip error > 1 per block";
 162 };
 163
 164 }  // namespace