Float FFT now does the same scaling as the fixed-point FFT
[opus.git] / tests / real-fft-test.c
1 #ifdef HAVE_CONFIG_H
2 #include "config.h"
3 #endif
4
5 #include "kiss_fftr.h"
6 #include "_kiss_fft_guts.h"
7 #include <stdio.h>
8 #include <string.h>
9
10 int ret=0;
11
12 static
13 kiss_fft_scalar rand_scalar(void) 
14 {
15 #ifdef USE_SIMD
16     return _mm_set1_ps(rand()-RAND_MAX/2);
17 #else
18     kiss_fft_scalar s = (kiss_fft_scalar)(rand() -RAND_MAX/2);
19     return s/2;
20 #endif
21 }
22
23 static
24 double snr_compare( kiss_fft_cpx * vec1,kiss_fft_scalar * vec2, int n)
25 {
26     int k;
27     double sigpow=1e-10, noisepow=1e-10, err,snr;
28
29     for (k=1;k<n;++k) {
30         sigpow += (double)vec1[k].r * (double)vec1[k].r + 
31                   (double)vec1[k].i * (double)vec1[k].i;
32         err = (double)vec1[k].r - (double)vec2[2*k];
33         noisepow += err * err;
34         err = (double)vec1[k].i - (double)vec2[2*k+1];
35         noisepow += err * err;
36
37     }
38     snr = 10*log10( sigpow / noisepow );
39     if (snr<60) {
40         printf( "** poor snr: %f **\n", snr);
41         ret = 1;
42     }
43     return snr;
44 }
45
46 static
47 double snr_compare_scal( kiss_fft_scalar * vec1,kiss_fft_scalar * vec2, int n)
48 {
49     int k;
50     double sigpow=1e-10, noisepow=1e-10, err,snr;
51
52     for (k=1;k<n;++k) {
53         sigpow += (double)vec1[k] * (double)vec1[k];
54         err = (double)vec1[k] - (double)vec2[k];
55         noisepow += err * err;
56     }
57     snr = 10*log10( sigpow / noisepow );
58     if (snr<60) {
59         printf( "\npoor snr: %f\n", snr);
60         ret = 1;
61     }
62     return snr;
63 }
64 #define NFFT 8*3*5
65
66 #ifndef NUMFFTS
67 #define NUMFFTS 10000
68 #endif
69
70
71 int main(void)
72 {
73     int i;
74     kiss_fft_cpx cin[NFFT];
75     kiss_fft_cpx cout[NFFT];
76     kiss_fft_scalar fin[NFFT];
77     kiss_fft_scalar sout[NFFT];
78     kiss_fft_cfg  kiss_fft_state;
79     kiss_fftr_cfg  kiss_fftr_state;
80
81     kiss_fft_scalar rin[NFFT+2];
82     kiss_fft_scalar rout[NFFT+2];
83     kiss_fft_scalar zero;
84     memset(&zero,0,sizeof(zero) ); // ugly way of setting short,int,float,double, or __m128 to zero
85
86     srand(time(0));
87
88     for (i=0;i<NFFT;++i) {
89         rin[i] = rand_scalar();
90         cin[i].r = rin[i];
91         cin[i].i = zero;
92     }
93
94     kiss_fft_state = kiss_fft_alloc(NFFT,0,0);
95     kiss_fftr_state = kiss_fftr_alloc(NFFT,0,0);
96     kiss_fft(kiss_fft_state,cin,cout);
97     kiss_fftr(kiss_fftr_state,rin,sout);
98     
99     printf( "nfft=%d, inverse=%d, snr=%g\n",
100             NFFT,0, snr_compare(cout,sout,(NFFT/2)) );
101
102     memset(cin,0,sizeof(cin));
103 #if 1
104     cin[0].r = rand_scalar();
105     cin[NFFT/2].r = rand_scalar();
106     for (i=1;i< NFFT/2;++i) {
107         //cin[i].r = (kiss_fft_scalar)(rand()-RAND_MAX/2);
108         cin[i].r = rand_scalar();
109         cin[i].i = rand_scalar();
110     }
111 #else
112     cin[0].r = 12000;
113     cin[3].r = 12000;
114     cin[NFFT/2].r = 12000;
115 #endif
116
117     // conjugate symmetry of real signal 
118     for (i=1;i< NFFT/2;++i) {
119         cin[NFFT-i].r = cin[i].r;
120         cin[NFFT-i].i = - cin[i].i;
121     }
122
123     
124 #ifdef FIXED_POINT
125 #ifdef DOUBLE_PRECISION
126     for (i=0;i< NFFT;++i) {
127        cin[i].r *= 32768;
128        cin[i].i *= 32768;
129     }
130 #endif
131     for (i=0;i< NFFT;++i) {
132        cin[i].r /= NFFT;
133        cin[i].i /= NFFT;
134     }
135 #endif
136     
137     fin[0] = cin[0].r;
138     fin[1] = cin[NFFT/2].r;
139     for (i=1;i< NFFT/2;++i)
140     {
141        fin[2*i] = cin[i].r;
142        fin[2*i+1] = cin[i].i;
143     }
144     
145     kiss_ifft(kiss_fft_state,cin,cout);
146     kiss_fftri(kiss_fftr_state,fin,rout);
147     /*
148     printf(" results from inverse kiss_fft : (%f,%f), (%f,%f), (%f,%f), (%f,%f), (%f,%f) ...\n "
149             , (float)cout[0].r , (float)cout[0].i , (float)cout[1].r , (float)cout[1].i , (float)cout[2].r , (float)cout[2].i , (float)cout[3].r , (float)cout[3].i , (float)cout[4].r , (float)cout[4].i
150             ); 
151
152     printf(" results from inverse kiss_fftr: %f,%f,%f,%f,%f ... \n"
153             ,(float)rout[0] ,(float)rout[1] ,(float)rout[2] ,(float)rout[3] ,(float)rout[4]);
154 */
155     for (i=0;i<NFFT;++i) {
156         sout[i] = cout[i].r;
157     }
158
159     printf( "nfft=%d, inverse=%d, snr=%g\n",
160             NFFT,1, snr_compare_scal(rout,sout,NFFT) );
161     free(kiss_fft_state);
162     free(kiss_fftr_state);
163
164     return ret;
165 }