celt_encoder_create() now defaults to Opus standard mode
[opus.git] / tests / tandem-test.c
1 /* (C) 2009 Gregory Maxwell
2
3    This test runs pink noise through the encoder and decoder many times 
4    while feeding the output back into the input. It checks that after
5    a number of cycles the energy has not increased or decreased by too
6    large an amount.
7
8    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9    modification, are permitted provided that the following conditions
10    are met:
11    
12    - Redistributions of source code must retain the above copyright
13    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14    
15    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18    
19    - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
20    contributors may be used to endorse or promote products derived from
21    this software without specific prior written permission.
22    
23    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
24    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
25    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
26    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
27    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
28    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
29    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
30    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
31    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
32    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
33    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
34 */
35
36 #ifdef HAVE_CONFIG_H
37 #include "config.h"
38 #endif
39
40 #include "celt.h"
41 #include "arch.h"
42 #include <stdio.h>
43 #include <stdlib.h>
44 #include <sys/types.h>
45 #include <time.h>
46 #include <math.h>
47 #include <string.h>
48
49 #ifndef _MSC_VER
50 #include <unistd.h>
51 #endif
52
53 int async_tandem(int rate, int frame_size, int channels, int bitrate_min,
54                  int bitrate_max)
55 {
56     int error;
57     unsigned char data[648];
58     CELTMode *mode = NULL;
59     CELTEncoder *enc;
60     short carry[2];
61     short pcm[960 * 2];
62     CELTDecoder *dec;
63     int bmin, bmax;
64     float ms;
65     int ret, i, j, bytes_per_frame;
66     int increment = 1;
67
68     bmin = floor((bitrate_min / (rate / (float) frame_size)) / 8.0);
69     bmax = ceil((bitrate_max / (rate / (float) frame_size)) / 8.0);
70     if (bmin < 8)
71         bmin = 8;
72     if (bmax > 640)
73         bmax = 640;
74     if (bmin >= bmax)
75         bmax = bmin + 8;
76
77     increment += (bmax - bmin) / 128; 
78
79     printf ("Testing asynchronous tandeming (%dHz, %dch, %d samples, %d - %d bytes).\n",
80          rate, channels, frame_size, bmin, bmax);
81
82     mode = celt_mode_create(rate, frame_size, &error);
83     if (mode == NULL || error) {
84         fprintf(stderr, "Error: failed to create a mode: %s\n", celt_strerror(error));
85         exit(1);
86     }
87
88     dec = celt_decoder_create_custom(mode, channels, &error);
89     if (error){
90       fprintf(stderr, "Error: celt_decoder_create returned %s\n", celt_strerror(error));
91       exit(1);
92     }
93     enc = celt_encoder_create_custom(mode, channels, &error);
94     if (error){
95       fprintf(stderr, "Error: celt_encoder_create returned %s\n", celt_strerror(error));
96       exit(1);
97     }
98
99     for (j = 0; j < frame_size * channels; j++)
100         pcm[j] = 0;
101
102     for (bytes_per_frame = bmin; bytes_per_frame <= bmax;
103          bytes_per_frame += increment) {
104         /*Prime the encoder and decoder */
105         for (i = 0; i < (1024 + (frame_size >> 1)) / frame_size + 2; i++) {
106
107             for (j = 0; j < channels; j++)
108                 pcm[j] = pcm[frame_size * channels - (channels - j + 1)];
109             for (j = channels; j < frame_size * channels - 1; j++)
110                 pcm[j] = ((rand() % 4096) - 2048) + .9 * pcm[j - channels];
111
112             ret = celt_encode(enc, pcm, frame_size, data, bytes_per_frame);
113             if (ret != bytes_per_frame) {
114                 fprintf(stderr, "Error: celt_encode returned %s\n", celt_strerror(ret));
115                 exit(1);
116             }
117
118             ret = celt_decode(dec, data, ret, pcm, frame_size);
119             if (ret != CELT_OK) {
120                 fprintf(stderr, "Error: celt_decode returned %s\n", celt_strerror(ret));
121             }
122         }
123
124         for (j = 0; j < channels; j++)
125             pcm[j] = pcm[frame_size * channels - (channels - j)];
126         for (j = channels; j < frame_size * channels - 1; j++)
127             pcm[j] = ((rand() % 4096) - 2048) + .9 * pcm[j - channels];
128
129         for (i = 0; i < 8; i++) {
130             for (j = 0; j < channels; j++)
131                 carry[j] = pcm[frame_size * channels - (channels - j)];
132             memmove(pcm + channels, pcm, sizeof(short) * frame_size * channels);
133             for (j = 0; j < channels; j++)
134                 pcm[j] = carry[j];
135
136             ret = celt_encode(enc, pcm, frame_size, data, bytes_per_frame);
137             if (ret != bytes_per_frame) {
138                 fprintf(stderr, "Error: at %d bytes_per_frame celt_encode returned %s\n",
139                         bytes_per_frame, celt_strerror(ret));
140                 exit(1);
141             }
142
143             ret = celt_decode(dec, data, ret, pcm, frame_size);
144             if (ret != CELT_OK) {
145                 fprintf(stderr, "Error: at %d bytes_per_frame celt_decode returned %s\n",
146                         bytes_per_frame, celt_strerror(ret));
147                 exit(1);
148             }
149         }
150         ms = 0;
151         for (j = 0; j < frame_size * channels; j++)
152             ms += pcm[j] * pcm[j];
153         ms = sqrt(ms / (frame_size * channels));
154         if (ms > 7000 || ms < 1000) {
155             fprintf(stderr, "Error: Signal out of expected range. %d %d %d %d %f\n",
156                     rate, channels, frame_size, bytes_per_frame, ms);
157             exit(1);
158         }
159     }
160
161     celt_encoder_destroy(enc);
162     celt_decoder_destroy(dec);
163     celt_mode_destroy(mode);
164
165     return 0;
166 }
167
168 int main(int argc, char *argv[])
169 {
170 #ifdef CUSTOM_MODES
171     int sizes[8]={960,480,240,120,512,256,128,64};
172 #else
173     int sizes[4]={960,480,240,120};
174 #endif
175     unsigned int seed;
176     int ch, n;
177
178     if (argc > 2) {
179         fprintf(stderr, "Usage: %s [<seed>]\n", argv[0]);
180         return 1;
181     }
182
183     if (argc > 1)
184         seed = atoi(argv[1]);
185     else
186         seed = (time(NULL) ^ ((getpid() % 65536) << 16));
187
188     srand(seed);
189     printf("CELT codec tests. Random seed: %u (%.4X)\n", seed, rand() % 65536);
190
191 #ifdef CUSTOM_MODES
192     for (n = 0; n < 8; n++) {
193         for (ch = 1; ch <= 2; ch++) {
194             async_tandem(48000, sizes[n], ch, 12000 * ch, 128000 * ch);
195             async_tandem(44100, sizes[n], ch, 12000 * ch, 128000 * ch);
196             async_tandem(32000, sizes[n], ch, 12000 * ch, 128000 * ch);
197             async_tandem(16000, sizes[n], ch, 12000 * ch, 64000 * ch);
198         }
199     }
200 #else
201     for (n = 0; n < 4; n++) {
202         for (ch = 1; ch <= 2; ch++) {
203             async_tandem(48000, sizes[n], ch, 12000 * ch, 128000 * ch);
204         }
205     }
206 #endif
207     return 0;
208 }