real fft snr comparison testcase includes DC
[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     vec1[0].i = vec1[n].r;
30     for (k=0;k<n;++k) {
31         sigpow += (double)vec1[k].r * (double)vec1[k].r + 
32                   (double)vec1[k].i * (double)vec1[k].i;
33         err = (double)vec1[k].r - (double)vec2[2*k];
34         /*printf ("%f %f\n", (double)vec1[k].r, (double)vec2[2*k]);*/
35         noisepow += err * err;
36         err = (double)vec1[k].i - (double)vec2[2*k+1];
37         /*printf ("%f %f\n", (double)vec1[k].i, (double)vec2[2*k+1]);*/
38         noisepow += err * err;
39
40     }
41     snr = 10*log10( sigpow / noisepow );
42     if (snr<60) {
43         printf( "** poor snr: %f **\n", snr);
44         ret = 1;
45     }
46     return snr;
47 }
48
49 static
50 double snr_compare_scal( kiss_fft_scalar * vec1,kiss_fft_scalar * vec2, int n)
51 {
52     int k;
53     double sigpow=1e-10, noisepow=1e-10, err,snr;
54
55     for (k=0;k<n;++k) {
56         sigpow += (double)vec1[k] * (double)vec1[k];
57         err = (double)vec1[k] - (double)vec2[k];
58         noisepow += err * err;
59     }
60     snr = 10*log10( sigpow / noisepow );
61     if (snr<60) {
62         printf( "\npoor snr: %f\n", snr);
63         ret = 1;
64     }
65     return snr;
66 }
67 #define NFFT 8*3*5
68
69 #ifndef NUMFFTS
70 #define NUMFFTS 10000
71 #endif
72
73
74 int main(void)
75 {
76     int i;
77     kiss_fft_cpx cin[NFFT];
78     kiss_fft_cpx cout[NFFT];
79     kiss_fft_scalar fin[NFFT];
80     kiss_fft_scalar sout[NFFT];
81     kiss_fft_cfg  kiss_fft_state;
82     kiss_fftr_cfg  kiss_fftr_state;
83
84     kiss_fft_scalar rin[NFFT+2];
85     kiss_fft_scalar rout[NFFT+2];
86     kiss_fft_scalar zero;
87     memset(&zero,0,sizeof(zero) ); // ugly way of setting short,int,float,double, or __m128 to zero
88
89     for (i=0;i<NFFT;++i) {
90         rin[i] = rand_scalar();
91         cin[i].r = rin[i];
92         cin[i].i = zero;
93     }
94
95     kiss_fft_state = kiss_fft_alloc(NFFT,0,0);
96     kiss_fftr_state = kiss_fftr_alloc(NFFT,0,0);
97     kiss_fft(kiss_fft_state,cin,cout);
98     kiss_fftr(kiss_fftr_state,rin,sout);
99     
100     printf( "nfft=%d, inverse=%d, snr=%g\n",
101             NFFT,0, snr_compare(cout,sout,(NFFT/2)) );
102
103     memset(cin,0,sizeof(cin));
104 #if 1
105     cin[0].r = rand_scalar();
106     cin[NFFT/2].r = rand_scalar();
107     for (i=1;i< NFFT/2;++i) {
108         //cin[i].r = (kiss_fft_scalar)(rand()-RAND_MAX/2);
109         cin[i].r = rand_scalar();
110         cin[i].i = rand_scalar();
111     }
112 #else
113     cin[0].r = 12000;
114     cin[3].r = 12000;
115     cin[NFFT/2].r = 12000;
116 #endif
117
118     // conjugate symmetry of real signal 
119     for (i=1;i< NFFT/2;++i) {
120         cin[NFFT-i].r = cin[i].r;
121         cin[NFFT-i].i = - cin[i].i;
122     }
123
124     
125 #ifdef FIXED_POINT
126 #ifdef DOUBLE_PRECISION
127     for (i=0;i< NFFT;++i) {
128        cin[i].r *= 32768;
129        cin[i].i *= 32768;
130     }
131 #endif
132     for (i=0;i< NFFT;++i) {
133        cin[i].r /= NFFT;
134        cin[i].i /= NFFT;
135     }
136 #endif
137     
138     fin[0] = cin[0].r;
139     fin[1] = cin[NFFT/2].r;
140     for (i=1;i< NFFT/2;++i)
141     {
142        fin[2*i] = cin[i].r;
143        fin[2*i+1] = cin[i].i;
144     }
145     
146     kiss_ifft(kiss_fft_state,cin,cout);
147     kiss_fftri(kiss_fftr_state,fin,rout);
148     /*
149     printf(" results from inverse kiss_fft : (%f,%f), (%f,%f), (%f,%f), (%f,%f), (%f,%f) ...\n "
150             , (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
151             ); 
152
153     printf(" results from inverse kiss_fftr: %f,%f,%f,%f,%f ... \n"
154             ,(float)rout[0] ,(float)rout[1] ,(float)rout[2] ,(float)rout[3] ,(float)rout[4]);
155 */
156     for (i=0;i<NFFT;++i) {
157         sout[i] = cout[i].r;
158     }
159
160     printf( "nfft=%d, inverse=%d, snr=%g\n",
161             NFFT,1, snr_compare_scal(rout,sout,NFFT) );
162     free(kiss_fft_state);
163     free(kiss_fftr_state);
164
165     return ret;
166 }