Cleanup, de-inlining some math functions
[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 <unistd.h>
47 #include <math.h>
48 #include <string.h>
49
50
51 int async_tandem(int rate, int frame_size, int channels, int bitrate_min,
52                  int bitrate_max)
53 {
54     unsigned char data[250];
55     CELTMode *mode = NULL;
56     CELTEncoder *enc;
57     short carry[2];
58     short pcm[512 * 2];
59     CELTDecoder *dec;
60     int bmin, bmax;
61     float ms;
62     int ret, i, j, bytes_per_frame;
63     int increment = 1;
64
65     bmin = floor((bitrate_min / (rate / (float) frame_size)) / 8.0);
66     bmax = ceil((bitrate_max / (rate / (float) frame_size)) / 8.0);
67     if (bmin < 12)
68         bmin = 12;
69     if (bmax > 250)
70         bmax = 250;
71     if (bmin >= bmax)
72         bmax = bmin + 8;
73
74     /*increment += (bmax - bmin) / 64; */
75
76     printf ("Testing asynchronous tandeming (%dHz, %dch, %d samples, %d - %d bytes).\n",
77          rate, channels, frame_size, bmin, bmax);
78
79     mode = celt_mode_create(rate, frame_size, NULL);
80     if (mode == NULL) {
81         fprintf(stderr, "Error: failed to create a mode\n");
82         exit(1);
83     }
84
85     dec = celt_decoder_create(mode, channels, NULL);
86     enc = celt_encoder_create(mode, channels, NULL);
87
88     for (j = 0; j < frame_size * channels; j++)
89         pcm[j] = 0;
90
91     for (bytes_per_frame = bmin; bytes_per_frame <= bmax;
92          bytes_per_frame += increment) {
93
94         /*Prime the encoder and decoder */
95         for (i = 0; i < (1024 + (frame_size >> 1)) / frame_size + 2; i++) {
96
97             for (j = 0; j < channels; j++)
98                 pcm[j] = pcm[frame_size * channels - (channels - j + 1)];
99             for (j = channels; j < frame_size * channels - 1; j++)
100                 pcm[j] = ((rand() % 4096) - 2048) + .9 * pcm[j - channels];
101
102             ret = celt_encode(enc, pcm, frame_size, data, bytes_per_frame);
103             if (ret != bytes_per_frame) {
104                 fprintf(stderr, "Error: during init celt_encode returned %d\n", ret);
105                 exit(1);
106             }
107
108             ret = celt_decode(dec, data, ret, pcm, frame_size);
109             if (ret != CELT_OK) {
110                 fprintf(stderr, "Error: during init celt_decode returned %d\n", ret);
111             }
112         }
113
114         for (j = 0; j < channels; j++)
115             pcm[j] = pcm[frame_size * channels - (channels - j)];
116         for (j = channels; j < frame_size * channels - 1; j++)
117             pcm[j] = ((rand() % 4096) - 2048) + .9 * pcm[j - channels];
118
119         for (i = 0; i < 8; i++) {
120             for (j = 0; j < channels; j++)
121                 carry[j] = pcm[frame_size * channels - (channels - j)];
122             memmove(pcm + channels, pcm, sizeof(short) * frame_size * channels);
123             for (j = 0; j < channels; j++)
124                 pcm[j] = carry[j];
125
126             ret = celt_encode(enc, pcm, frame_size, data, bytes_per_frame);
127             if (ret != bytes_per_frame) {
128                 fprintf(stderr, "Error: at %d bytes_per_frame celt_encode returned %d\n",
129                         bytes_per_frame, ret);
130                 exit(1);
131             }
132
133             ret = celt_decode(dec, data, ret, pcm, frame_size);
134             if (ret != CELT_OK) {
135                 fprintf(stderr, "Error: at %d bytes_per_frame celt_decode returned %d\n",
136                         bytes_per_frame, ret);
137                 exit(1);
138             }
139         }
140         ms = 0;
141         for (j = 0; j < frame_size * channels; j++)
142             ms += pcm[j] * pcm[j];
143         ms = sqrt(ms / (frame_size * channels));
144         if (ms > 7000 || ms < 1000) {
145             fprintf(stderr, "Error: Signal out of expected range. %d %d %d %d %f\n",
146                     rate, channels, frame_size, bytes_per_frame, ms);
147             exit(1);
148         }
149     }
150
151     celt_encoder_destroy(enc);
152     celt_decoder_destroy(dec);
153     celt_mode_destroy(mode);
154
155     return 0;
156 }
157
158 int main(int argc, char *argv[])
159 {
160     unsigned int seed;
161     int ch, n;
162
163     if (argc > 2) {
164         fprintf(stderr, "Usage: %s [<seed>]\n", argv[0]);
165         return 1;
166     }
167
168     if (argc > 1)
169         seed = atoi(argv[1]);
170     else
171         seed = (time(NULL) ^ ((getpid() % 65536) << 16));
172
173     srand(seed);
174     printf("CELT codec tests. Random seed: %u (%.4X)\n", seed, rand() % 65536);
175
176     for (n = 6; n < 10; n++) {
177         for (ch = 1; ch <= 2; ch++) {
178             async_tandem(44100, 1 << n, ch, 47000 * ch, 77000 * ch);
179             async_tandem(48000, 1 << n, ch, 47000 * ch, 77000 * ch);
180             async_tandem(32000, 1 << n, ch, 31000 * ch, 65000 * ch);
181         }
182     }
183
184     for (ch = 1; ch <= 2; ch++)
185         async_tandem(32000, 320, ch, 31000 * ch, 65000 * ch);
186
187     for (ch = 1; ch <= 2; ch++)
188         async_tandem(48000, 480, ch, 31000 * ch, 77000 * ch);
189
190     return 0;
191 }