granicus.if.org Git - libvpx/blob - test/dct16x16_test.cc

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2012 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 <stdlib.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15 #include "third_party/googletest/src/include/gtest/gtest.h"
  16 #include "test/acm_random.h"
  17 #include "test/clear_system_state.h"
  18 #include "test/register_state_check.h"
  19 #include "test/util.h"
  20
  21 #include "./vp9_rtcd.h"
  22 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  23 #include "vpx/vpx_codec.h"
  24 #include "vpx/vpx_integer.h"
  25
  26 using libvpx_test::ACMRandom;
  27
  28 namespace {
  29
  30 #ifdef _MSC_VER
  31 static int round(double x) {
  32   if (x < 0)
  33     return static_cast<int>(ceil(x - 0.5));
  34   else
  35     return static_cast<int>(floor(x + 0.5));
  36 }
  37 #endif
  38
  39 const int kNumCoeffs = 256;
  40 const double PI = 3.1415926535898;
  41 void reference2_16x16_idct_2d(double *input, double *output) {
  42   double x;
  43   for (int l = 0; l < 16; ++l) {
  44     for (int k = 0; k < 16; ++k) {
  45       double s = 0;
  46       for (int i = 0; i < 16; ++i) {
  47         for (int j = 0; j < 16; ++j) {
  48           x = cos(PI * j * (l + 0.5) / 16.0) *
  49               cos(PI * i * (k + 0.5) / 16.0) *
  50               input[i * 16 + j] / 256;
  51           if (i != 0)
  52             x *= sqrt(2.0);
  53           if (j != 0)
  54             x *= sqrt(2.0);
  55           s += x;
  56         }
  57       }
  58       output[k*16+l] = s;
  59     }
  60   }
  61 }
  62
  63
  64 const double C1 = 0.995184726672197;
  65 const double C2 = 0.98078528040323;
  66 const double C3 = 0.956940335732209;
  67 const double C4 = 0.923879532511287;
  68 const double C5 = 0.881921264348355;
  69 const double C6 = 0.831469612302545;
  70 const double C7 = 0.773010453362737;
  71 const double C8 = 0.707106781186548;
  72 const double C9 = 0.634393284163646;
  73 const double C10 = 0.555570233019602;
  74 const double C11 = 0.471396736825998;
  75 const double C12 = 0.38268343236509;
  76 const double C13 = 0.290284677254462;
  77 const double C14 = 0.195090322016128;
  78 const double C15 = 0.098017140329561;
  79
  80 void butterfly_16x16_dct_1d(double input[16], double output[16]) {
  81   double step[16];
  82   double intermediate[16];
  83   double temp1, temp2;
  84
  85   // step 1
  86   step[ 0] = input[0] + input[15];
  87   step[ 1] = input[1] + input[14];
  88   step[ 2] = input[2] + input[13];
  89   step[ 3] = input[3] + input[12];
  90   step[ 4] = input[4] + input[11];
  91   step[ 5] = input[5] + input[10];
  92   step[ 6] = input[6] + input[ 9];
  93   step[ 7] = input[7] + input[ 8];
  94   step[ 8] = input[7] - input[ 8];
  95   step[ 9] = input[6] - input[ 9];
  96   step[10] = input[5] - input[10];
  97   step[11] = input[4] - input[11];
  98   step[12] = input[3] - input[12];
  99   step[13] = input[2] - input[13];
 100   step[14] = input[1] - input[14];
 101   step[15] = input[0] - input[15];
 102
 103   // step 2
 104   output[0] = step[0] + step[7];
 105   output[1] = step[1] + step[6];
 106   output[2] = step[2] + step[5];
 107   output[3] = step[3] + step[4];
 108   output[4] = step[3] - step[4];
 109   output[5] = step[2] - step[5];
 110   output[6] = step[1] - step[6];
 111   output[7] = step[0] - step[7];
 112
 113   temp1 = step[ 8] * C7;
 114   temp2 = step[15] * C9;
 115   output[ 8] = temp1 + temp2;
 116
 117   temp1 = step[ 9] * C11;
 118   temp2 = step[14] * C5;
 119   output[ 9] = temp1 - temp2;
 120
 121   temp1 = step[10] * C3;
 122   temp2 = step[13] * C13;
 123   output[10] = temp1 + temp2;
 124
 125   temp1 = step[11] * C15;
 126   temp2 = step[12] * C1;
 127   output[11] = temp1 - temp2;
 128
 129   temp1 = step[11] * C1;
 130   temp2 = step[12] * C15;
 131   output[12] = temp2 + temp1;
 132
 133   temp1 = step[10] * C13;
 134   temp2 = step[13] * C3;
 135   output[13] = temp2 - temp1;
 136
 137   temp1 = step[ 9] * C5;
 138   temp2 = step[14] * C11;
 139   output[14] = temp2 + temp1;
 140
 141   temp1 = step[ 8] * C9;
 142   temp2 = step[15] * C7;
 143   output[15] = temp2 - temp1;
 144
 145   // step 3
 146   step[ 0] = output[0] + output[3];
 147   step[ 1] = output[1] + output[2];
 148   step[ 2] = output[1] - output[2];
 149   step[ 3] = output[0] - output[3];
 150
 151   temp1 = output[4] * C14;
 152   temp2 = output[7] * C2;
 153   step[ 4] = temp1 + temp2;
 154
 155   temp1 = output[5] * C10;
 156   temp2 = output[6] * C6;
 157   step[ 5] = temp1 + temp2;
 158
 159   temp1 = output[5] * C6;
 160   temp2 = output[6] * C10;
 161   step[ 6] = temp2 - temp1;
 162
 163   temp1 = output[4] * C2;
 164   temp2 = output[7] * C14;
 165   step[ 7] = temp2 - temp1;
 166
 167   step[ 8] = output[ 8] + output[11];
 168   step[ 9] = output[ 9] + output[10];
 169   step[10] = output[ 9] - output[10];
 170   step[11] = output[ 8] - output[11];
 171
 172   step[12] = output[12] + output[15];
 173   step[13] = output[13] + output[14];
 174   step[14] = output[13] - output[14];
 175   step[15] = output[12] - output[15];
 176
 177   // step 4
 178   output[ 0] = (step[ 0] + step[ 1]);
 179   output[ 8] = (step[ 0] - step[ 1]);
 180
 181   temp1 = step[2] * C12;
 182   temp2 = step[3] * C4;
 183   temp1 = temp1 + temp2;
 184   output[ 4] = 2*(temp1 * C8);
 185
 186   temp1 = step[2] * C4;
 187   temp2 = step[3] * C12;
 188   temp1 = temp2 - temp1;
 189   output[12] = 2 * (temp1 * C8);
 190
 191   output[ 2] = 2 * ((step[4] + step[ 5]) * C8);
 192   output[14] = 2 * ((step[7] - step[ 6]) * C8);
 193
 194   temp1 = step[4] - step[5];
 195   temp2 = step[6] + step[7];
 196   output[ 6] = (temp1 + temp2);
 197   output[10] = (temp1 - temp2);
 198
 199   intermediate[8] = step[8] + step[14];
 200   intermediate[9] = step[9] + step[15];
 201
 202   temp1 = intermediate[8] * C12;
 203   temp2 = intermediate[9] * C4;
 204   temp1 = temp1 - temp2;
 205   output[3] = 2 * (temp1 * C8);
 206
 207   temp1 = intermediate[8] * C4;
 208   temp2 = intermediate[9] * C12;
 209   temp1 = temp2 + temp1;
 210   output[13] = 2 * (temp1 * C8);
 211
 212   output[ 9] = 2 * ((step[10] + step[11]) * C8);
 213
 214   intermediate[11] = step[10] - step[11];
 215   intermediate[12] = step[12] + step[13];
 216   intermediate[13] = step[12] - step[13];
 217   intermediate[14] = step[ 8] - step[14];
 218   intermediate[15] = step[ 9] - step[15];
 219
 220   output[15] = (intermediate[11] + intermediate[12]);
 221   output[ 1] = -(intermediate[11] - intermediate[12]);
 222
 223   output[ 7] = 2 * (intermediate[13] * C8);
 224
 225   temp1 = intermediate[14] * C12;
 226   temp2 = intermediate[15] * C4;
 227   temp1 = temp1 - temp2;
 228   output[11] = -2 * (temp1 * C8);
 229
 230   temp1 = intermediate[14] * C4;
 231   temp2 = intermediate[15] * C12;
 232   temp1 = temp2 + temp1;
 233   output[ 5] = 2 * (temp1 * C8);
 234 }
 235
 236 void reference_16x16_dct_2d(int16_t input[256], double output[256]) {
 237   // First transform columns
 238   for (int i = 0; i < 16; ++i) {
 239     double temp_in[16], temp_out[16];
 240     for (int j = 0; j < 16; ++j)
 241       temp_in[j] = input[j * 16 + i];
 242     butterfly_16x16_dct_1d(temp_in, temp_out);
 243     for (int j = 0; j < 16; ++j)
 244       output[j * 16 + i] = temp_out[j];
 245   }
 246   // Then transform rows
 247   for (int i = 0; i < 16; ++i) {
 248     double temp_in[16], temp_out[16];
 249     for (int j = 0; j < 16; ++j)
 250       temp_in[j] = output[j + i * 16];
 251     butterfly_16x16_dct_1d(temp_in, temp_out);
 252     // Scale by some magic number
 253     for (int j = 0; j < 16; ++j)
 254       output[j + i * 16] = temp_out[j]/2;
 255   }
 256 }
 257
 258 typedef void (*FdctFunc)(const int16_t *in, tran_low_t *out, int stride);
 259 typedef void (*IdctFunc)(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride);
 260 typedef void (*FhtFunc)(const int16_t *in, tran_low_t *out, int stride,
 261                         int tx_type);
 262 typedef void (*IhtFunc)(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride,
 263                         int tx_type);
 264
 265 typedef std::tr1::tuple<FdctFunc, IdctFunc, int, vpx_bit_depth_t> Dct16x16Param;
 266 typedef std::tr1::tuple<FhtFunc, IhtFunc, int, vpx_bit_depth_t> Ht16x16Param;
 267 typedef std::tr1::tuple<IdctFunc, IdctFunc, int, vpx_bit_depth_t>
 268     Idct16x16Param;
 269
 270 void fdct16x16_ref(const int16_t *in, tran_low_t *out, int stride,
 271                    int /*tx_type*/) {
 272   vp9_fdct16x16_c(in, out, stride);
 273 }
 274
 275 void idct16x16_ref(const tran_low_t *in, uint8_t *dest, int stride,
 276                    int /*tx_type*/) {
 277   vp9_idct16x16_256_add_c(in, dest, stride);
 278 }
 279
 280 void fht16x16_ref(const int16_t *in, tran_low_t *out, int stride,
 281                   int tx_type) {
 282   vp9_fht16x16_c(in, out, stride, tx_type);
 283 }
 284
 285 void iht16x16_ref(const tran_low_t *in, uint8_t *dest, int stride,
 286                   int tx_type) {
 287   vp9_iht16x16_256_add_c(in, dest, stride, tx_type);
 288 }
 289
 290 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 291 void idct16x16_10(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride) {
 292   vp9_highbd_idct16x16_256_add_c(in, out, stride, 10);
 293 }
 294
 295 void idct16x16_12(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride) {
 296   vp9_highbd_idct16x16_256_add_c(in, out, stride, 12);
 297 }
 298
 299 void idct16x16_10_ref(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride,
 300                       int tx_type) {
 301   idct16x16_10(in, out, stride);
 302 }
 303
 304 void idct16x16_12_ref(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride,
 305                       int tx_type) {
 306   idct16x16_12(in, out, stride);
 307 }
 308
 309 void iht16x16_10(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride, int tx_type) {
 310   vp9_highbd_iht16x16_256_add_c(in, out, stride, tx_type, 10);
 311 }
 312
 313 void iht16x16_12(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride, int tx_type) {
 314   vp9_highbd_iht16x16_256_add_c(in, out, stride, tx_type, 12);
 315 }
 316
 317 void idct16x16_10_add_10_c(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride) {
 318   vp9_highbd_idct16x16_10_add_c(in, out, stride, 10);
 319 }
 320
 321 void idct16x16_10_add_12_c(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride) {
 322   vp9_highbd_idct16x16_10_add_c(in, out, stride, 12);
 323 }
 324
 325 #if HAVE_SSE2
 326 void idct16x16_256_add_10_sse2(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride) {
 327   vp9_highbd_idct16x16_256_add_sse2(in, out, stride, 10);
 328 }
 329
 330 void idct16x16_256_add_12_sse2(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride) {
 331   vp9_highbd_idct16x16_256_add_sse2(in, out, stride, 12);
 332 }
 333
 334 void idct16x16_10_add_10_sse2(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride) {
 335   vp9_highbd_idct16x16_10_add_sse2(in, out, stride, 10);
 336 }
 337
 338 void idct16x16_10_add_12_sse2(const tran_low_t *in, uint8_t *out, int stride) {
 339   vp9_highbd_idct16x16_10_add_sse2(in, out, stride, 12);
 340 }
 341 #endif  // HAVE_SSE2
 342 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 343
 344 class Trans16x16TestBase {
 345  public:
 346   virtual ~Trans16x16TestBase() {}
 347
 348  protected:
 349   virtual void RunFwdTxfm(int16_t *in, tran_low_t *out, int stride) = 0;
 350
 351   virtual void RunInvTxfm(tran_low_t *out, uint8_t *dst, int stride) = 0;
 352
 353   void RunAccuracyCheck() {
 354     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 355     uint32_t max_error = 0;
 356     int64_t total_error = 0;
 357     const int count_test_block = 10000;
 358     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 359       DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, test_input_block[kNumCoeffs]);
 360       DECLARE_ALIGNED(16, tran_low_t, test_temp_block[kNumCoeffs]);
 361       DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, dst[kNumCoeffs]);
 362       DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, src[kNumCoeffs]);
 363 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 364       DECLARE_ALIGNED(16, uint16_t, dst16[kNumCoeffs]);
 365       DECLARE_ALIGNED(16, uint16_t, src16[kNumCoeffs]);
 366 #endif
 367
 368       // Initialize a test block with input range [-mask_, mask_].
 369       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 370         if (bit_depth_ == VPX_BITS_8) {
 371           src[j] = rnd.Rand8();
 372           dst[j] = rnd.Rand8();
 373           test_input_block[j] = src[j] - dst[j];
 374 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 375         } else {
 376           src16[j] = rnd.Rand16() & mask_;
 377           dst16[j] = rnd.Rand16() & mask_;
 378           test_input_block[j] = src16[j] - dst16[j];
 379 #endif
 380         }
 381       }
 382
 383       ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunFwdTxfm(test_input_block,
 384                                           test_temp_block, pitch_));
 385       if (bit_depth_ == VPX_BITS_8) {
 386         ASM_REGISTER_STATE_CHECK(
 387             RunInvTxfm(test_temp_block, dst, pitch_));
 388 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 389       } else {
 390         ASM_REGISTER_STATE_CHECK(
 391             RunInvTxfm(test_temp_block, CONVERT_TO_BYTEPTR(dst16), pitch_));
 392 #endif
 393       }
 394
 395       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 396 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 397         const uint32_t diff =
 398             bit_depth_ == VPX_BITS_8 ?  dst[j] - src[j] : dst16[j] - src16[j];
 399 #else
 400         const uint32_t diff = dst[j] - src[j];
 401 #endif
 402         const uint32_t error = diff * diff;
 403         if (max_error < error)
 404           max_error = error;
 405         total_error += error;
 406       }
 407     }
 408
 409     EXPECT_GE(1u  << 2 * (bit_depth_ - 8), max_error)
 410         << "Error: 16x16 FHT/IHT has an individual round trip error > 1";
 411
 412     EXPECT_GE(count_test_block << 2 * (bit_depth_ - 8), total_error)
 413         << "Error: 16x16 FHT/IHT has average round trip error > 1 per block";
 414   }
 415
 416   void RunCoeffCheck() {
 417     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 418     const int count_test_block = 1000;
 419     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, input_block[kNumCoeffs]);
 420     DECLARE_ALIGNED(16, tran_low_t, output_ref_block[kNumCoeffs]);
 421     DECLARE_ALIGNED(16, tran_low_t, output_block[kNumCoeffs]);
 422
 423     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 424       // Initialize a test block with input range [-mask_, mask_].
 425       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 426         input_block[j] = (rnd.Rand16() & mask_) - (rnd.Rand16() & mask_);
 427
 428       fwd_txfm_ref(input_block, output_ref_block, pitch_, tx_type_);
 429       ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunFwdTxfm(input_block, output_block, pitch_));
 430
 431       // The minimum quant value is 4.
 432       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 433         EXPECT_EQ(output_block[j], output_ref_block[j]);
 434     }
 435   }
 436
 437   void RunMemCheck() {
 438     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 439     const int count_test_block = 1000;
 440     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, input_extreme_block[kNumCoeffs]);
 441     DECLARE_ALIGNED(16, tran_low_t, output_ref_block[kNumCoeffs]);
 442     DECLARE_ALIGNED(16, tran_low_t, output_block[kNumCoeffs]);
 443
 444     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 445       // Initialize a test block with input range [-mask_, mask_].
 446       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 447         input_extreme_block[j] = rnd.Rand8() % 2 ? mask_ : -mask_;
 448       }
 449       if (i == 0) {
 450         for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 451           input_extreme_block[j] = mask_;
 452       } else if (i == 1) {
 453         for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 454           input_extreme_block[j] = -mask_;
 455       }
 456
 457       fwd_txfm_ref(input_extreme_block, output_ref_block, pitch_, tx_type_);
 458       ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunFwdTxfm(input_extreme_block,
 459                                           output_block, pitch_));
 460
 461       // The minimum quant value is 4.
 462       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 463         EXPECT_EQ(output_block[j], output_ref_block[j]);
 464         EXPECT_GE(4 * DCT_MAX_VALUE << (bit_depth_ - 8), abs(output_block[j]))
 465             << "Error: 16x16 FDCT has coefficient larger than 4*DCT_MAX_VALUE";
 466       }
 467     }
 468   }
 469
 470   void RunQuantCheck(int dc_thred, int ac_thred) {
 471     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 472     const int count_test_block = 100000;
 473     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, input_extreme_block[kNumCoeffs]);
 474     DECLARE_ALIGNED(16, tran_low_t, output_ref_block[kNumCoeffs]);
 475
 476     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, dst[kNumCoeffs]);
 477     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, ref[kNumCoeffs]);
 478 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 479     DECLARE_ALIGNED(16, uint16_t, dst16[kNumCoeffs]);
 480     DECLARE_ALIGNED(16, uint16_t, ref16[kNumCoeffs]);
 481 #endif
 482
 483     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 484       // Initialize a test block with input range [-mask_, mask_].
 485       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 486         input_extreme_block[j] = rnd.Rand8() % 2 ? mask_ : -mask_;
 487       }
 488       if (i == 0)
 489         for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 490           input_extreme_block[j] = mask_;
 491       if (i == 1)
 492         for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 493           input_extreme_block[j] = -mask_;
 494
 495       fwd_txfm_ref(input_extreme_block, output_ref_block, pitch_, tx_type_);
 496
 497       // clear reconstructed pixel buffers
 498       memset(dst, 0, kNumCoeffs * sizeof(uint8_t));
 499       memset(ref, 0, kNumCoeffs * sizeof(uint8_t));
 500 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 501       memset(dst16, 0, kNumCoeffs * sizeof(uint16_t));
 502       memset(ref16, 0, kNumCoeffs * sizeof(uint16_t));
 503 #endif
 504
 505       // quantization with maximum allowed step sizes
 506       output_ref_block[0] = (output_ref_block[0] / dc_thred) * dc_thred;
 507       for (int j = 1; j < kNumCoeffs; ++j)
 508         output_ref_block[j] = (output_ref_block[j] / ac_thred) * ac_thred;
 509       if (bit_depth_ == VPX_BITS_8) {
 510         inv_txfm_ref(output_ref_block, ref, pitch_, tx_type_);
 511         ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunInvTxfm(output_ref_block, dst, pitch_));
 512 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 513       } else {
 514         inv_txfm_ref(output_ref_block, CONVERT_TO_BYTEPTR(ref16), pitch_,
 515                      tx_type_);
 516         ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunInvTxfm(output_ref_block,
 517                                             CONVERT_TO_BYTEPTR(dst16), pitch_));
 518 #endif
 519       }
 520       if (bit_depth_ == VPX_BITS_8) {
 521         for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 522           EXPECT_EQ(ref[j], dst[j]);
 523 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 524       } else {
 525         for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 526           EXPECT_EQ(ref16[j], dst16[j]);
 527 #endif
 528       }
 529     }
 530   }
 531
 532   void RunInvAccuracyCheck() {
 533     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 534     const int count_test_block = 1000;
 535     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, in[kNumCoeffs]);
 536     DECLARE_ALIGNED(16, tran_low_t, coeff[kNumCoeffs]);
 537     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, dst[kNumCoeffs]);
 538     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, src[kNumCoeffs]);
 539 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 540     DECLARE_ALIGNED(16, uint16_t, dst16[kNumCoeffs]);
 541     DECLARE_ALIGNED(16, uint16_t, src16[kNumCoeffs]);
 542 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 543
 544     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 545       double out_r[kNumCoeffs];
 546
 547       // Initialize a test block with input range [-255, 255].
 548       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 549         if (bit_depth_ == VPX_BITS_8) {
 550           src[j] = rnd.Rand8();
 551           dst[j] = rnd.Rand8();
 552           in[j] = src[j] - dst[j];
 553 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 554         } else {
 555           src16[j] = rnd.Rand16() & mask_;
 556           dst16[j] = rnd.Rand16() & mask_;
 557           in[j] = src16[j] - dst16[j];
 558 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 559         }
 560       }
 561
 562       reference_16x16_dct_2d(in, out_r);
 563       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j)
 564         coeff[j] = static_cast<tran_low_t>(round(out_r[j]));
 565
 566       if (bit_depth_ == VPX_BITS_8) {
 567         ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunInvTxfm(coeff, dst, 16));
 568 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 569       } else {
 570         ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunInvTxfm(coeff, CONVERT_TO_BYTEPTR(dst16),
 571                                             16));
 572 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 573       }
 574
 575       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 576 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 577         const uint32_t diff =
 578             bit_depth_ == VPX_BITS_8 ? dst[j] - src[j] : dst16[j] - src16[j];
 579 #else
 580         const uint32_t diff = dst[j] - src[j];
 581 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 582         const uint32_t error = diff * diff;
 583         EXPECT_GE(1u, error)
 584             << "Error: 16x16 IDCT has error " << error
 585             << " at index " << j;
 586       }
 587     }
 588   }
 589
 590   void CompareInvReference(IdctFunc ref_txfm, int thresh) {
 591     ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 592     const int count_test_block = 10000;
 593     const int eob = 10;
 594     const int16_t *scan = vp9_default_scan_orders[TX_16X16].scan;
 595     DECLARE_ALIGNED(16, tran_low_t, coeff[kNumCoeffs]);
 596     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, dst[kNumCoeffs]);
 597     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, ref[kNumCoeffs]);
 598 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 599     DECLARE_ALIGNED(16, uint16_t, dst16[kNumCoeffs]);
 600     DECLARE_ALIGNED(16, uint16_t, ref16[kNumCoeffs]);
 601 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 602
 603     for (int i = 0; i < count_test_block; ++i) {
 604       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 605         if (j < eob) {
 606           // Random values less than the threshold, either positive or negative
 607           coeff[scan[j]] = rnd(thresh) * (1 - 2 * (i % 2));
 608         } else {
 609           coeff[scan[j]] = 0;
 610         }
 611         if (bit_depth_ == VPX_BITS_8) {
 612           dst[j] = 0;
 613           ref[j] = 0;
 614 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 615         } else {
 616           dst16[j] = 0;
 617           ref16[j] = 0;
 618 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 619         }
 620       }
 621       if (bit_depth_ == VPX_BITS_8) {
 622         ref_txfm(coeff, ref, pitch_);
 623         ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunInvTxfm(coeff, dst, pitch_));
 624       } else {
 625 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 626         ref_txfm(coeff, CONVERT_TO_BYTEPTR(ref16), pitch_);
 627         ASM_REGISTER_STATE_CHECK(RunInvTxfm(coeff, CONVERT_TO_BYTEPTR(dst16),
 628                                  pitch_));
 629 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 630       }
 631
 632       for (int j = 0; j < kNumCoeffs; ++j) {
 633 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 634         const uint32_t diff =
 635             bit_depth_ == VPX_BITS_8 ? dst[j] - ref[j] : dst16[j] - ref16[j];
 636 #else
 637         const uint32_t diff = dst[j] - ref[j];
 638 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 639         const uint32_t error = diff * diff;
 640         EXPECT_EQ(0u, error)
 641             << "Error: 16x16 IDCT Comparison has error " << error
 642             << " at index " << j;
 643       }
 644     }
 645   }
 646
 647   int pitch_;
 648   int tx_type_;
 649   vpx_bit_depth_t bit_depth_;
 650   int mask_;
 651   FhtFunc fwd_txfm_ref;
 652   IhtFunc inv_txfm_ref;
 653 };
 654
 655 class Trans16x16DCT
 656     : public Trans16x16TestBase,
 657       public ::testing::TestWithParam<Dct16x16Param> {
 658  public:
 659   virtual ~Trans16x16DCT() {}
 660
 661   virtual void SetUp() {
 662     fwd_txfm_ = GET_PARAM(0);
 663     inv_txfm_ = GET_PARAM(1);
 664     tx_type_  = GET_PARAM(2);
 665     bit_depth_ = GET_PARAM(3);
 666     pitch_    = 16;
 667     fwd_txfm_ref = fdct16x16_ref;
 668     inv_txfm_ref = idct16x16_ref;
 669     mask_ = (1 << bit_depth_) - 1;
 670 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 671     switch (bit_depth_) {
 672       case VPX_BITS_10:
 673         inv_txfm_ref = idct16x16_10_ref;
 674         break;
 675       case VPX_BITS_12:
 676         inv_txfm_ref = idct16x16_12_ref;
 677         break;
 678       default:
 679         inv_txfm_ref = idct16x16_ref;
 680         break;
 681     }
 682 #else
 683     inv_txfm_ref = idct16x16_ref;
 684 #endif
 685   }
 686   virtual void TearDown() { libvpx_test::ClearSystemState(); }
 687
 688  protected:
 689   void RunFwdTxfm(int16_t *in, tran_low_t *out, int stride) {
 690     fwd_txfm_(in, out, stride);
 691   }
 692   void RunInvTxfm(tran_low_t *out, uint8_t *dst, int stride) {
 693     inv_txfm_(out, dst, stride);
 694   }
 695
 696   FdctFunc fwd_txfm_;
 697   IdctFunc inv_txfm_;
 698 };
 699
 700 TEST_P(Trans16x16DCT, AccuracyCheck) {
 701   RunAccuracyCheck();
 702 }
 703
 704 TEST_P(Trans16x16DCT, CoeffCheck) {
 705   RunCoeffCheck();
 706 }
 707
 708 TEST_P(Trans16x16DCT, MemCheck) {
 709   RunMemCheck();
 710 }
 711
 712 TEST_P(Trans16x16DCT, QuantCheck) {
 713   // Use maximally allowed quantization step sizes for DC and AC
 714   // coefficients respectively.
 715   RunQuantCheck(1336, 1828);
 716 }
 717
 718 TEST_P(Trans16x16DCT, InvAccuracyCheck) {
 719   RunInvAccuracyCheck();
 720 }
 721
 722 class Trans16x16HT
 723     : public Trans16x16TestBase,
 724       public ::testing::TestWithParam<Ht16x16Param> {
 725  public:
 726   virtual ~Trans16x16HT() {}
 727
 728   virtual void SetUp() {
 729     fwd_txfm_ = GET_PARAM(0);
 730     inv_txfm_ = GET_PARAM(1);
 731     tx_type_  = GET_PARAM(2);
 732     bit_depth_ = GET_PARAM(3);
 733     pitch_    = 16;
 734     fwd_txfm_ref = fht16x16_ref;
 735     inv_txfm_ref = iht16x16_ref;
 736     mask_ = (1 << bit_depth_) - 1;
 737 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 738     switch (bit_depth_) {
 739       case VPX_BITS_10:
 740         inv_txfm_ref = iht16x16_10;
 741         break;
 742       case VPX_BITS_12:
 743         inv_txfm_ref = iht16x16_12;
 744         break;
 745       default:
 746         inv_txfm_ref = iht16x16_ref;
 747         break;
 748     }
 749 #else
 750     inv_txfm_ref = iht16x16_ref;
 751 #endif
 752   }
 753   virtual void TearDown() { libvpx_test::ClearSystemState(); }
 754
 755  protected:
 756   void RunFwdTxfm(int16_t *in, tran_low_t *out, int stride) {
 757     fwd_txfm_(in, out, stride, tx_type_);
 758   }
 759   void RunInvTxfm(tran_low_t *out, uint8_t *dst, int stride) {
 760     inv_txfm_(out, dst, stride, tx_type_);
 761   }
 762
 763   FhtFunc fwd_txfm_;
 764   IhtFunc inv_txfm_;
 765 };
 766
 767 TEST_P(Trans16x16HT, AccuracyCheck) {
 768   RunAccuracyCheck();
 769 }
 770
 771 TEST_P(Trans16x16HT, CoeffCheck) {
 772   RunCoeffCheck();
 773 }
 774
 775 TEST_P(Trans16x16HT, MemCheck) {
 776   RunMemCheck();
 777 }
 778
 779 TEST_P(Trans16x16HT, QuantCheck) {
 780   // The encoder skips any non-DC intra prediction modes,
 781   // when the quantization step size goes beyond 988.
 782   RunQuantCheck(429, 729);
 783 }
 784
 785 class InvTrans16x16DCT
 786     : public Trans16x16TestBase,
 787       public ::testing::TestWithParam<Idct16x16Param> {
 788  public:
 789   virtual ~InvTrans16x16DCT() {}
 790
 791   virtual void SetUp() {
 792     ref_txfm_ = GET_PARAM(0);
 793     inv_txfm_ = GET_PARAM(1);
 794     thresh_ = GET_PARAM(2);
 795     bit_depth_ = GET_PARAM(3);
 796     pitch_ = 16;
 797     mask_ = (1 << bit_depth_) - 1;
 798 }
 799   virtual void TearDown() { libvpx_test::ClearSystemState(); }
 800
 801  protected:
 802   void RunFwdTxfm(int16_t *in, tran_low_t *out, int stride) {}
 803   void RunInvTxfm(tran_low_t *out, uint8_t *dst, int stride) {
 804     inv_txfm_(out, dst, stride);
 805   }
 806
 807   IdctFunc ref_txfm_;
 808   IdctFunc inv_txfm_;
 809   int thresh_;
 810 };
 811
 812 TEST_P(InvTrans16x16DCT, CompareReference) {
 813   CompareInvReference(ref_txfm_, thresh_);
 814 }
 815
 816 using std::tr1::make_tuple;
 817
 818 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 819 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 820     C, Trans16x16DCT,
 821     ::testing::Values(
 822         make_tuple(&vp9_highbd_fdct16x16_c, &idct16x16_10, 0, VPX_BITS_10),
 823         make_tuple(&vp9_highbd_fdct16x16_c, &idct16x16_12, 0, VPX_BITS_12),
 824         make_tuple(&vp9_fdct16x16_c, &vp9_idct16x16_256_add_c, 0, VPX_BITS_8)));
 825 #else
 826 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 827     C, Trans16x16DCT,
 828     ::testing::Values(
 829         make_tuple(&vp9_fdct16x16_c, &vp9_idct16x16_256_add_c, 0, VPX_BITS_8)));
 830 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 831
 832 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 833 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 834     C, Trans16x16HT,
 835     ::testing::Values(
 836         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_c, &iht16x16_10, 0, VPX_BITS_10),
 837         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_c, &iht16x16_10, 1, VPX_BITS_10),
 838         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_c, &iht16x16_10, 2, VPX_BITS_10),
 839         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_c, &iht16x16_10, 3, VPX_BITS_10),
 840         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_c, &iht16x16_12, 0, VPX_BITS_12),
 841         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_c, &iht16x16_12, 1, VPX_BITS_12),
 842         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_c, &iht16x16_12, 2, VPX_BITS_12),
 843         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_c, &iht16x16_12, 3, VPX_BITS_12),
 844         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_c, 0, VPX_BITS_8),
 845         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_c, 1, VPX_BITS_8),
 846         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_c, 2, VPX_BITS_8),
 847         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_c, 3, VPX_BITS_8)));
 848 #else
 849 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 850     C, Trans16x16HT,
 851     ::testing::Values(
 852         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_c, 0, VPX_BITS_8),
 853         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_c, 1, VPX_BITS_8),
 854         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_c, 2, VPX_BITS_8),
 855         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_c, 3, VPX_BITS_8)));
 856 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 857
 858 #if HAVE_NEON_ASM && !CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH && !CONFIG_EMULATE_HARDWARE
 859 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 860     NEON, Trans16x16DCT,
 861     ::testing::Values(
 862         make_tuple(&vp9_fdct16x16_c,
 863                    &vp9_idct16x16_256_add_neon, 0, VPX_BITS_8)));
 864 #endif
 865
 866 #if HAVE_SSE2 && !CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH && !CONFIG_EMULATE_HARDWARE
 867 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 868     SSE2, Trans16x16DCT,
 869     ::testing::Values(
 870         make_tuple(&vp9_fdct16x16_sse2,
 871                    &vp9_idct16x16_256_add_sse2, 0, VPX_BITS_8)));
 872 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 873     SSE2, Trans16x16HT,
 874     ::testing::Values(
 875         make_tuple(&vp9_fht16x16_sse2, &vp9_iht16x16_256_add_sse2, 0,
 876                    VPX_BITS_8),
 877         make_tuple(&vp9_fht16x16_sse2, &vp9_iht16x16_256_add_sse2, 1,
 878                    VPX_BITS_8),
 879         make_tuple(&vp9_fht16x16_sse2, &vp9_iht16x16_256_add_sse2, 2,
 880                    VPX_BITS_8),
 881         make_tuple(&vp9_fht16x16_sse2, &vp9_iht16x16_256_add_sse2, 3,
 882                    VPX_BITS_8)));
 883 #endif  // HAVE_SSE2 && !CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH && !CONFIG_EMULATE_HARDWARE
 884
 885 #if HAVE_SSE2 && CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH && !CONFIG_EMULATE_HARDWARE
 886 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 887     SSE2, Trans16x16DCT,
 888     ::testing::Values(
 889         make_tuple(&vp9_highbd_fdct16x16_sse2,
 890                    &idct16x16_10, 0, VPX_BITS_10),
 891         make_tuple(&vp9_highbd_fdct16x16_c,
 892                    &idct16x16_256_add_10_sse2, 0, VPX_BITS_10),
 893         make_tuple(&vp9_highbd_fdct16x16_sse2,
 894                    &idct16x16_12, 0, VPX_BITS_12),
 895         make_tuple(&vp9_highbd_fdct16x16_c,
 896                    &idct16x16_256_add_12_sse2, 0, VPX_BITS_12),
 897         make_tuple(&vp9_fdct16x16_sse2,
 898                    &vp9_idct16x16_256_add_c, 0, VPX_BITS_8)));
 899 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 900     SSE2, Trans16x16HT,
 901     ::testing::Values(
 902         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_sse2, &iht16x16_10, 0, VPX_BITS_10),
 903         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_sse2, &iht16x16_10, 1, VPX_BITS_10),
 904         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_sse2, &iht16x16_10, 2, VPX_BITS_10),
 905         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_sse2, &iht16x16_10, 3, VPX_BITS_10),
 906         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_sse2, &iht16x16_12, 0, VPX_BITS_12),
 907         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_sse2, &iht16x16_12, 1, VPX_BITS_12),
 908         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_sse2, &iht16x16_12, 2, VPX_BITS_12),
 909         make_tuple(&vp9_highbd_fht16x16_sse2, &iht16x16_12, 3, VPX_BITS_12),
 910         make_tuple(&vp9_fht16x16_sse2, &vp9_iht16x16_256_add_c, 0, VPX_BITS_8),
 911         make_tuple(&vp9_fht16x16_sse2, &vp9_iht16x16_256_add_c, 1, VPX_BITS_8),
 912         make_tuple(&vp9_fht16x16_sse2, &vp9_iht16x16_256_add_c, 2, VPX_BITS_8),
 913         make_tuple(&vp9_fht16x16_sse2, &vp9_iht16x16_256_add_c, 3,
 914                    VPX_BITS_8)));
 915 // Optimizations take effect at a threshold of 3155, so we use a value close to
 916 // that to test both branches.
 917 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 918     SSE2, InvTrans16x16DCT,
 919     ::testing::Values(
 920         make_tuple(&idct16x16_10_add_10_c,
 921                    &idct16x16_10_add_10_sse2, 3167, VPX_BITS_10),
 922         make_tuple(&idct16x16_10,
 923                    &idct16x16_256_add_10_sse2, 3167, VPX_BITS_10),
 924         make_tuple(&idct16x16_10_add_12_c,
 925                    &idct16x16_10_add_12_sse2, 3167, VPX_BITS_12),
 926         make_tuple(&idct16x16_12,
 927                    &idct16x16_256_add_12_sse2, 3167, VPX_BITS_12)));
 928 #endif  // HAVE_SSE2 && CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH && !CONFIG_EMULATE_HARDWARE
 929
 930 #if HAVE_MSA && !CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH && !CONFIG_EMULATE_HARDWARE
 931 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 932     MSA, Trans16x16DCT,
 933     ::testing::Values(
 934         make_tuple(&vp9_fdct16x16_c,
 935                    &vp9_idct16x16_256_add_msa, 0, VPX_BITS_8)));
 936 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 937     MSA, Trans16x16HT,
 938     ::testing::Values(
 939         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_msa, 0, VPX_BITS_8),
 940         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_msa, 1, VPX_BITS_8),
 941         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_msa, 2, VPX_BITS_8),
 942         make_tuple(&vp9_fht16x16_c, &vp9_iht16x16_256_add_msa, 3, VPX_BITS_8)));
 943 #endif  // HAVE_MSA && !CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH && !CONFIG_EMULATE_HARDWARE
 944 }  // namespace