granicus.if.org Git - libvpx/blob - test/vp9_quantize_test.cc

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2014 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
  17 #include "test/acm_random.h"
  18 #include "test/clear_system_state.h"
  19 #include "test/register_state_check.h"
  20 #include "test/util.h"
  21 #include "./vpx_config.h"
  22 #include "./vp9_rtcd.h"
  23 #include "vp9/common/vp9_entropy.h"
  24 #include "vpx/vpx_integer.h"
  25
  26 using libvpx_test::ACMRandom;
  27
  28 namespace {
  29 #if CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
  30 const int number_of_iterations = 100;
  31
  32 typedef void (*QuantizeFunc)(const tran_low_t *coeff, intptr_t count,
  33                              int skip_block, const int16_t *zbin,
  34                              const int16_t *round, const int16_t *quant,
  35                              const int16_t *quant_shift,
  36                              tran_low_t *qcoeff, tran_low_t *dqcoeff,
  37                              const int16_t *dequant,
  38                              uint16_t *eob, const int16_t *scan,
  39                              const int16_t *iscan);
  40 typedef std::tr1::tuple<QuantizeFunc, QuantizeFunc, vpx_bit_depth_t>
  41     QuantizeParam;
  42
  43 class VP9QuantizeTest : public ::testing::TestWithParam<QuantizeParam> {
  44  public:
  45   virtual ~VP9QuantizeTest() {}
  46   virtual void SetUp() {
  47     quantize_op_   = GET_PARAM(0);
  48     ref_quantize_op_ = GET_PARAM(1);
  49     bit_depth_  = GET_PARAM(2);
  50     mask_ = (1 << bit_depth_) - 1;
  51   }
  52
  53   virtual void TearDown() { libvpx_test::ClearSystemState(); }
  54
  55  protected:
  56   vpx_bit_depth_t bit_depth_;
  57   int mask_;
  58   QuantizeFunc quantize_op_;
  59   QuantizeFunc ref_quantize_op_;
  60 };
  61
  62 class VP9Quantize32Test : public ::testing::TestWithParam<QuantizeParam> {
  63  public:
  64   virtual ~VP9Quantize32Test() {}
  65   virtual void SetUp() {
  66     quantize_op_   = GET_PARAM(0);
  67     ref_quantize_op_ = GET_PARAM(1);
  68     bit_depth_  = GET_PARAM(2);
  69     mask_ = (1 << bit_depth_) - 1;
  70   }
  71
  72   virtual void TearDown() { libvpx_test::ClearSystemState(); }
  73
  74  protected:
  75   vpx_bit_depth_t bit_depth_;
  76   int mask_;
  77   QuantizeFunc quantize_op_;
  78   QuantizeFunc ref_quantize_op_;
  79 };
  80
  81 TEST_P(VP9QuantizeTest, OperationCheck) {
  82   ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
  83   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, coeff_ptr, 256);
  84   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, zbin_ptr, 2);
  85   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, round_ptr, 2);
  86   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, quant_ptr, 2);
  87   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, quant_shift_ptr, 2);
  88   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, qcoeff_ptr, 256);
  89   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, dqcoeff_ptr, 256);
  90   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, ref_qcoeff_ptr, 256);
  91   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, ref_dqcoeff_ptr, 256);
  92   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, dequant_ptr, 2);
  93   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, eob_ptr, 1);
  94   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, ref_eob_ptr, 1);
  95   int err_count_total = 0;
  96   int first_failure = -1;
  97   for (int i = 0; i < number_of_iterations; ++i) {
  98     const int skip_block = i == 0;
  99     const TX_SIZE sz = (TX_SIZE)(i % 3);  // TX_4X4, TX_8X8 TX_16X16
 100     const TX_TYPE tx_type = (TX_TYPE)((i >> 2) % 3);
 101     const scan_order *scan_order = &vp9_scan_orders[sz][tx_type];
 102     const int count = (4 << sz) * (4 << sz);  // 16, 64, 256
 103     int err_count = 0;
 104     *eob_ptr = rnd.Rand16();
 105     *ref_eob_ptr = *eob_ptr;
 106     for (int j = 0; j < count; j++) {
 107       coeff_ptr[j] = rnd.Rand16()&mask_;
 108     }
 109     for (int j = 0; j < 2; j++) {
 110       zbin_ptr[j] = rnd.Rand16()&mask_;
 111       round_ptr[j] = rnd.Rand16();
 112       quant_ptr[j] = rnd.Rand16();
 113       quant_shift_ptr[j] = rnd.Rand16();
 114       dequant_ptr[j] = rnd.Rand16();
 115     }
 116     ref_quantize_op_(coeff_ptr, count, skip_block, zbin_ptr, round_ptr,
 117                      quant_ptr, quant_shift_ptr, ref_qcoeff_ptr,
 118                      ref_dqcoeff_ptr, dequant_ptr,
 119                      ref_eob_ptr, scan_order->scan, scan_order->iscan);
 120     ASM_REGISTER_STATE_CHECK(quantize_op_(coeff_ptr, count, skip_block,
 121                                           zbin_ptr, round_ptr, quant_ptr,
 122                                           quant_shift_ptr, qcoeff_ptr,
 123                                           dqcoeff_ptr, dequant_ptr, eob_ptr,
 124                                           scan_order->scan, scan_order->iscan));
 125     for (int j = 0; j < sz; ++j) {
 126       err_count += (ref_qcoeff_ptr[j]  != qcoeff_ptr[j]) |
 127           (ref_dqcoeff_ptr[j] != dqcoeff_ptr[j]);
 128     }
 129     err_count += (*ref_eob_ptr != *eob_ptr);
 130     if (err_count && !err_count_total) {
 131       first_failure = i;
 132     }
 133     err_count_total += err_count;
 134   }
 135   EXPECT_EQ(0, err_count_total)
 136       << "Error: Quantization Test, C output doesn't match SSE2 output. "
 137       << "First failed at test case " << first_failure;
 138 }
 139
 140 TEST_P(VP9Quantize32Test, OperationCheck) {
 141   ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 142   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, coeff_ptr, 1024);
 143   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, zbin_ptr, 2);
 144   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, round_ptr, 2);
 145   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, quant_ptr, 2);
 146   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, quant_shift_ptr, 2);
 147   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, qcoeff_ptr, 1024);
 148   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, dqcoeff_ptr, 1024);
 149   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, ref_qcoeff_ptr, 1024);
 150   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, ref_dqcoeff_ptr, 1024);
 151   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, dequant_ptr, 2);
 152   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, eob_ptr, 1);
 153   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, ref_eob_ptr, 1);
 154   int err_count_total = 0;
 155   int first_failure = -1;
 156   for (int i = 0; i < number_of_iterations; ++i) {
 157     const int skip_block = i == 0;
 158     const TX_SIZE sz = TX_32X32;
 159     const TX_TYPE tx_type = (TX_TYPE)(i % 4);
 160     const scan_order *scan_order = &vp9_scan_orders[sz][tx_type];
 161     const int count = (4 << sz) * (4 << sz);  // 1024
 162     int err_count = 0;
 163     *eob_ptr = rnd.Rand16();
 164     *ref_eob_ptr = *eob_ptr;
 165     for (int j = 0; j < count; j++) {
 166       coeff_ptr[j] = rnd.Rand16()&mask_;
 167     }
 168     for (int j = 0; j < 2; j++) {
 169       zbin_ptr[j] = rnd.Rand16()&mask_;
 170       round_ptr[j] = rnd.Rand16();
 171       quant_ptr[j] = rnd.Rand16();
 172       quant_shift_ptr[j] = rnd.Rand16();
 173       dequant_ptr[j] = rnd.Rand16();
 174     }
 175     ref_quantize_op_(coeff_ptr, count, skip_block, zbin_ptr, round_ptr,
 176                      quant_ptr, quant_shift_ptr, ref_qcoeff_ptr,
 177                      ref_dqcoeff_ptr, dequant_ptr,
 178                      ref_eob_ptr, scan_order->scan, scan_order->iscan);
 179     ASM_REGISTER_STATE_CHECK(quantize_op_(coeff_ptr, count, skip_block,
 180                                           zbin_ptr, round_ptr, quant_ptr,
 181                                           quant_shift_ptr, qcoeff_ptr,
 182                                           dqcoeff_ptr, dequant_ptr, eob_ptr,
 183                                           scan_order->scan, scan_order->iscan));
 184     for (int j = 0; j < sz; ++j) {
 185       err_count += (ref_qcoeff_ptr[j]  != qcoeff_ptr[j]) |
 186           (ref_dqcoeff_ptr[j] != dqcoeff_ptr[j]);
 187     }
 188     err_count += (*ref_eob_ptr != *eob_ptr);
 189     if (err_count && !err_count_total) {
 190       first_failure = i;
 191     }
 192     err_count_total += err_count;
 193   }
 194   EXPECT_EQ(0, err_count_total)
 195       << "Error: Quantization Test, C output doesn't match SSE2 output. "
 196       << "First failed at test case " << first_failure;
 197 }
 198
 199 TEST_P(VP9QuantizeTest, EOBCheck) {
 200   ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 201   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, coeff_ptr, 256);
 202   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, zbin_ptr, 2);
 203   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, round_ptr, 2);
 204   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, quant_ptr, 2);
 205   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, quant_shift_ptr, 2);
 206   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, qcoeff_ptr, 256);
 207   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, dqcoeff_ptr, 256);
 208   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, ref_qcoeff_ptr, 256);
 209   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, ref_dqcoeff_ptr, 256);
 210   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, dequant_ptr, 2);
 211   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, eob_ptr, 1);
 212   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, ref_eob_ptr, 1);
 213   int err_count_total = 0;
 214   int first_failure = -1;
 215   for (int i = 0; i < number_of_iterations; ++i) {
 216     int skip_block = i == 0;
 217     TX_SIZE sz = (TX_SIZE)(i % 3);  // TX_4X4, TX_8X8 TX_16X16
 218     TX_TYPE tx_type = (TX_TYPE)((i >> 2) % 3);
 219     const scan_order *scan_order = &vp9_scan_orders[sz][tx_type];
 220     int count = (4 << sz) * (4 << sz);  // 16, 64, 256
 221     int err_count = 0;
 222     *eob_ptr = rnd.Rand16();
 223     *ref_eob_ptr = *eob_ptr;
 224     // Two random entries
 225     for (int j = 0; j < count; j++) {
 226       coeff_ptr[j] = 0;
 227     }
 228     coeff_ptr[rnd(count)] = rnd.Rand16()&mask_;
 229     coeff_ptr[rnd(count)] = rnd.Rand16()&mask_;
 230     for (int j = 0; j < 2; j++) {
 231       zbin_ptr[j] = rnd.Rand16()&mask_;
 232       round_ptr[j] = rnd.Rand16();
 233       quant_ptr[j] = rnd.Rand16();
 234       quant_shift_ptr[j] = rnd.Rand16();
 235       dequant_ptr[j] = rnd.Rand16();
 236     }
 237
 238     ref_quantize_op_(coeff_ptr, count, skip_block, zbin_ptr, round_ptr,
 239                      quant_ptr, quant_shift_ptr, ref_qcoeff_ptr,
 240                      ref_dqcoeff_ptr, dequant_ptr,
 241                      ref_eob_ptr, scan_order->scan, scan_order->iscan);
 242     ASM_REGISTER_STATE_CHECK(quantize_op_(coeff_ptr, count, skip_block,
 243                                           zbin_ptr, round_ptr, quant_ptr,
 244                                           quant_shift_ptr, qcoeff_ptr,
 245                                           dqcoeff_ptr, dequant_ptr, eob_ptr,
 246                                           scan_order->scan, scan_order->iscan));
 247
 248     for (int j = 0; j < sz; ++j) {
 249       err_count += (ref_qcoeff_ptr[j]  != qcoeff_ptr[j]) |
 250           (ref_dqcoeff_ptr[j] != dqcoeff_ptr[j]);
 251     }
 252     err_count += (*ref_eob_ptr != *eob_ptr);
 253     if (err_count && !err_count_total) {
 254       first_failure = i;
 255     }
 256     err_count_total += err_count;
 257   }
 258   EXPECT_EQ(0, err_count_total)
 259       << "Error: Quantization Test, C output doesn't match SSE2 output. "
 260       << "First failed at test case " << first_failure;
 261 }
 262
 263 TEST_P(VP9Quantize32Test, EOBCheck) {
 264   ACMRandom rnd(ACMRandom::DeterministicSeed());
 265   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, coeff_ptr, 1024);
 266   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, zbin_ptr, 2);
 267   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, round_ptr, 2);
 268   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, quant_ptr, 2);
 269   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, quant_shift_ptr, 2);
 270   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, qcoeff_ptr, 1024);
 271   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, dqcoeff_ptr, 1024);
 272   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, ref_qcoeff_ptr, 1024);
 273   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, tran_low_t, ref_dqcoeff_ptr, 1024);
 274   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, int16_t, dequant_ptr, 2);
 275   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, eob_ptr, 1);
 276   DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint16_t, ref_eob_ptr, 1);
 277   int err_count_total = 0;
 278   int first_failure = -1;
 279   for (int i = 0; i < number_of_iterations; ++i) {
 280     int skip_block = i == 0;
 281     TX_SIZE sz = TX_32X32;
 282     TX_TYPE tx_type = (TX_TYPE)(i % 4);
 283     const scan_order *scan_order = &vp9_scan_orders[sz][tx_type];
 284     int count = (4 << sz) * (4 << sz);  // 1024
 285     int err_count = 0;
 286     *eob_ptr = rnd.Rand16();
 287     *ref_eob_ptr = *eob_ptr;
 288     for (int j = 0; j < count; j++) {
 289       coeff_ptr[j] = 0;
 290     }
 291     // Two random entries
 292     coeff_ptr[rnd(count)] = rnd.Rand16()&mask_;
 293     coeff_ptr[rnd(count)] = rnd.Rand16()&mask_;
 294     for (int j = 0; j < 2; j++) {
 295       zbin_ptr[j] = rnd.Rand16()&mask_;
 296       round_ptr[j] = rnd.Rand16();
 297       quant_ptr[j] = rnd.Rand16();
 298       quant_shift_ptr[j] = rnd.Rand16();
 299       dequant_ptr[j] = rnd.Rand16();
 300     }
 301
 302     ref_quantize_op_(coeff_ptr, count, skip_block, zbin_ptr, round_ptr,
 303                      quant_ptr, quant_shift_ptr, ref_qcoeff_ptr,
 304                      ref_dqcoeff_ptr, dequant_ptr,
 305                      ref_eob_ptr, scan_order->scan, scan_order->iscan);
 306     ASM_REGISTER_STATE_CHECK(quantize_op_(coeff_ptr, count, skip_block,
 307                                           zbin_ptr, round_ptr, quant_ptr,
 308                                           quant_shift_ptr, qcoeff_ptr,
 309                                           dqcoeff_ptr, dequant_ptr, eob_ptr,
 310                                           scan_order->scan, scan_order->iscan));
 311
 312     for (int j = 0; j < sz; ++j) {
 313       err_count += (ref_qcoeff_ptr[j]  != qcoeff_ptr[j]) |
 314           (ref_dqcoeff_ptr[j] != dqcoeff_ptr[j]);
 315     }
 316     err_count += (*ref_eob_ptr != *eob_ptr);
 317     if (err_count && !err_count_total) {
 318       first_failure = i;
 319     }
 320     err_count_total += err_count;
 321   }
 322   EXPECT_EQ(0, err_count_total)
 323       << "Error: Quantization Test, C output doesn't match SSE2 output. "
 324       << "First failed at test case " << first_failure;
 325 }
 326 using std::tr1::make_tuple;
 327
 328 #if HAVE_SSE2
 329 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 330     SSE2, VP9QuantizeTest,
 331     ::testing::Values(
 332         make_tuple(&vp9_highbd_quantize_b_sse2,
 333                    &vp9_highbd_quantize_b_c, VPX_BITS_8),
 334         make_tuple(&vp9_highbd_quantize_b_sse2,
 335                    &vp9_highbd_quantize_b_c, VPX_BITS_10),
 336         make_tuple(&vp9_highbd_quantize_b_sse2,
 337                    &vp9_highbd_quantize_b_c, VPX_BITS_12)));
 338 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
 339     SSE2, VP9Quantize32Test,
 340     ::testing::Values(
 341         make_tuple(&vp9_highbd_quantize_b_32x32_sse2,
 342                    &vp9_highbd_quantize_b_32x32_c, VPX_BITS_8),
 343         make_tuple(&vp9_highbd_quantize_b_32x32_sse2,
 344                    &vp9_highbd_quantize_b_32x32_c, VPX_BITS_10),
 345         make_tuple(&vp9_highbd_quantize_b_32x32_sse2,
 346                    &vp9_highbd_quantize_b_32x32_c, VPX_BITS_12)));
 347 #endif  // HAVE_SSE2
 348 #endif  // CONFIG_VP9_HIGHBITDEPTH
 349 }  // namespace