fft-test.c
上传用户:wstnjxml
上传日期:2014-04-03
资源大小:7248k
文件大小:6k
源码类别:

Windows CE

开发平台:

C/C++

  1. /**
  2.  * @file fft-test.c
  3.  * FFT and MDCT tests.
  4.  */
  5. #include "dsputil.h"
  6. #include <math.h>
  7. #include <unistd.h>
  8. #include <sys/time.h>
  9. int mm_flags;
  10. /* reference fft */
  11. #define MUL16(a,b) ((a) * (b))
  12. #define CMAC(pre, pim, are, aim, bre, bim) 
  13. {
  14.    pre += (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim));
  15.    pim += (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim));
  16. }
  17. FFTComplex *exptab;
  18. void fft_ref_init(int nbits, int inverse)
  19. {
  20.     int n, i;
  21.     float c1, s1, alpha;
  22.     n = 1 << nbits;
  23.     exptab = av_malloc((n / 2) * sizeof(FFTComplex));
  24.     for(i=0;i<(n/2);i++) {
  25.         alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
  26.         c1 = cos(alpha);
  27.         s1 = sin(alpha);
  28.         if (!inverse)
  29.             s1 = -s1;
  30.         exptab[i].re = c1;
  31.         exptab[i].im = s1;
  32.     }
  33. }
  34. void fft_ref(FFTComplex *tabr, FFTComplex *tab, int nbits)
  35. {
  36.     int n, i, j, k, n2;
  37.     float tmp_re, tmp_im, s, c;
  38.     FFTComplex *q;
  39.     n = 1 << nbits;
  40.     n2 = n >> 1;
  41.     for(i=0;i<n;i++) {
  42.         tmp_re = 0;
  43.         tmp_im = 0;
  44.         q = tab;
  45.         for(j=0;j<n;j++) {
  46.             k = (i * j) & (n - 1);
  47.             if (k >= n2) {
  48.                 c = -exptab[k - n2].re;
  49.                 s = -exptab[k - n2].im;
  50.             } else {
  51.                 c = exptab[k].re;
  52.                 s = exptab[k].im;
  53.             }
  54.             CMAC(tmp_re, tmp_im, c, s, q->re, q->im);
  55.             q++;
  56.         }
  57.         tabr[i].re = tmp_re;
  58.         tabr[i].im = tmp_im;
  59.     }
  60. }
  61. void imdct_ref(float *out, float *in, int n)
  62. {
  63.     int k, i, a;
  64.     float sum, f;
  65.     for(i=0;i<n;i++) {
  66.         sum = 0;
  67.         for(k=0;k<n/2;k++) {
  68.             a = (2 * i + 1 + (n / 2)) * (2 * k + 1);
  69.             f = cos(M_PI * a / (double)(2 * n));
  70.             sum += f * in[k];
  71.         }
  72.         out[i] = -sum;
  73.     }
  74. }
  75. /* NOTE: no normalisation by 1 / N is done */
  76. void mdct_ref(float *output, float *input, int n)
  77. {
  78.     int k, i;
  79.     float a, s;
  80.     /* do it by hand */
  81.     for(k=0;k<n/2;k++) {
  82.         s = 0;
  83.         for(i=0;i<n;i++) {
  84.             a = (2*M_PI*(2*i+1+n/2)*(2*k+1) / (4 * n));
  85.             s += input[i] * cos(a);
  86.         }
  87.         output[k] = s;
  88.     }
  89. }
  90. float frandom(void)
  91. {
  92.     return (float)((random() & 0xffff) - 32768) / 32768.0;
  93. }
  94. int64_t gettime(void)
  95. {
  96.     struct timeval tv;
  97.     gettimeofday(&tv,NULL);
  98.     return (int64_t)tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec;
  99. }
  100. void check_diff(float *tab1, float *tab2, int n)
  101. {
  102.     int i;
  103.     for(i=0;i<n;i++) {
  104.         if (fabsf(tab1[i] - tab2[i]) >= 1e-3) {
  105.             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ERROR %d: %f %fn", 
  106.                    i, tab1[i], tab2[i]);
  107.         }
  108.     }
  109. }
  110. void help(void)
  111. {
  112.     av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"usage: fft-test [-h] [-s] [-i] [-n b]n"
  113.            "-h     print this helpn"
  114.            "-s     speed testn"
  115.            "-m     (I)MDCT testn"
  116.            "-i     inverse transform testn"
  117.            "-n b   set the transform size to 2^bn"
  118.            );
  119.     exit(1);
  120. }
  121. int main(int argc, char **argv)
  122. {
  123.     FFTComplex *tab, *tab1, *tab_ref;
  124.     FFTSample *tabtmp, *tab2;
  125.     int it, i, c;
  126.     int do_speed = 0;
  127.     int do_mdct = 0;
  128.     int do_inverse = 0;
  129.     FFTContext s1, *s = &s1;
  130.     MDCTContext m1, *m = &m1;
  131.     int fft_nbits, fft_size;
  132.     mm_flags = 0;
  133.     fft_nbits = 9;
  134.     for(;;) {
  135.         c = getopt(argc, argv, "hsimn:");
  136.         if (c == -1)
  137.             break;
  138.         switch(c) {
  139.         case 'h':
  140.             help();
  141.             break;
  142.         case 's':
  143.             do_speed = 1;
  144.             break;
  145.         case 'i':
  146.             do_inverse = 1;
  147.             break;
  148.         case 'm':
  149.             do_mdct = 1;
  150.             break;
  151.         case 'n':
  152.             fft_nbits = atoi(optarg);
  153.             break;
  154.         }
  155.     }
  156.     fft_size = 1 << fft_nbits;
  157.     tab = av_malloc(fft_size * sizeof(FFTComplex));
  158.     tab1 = av_malloc(fft_size * sizeof(FFTComplex));
  159.     tab_ref = av_malloc(fft_size * sizeof(FFTComplex));
  160.     tabtmp = av_malloc(fft_size / 2 * sizeof(FFTSample));
  161.     tab2 = av_malloc(fft_size * sizeof(FFTSample));
  162.     if (do_mdct) {
  163.         if (do_inverse)
  164.             av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"IMDCT");
  165.         else
  166.             av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"MDCT");
  167.         ff_mdct_init(m, fft_nbits, do_inverse);
  168.     } else {
  169.         if (do_inverse)
  170.             av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"IFFT");
  171.         else
  172.             av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"FFT");
  173.         ff_fft_init(s, fft_nbits, do_inverse);
  174.         fft_ref_init(fft_nbits, do_inverse);
  175.     }
  176.     av_log(NULL, AV_LOG_INFO," %d testn", fft_size);
  177.     /* generate random data */
  178.     for(i=0;i<fft_size;i++) {
  179.         tab1[i].re = frandom();
  180.         tab1[i].im = frandom();
  181.     }
  182.     /* checking result */
  183.     av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"Checking...n");
  184.     if (do_mdct) {
  185.         if (do_inverse) {
  186.             imdct_ref((float *)tab_ref, (float *)tab1, fft_size);
  187.             ff_imdct_calc(m, tab2, (float *)tab1, tabtmp);
  188.             check_diff((float *)tab_ref, tab2, fft_size);
  189.         } else {
  190.             mdct_ref((float *)tab_ref, (float *)tab1, fft_size);
  191.             
  192.             ff_mdct_calc(m, tab2, (float *)tab1, tabtmp);
  193.             check_diff((float *)tab_ref, tab2, fft_size / 2);
  194.         }
  195.     } else {
  196.         memcpy(tab, tab1, fft_size * sizeof(FFTComplex));
  197.         ff_fft_permute(s, tab);
  198.         ff_fft_calc(s, tab);
  199.         
  200.         fft_ref(tab_ref, tab1, fft_nbits);
  201.         check_diff((float *)tab_ref, (float *)tab, fft_size * 2);
  202.     }
  203.     /* do a speed test */
  204.     if (do_speed) {
  205.         int64_t time_start, duration;
  206.         int nb_its;
  207.         av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"Speed test...n");
  208.         /* we measure during about 1 seconds */
  209.         nb_its = 1;
  210.         for(;;) {
  211.             time_start = gettime();
  212.             for(it=0;it<nb_its;it++) {
  213.                 if (do_mdct) {
  214.                     if (do_inverse) {
  215.                         ff_imdct_calc(m, (float *)tab, (float *)tab1, tabtmp);
  216.                     } else {
  217.                         ff_mdct_calc(m, (float *)tab, (float *)tab1, tabtmp);
  218.                     }
  219.                 } else {
  220.                     memcpy(tab, tab1, fft_size * sizeof(FFTComplex));
  221.                     ff_fft_calc(s, tab);
  222.                 }
  223.             }
  224.             duration = gettime() - time_start;
  225.             if (duration >= 1000000)
  226.                 break;
  227.             nb_its *= 2;
  228.         }
  229.         av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"time: %0.1f us/transform [total time=%0.2f s its=%d]n", 
  230.                (double)duration / nb_its, 
  231.                (double)duration / 1000000.0,
  232.                nb_its);
  233.     }
  234.     
  235.     if (do_mdct) {
  236.         ff_mdct_end(m);
  237.     } else {
  238.         ff_fft_end(s);
  239.     }
  240.     return 0;
  241. }