Bundle libsamplerate
[audio-libsamplerate.git] / libsamplerate / tests / multi_channel_test.c
diff --git a/libsamplerate/tests/multi_channel_test.c b/libsamplerate/tests/multi_channel_test.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..70853fb
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,364 @@
+/*
+** Copyright (c) 2002-2016, Erik de Castro Lopo <erikd@mega-nerd.com>
+** All rights reserved.
+**
+** This code is released under 2-clause BSD license. Please see the
+** file at : https://github.com/erikd/libsamplerate/blob/master/COPYING
+*/
+
+#include "config.h"
+
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <math.h>
+#include <assert.h>
+
+#if (HAVE_FFTW3)
+#include <fftw3.h>
+#else
+static inline void
+fftw_cleanup (void)
+{      return ;
+}
+#endif
+
+#include <samplerate.h>
+
+#include "util.h"
+#define        BUFFER_LEN              50000
+#define        BLOCK_LEN               (12)
+
+#define        MAX_CHANNELS    10
+
+static void simple_test (int converter, int channel_count, double target_snr) ;
+static void process_test (int converter, int channel_count, double target_snr) ;
+static void callback_test (int converter, int channel_count, double target_snr) ;
+
+int
+main (void)
+{      double target ;
+       int k ;
+
+       puts ("\n    Zero Order Hold interpolator :") ;
+       target = 38.0 ;
+       for (k = 1 ; k <= 3 ; k++)
+       {       simple_test             (SRC_ZERO_ORDER_HOLD, k, target) ;
+               process_test    (SRC_ZERO_ORDER_HOLD, k, target) ;
+               callback_test   (SRC_ZERO_ORDER_HOLD, k, target) ;
+               } ;
+
+       puts ("\n    Linear interpolator :") ;
+       target = 79.0 ;
+       for (k = 1 ; k <= 3 ; k++)
+       {       simple_test             (SRC_LINEAR, k, target) ;
+               process_test    (SRC_LINEAR, k, target) ;
+               callback_test   (SRC_LINEAR, k, target) ;
+               } ;
+
+       puts ("\n    Sinc interpolator :") ;
+       target = 100.0 ;
+       for (k = 1 ; k <= MAX_CHANNELS ; k++)
+       {       simple_test             (SRC_SINC_FASTEST, k, target) ;
+               process_test    (SRC_SINC_FASTEST, k, target) ;
+               callback_test   (SRC_SINC_FASTEST, k, target) ;
+               } ;
+
+       fftw_cleanup () ;
+       puts ("") ;
+
+       return 0 ;
+} /* main */
+
+/*==============================================================================
+*/
+
+static float input_serial              [BUFFER_LEN * MAX_CHANNELS] ;
+static float input_interleaved [BUFFER_LEN * MAX_CHANNELS] ;
+static float output_interleaved        [BUFFER_LEN * MAX_CHANNELS] ;
+static float output_serial             [BUFFER_LEN * MAX_CHANNELS] ;
+
+static void
+simple_test (int converter, int channel_count, double target_snr)
+{      SRC_DATA        src_data ;
+
+       double  freq, snr ;
+       int             ch, error, frames ;
+
+       printf ("\t%-22s (%2d channel%c) ............ ", "simple_test", channel_count, channel_count > 1 ? 's' : ' ') ;
+       fflush (stdout) ;
+
+       assert (channel_count <= MAX_CHANNELS) ;
+
+       memset (input_serial, 0, sizeof (input_serial)) ;
+       memset (input_interleaved, 0, sizeof (input_interleaved)) ;
+       memset (output_interleaved, 0, sizeof (output_interleaved)) ;
+       memset (output_serial, 0, sizeof (output_serial)) ;
+
+       frames = BUFFER_LEN ;
+
+       /* Calculate channel_count separate windowed sine waves. */
+       for (ch = 0 ; ch < channel_count ; ch++)
+       {       freq = (200.0 + 33.333333333 * ch) / 44100.0 ;
+               gen_windowed_sines (1, &freq, 1.0, input_serial + ch * frames, frames) ;
+               } ;
+
+       /* Interleave the data in preparation for SRC. */
+       interleave_data (input_serial, input_interleaved, frames, channel_count) ;
+
+       /* Choose a converstion ratio <= 1.0. */
+       src_data.src_ratio = 0.95 ;
+
+       src_data.data_in = input_interleaved ;
+       src_data.input_frames = frames ;
+
+       src_data.data_out = output_interleaved ;
+       src_data.output_frames = frames ;
+
+       if ((error = src_simple (&src_data, converter, channel_count)))
+       {       printf ("\n\nLine %d : %s\n\n", __LINE__, src_strerror (error)) ;
+               exit (1) ;
+               } ;
+
+       if (fabs (src_data.output_frames_gen - src_data.src_ratio * src_data.input_frames) > 2)
+       {       printf ("\n\nLine %d : bad output data length %ld should be %d.\n", __LINE__,
+                                       src_data.output_frames_gen, (int) floor (src_data.src_ratio * src_data.input_frames)) ;
+               printf ("\tsrc_ratio  : %.4f\n", src_data.src_ratio) ;
+               printf ("\tinput_len  : %ld\n", src_data.input_frames) ;
+               printf ("\toutput_len : %ld\n\n", src_data.output_frames_gen) ;
+               exit (1) ;
+               } ;
+
+       /* De-interleave data so SNR can be calculated for each channel. */
+       deinterleave_data (output_interleaved, output_serial, frames, channel_count) ;
+
+       for (ch = 0 ; ch < channel_count ; ch++)
+       {       snr = calculate_snr (output_serial + ch * frames, frames, 1) ;
+               if (snr < target_snr)
+               {       printf ("\n\nLine %d: channel %d snr %f should be %f\n", __LINE__, ch, snr, target_snr) ;
+                       save_oct_float ("output.dat", input_serial, channel_count * frames, output_serial, channel_count * frames) ;
+                       exit (1) ;
+                       } ;
+               } ;
+
+       puts ("ok") ;
+
+       return ;
+} /* simple_test */
+
+/*==============================================================================
+*/
+
+static void
+process_test (int converter, int channel_count, double target_snr)
+{      SRC_STATE       *src_state ;
+       SRC_DATA        src_data ;
+
+       double  freq, snr ;
+       int             ch, error, frames, current_in, current_out ;
+
+       printf ("\t%-22s (%2d channel%c) ............ ", "process_test", channel_count, channel_count > 1 ? 's' : ' ') ;
+       fflush (stdout) ;
+
+       assert (channel_count <= MAX_CHANNELS) ;
+
+       memset (input_serial, 0, sizeof (input_serial)) ;
+       memset (input_interleaved, 0, sizeof (input_interleaved)) ;
+       memset (output_interleaved, 0, sizeof (output_interleaved)) ;
+       memset (output_serial, 0, sizeof (output_serial)) ;
+
+       frames = BUFFER_LEN ;
+
+       /* Calculate channel_count separate windowed sine waves. */
+       for (ch = 0 ; ch < channel_count ; ch++)
+       {       freq = (400.0 + 11.333333333 * ch) / 44100.0 ;
+               gen_windowed_sines (1, &freq, 1.0, input_serial + ch * frames, frames) ;
+               } ;
+
+       /* Interleave the data in preparation for SRC. */
+       interleave_data (input_serial, input_interleaved, frames, channel_count) ;
+
+       /* Perform sample rate conversion. */
+       if ((src_state = src_new (converter, channel_count, &error)) == NULL)
+       {       printf ("\n\nLine %d : src_new() failed : %s\n\n", __LINE__, src_strerror (error)) ;
+               exit (1) ;
+               } ;
+
+       src_data.end_of_input = 0 ; /* Set this later. */
+
+       /* Choose a converstion ratio < 1.0. */
+       src_data.src_ratio = 0.95 ;
+
+       src_data.data_in = input_interleaved ;
+       src_data.data_out = output_interleaved ;
+
+       current_in = current_out = 0 ;
+
+       while (1)
+       {       src_data.input_frames   = MAX (MIN (BLOCK_LEN, frames - current_in), 0) ;
+               src_data.output_frames  = MAX (MIN (BLOCK_LEN, frames - current_out), 0) ;
+
+               if ((error = src_process (src_state, &src_data)))
+               {       printf ("\n\nLine %d : %s\n\n", __LINE__, src_strerror (error)) ;
+                       exit (1) ;
+                       } ;
+
+               if (src_data.end_of_input && src_data.output_frames_gen == 0)
+                       break ;
+
+               current_in      += src_data.input_frames_used ;
+               current_out += src_data.output_frames_gen ;
+
+               src_data.data_in        += src_data.input_frames_used * channel_count ;
+               src_data.data_out       += src_data.output_frames_gen * channel_count ;
+
+               src_data.end_of_input = (current_in >= frames) ? 1 : 0 ;
+               } ;
+
+       src_state = src_delete (src_state) ;
+
+       if (fabs (current_out - src_data.src_ratio * current_in) > 2)
+       {       printf ("\n\nLine %d : bad output data length %d should be %d.\n", __LINE__,
+                                       current_out, (int) floor (src_data.src_ratio * current_in)) ;
+               printf ("\tsrc_ratio  : %.4f\n", src_data.src_ratio) ;
+               printf ("\tinput_len  : %d\n", frames) ;
+               printf ("\toutput_len : %d\n\n", current_out) ;
+               exit (1) ;
+               } ;
+
+       /* De-interleave data so SNR can be calculated for each channel. */
+       deinterleave_data (output_interleaved, output_serial, frames, channel_count) ;
+
+       for (ch = 0 ; ch < channel_count ; ch++)
+       {       snr = calculate_snr (output_serial + ch * frames, frames, 1) ;
+               if (snr < target_snr)
+               {       printf ("\n\nLine %d: channel %d snr %f should be %f\n", __LINE__, ch, snr, target_snr) ;
+                       save_oct_float ("output.dat", input_serial, channel_count * frames, output_serial, channel_count * frames) ;
+                       exit (1) ;
+                       } ;
+               } ;
+
+       puts ("ok") ;
+
+       return ;
+} /* process_test */
+
+/*==============================================================================
+*/
+
+typedef struct
+{      int channels ;
+       long total_frames ;
+       long current_frame ;
+       float *data ;
+} TEST_CB_DATA ;
+
+static long
+test_callback_func (void *cb_data, float **data)
+{      TEST_CB_DATA *pcb_data ;
+
+       long frames ;
+
+       if ((pcb_data = cb_data) == NULL)
+               return 0 ;
+
+       if (data == NULL)
+               return 0 ;
+
+       *data = pcb_data->data + (pcb_data->current_frame * pcb_data->channels) ;
+
+       if (pcb_data->total_frames - pcb_data->current_frame < BLOCK_LEN)
+               frames = pcb_data->total_frames - pcb_data->current_frame ;
+       else
+               frames = BLOCK_LEN ;
+
+       pcb_data->current_frame += frames ;
+
+       return frames ;
+} /* test_callback_func */
+
+static void
+callback_test (int converter, int channel_count, double target_snr)
+{      TEST_CB_DATA test_callback_data ;
+       SRC_STATE       *src_state = NULL ;
+
+       double  freq, snr, src_ratio ;
+       int             ch, error, frames, read_total, read_count ;
+
+       printf ("\t%-22s (%2d channel%c) ............ ", "callback_test", channel_count, channel_count > 1 ? 's' : ' ') ;
+       fflush (stdout) ;
+
+       assert (channel_count <= MAX_CHANNELS) ;
+
+       memset (input_serial, 0, sizeof (input_serial)) ;
+       memset (input_interleaved, 0, sizeof (input_interleaved)) ;
+       memset (output_interleaved, 0, sizeof (output_interleaved)) ;
+       memset (output_serial, 0, sizeof (output_serial)) ;
+       memset (&test_callback_data, 0, sizeof (test_callback_data)) ;
+
+       frames = BUFFER_LEN ;
+
+       /* Calculate channel_count separate windowed sine waves. */
+       for (ch = 0 ; ch < channel_count ; ch++)
+       {       freq = (200.0 + 33.333333333 * ch) / 44100.0 ;
+               gen_windowed_sines (1, &freq, 1.0, input_serial + ch * frames, frames) ;
+               } ;
+
+       /* Interleave the data in preparation for SRC. */
+       interleave_data (input_serial, input_interleaved, frames, channel_count) ;
+
+       /* Perform sample rate conversion. */
+       src_ratio = 0.95 ;
+       test_callback_data.channels = channel_count ;
+       test_callback_data.total_frames = frames ;
+       test_callback_data.current_frame = 0 ;
+       test_callback_data.data = input_interleaved ;
+
+       if ((src_state = src_callback_new (test_callback_func, converter, channel_count, &error, &test_callback_data)) == NULL)
+       {       printf ("\n\nLine %d : %s\n\n", __LINE__, src_strerror (error)) ;
+               exit (1) ;
+               } ;
+
+       read_total = 0 ;
+       while (read_total < frames)
+       {       read_count = src_callback_read (src_state, src_ratio, frames - read_total, output_interleaved + read_total * channel_count) ;
+
+               if (read_count <= 0)
+                       break ;
+
+               read_total += read_count ;
+               } ;
+
+       if ((error = src_error (src_state)) != 0)
+       {       printf ("\n\nLine %d : %s\n\n", __LINE__, src_strerror (error)) ;
+               exit (1) ;
+               } ;
+
+       src_state = src_delete (src_state) ;
+
+       if (fabs (read_total - src_ratio * frames) > 2)
+       {       printf ("\n\nLine %d : bad output data length %d should be %d.\n", __LINE__,
+                                       read_total, (int) floor (src_ratio * frames)) ;
+               printf ("\tsrc_ratio  : %.4f\n", src_ratio) ;
+               printf ("\tinput_len  : %d\n", frames) ;
+               printf ("\toutput_len : %d\n\n", read_total) ;
+               exit (1) ;
+               } ;
+
+       /* De-interleave data so SNR can be calculated for each channel. */
+       deinterleave_data (output_interleaved, output_serial, frames, channel_count) ;
+
+       for (ch = 0 ; ch < channel_count ; ch++)
+       {       snr = calculate_snr (output_serial + ch * frames, frames, 1) ;
+               if (snr < target_snr)
+               {       printf ("\n\nLine %d: channel %d snr %f should be %f\n", __LINE__, ch, snr, target_snr) ;
+                       save_oct_float ("output.dat", input_serial, channel_count * frames, output_serial, channel_count * frames) ;
+                       exit (1) ;
+                       } ;
+               } ;
+
+       puts ("ok") ;
+
+       return ;
+} /* callback_test */
+
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