src/gdcmmpeg2/src/mpeg2enc/stats.c

   1 /* stats.c, coding statistics                                               */
   2
   3 /* Copyright (C) 1996, MPEG Software Simulation Group. All Rights Reserved. */
   4
   5 /*
   6  * Disclaimer of Warranty
   7  *
   8  * These software programs are available to the user without any license fee or
   9  * royalty on an "as is" basis.  The MPEG Software Simulation Group disclaims
  10  * any and all warranties, whether express, implied, or statuary, including any
  11  * implied warranties or merchantability or of fitness for a particular
  12  * purpose.  In no event shall the copyright-holder be liable for any
  13  * incidental, punitive, or consequential damages of any kind whatsoever
  14  * arising from the use of these programs.
  15  *
  16  * This disclaimer of warranty extends to the user of these programs and user's
  17  * customers, employees, agents, transferees, successors, and assigns.
  18  *
  19  * The MPEG Software Simulation Group does not represent or warrant that the
  20  * programs furnished hereunder are free of infringement of any third-party
  21  * patents.
  22  *
  23  * Commercial implementations of MPEG-1 and MPEG-2 video, including shareware,
  24  * are subject to royalty fees to patent holders.  Many of these patents are
  25  * general enough such that they are unavoidable regardless of implementation
  26  * design.
  27  *
  28  */
  29
  30 #include <stdio.h>
  31 #include <math.h>
  32 #include "config.h"
  33 #include "global.h"
  34
  35 /* private prototypes */
  36 static void calcSNR1 _ANSI_ARGS_((unsigned char *org, unsigned char *rec,
  37   int lx, int w, int h, double *pv, double *pe));
  38
  39
  40 void calcSNR(org,rec)
  41 unsigned char *org[3];
  42 unsigned char *rec[3];
  43 {
  44   int w,h,offs;
  45   double v,e;
  46
  47   w = horizontal_size;
  48   h = (pict_struct==FRAME_PICTURE) ? vertical_size : (vertical_size>>1);
  49   offs = (pict_struct==BOTTOM_FIELD) ? width : 0;
  50
  51   calcSNR1(org[0]+offs,rec[0]+offs,width2,w,h,&v,&e);
  52   fprintf(statfile,"Y: variance=%4.4g, MSE=%3.3g (%3.3g dB), SNR=%3.3g dB\n",
  53     v, e, 10.0*log10(255.0*255.0/e), 10.0*log10(v/e));
  54
  55   if (chroma_format!=CHROMA444)
  56   {
  57     w >>= 1;
  58     offs >>= 1;
  59   }
  60
  61   if (chroma_format==CHROMA420)
  62     h >>= 1;
  63
  64   calcSNR1(org[1]+offs,rec[1]+offs,chrom_width2,w,h,&v,&e);
  65   fprintf(statfile,"U: variance=%4.4g, MSE=%3.3g (%3.3g dB), SNR=%3.3g dB\n",
  66     v, e, 10.0*log10(255.0*255.0/e), 10.0*log10(v/e));
  67
  68   calcSNR1(org[2]+offs,rec[2]+offs,chrom_width2,w,h,&v,&e);
  69   fprintf(statfile,"V: variance=%4.4g, MSE=%3.3g (%3.3g dB), SNR=%3.3g dB\n",
  70     v, e, 10.0*log10(255.0*255.0/e), 10.0*log10(v/e));
  71 }
  72
  73 static void calcSNR1(org,rec,lx,w,h,pv,pe)
  74 unsigned char *org;
  75 unsigned char *rec;
  76 int lx,w,h;
  77 double *pv,*pe;
  78 {
  79   int i, j;
  80   double v1, s1, s2, e2;
  81
  82   s1 = s2 = e2 = 0.0;
  83
  84   for (j=0; j<h; j++)
  85   {
  86     for (i=0; i<w; i++)
  87     {
  88       v1 = org[i];
  89       s1+= v1;
  90       s2+= v1*v1;
  91       v1-= rec[i];
  92       e2+= v1*v1;
  93     }
  94     org += lx;
  95     rec += lx;
  96   }
  97
  98   s1 /= w*h;
  99   s2 /= w*h;
 100   e2 /= w*h;
 101
 102   /* prevent division by zero in calcSNR() */
 103   if(e2==0.0)
 104     e2 = 0.00001;
 105
 106   *pv = s2 - s1*s1; /* variance */
 107   *pe = e2;         /* MSE */
 108 }
 109
 110 void stats()
 111 {
 112   int i, j, k, nmb, mb_type;
 113   int n_skipped, n_intra, n_ncoded, n_blocks, n_interp, n_forward, n_backward;
 114   struct mbinfo *mbi;
 115
 116   nmb = mb_width*mb_height2;
 117
 118   n_skipped=n_intra=n_ncoded=n_blocks=n_interp=n_forward=n_backward=0;
 119
 120   for (k=0; k<nmb; k++)
 121   {
 122     mbi = mbinfo+k;
 123     if (mbi->skipped)
 124       n_skipped++;
 125     else if (mbi->mb_type & MB_INTRA)
 126       n_intra++;
 127     else if (!(mbi->mb_type & MB_PATTERN))
 128       n_ncoded++;
 129
 130     for (i=0; i<block_count; i++)
 131       if (mbi->cbp & (1<<i))
 132         n_blocks++;
 133
 134     if (mbi->mb_type & MB_FORWARD)
 135     {
 136       if (mbi->mb_type & MB_BACKWARD)
 137         n_interp++;
 138       else
 139         n_forward++;
 140     }
 141     else if (mbi->mb_type & MB_BACKWARD)
 142       n_backward++;
 143   }
 144
 145   fprintf(statfile,"\npicture statistics:\n");
 146   fprintf(statfile," # of intra coded macroblocks:  %4d (%.1f%%)\n",
 147     n_intra,100.0*(double)n_intra/nmb);
 148   fprintf(statfile," # of coded blocks:             %4d (%.1f%%)\n",
 149     n_blocks,100.0*(double)n_blocks/(block_count*nmb));
 150   fprintf(statfile," # of not coded macroblocks:    %4d (%.1f%%)\n",
 151     n_ncoded,100.0*(double)n_ncoded/nmb);
 152   fprintf(statfile," # of skipped macroblocks:      %4d (%.1f%%)\n",
 153     n_skipped,100.0*(double)n_skipped/nmb);
 154   fprintf(statfile," # of forw. pred. macroblocks:  %4d (%.1f%%)\n",
 155     n_forward,100.0*(double)n_forward/nmb);
 156   fprintf(statfile," # of backw. pred. macroblocks: %4d (%.1f%%)\n",
 157     n_backward,100.0*(double)n_backward/nmb);
 158   fprintf(statfile," # of interpolated macroblocks: %4d (%.1f%%)\n",
 159     n_interp,100.0*(double)n_interp/nmb);
 160
 161   fprintf(statfile,"\nmacroblock_type map:\n");
 162
 163   k = 0;
 164
 165   for (j=0; j<mb_height2; j++)
 166   {
 167     for (i=0; i<mb_width; i++)
 168     {
 169       mbi = mbinfo + k;
 170       mb_type = mbi->mb_type;
 171       if (mbi->skipped)
 172         putc('S',statfile);
 173       else if (mb_type & MB_INTRA)
 174         putc('I',statfile);
 175       else switch (mb_type & (MB_FORWARD|MB_BACKWARD))
 176       {
 177       case MB_FORWARD:
 178         putc(mbi->motion_type==MC_FIELD ? 'f' :
 179              mbi->motion_type==MC_DMV   ? 'p' :
 180                                           'F',statfile); break;
 181       case MB_BACKWARD:
 182         putc(mbi->motion_type==MC_FIELD ? 'b' :
 183                                           'B',statfile); break;
 184       case MB_FORWARD|MB_BACKWARD:
 185         putc(mbi->motion_type==MC_FIELD ? 'd' :
 186                                           'D',statfile); break;
 187       default:
 188         putc('0',statfile); break;
 189       }
 190
 191       if (mb_type & MB_QUANT)
 192         putc('Q',statfile);
 193       else if (mb_type & (MB_PATTERN|MB_INTRA))
 194         putc(' ',statfile);
 195       else
 196         putc('N',statfile);
 197
 198       putc(' ',statfile);
 199
 200       k++;
 201     }
 202     putc('\n',statfile);
 203   }
 204
 205   fprintf(statfile,"\nmquant map:\n");
 206
 207   k=0;
 208   for (j=0; j<mb_height2; j++)
 209   {
 210     for (i=0; i<mb_width; i++)
 211     {
 212       if (i==0 || mbinfo[k].mquant!=mbinfo[k-1].mquant)
 213         fprintf(statfile,"%3d",mbinfo[k].mquant);
 214       else
 215         fprintf(statfile,"   ");
 216
 217       k++;
 218     }
 219     putc('\n',statfile);
 220   }
 221
 222 #if 0
 223   fprintf(statfile,"\ncbp map:\n");
 224
 225   k=0;
 226   for (j=0; j<mb_height2; j++)
 227   {
 228     for (i=0; i<mb_width; i++)
 229     {
 230       fprintf(statfile,"%02x ",mbinfo[k].cbp);
 231
 232       k++;
 233     }
 234     putc('\n',statfile);
 235   }
 236
 237   if (pict_struct==FRAME_PICTURE && !frame_pred_dct)
 238   {
 239     fprintf(statfile,"\ndct_type map:\n");
 240
 241     k=0;
 242     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 243     {
 244       for (i=0; i<mb_width; i++)
 245       {
 246         if (mbinfo[k].mb_type & (MB_PATTERN|MB_INTRA))
 247           fprintf(statfile,"%d  ",mbinfo[k].dct_type);
 248         else
 249           fprintf(statfile,"   ");
 250
 251         k++;
 252       }
 253       putc('\n',statfile);
 254     }
 255   }
 256
 257   if (pict_type!=I_TYPE)
 258   {
 259     fprintf(statfile,"\nforward motion vectors (first vector, horizontal):\n");
 260
 261     k=0;
 262     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 263     {
 264       for (i=0; i<mb_width; i++)
 265       {
 266         if (mbinfo[k].mb_type & MB_FORWARD)
 267           fprintf(statfile,"%4d",mbinfo[k].MV[0][0][0]);
 268         else
 269           fprintf(statfile,"   .");
 270
 271         k++;
 272       }
 273       putc('\n',statfile);
 274     }
 275
 276     fprintf(statfile,"\nforward motion vectors (first vector, vertical):\n");
 277
 278     k=0;
 279     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 280     {
 281       for (i=0; i<mb_width; i++)
 282       {
 283         if (mbinfo[k].mb_type & MB_FORWARD)
 284           fprintf(statfile,"%4d",mbinfo[k].MV[0][0][1]);
 285         else
 286           fprintf(statfile,"   .");
 287
 288         k++;
 289       }
 290       putc('\n',statfile);
 291     }
 292
 293     fprintf(statfile,"\nforward motion vectors (second vector, horizontal):\n");
 294
 295     k=0;
 296     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 297     {
 298       for (i=0; i<mb_width; i++)
 299       {
 300         if (mbinfo[k].mb_type & MB_FORWARD
 301             && ((pict_struct==FRAME_PICTURE && mbinfo[k].motion_type==MC_FIELD) ||
 302                 (pict_struct!=FRAME_PICTURE && mbinfo[k].motion_type==MC_16X8)))
 303           fprintf(statfile,"%4d",mbinfo[k].MV[1][0][0]);
 304         else
 305           fprintf(statfile,"   .");
 306
 307         k++;
 308       }
 309       putc('\n',statfile);
 310     }
 311
 312     fprintf(statfile,"\nforward motion vectors (second vector, vertical):\n");
 313
 314     k=0;
 315     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 316     {
 317       for (i=0; i<mb_width; i++)
 318       {
 319         if (mbinfo[k].mb_type & MB_FORWARD
 320             && ((pict_struct==FRAME_PICTURE && mbinfo[k].motion_type==MC_FIELD) ||
 321                 (pict_struct!=FRAME_PICTURE && mbinfo[k].motion_type==MC_16X8)))
 322           fprintf(statfile,"%4d",mbinfo[k].MV[1][0][1]);
 323         else
 324           fprintf(statfile,"   .");
 325
 326         k++;
 327       }
 328       putc('\n',statfile);
 329     }
 330
 331
 332   }
 333
 334   if (pict_type==B_TYPE)
 335   {
 336     fprintf(statfile,"\nbackward motion vectors (first vector, horizontal):\n");
 337
 338     k=0;
 339     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 340     {
 341       for (i=0; i<mb_width; i++)
 342       {
 343         if (mbinfo[k].mb_type & MB_BACKWARD)
 344           fprintf(statfile,"%4d",mbinfo[k].MV[0][1][0]);
 345         else
 346           fprintf(statfile,"   .");
 347
 348         k++;
 349       }
 350       putc('\n',statfile);
 351     }
 352
 353     fprintf(statfile,"\nbackward motion vectors (first vector, vertical):\n");
 354
 355     k=0;
 356     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 357     {
 358       for (i=0; i<mb_width; i++)
 359       {
 360         if (mbinfo[k].mb_type & MB_BACKWARD)
 361           fprintf(statfile,"%4d",mbinfo[k].MV[0][1][1]);
 362         else
 363           fprintf(statfile,"   .");
 364
 365         k++;
 366       }
 367       putc('\n',statfile);
 368     }
 369
 370     fprintf(statfile,"\nbackward motion vectors (second vector, horizontal):\n");
 371
 372     k=0;
 373     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 374     {
 375       for (i=0; i<mb_width; i++)
 376       {
 377         if (mbinfo[k].mb_type & MB_BACKWARD
 378             && ((pict_struct==FRAME_PICTURE && mbinfo[k].motion_type==MC_FIELD) ||
 379                 (pict_struct!=FRAME_PICTURE && mbinfo[k].motion_type==MC_16X8)))
 380           fprintf(statfile,"%4d",mbinfo[k].MV[1][1][0]);
 381         else
 382           fprintf(statfile,"   .");
 383
 384         k++;
 385       }
 386       putc('\n',statfile);
 387     }
 388
 389     fprintf(statfile,"\nbackward motion vectors (second vector, vertical):\n");
 390
 391     k=0;
 392     for (j=0; j<mb_height2; j++)
 393     {
 394       for (i=0; i<mb_width; i++)
 395       {
 396         if (mbinfo[k].mb_type & MB_BACKWARD
 397             && ((pict_struct==FRAME_PICTURE && mbinfo[k].motion_type==MC_FIELD) ||
 398                 (pict_struct!=FRAME_PICTURE && mbinfo[k].motion_type==MC_16X8)))
 399           fprintf(statfile,"%4d",mbinfo[k].MV[1][1][1]);
 400         else
 401           fprintf(statfile,"   .");
 402
 403         k++;
 404       }
 405       putc('\n',statfile);
 406     }
 407
 408
 409   }
 410 #endif
 411
 412 #if 0
 413   /* useful for debugging */
 414   fprintf(statfile,"\nmacroblock info dump:\n");
 415
 416   k=0;
 417   for (j=0; j<mb_height2; j++)
 418   {
 419     for (i=0; i<mb_width; i++)
 420     {
 421       fprintf(statfile,"%d: %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d\n",
 422       k,
 423       mbinfo[k].mb_type,
 424       mbinfo[k].motion_type,
 425       mbinfo[k].dct_type,
 426       mbinfo[k].mquant,
 427       mbinfo[k].cbp,
 428       mbinfo[k].skipped,
 429       mbinfo[k].MV[0][0][0],
 430       mbinfo[k].MV[0][0][1],
 431       mbinfo[k].MV[0][1][0],
 432       mbinfo[k].MV[0][1][1],
 433       mbinfo[k].MV[1][0][0],
 434       mbinfo[k].MV[1][0][1],
 435       mbinfo[k].MV[1][1][0],
 436       mbinfo[k].MV[1][1][1],
 437       mbinfo[k].mv_field_sel[0][0],
 438       mbinfo[k].mv_field_sel[0][1],
 439       mbinfo[k].mv_field_sel[1][0],
 440       mbinfo[k].mv_field_sel[1][1]);
 441
 442       k++;
 443     }
 444   }
 445 #endif
 446 }