python/tests/test_specdesc.py

   1 #! /usr/bin/env python
   2
   3 from numpy.testing import TestCase, assert_equal, assert_almost_equal
   4 from numpy import random, arange, log, zeros
   5 from aubio import specdesc, cvec, float_type
   6
   7 methods = ["default",
   8      "energy",
   9      "hfc",
  10      "complex",
  11      "phase",
  12      "specdiff",
  13      "kl",
  14      "mkl",
  15      "specflux",
  16      "centroid",
  17      "spread",
  18      "skewness",
  19      "kurtosis",
  20      "slope",
  21      "decrease",
  22      "rolloff"]
  23 buf_size = 2048
  24
  25 class aubio_specdesc(TestCase):
  26
  27     def test_members(self):
  28         o = specdesc()
  29
  30         for method in methods:
  31             o = specdesc(method, buf_size)
  32             assert_equal ([o.buf_size, o.method], [buf_size, method])
  33
  34             spec = cvec(buf_size)
  35             spec.norm[0] = 1
  36             spec.norm[1] = 1./2.
  37             #print "%20s" % method, str(o(spec))
  38             o(spec)
  39             spec.norm = random.random_sample((len(spec.norm),)).astype(float_type)
  40             spec.phas = random.random_sample((len(spec.phas),)).astype(float_type)
  41             #print "%20s" % method, str(o(spec))
  42             assert (o(spec) != 0.)
  43
  44     def test_phase(self):
  45         o = specdesc("phase", buf_size)
  46         spec = cvec(buf_size)
  47         # phase of zeros is zero
  48         assert_equal (o(spec), 0.)
  49         spec.phas = random.random_sample((len(spec.phas),)).astype(float_type)
  50         # phase of random is not zero
  51         spec.norm[:] = 1
  52         assert (o(spec) != 0.)
  53
  54     def test_specdiff(self):
  55         o = specdesc("phase", buf_size)
  56         spec = cvec(buf_size)
  57         # specdiff of zeros is zero
  58         assert_equal (o(spec), 0.)
  59         spec.phas = random.random_sample((len(spec.phas),)).astype(float_type)
  60         # phase of random is not zero
  61         spec.norm[:] = 1
  62         assert (o(spec) != 0.)
  63
  64     def test_hfc(self):
  65         o = specdesc("hfc")
  66         c = cvec()
  67         assert_equal( 0., o(c))
  68         a = arange(c.length, dtype=float_type)
  69         c.norm = a
  70         assert_equal (a, c.norm)
  71         assert_equal ( sum(a*(a+1)), o(c))
  72
  73     def test_complex(self):
  74         o = specdesc("complex")
  75         c = cvec()
  76         assert_equal( 0., o(c))
  77         a = arange(c.length, dtype=float_type)
  78         c.norm = a
  79         assert_equal (a, c.norm)
  80         # the previous run was on zeros, so previous frames are still 0
  81         # so we have sqrt ( abs ( r2 ^ 2) ) == r2
  82         assert_equal ( sum(a), o(c))
  83         # second time. c.norm = a, so, r1 = r2, and the euclidian distance is 0
  84         assert_equal ( 0, o(c))
  85
  86     def test_kl(self):
  87         o = specdesc("kl")
  88         c = cvec()
  89         assert_equal( 0., o(c))
  90         a = arange(c.length, dtype=float_type)
  91         c.norm = a
  92         assert_almost_equal( sum(a * log(1.+ a/1.e-1 ) ) / o(c), 1., decimal=6)
  93
  94     def test_mkl(self):
  95         o = specdesc("mkl")
  96         c = cvec()
  97         assert_equal( 0., o(c))
  98         a = arange(c.length, dtype=float_type)
  99         c.norm = a
 100         assert_almost_equal( sum(log(1.+ a/1.e-1 ) ) / o(c), 1, decimal=6)
 101
 102     def test_specflux(self):
 103         o = specdesc("specflux")
 104         c = cvec()
 105         assert_equal( 0., o(c))
 106         a = arange(c.length, dtype=float_type)
 107         c.norm = a
 108         assert_equal( sum(a), o(c))
 109         assert_equal( 0, o(c))
 110         c.norm = zeros(c.length, dtype=float_type)
 111         assert_equal( 0, o(c))
 112
 113     def test_centroid(self):
 114         o = specdesc("centroid")
 115         c = cvec()
 116         # make sure centroid of zeros is zero
 117         assert_equal( 0., o(c))
 118         a = arange(c.length, dtype=float_type)
 119         c.norm = a
 120         centroid = sum(a*a) / sum(a)
 121         assert_almost_equal (centroid, o(c), decimal = 2)
 122
 123         c.norm = a * .5
 124         assert_almost_equal (centroid, o(c), decimal = 2)
 125
 126     def test_spread(self):
 127         o = specdesc("spread")
 128         c = cvec(1024)
 129         ramp = arange(c.length, dtype=float_type)
 130         assert_equal( 0., o(c))
 131
 132         a = ramp
 133         c.norm = a
 134         centroid = sum(a*a) / sum(a)
 135         spread = sum( a * pow(ramp - centroid, 2.) ) / sum(a)
 136         assert_almost_equal (o(c), spread, decimal = 1)
 137
 138     def test_skewness(self):
 139         o = specdesc("skewness")
 140         c = cvec()
 141         assert_equal( 0., o(c))
 142         a = arange(c.length, dtype=float_type)
 143         c.norm = a
 144         centroid = sum(a*a) / sum(a)
 145         spread = sum( (a - centroid)**2 *a) / sum(a)
 146         skewness = sum( (a - centroid)**3 *a) / sum(a) / spread **1.5
 147         assert_almost_equal (skewness, o(c), decimal = 2)
 148
 149         c.norm = a * 3
 150         assert_almost_equal (skewness, o(c), decimal = 2)
 151
 152     def test_kurtosis(self):
 153         o = specdesc("kurtosis")
 154         c = cvec()
 155         assert_equal( 0., o(c))
 156         a = arange(c.length, dtype=float_type)
 157         c.norm = a
 158         centroid = sum(a*a) / sum(a)
 159         spread = sum( (a - centroid)**2 *a) / sum(a)
 160         kurtosis = sum( (a - centroid)**4 *a) / sum(a) / spread **2
 161         assert_almost_equal (kurtosis, o(c), decimal = 2)
 162
 163     def test_slope(self):
 164         o = specdesc("slope")
 165         c = cvec()
 166         assert_equal( 0., o(c))
 167         a = arange(c.length * 2, 0, -2, dtype=float_type)
 168         k = arange(c.length, dtype=float_type)
 169         c.norm = a
 170         num = len(a) * sum(k*a) - sum(k)*sum(a)
 171         den = (len(a) * sum(k**2) - sum(k)**2)
 172         slope = num/den/sum(a)
 173         assert_almost_equal (slope, o(c), decimal = 5)
 174
 175         a = arange(0, c.length * 2, +2, dtype=float_type)
 176         c.norm = a
 177         num = len(a) * sum(k*a) - sum(k)*sum(a)
 178         den = (len(a) * sum(k**2) - sum(k)**2)
 179         slope = num/den/sum(a)
 180         assert_almost_equal (slope, o(c), decimal = 5)
 181
 182         a = arange(0, c.length * 2, +2, dtype=float_type)
 183         c.norm = a * 2
 184         assert_almost_equal (slope, o(c), decimal = 5)
 185
 186     def test_decrease(self):
 187         o = specdesc("decrease")
 188         c = cvec()
 189         assert_equal( 0., o(c))
 190         a = arange(c.length * 2, 0, -2, dtype=float_type)
 191         k = arange(c.length, dtype=float_type)
 192         c.norm = a
 193         decrease = sum((a[1:] - a [0]) / k[1:]) / sum(a[1:])
 194         assert_almost_equal (decrease, o(c), decimal = 5)
 195
 196         a = arange(0, c.length * 2, +2, dtype=float_type)
 197         c.norm = a
 198         decrease = sum((a[1:] - a [0]) / k[1:]) / sum(a[1:])
 199         assert_almost_equal (decrease, o(c), decimal = 5)
 200
 201         a = arange(0, c.length * 2, +2, dtype=float_type)
 202         c.norm = a * 2
 203         decrease = sum((a[1:] - a [0]) / k[1:]) / sum(a[1:])
 204         assert_almost_equal (decrease, o(c), decimal = 5)
 205
 206     def test_rolloff(self):
 207         o = specdesc("rolloff")
 208         c = cvec()
 209         assert_equal( 0., o(c))
 210         a = arange(c.length * 2, 0, -2, dtype=float_type)
 211         c.norm = a
 212         cumsum = .95*sum(a*a)
 213         i = 0; rollsum = 0
 214         while rollsum < cumsum:
 215             rollsum += a[i]*a[i]
 216             i+=1
 217         rolloff = i
 218         assert_equal (rolloff, o(c))
 219
 220 class aubio_specdesc_wrong(TestCase):
 221
 222     def test_negative(self):
 223         with self.assertRaises(ValueError):
 224             specdesc("default", -10)
 225
 226     def test_unknown(self):
 227         with self.assertRaises(RuntimeError):
 228             specdesc("unknown", 512)
 229
 230 if __name__ == '__main__':
 231     from unittest import main
 232     main()