python/tests/test_specdesc.py

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