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📋 PLAN DE DESARROLLO - 05_23_QUALITY_VALIDATION

Fecha de creación: 2025-10-15 Versión: 1.0.0 Autor: AudioLab Core Team Duración estimada: 24-29 semanas (~6 meses)

🎯 VISIÓN GENERAL

El subsistema 05_23_QUALITY_VALIDATION es el "Quality Assurance Laboratory" de AudioLab - un sistema exhaustivo de validación y certificación que garantiza que todos los componentes cumplan con los más altos estándares de calidad, rendimiento y compatibilidad.

Objetivo Principal

Proporcionar un framework completo de validación automatizada que: - Verifique la correctitud algorítmica matemática - Mida calidad de audio con precisión profesional - Profile rendimiento en tiempo real - Detecte regresiones automáticamente - Certifique compatibilidad multiplataforma - Valide estabilidad en condiciones extremas

📊 ARQUITECTURA DEL SISTEMA

05_23_QUALITY_VALIDATION/
├── 05_23_00_algorithmic_validator/    ← El Matemático Forense
├── 05_23_01_audio_quality_analyzer/   ← El Audiólogo
├── 05_23_02_performance_profiler/     ← El Cronometrista
├── 05_23_03_stability_tester/         ← El Torturador
├── 05_23_04_compatibility_verifier/   ← El Inspector Universal
├── 05_23_05_automation_validator/     ← El Validador de Parámetros
├── 05_23_06_latency_measurer/         ← El Medidor de Latencia
├── 05_23_07_preset_validator/         ← El Guardián de Presets
├── 05_23_08_regression_guardian/      ← El Guardián del Tiempo
├── 05_23_09_golden_reference/         ← La Verdad Absoluta
└── 05_23_10_certification_system/     ← El Certificador Final

🗓️ PLAN DE TAREAS (13 Tareas Principales)

TASK 0: Algorithmic Validator - El Matemático Forense

Duración estimada: 4-5 semanas Prioridad: CRÍTICA Objetivo: Verificación exhaustiva de correctitud algorítmica

0.1 Core Implementation (2-3 semanas)

Archivos a crear: - include/algorithmic_validator.hpp - Interfaz principal - include/numerical_analysis.hpp - Análisis numérico (ULP, épsilon, error relativo) - include/test_signal_generator.hpp - Generador de señales de prueba - src/algorithmic_validator.cpp - Implementación - src/numerical_analysis.cpp - Implementación análisis numérico

Funcionalidades core: 

class AlgorithmicValidator {
    // Verificación de correctitud
    ValidationResult validateAlgorithm(const Algorithm& algo, const TestCase& test);

    // Análisis numérico
    NumericAccuracyReport analyzeNumericalAccuracy(const float* expected,
                                                    const float* actual,
                                                    size_t length);

    // Generación de test signals
    TestSignal generateTestSignal(SignalType type, TestConfig config);

    // Validación contra referencias
    ReferenceComparisonResult compareAgainstReference(
        const Algorithm& tested,
        const ReferenceImplementation& reference
    );
};

struct NumericAccuracyReport {
    double max_ulp_error;           // Error en ULPs (Units in Last Place)
    double mean_relative_error;     // Error relativo promedio
    double max_absolute_error;      // Error absoluto máximo
    bool passes_epsilon_test;       // ¿Pasa test de épsilon?
    std::string quality_assessment; // Evaluación cualitativa
};

Señales de prueba: - Impulso (Dirac delta) - Escalón unitario - Rampa lineal - Seno puro (1 kHz, 440 Hz) - Sweep logarítmico (20 Hz - 20 kHz) - Ruido blanco - Ruido rosa - Chirp lineal/exponencial - Señales patológicas (DC, NaN, Inf, denormales)

0.2 Testing Framework (1 semana)

Archivos: - tests/test_algorithmic_validator.cpp - Suite completa de tests - tests/test_numerical_analysis.cpp - Tests de análisis numérico - tests/test_signal_generator.cpp - Tests de generación

Test cases: - Validación de FFT vs DFT de referencia - Verificación de filtros IIR/FIR vs respuesta teórica - Validación de conversiones dB <-> linear - Tests de precisión numérica (float vs double)

0.3 Documentation (1 semana)

  • README.md con ejemplos de uso
  • MATHEMATICAL_FOUNDATIONS.md (fundamentos matemáticos)
  • API documentation completa

Entregables Task 0: - ✅ 5 archivos de implementación (~2,500 LOC) - ✅ Suite de tests completa - ✅ Documentación matemática exhaustiva - ✅ 10+ señales de prueba estandarizadas

Duración estimada: 6-7 semanas Prioridad: CRÍTICA Objetivo: Análisis exhaustivo de calidad de audio profesional

1.1 Core Implementation (3-4 semanas)

Archivos a crear: - include/audio_quality_analyzer.hpp - Interfaz principal - include/spectral_analyzer.hpp - Análisis espectral - include/transient_analyzer.hpp - Análisis de transientes - include/phase_analyzer.hpp - Análisis de fase - src/audio_quality_analyzer.cpp - Implementación principal - src/spectral_analyzer.cpp - Implementación espectral - src/transient_analyzer.cpp - Análisis transientes

Funcionalidades core: 

class AudioQualityAnalyzer {
    // Análisis completo
    ComprehensiveAudioReport analyzeAudio(const AudioBuffer& buffer);

    // Análisis espectral detallado
    SpectralReport analyzeSpectrum(const float* audio, size_t length);

    // Análisis de transientes
    TransientReport analyzeTransients(const float* audio, size_t length);

    // Análisis de fase
    PhaseCoherenceReport analyzePhase(const float* left, const float* right, size_t length);

    // Detección de artefactos
    ArtifactReport detectArtifacts(const float* audio, size_t length);
};

struct ComprehensiveAudioReport {
    // Distorsión
    float thd_percent;              // THD < 0.001% (professional)
    float thd_plus_n_db;            // THD+N
    float imd_smpte_percent;        // IMD SMPTE

    // Ruido
    float snr_a_weighted_db;        // SNR > 120 dB
    float noise_floor_db;           // Piso de ruido

    // Respuesta en frecuencia
    FrequencyResponse freq_response; // ±0.1 dB flatness

    // Transientes
    float slew_rate;                // Velocidad de cambio
    float overshoot_percent;        // Overshoot en transientes

    // Fase
    float phase_coherence;          // Coherencia de fase (0-1)

    // Artefactos
    std::vector<Artifact> detected_artifacts;

    // Calidad global
    QualityGrade overall_grade;     // A+, A, B, C, D, F
    bool passes_professional_standard;
};

Métricas implementadas: - THD (Total Harmonic Distortion) - THD+N (THD plus Noise) - IMD (Intermodulation Distortion) - SMPTE, DIN, CCIF - SNR (Signal-to-Noise Ratio) - A-weighted, C-weighted - SINAD (Signal-to-Noise-And-Distortion) - Dynamic Range - Frequency Response (magnitud y fase) - Group Delay - Slew Rate - Overshoot/Undershoot - Phase Coherence

Detección de artefactos: - Clipping (hard/soft) - Aliasing - Zipper noise - DC offset - Clicks/pops - Digital artifacts - Pre-ringing/post-ringing

1.2 Integration con 05_18_QUALITY_METRICS (1 semana)

Objetivo: Reutilizar analizadores existentes 

// Integrar con subsistema 05_18
#include <audiolab/metrics/audio/thd_analyzer.hpp>
#include <audiolab/metrics/audio/snr_analyzer.hpp>
#include <audiolab/metrics/audio/imd_analyzer.hpp>
#include <audiolab/metrics/audio/lufs_meter.hpp>

// Crear wrapper unificado
class AudioQualityAnalyzer {
    audiolab::metrics::audio::THDAnalyzer thd_analyzer_;
    audiolab::metrics::audio::SNRAnalyzer snr_analyzer_;
    audiolab::metrics::audio::IMDAnalyzer imd_analyzer_;
    audiolab::metrics::audio::LUFSMeter lufs_meter_;

    // Agregar análisis adicionales propios
    SpectralAnalyzer spectral_analyzer_;
    TransientAnalyzer transient_analyzer_;
};

1.3 Testing (1-2 semanas)

Archivos: - tests/test_audio_quality_analyzer.cpp - tests/test_spectral_analyzer.cpp - tests/test_transient_analyzer.cpp - examples/comprehensive_audio_analysis.cpp

1.4 Documentation (1 semana)

  • AUDIO_QUALITY_STANDARDS.md (AES17, IEEE 1057, ITU-R BS.1770)
  • ARTIFACT_DETECTION_GUIDE.md
  • API documentation

Entregables Task 1: - ✅ 7 archivos de implementación (~3,500 LOC) - ✅ Integración con 05_18_QUALITY_METRICS - ✅ Suite de tests con señales de referencia - ✅ Documentación de estándares profesionales

TASK 2: Performance Profiler - El Cronometrista

Duración estimada: 4-5 semanas Prioridad: ALTA Objetivo: Profiling exhaustivo de rendimiento en tiempo real

2.1 Core Implementation (2-3 semanas)

Archivos: - include/performance_profiler.hpp - Interfaz principal - include/cpu_profiler.hpp - Profiling de CPU - include/memory_profiler.hpp - Profiling de memoria - include/rt_profiler.hpp - Profiling de tiempo real - src/performance_profiler.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class PerformanceProfiler {
    // Profiling de CPU
    CPUProfile profileCPU(std::function<void()> workload);

    // Profiling de memoria
    MemoryProfile profileMemory(std::function<void()> workload);

    // Profiling de tiempo real
    RealTimeProfile profileRealTime(AudioProcessor& processor,
                                    size_t buffer_size,
                                    size_t iterations);

    // Análisis de cachés
    CacheProfile analyzeCachePerformance(std::function<void()> workload);

    // Detección de rt-safety violations
    RTSafetyReport detectRTViolations(std::function<void()> process_callback);
};

struct RealTimeProfile {
    // Timing
    double mean_process_time_ns;
    double median_process_time_ns;
    double p95_process_time_ns;
    double p99_process_time_ns;
    double max_process_time_ns;

    // CPU usage
    double cpu_usage_percent;
    double cpu_cycles_per_sample;

    // Real-time safety
    bool is_rt_safe;
    std::vector<RTViolation> rt_violations;

    // Efficiency
    double samples_per_second_throughput;
    bool meets_real_time_deadline;
    float safety_margin_percent; // % below deadline
};

struct RTViolation {
    RTViolationType type; // ALLOCATION, LOCK, SYSCALL, DIVISION, etc.
    std::string location; // Stack trace
    uint64_t timestamp_ns;
};

Métricas de rendimiento: - CPU cycles per sample - Processing time (mean, median, p95, p99, max) - CPU usage percentage - Cache misses (L1, L2, L3) - Memory allocations (count, size) - Lock contention - Context switches - Real-time safety violations

RT-Safety checks: - No dynamic allocations - No locks in audio thread - No system calls - No divisions by zero - No denormal numbers - No exceptions thrown

2.2 Platform-specific implementation (1 semana)

Windows: - QueryPerformanceCounter - GetProcessTimes - VirtualQuery

macOS/Linux: - clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC) - getrusage - perf_event_open (Linux)

2.3 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_performance_profiler.cpp - examples/profile_audio_processor.cpp

2.4 Documentation (0.5 semanas)

  • PERFORMANCE_OPTIMIZATION_GUIDE.md
  • RT_SAFETY_BEST_PRACTICES.md

Entregables Task 2: - ✅ 5 archivos de implementación (~2,000 LOC) - ✅ Detección automática de RT violations - ✅ Profiling multiplataforma - ✅ Guías de optimización

TASK 3: Stability Tester - El Torturador

Duración estimada: 5-6 semanas Prioridad: ALTA Objetivo: Torture testing exhaustivo en condiciones extremas

3.1 Core Implementation (3 semanas)

Archivos: - include/stability_tester.hpp - Interfaz principal - include/torture_test_suite.hpp - Suite de torture tests - include/edge_case_generator.hpp - Generador de casos extremos - src/stability_tester.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class StabilityTester {
    // Torture testing
    TortureTestResult runTortureTest(AudioProcessor& processor,
                                     TortureTestConfig config);

    // Edge cases
    EdgeCaseReport testEdgeCases(AudioProcessor& processor);

    // Long-running stability
    StabilityReport testLongRunningStability(AudioProcessor& processor,
                                             Duration duration);

    // Stress testing
    StressTestReport stressTest(AudioProcessor& processor,
                                StressTestConfig config);

    // Crash detection
    CrashReport detectCrashes(std::function<void()> test_function);
};

struct TortureTestResult {
    bool passed;
    uint64_t total_samples_processed;
    Duration test_duration;

    // Failures detected
    uint32_t crashes;
    uint32_t hangs;
    uint32_t audio_glitches;
    uint32_t assertion_failures;

    // Edge cases tested
    std::vector<EdgeCaseResult> edge_case_results;

    // Performance under stress
    PerformanceDegradation performance_degradation;
};

Torture test scenarios: 1. Pathological Audio Inputs: - DC offset (full scale) - Silence (all zeros) - Full scale square wave - Impulse train - White noise at max level - NaN / Inf values - Denormal numbers - Alternating +1/-1

  1. Parameter Extremes:
  2. All parameters at minimum
  3. All parameters at maximum
  4. Rapid parameter changes (zipper test)
  5. Random parameter walks

  6. Parameter discontinuities

  7. Buffer Size Variations:

  8. 1 sample (minimum)
  9. 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192
  10. Prime numbers (127, 509, 1021)

  11. Variable buffer sizes

  12. Sample Rate Variations:

  13. 8 kHz, 16 kHz, 22.05 kHz, 32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, 192 kHz

  14. Long-running Tests:

  15. 24 hours continuous processing
  16. 1 million buffer callbacks

  17. Memory leak detection

  18. Multi-threading Stress:

  19. Simultaneous parameter changes from multiple threads
  20. Concurrent processing on multiple cores
  21. Race condition detection

3.2 Edge Case Generator (1 semana)

Casos extremos a generar: 

class EdgeCaseGenerator {
    // Audio edge cases
    AudioBuffer generateDCOffset(float level);
    AudioBuffer generateSilence(size_t length);
    AudioBuffer generateFullScaleSquare();
    AudioBuffer generateNaNBuffer();
    AudioBuffer generateDenormals();

    // Parameter edge cases
    ParameterSet generateMinParameters();
    ParameterSet generateMaxParameters();
    ParameterSet generateRandomParameters();
    ParameterSet generateZipperParameters(); // Rapid changes
};

3.3 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_stability_tester.cpp - examples/torture_test_processor.cpp

3.4 Documentation (1 semana)

  • TORTURE_TESTING_GUIDE.md
  • EDGE_CASE_CATALOG.md

Entregables Task 3: - ✅ 4 archivos de implementación (~2,200 LOC) - ✅ 50+ edge cases automatizados - ✅ Long-running stability tests - ✅ Crash detection y reporting

TASK 4: Compatibility Verifier - El Inspector Universal

Duración estimada: 6-8 semanas Prioridad: ALTA Objetivo: Verificación de compatibilidad multiplataforma

4.1 Core Implementation (3-4 semanas)

Archivos: - include/compatibility_verifier.hpp - Interfaz principal - include/platform_tester.hpp - Tests por plataforma - include/daw_compatibility.hpp - Compatibilidad DAW - include/plugin_validator.hpp - Validación de plugins - src/compatibility_verifier.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class CompatibilityVerifier {
    // Verificación de plataforma
    PlatformCompatibilityReport verifyPlatform(Platform platform);

    // Verificación de DAW
    DAWCompatibilityReport verifyDAW(DAW daw, PluginFormat format);

    // Validación de plugin
    PluginValidationReport validatePlugin(const Plugin& plugin);

    // Verificación de formato
    FormatCompatibilityReport verifyFormat(PluginFormat format);
};

struct PlatformCompatibilityReport {
    Platform platform;
    bool is_compatible;

    // OS compatibility
    OSVersion min_os_version;
    OSVersion max_os_version;
    bool supports_current_os;

    // Architecture
    std::vector<Architecture> supported_architectures; // x64, ARM64

    // API compatibility
    std::map<API, bool> api_support; // ASIO, CoreAudio, JACK, etc.

    // Issues detected
    std::vector<CompatibilityIssue> issues;
};

Plataformas a verificar: - Windows (10, 11) - macOS (10.15+, 11+, 12+, 13+, 14+) - Linux (Ubuntu, Debian, Fedora, Arch) - iOS - Android

Formatos de plugin: - VST3 - AU (Audio Units) - AAX - LV2 - CLAP - Standalone

DAWs a verificar: - Ableton Live - Logic Pro - Pro Tools - Cubase - FL Studio - Reaper - Studio One - Bitwig

4.2 pluginval Integration (1-2 semanas)

Objetivo: Integrar con pluginval de JUCE 

# Ejecutar pluginval automáticamente
./pluginval --validate /path/to/plugin.vst3 --strictness-level 10

4.3 DAW Automation (2 semanas)

Automatización de pruebas en DAWs: - Scripts para cargar plugin en DAW - Verificación de GUI - Test de automation - Test de save/load preset

4.4 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_compatibility_verifier.cpp - scripts/run_pluginval.sh - scripts/test_all_daws.sh

4.5 Documentation (1 semana)

  • PLATFORM_COMPATIBILITY_MATRIX.md
  • DAW_COMPATIBILITY_GUIDE.md

Entregables Task 4: - ✅ 5 archivos de implementación (~2,500 LOC) - ✅ Integración con pluginval - ✅ Scripts de automatización DAW - ✅ Matriz de compatibilidad completa

TASK 5: Automation Validator - El Validador de Parámetros

Duración estimada: 3-4 semanas Prioridad: MEDIA Objetivo: Validación exhaustiva de automación de parámetros

5.1 Core Implementation (2 semanas)

Archivos: - include/automation_validator.hpp - Interfaz principal - include/parameter_validator.hpp - Validación de parámetros - include/automation_curve_tester.hpp - Tests de curvas - src/automation_validator.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class AutomationValidator {
    // Validar parámetro
    ParameterValidationReport validateParameter(const Parameter& param);

    // Test de automation
    AutomationReport testAutomation(Parameter& param,
                                    const AutomationCurve& curve);

    // Smoothing validation
    SmoothingReport validateSmoothing(Parameter& param);

    // Zipper noise detection
    ZipperNoiseReport detectZipperNoise(Parameter& param,
                                        const AutomationCurve& curve);
};

struct AutomationReport {
    bool passed;

    // Timing accuracy
    double timing_accuracy_ms;      // ¿Sigue la curva con precisión?

    // Smoothing
    bool has_proper_smoothing;
    float smoothing_time_ms;

    // Zipper noise
    bool has_zipper_noise;
    float zipper_noise_level_db;

    // Response time
    float response_time_ms;         // Latencia de respuesta

    // Curve following
    float curve_following_error;    // Error RMS vs curva ideal
};

Tests de automación: - Linear ramps - Exponential curves - Step changes (discontinuities) - High-frequency modulation (LFO) - Random walks - Preset recall

5.2 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_automation_validator.cpp - examples/validate_parameter_automation.cpp

5.3 Documentation (1 semana)

  • AUTOMATION_BEST_PRACTICES.md
  • PARAMETER_DESIGN_GUIDE.md

Entregables Task 5: - ✅ 4 archivos de implementación (~1,500 LOC) - ✅ Tests de zipper noise - ✅ Validación de smoothing - ✅ Guías de diseño de parámetros

TASK 6: Latency Measurer - El Medidor de Latencia

Duración estimada: 3-4 semanas Prioridad: MEDIA Objetivo: Medición precisa de latencia y compensación

6.1 Core Implementation (2 semanas)

Archivos: - include/latency_measurer.hpp - Interfaz principal - include/latency_compensation_validator.hpp - Validación de compensación - src/latency_measurer.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class LatencyMeasurer {
    // Medir latencia
    LatencyMeasurement measureLatency(AudioProcessor& processor);

    // Validar reported latency
    LatencyValidationReport validateReportedLatency(AudioProcessor& processor);

    // Medir phase latency
    PhaseLatencyReport measurePhaseLatency(AudioProcessor& processor);

    // Test de compensación
    CompensationValidationReport validateLatencyCompensation(
        AudioProcessor& processor);
};

struct LatencyMeasurement {
    // Latency values
    uint32_t reported_latency_samples;  // Lo que reporta el plugin
    uint32_t measured_latency_samples;  // Lo que medimos

    // Accuracy
    bool matches_reported;              // ¿Coincide con lo reportado?
    int32_t latency_error_samples;      // Error

    // Phase latency
    std::map<float, float> phase_latency_per_freq; // Latencia por frecuencia

    // Group delay
    std::map<float, float> group_delay_per_freq;
};

Métodos de medición: 1. Impulse Response Method: - Enviar impulso - Detectar peak en salida - Medir delay en samples

  1. Cross-correlation Method:
  2. Enviar señal conocida
  3. Cross-correlate input/output

  4. Peak indica latency

  5. Phase Measurement:

  6. Sweep de frecuencias
  7. Medir phase shift
  8. Calcular group delay

6.2 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_latency_measurer.cpp - examples/measure_plugin_latency.cpp

6.3 Documentation (1 semana)

  • LATENCY_MEASUREMENT_GUIDE.md
  • LATENCY_COMPENSATION_BEST_PRACTICES.md

Entregables Task 6: - ✅ 3 archivos de implementación (~1,200 LOC) - ✅ 3 métodos de medición - ✅ Validación de compensación - ✅ Análisis de phase/group delay

TASK 7: Preset Validator - El Guardián de Presets

Duración estimada: 4-5 semanas Prioridad: MEDIA Objetivo: Validación exhaustiva de sistema de presets

7.1 Core Implementation (2-3 semanas)

Archivos: - include/preset_validator.hpp - Interfaz principal - include/state_consistency_checker.hpp - Verificador de consistencia - include/preset_compatibility_tester.hpp - Tests de compatibilidad - src/preset_validator.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class PresetValidator {
    // Validar preset
    PresetValidationReport validatePreset(const Preset& preset);

    // Test save/load
    SaveLoadReport testSaveLoad(AudioProcessor& processor,
                                const Preset& preset);

    // Verificar consistencia
    StateConsistencyReport verifyStateConsistency(
        const Preset& saved,
        const Preset& loaded);

    // Test de compatibilidad
    CompatibilityReport testPresetCompatibility(
        const Preset& preset,
        Version old_version,
        Version new_version);
};

struct SaveLoadReport {
    bool passed;

    // Fidelity
    bool exact_match;               // ¿Match exacto?
    float parameter_difference_rms; // Diferencia en parámetros

    // Audio fidelity
    bool audio_output_matches;      // ¿Misma salida de audio?
    float audio_difference_db;      // Diferencia en dB

    // State consistency
    std::vector<StateInconsistency> inconsistencies;
};

Tests de presets: 1. Save/Load Fidelity: - Guardar preset - Cargar preset - Verificar que todos los parámetros coincidan

  1. Version Compatibility:
  2. Presets v1.0 → v2.0
  3. Backward compatibility

  4. Migration path validation

  5. Format Compatibility:

  6. VST3 state
  7. AU state

  8. Preset files (.preset, .fxp)

  9. Edge Cases:

  10. Empty presets
  11. Corrupted data
  12. Missing parameters
  13. Extra parameters (from newer version)

7.2 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_preset_validator.cpp - examples/validate_preset_system.cpp

7.3 Documentation (1 semana)

  • PRESET_SYSTEM_GUIDE.md
  • PRESET_VERSIONING_STRATEGY.md

Entregables Task 7: - ✅ 4 archivos de implementación (~1,800 LOC) - ✅ Tests de save/load fidelity - ✅ Validación de compatibilidad de versiones - ✅ Guía de diseño de presets

TASK 8: Regression Guardian - El Guardián del Tiempo

Duración estimada: 5-6 semanas Prioridad: ALTA Objetivo: Sistema de detección de regresiones automatizado

8.1 Core Implementation (3 semanas)

Archivos: - include/regression_guardian.hpp - Interfaz principal - include/baseline_manager.hpp - Gestor de baselines - include/regression_detector.hpp - Detector de regresiones - include/historical_comparator.hpp - Comparador histórico - src/regression_guardian.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class RegressionGuardian {
    // Crear baseline
    void createBaseline(const std::string& version,
                       const ValidationResults& results);

    // Detectar regresiones
    RegressionReport detectRegressions(
        const ValidationResults& current,
        const ValidationResults& baseline);

    // Comparación histórica
    HistoricalTrendReport compareHistorically(
        const std::string& metric_name,
        TimeRange time_range);

    // Alertas
    void setAlertThresholds(const AlertConfig& config);
    std::vector<Alert> checkAlerts();
};

struct RegressionReport {
    bool has_regressions;

    // Regressions detected
    std::vector<Regression> regressions;

    // Severity
    RegressionSeverity severity; // CRITICAL, HIGH, MEDIUM, LOW

    // Details
    std::map<std::string, MetricComparison> metric_comparisons;
};

struct Regression {
    std::string metric_name;
    float baseline_value;
    float current_value;
    float change_percent;
    RegressionType type; // PERFORMANCE, QUALITY, COMPATIBILITY
    RegressionSeverity severity;
    std::string description;
};

Métricas monitoreadas: - Performance metrics (CPU, memory, latency) - Audio quality metrics (THD, SNR, IMD) - Stability metrics (crashes, hangs) - Compatibility metrics (DAW support)

Detección de regresiones: 1. Statistical Detection: - Z-score test - T-test - CUSUM change detection

  1. Threshold-based:
  2. Hard thresholds (e.g., THD must be < 0.001%)

  3. Relative thresholds (e.g., no more than 10% worse)

  4. Trend Analysis:

  5. Linear regression
  6. Moving averages
  7. Anomaly detection

8.2 Integration con CI/CD (1 semana)

Objetivo: Ejecutar en GitHub Actions / GitLab CI 

# .github/workflows/regression_check.yml
name: Regression Check
on: [push, pull_request]
jobs:
  regression-check:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - name: Run Regression Guardian
        run: ./regression_guardian --compare-to baseline_v1.2.0
      - name: Upload Report
        uses: actions/upload-artifact@v2
        with:
          name: regression-report
          path: regression_report.json

8.3 Baseline Storage (1 semana)

Storage backend: - JSON files (local) - Database (PostgreSQL) - Cloud storage (S3)

8.4 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_regression_guardian.cpp - examples/detect_regressions.cpp

8.5 Documentation (1 semana)

  • REGRESSION_DETECTION_GUIDE.md
  • BASELINE_MANAGEMENT.md
  • CI_INTEGRATION_GUIDE.md

Entregables Task 8: - ✅ 5 archivos de implementación (~2,500 LOC) - ✅ Sistema de baselines - ✅ Detección estadística de regresiones - ✅ Integración CI/CD completa - ✅ Alerting system

TASK 9: Golden Reference - La Verdad Absoluta

Duración estimada: 4-5 semanas Prioridad: MEDIA-ALTA Objetivo: Sistema de referencias golden para validación

9.1 Core Implementation (2-3 semanas)

Archivos: - include/golden_reference.hpp - Interfaz principal - include/reference_generator.hpp - Generador de referencias - include/reference_comparator.hpp - Comparador - src/golden_reference.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class GoldenReference {
    // Crear referencia golden
    void createGoldenReference(
        const std::string& test_name,
        const AudioBuffer& input,
        const AudioBuffer& expected_output);

    // Validar contra referencia
    ReferenceComparisonResult validateAgainstReference(
        const std::string& test_name,
        const AudioBuffer& actual_output);

    // Update reference
    void updateGoldenReference(
        const std::string& test_name,
        const AudioBuffer& new_reference,
        UpdateReason reason);

    // Import reference
    void importReference(const std::filesystem::path& reference_file);
};

struct ReferenceComparisonResult {
    bool matches;

    // Similarity metrics
    float correlation;              // Correlation coefficient (0-1)
    float rmse;                     // Root Mean Square Error
    float mae;                      // Mean Absolute Error
    float max_absolute_error;       // Peak error

    // Perceptual similarity
    float perceptual_similarity;    // 0-1 (using psychoacoustic model)

    // Pass/fail
    bool passes_strict_match;       // Bit-exact match
    bool passes_numeric_tolerance;  // Within tolerance
    bool passes_perceptual_tolerance; // Perceptually identical
};

Golden references: 1. Audio References: - Input signals → Expected output - Test signals with known results - Reference recordings

  1. Parameter Automation:
  2. Automation curves → Expected output

  3. Parameter changes → State changes

  4. Preset Recalls:

  5. Preset data → Expected state

  6. Audio output for each preset

  7. Algorithm References:

  8. FFT reference (vs optimized)
  9. Filter reference (vs optimized)
  10. DSP algorithm references

9.2 Storage System (1 semana)

Formato de almacenamiento: 

{
  "test_name": "thd_sine_1khz",
  "version": "1.0.0",
  "created": "2025-10-15T10:00:00Z",
  "input": {
    "type": "audio",
    "format": "float32",
    "channels": 2,
    "sample_rate": 48000,
    "length_samples": 48000,
    "file": "input_thd_sine_1khz.wav"
  },
  "expected_output": {
    "file": "output_thd_sine_1khz.wav"
  },
  "tolerances": {
    "rmse": 1e-6,
    "max_error": 1e-5,
    "perceptual_threshold": 0.001
  }
}

9.3 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_golden_reference.cpp - examples/create_golden_reference.cpp - examples/validate_against_golden.cpp

9.4 Documentation (1 semana)

  • GOLDEN_REFERENCE_GUIDE.md
  • CREATING_REFERENCES.md
  • REFERENCE_MANAGEMENT.md

Entregables Task 9: - ✅ 4 archivos de implementación (~2,000 LOC) - ✅ Sistema de storage de referencias - ✅ Comparación perceptual - ✅ 50+ referencias golden incluidas

TASK 10: Certification System - El Certificador Final

Duración estimada: 5-6 semanas Prioridad: ALTA Objetivo: Sistema de certificación automatizado

10.1 Core Implementation (3 semanas)

Archivos: - include/certification_system.hpp - Interfaz principal - include/certification_suite.hpp - Suite de certificación - include/certification_report_generator.hpp - Generador de reportes - src/certification_system.cpp - Implementación

Funcionalidades core: 

class CertificationSystem {
    // Run certification
    CertificationReport runCertification(
        const Plugin& plugin,
        CertificationLevel level);

    // Check readiness
    ReadinessReport checkCertificationReadiness(const Plugin& plugin);

    // Generate certificate
    Certificate generateCertificate(const CertificationReport& report);

    // Validate certificate
    bool validateCertificate(const Certificate& cert);
};

enum class CertificationLevel {
    BASIC,          // Basic functionality
    STANDARD,       // Standard quality
    PROFESSIONAL,   // Professional quality
    REFERENCE       // Reference quality (highest)
};

struct CertificationReport {
    bool passed;
    CertificationLevel level_achieved;

    // Category scores
    float algorithmic_correctness_score;    // 0-100
    float audio_quality_score;              // 0-100
    float performance_score;                // 0-100
    float stability_score;                  // 0-100
    float compatibility_score;              // 0-100

    // Overall
    float overall_score;                    // 0-100

    // Details
    std::vector<CertificationCheck> checks;
    std::vector<CertificationIssue> issues;

    // Recommendations
    std::vector<std::string> recommendations;
};

struct Certificate {
    std::string plugin_name;
    std::string version;
    CertificationLevel level;
    std::string certificate_id;
    std::string issued_date;
    std::string valid_until;
    std::string signature; // Digital signature
};

Certification checks:

BASIC Level: - ✅ Compiles and runs - ✅ No crashes in normal operation - ✅ Basic audio processing works - ✅ Parameters respond - ✅ GUI loads

STANDARD Level: - ✅ All BASIC checks - ✅ THD < 0.1% - ✅ SNR > 80 dB - ✅ No RT-safety violations - ✅ Passes pluginval (strictness 5) - ✅ Works in 3+ DAWs

PROFESSIONAL Level: - ✅ All STANDARD checks - ✅ THD < 0.01% - ✅ SNR > 100 dB - ✅ CPU usage < 5% (single instance) - ✅ Passes all torture tests - ✅ Passes pluginval (strictness 10) - ✅ Works in 8+ DAWs - ✅ No memory leaks - ✅ Latency compensation correct

REFERENCE Level: - ✅ All PROFESSIONAL checks - ✅ THD < 0.001% (professional standard) - ✅ SNR > 120 dB - ✅ IMD < 0.001% - ✅ Frequency response ±0.1 dB - ✅ Phase linear < 1° - ✅ Zero crashes in 24hr torture test - ✅ Validates against golden references - ✅ Bit-exact deterministic processing - ✅ Complete documentation - ✅ Open source compliance

10.2 Report Generation (1 semana)

Formatos de reporte: - HTML (interactive report) - PDF (printable certificate) - JSON (machine-readable) - Markdown (documentation)

10.3 Digital Signatures (1 semana)

Objetivo: Firmar certificados digitalmente 

// Generate signed certificate
std::string generateSignature(const Certificate& cert,
                              const PrivateKey& key);

// Verify signature
bool verifySignature(const Certificate& cert,
                    const PublicKey& key);

10.4 Testing (1 semana)

Archivos: - tests/test_certification_system.cpp - examples/certify_plugin.cpp - examples/generate_certification_report.cpp

10.5 Documentation (1 semana)

  • CERTIFICATION_GUIDE.md
  • CERTIFICATION_LEVELS.md
  • CERTIFICATION_CHECKLIST.md

Entregables Task 10: - ✅ 4 archivos de implementación (~2,800 LOC) - ✅ 4 niveles de certificación - ✅ Report generator (HTML, PDF, JSON) - ✅ Sistema de firmas digitales - ✅ Documentación completa

TASK 11: System Integration

Duración estimada: 2-3 semanas Prioridad: CRÍTICA Objetivo: Integrar todos los validadores

11.1 Master Validation Orchestrator (1.5 semanas)

Archivo: - include/validation_orchestrator.hpp - Orquestador maestro - src/validation_orchestrator.cpp - Implementación

Funcionalidad: 

class ValidationOrchestrator {
    // Run all validations
    ComprehensiveValidationReport runAllValidations(
        const Plugin& plugin,
        ValidationConfig config);

    // Run subset
    ValidationReport runValidationSuite(
        const Plugin& plugin,
        std::vector<ValidatorType> validators);

    // Priority-based
    ValidationReport runPriorityValidation(
        const Plugin& plugin,
        Priority priority);
};

struct ComprehensiveValidationReport {
    // Individual reports
    AlgorithmicValidationReport algorithmic;
    AudioQualityReport audio_quality;
    PerformanceReport performance;
    StabilityReport stability;
    CompatibilityReport compatibility;
    AutomationReport automation;
    LatencyReport latency;
    PresetReport preset;
    RegressionReport regression;
    GoldenReferenceReport golden;
    CertificationReport certification;

    // Overall
    bool all_passed;
    float overall_quality_score;
    std::vector<Issue> critical_issues;
};

11.2 CLI Tool (1 semana)

Crear herramienta CLI: 

# Run full validation
audiolab-validate --plugin MyPlugin.vst3 --level professional

# Run specific validators
audiolab-validate --plugin MyPlugin.vst3 --validators algorithmic,audio_quality

# Generate certification
audiolab-validate --plugin MyPlugin.vst3 --certify --level reference

11.3 CI/CD Integration (0.5 semanas)

GitHub Actions workflow: 

name: Quality Validation
on: [push, pull_request]
jobs:
  validate:
    runs-on: ${{ matrix.os }}
    strategy:
      matrix:
        os: [ubuntu-latest, windows-latest, macos-latest]
    steps:
      - name: Build Plugin
        run: cmake --build build
      - name: Run Validation
        run: audiolab-validate --plugin build/MyPlugin.vst3
      - name: Upload Report
        uses: actions/upload-artifact@v2
        with:
          name: validation-report
          path: validation_report.html

Entregables Task 11: - ✅ Orquestador maestro - ✅ CLI tool completo - ✅ CI/CD workflows - ✅ Reportes unificados

TASK 12: Testing & Examples

Duración estimada: 2-3 semanas Prioridad: ALTA Objetivo: Suite completa de tests y ejemplos

12.1 Integration Tests (1.5 semanas)

Archivos: - tests/integration/test_full_validation_pipeline.cpp - tests/integration/test_certification_workflow.cpp - tests/integration/test_regression_detection.cpp

12.2 Example Programs (1 semana)

Ejemplos completos: 1. examples/basic_validation.cpp - Validación básica 2. examples/comprehensive_validation.cpp - Validación completa 3. examples/certification_example.cpp - Certificación 4. examples/regression_monitoring.cpp - Monitoreo de regresiones 5. examples/custom_validator.cpp - Validador custom

12.3 Test Data (0.5 semanas)

Crear test data: - Test plugins (simple gain, simple filter) - Golden references - Baseline data

Entregables Task 12: - ✅ 10+ integration tests - ✅ 5+ example programs - ✅ Test data completo

TASK 13: Documentation

Duración estimada: 3-4 semanas Prioridad: ALTA Objetivo: Documentación completa del subsistema

13.1 API Documentation (1 semana)

Archivos: - Doxygen comments en todos los headers - API reference generation

13.2 User Guides (1.5 semanas)

Guías principales: 1. docs/GETTING_STARTED.md - Inicio rápido 2. docs/USER_GUIDE.md - Guía completa de usuario 3. docs/VALIDATION_WORKFLOWS.md - Workflows de validación 4. docs/CERTIFICATION_GUIDE.md - Guía de certificación 5. docs/CI_CD_INTEGRATION.md - Integración CI/CD 6. docs/TROUBLESHOOTING.md - Resolución de problemas

13.3 Developer Documentation (1 semana)

Documentación técnica: 1. docs/ARCHITECTURE.md - Arquitectura del sistema 2. docs/EXTENDING_VALIDATORS.md - Crear validadores custom 3. docs/VALIDATION_ALGORITHMS.md - Algoritmos de validación 4. docs/STANDARDS_REFERENCE.md - Referencias de estándares

13.4 README & Summary (0.5 semanas)

Archivos: - README.md - Overview completo (500+ líneas) - DEVELOPMENT_SUMMARY.md - Resumen del desarrollo - FINAL_SUMMARY.md - Resumen final

Entregables Task 13: - ✅ API documentation completa - ✅ 6+ user guides - ✅ 4+ developer docs - ✅ README comprehensivo

📊 RESUMEN DE ENTREGABLES

Código

  • ~25,000 LOC de código de producción
  • 60+ archivos de implementación (.hpp, .cpp)
  • 30+ test files
  • 10+ example programs
  • 10+ scripts de automatización

Documentación

  • 15+ documentos de usuario/developer
  • API documentation completa
  • README comprehensivo (500+ líneas)
  • Guías de estándares y best practices

Tests

  • 100+ unit tests
  • 20+ integration tests
  • 50+ golden references
  • 10+ torture test scenarios

Herramientas

  • CLI tool completo
  • CI/CD workflows (GitHub Actions, GitLab CI)
  • Report generators (HTML, PDF, JSON)
  • Certification system con 4 niveles

🎯 CRITERIOS DE ÉXITO

Funcionales

  • ✅ Todos los 11 validadores implementados y funcionando
  • ✅ Sistema de certificación completo (4 niveles)
  • ✅ Integración CI/CD funcional
  • ✅ CLI tool operacional
  • ✅ Golden reference system operativo
  • ✅ Regression detection automático

Calidad

  • ✅ 100% de tests pasando
  • ✅ Cobertura de código > 80%
  • ✅ Zero memory leaks
  • ✅ Documentación completa
  • ✅ Ejemplos funcionando

Performance

  • ✅ Validation suite completa < 10 minutos
  • ✅ Individual validators < 1 minuto cada uno
  • ✅ Minimal overhead en CI/CD

🚀 ESTRATEGIA DE IMPLEMENTACIÓN

Fase 1: Core Validators (Semanas 1-8)

  • Task 0: Algorithmic Validator
  • Task 1: Audio Quality Analyzer
  • Task 2: Performance Profiler

Fase 2: Advanced Validators (Semanas 9-16)

  • Task 3: Stability Tester
  • Task 4: Compatibility Verifier
  • Task 5: Automation Validator
  • Task 6: Latency Measurer

Fase 3: Systems (Semanas 17-22)

  • Task 7: Preset Validator
  • Task 8: Regression Guardian
  • Task 9: Golden Reference
  • Task 10: Certification System

Fase 4: Integration (Semanas 23-26)

  • Task 11: System Integration
  • Task 12: Testing & Examples

Fase 5: Documentation (Semanas 27-29)

  • Task 13: Documentation Complete

📈 MÉTRICAS DE PROGRESO

Completitud

  • 0% - Planning complete
  • 20% - Core validators implemented
  • 40% - Advanced validators implemented
  • 60% - Systems implemented
  • 80% - Integration complete
  • 90% - Testing complete
  • 100% - Documentation complete

Quality Gates

  • All unit tests passing
  • All integration tests passing
  • Zero compiler warnings
  • Zero memory leaks
  • Documentation complete
  • Examples working

🎉 RESULTADO FINAL

Al completar este plan, AudioLab tendrá:

✅ Sistema de validación de calidad de clase mundial ✅ Certificación automática en 4 niveles ✅ Detección automática de regresiones ✅ Compatibilidad verificada en 8+ DAWs ✅ Golden reference system ✅ Integración CI/CD completa ✅ Documentación profesional exhaustiva

Impact: AudioLab pasa de "parece funcionar" a "certificado profesional" con validación objetiva y automatizada.

Fecha de creación: 2025-10-15 Última actualización: 2025-10-15 Estado: 📋 PLAN APROBADO - LISTO PARA IMPLEMENTACIÓN

"Quality is not an act, it is a habit." - Aristotle

05_23_QUALITY_VALIDATION: El sistema de validación que garantiza la excelencia en cada línea de código.