home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Windows Graphics Programming / Feng_Yuan_Win32_GDI_DirectX.iso / Samples / include / jlib / jquant1.cpp < prev    next >
Encoding:
C/C++ Source or Header  |  2000-05-16  |  31.8 KB  |  855 lines
  1. //-------------------------------------------------------------------------//
  2. //          Windows Graphics Programming: Win32 GDI and DirectDraw         //
  3. //                        ISBN  0-13-086985-6                              //
  4. //                                                                         //
  5. //  Modified by: Yuan, Feng                             www.fengyuan.com   //
  6. //  Changes    : C++, exception, in-memory source, BGR byte order          //
  7. //  Version    : 1.00.000, May 31, 2000                                    //
  8. //-------------------------------------------------------------------------//
  9.  
  10. /*
  11.  * jquant1.c
  12.  *
  13.  * Copyright (C) 1991-1996, Thomas G. Lane.
  14.  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
  15.  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
  16.  *
  17.  * This file contains 1-pass color quantization (color mapping) routines.
  18.  * These routines provide mapping to a fixed color map using equally spaced
  19.  * color values.  Optional Floyd-Steinberg or ordered dithering is available.
  20.  */
  21.  
  22. #define JPEG_INTERNALS
  23. #include "jinclude.h"
  24. #include "jpeglib.h"
  25.  
  26. #ifdef QUANT_1PASS_SUPPORTED
  27.  
  28.  
  29. /*
  30.  * The main purpose of 1-pass quantization is to provide a fast, if not very
  31.  * high quality, colormapped output capability.  A 2-pass quantizer usually
  32.  * gives better visual quality; however, for quantized grayscale output this
  33.  * quantizer is perfectly adequate.  Dithering is highly recommended with this
  34.  * quantizer, though you can turn it off if you really want to.
  35.  *
  36.  * In 1-pass quantization the colormap must be chosen in advance of seeing the
  37.  * image.  We use a map consisting of all combinations of Ncolors[i] color
  38.  * values for the i'th component.  The Ncolors[] values are chosen so that
  39.  * their product, the total number of colors, is no more than that requested.
  40.  * (In most cases, the product will be somewhat less.)
  41.  *
  42.  * Since the colormap is orthogonal, the representative value for each color
  43.  * component can be determined without considering the other components;
  44.  * then these indexes can be combined into a colormap index by a standard
  45.  * N-dimensional-array-subscript calculation.  Most of the arithmetic involved
  46.  * can be precalculated and stored in the lookup table colorindex[].
  47.  * colorindex[i][j] maps pixel value j in component i to the nearest
  48.  * representative value (grid plane) for that component; this index is
  49.  * multiplied by the array stride for component i, so that the
  50.  * index of the colormap entry closest to a given pixel value is just
  51.  *    sum( colorindex[component-number][pixel-component-value] )
  52.  * Aside from being fast, this scheme allows for variable spacing between
  53.  * representative values with no additional lookup cost.
  54.  *
  55.  * If gamma correction has been applied in color conversion, it might be wise
  56.  * to adjust the color grid spacing so that the representative colors are
  57.  * equidistant in linear space.  At this writing, gamma correction is not
  58.  * implemented by jdcolor, so nothing is done here.
  59.  */
  60.  
  61.  
  62. /* Declarations for ordered dithering.
  63.  *
  64.  * We use a standard 16x16 ordered dither array.  The basic concept of ordered
  65.  * dithering is described in many references, for instance Dale Schumacher's
  66.  * chapter II.2 of Graphics Gems II (James Arvo, ed. Academic Press, 1991).
  67.  * In place of Schumacher's comparisons against a "threshold" value, we add a
  68.  * "dither" value to the input pixel and then round the result to the nearest
  69.  * output value.  The dither value is equivalent to (0.5 - threshold) times
  70.  * the distance between output values.  For ordered dithering, we assume that
  71.  * the output colors are equally spaced; if not, results will probably be
  72.  * worse, since the dither may be too much or too little at a given point.
  73.  *
  74.  * The normal calculation would be to form pixel value + dither, range-limit
  75.  * this to 0..MAXJSAMPLE, and then index into the colorindex table as usual.
  76.  * We can skip the separate range-limiting step by extending the colorindex
  77.  * table in both directions.
  78.  */
  79.  
  80. #define ODITHER_SIZE  16    /* dimension of dither matrix */
  81. /* NB: if ODITHER_SIZE is not a power of 2, ODITHER_MASK uses will break */
  82. #define ODITHER_CELLS (ODITHER_SIZE*ODITHER_SIZE)    /* # cells in matrix */
  83. #define ODITHER_MASK  (ODITHER_SIZE-1) /* mask for wrapping around counters */
  84.  
  85. typedef int ODITHER_MATRIX[ODITHER_SIZE][ODITHER_SIZE];
  86. typedef int (*ODITHER_MATRIX_PTR)[ODITHER_SIZE];
  87.  
  88. static const UINT8 base_dither_matrix[ODITHER_SIZE][ODITHER_SIZE] = {
  89.   /* Bayer's order-4 dither array.  Generated by the code given in
  90.    * Stephen Hawley's article "Ordered Dithering" in Graphics Gems I.
  91.    * The values in this array must range from 0 to ODITHER_CELLS-1.
  92.    */
  93.   {   0,192, 48,240, 12,204, 60,252,  3,195, 51,243, 15,207, 63,255 },
  94.   { 128, 64,176,112,140, 76,188,124,131, 67,179,115,143, 79,191,127 },
  95.   {  32,224, 16,208, 44,236, 28,220, 35,227, 19,211, 47,239, 31,223 },
  96.   { 160, 96,144, 80,172,108,156, 92,163, 99,147, 83,175,111,159, 95 },
  97.   {   8,200, 56,248,  4,196, 52,244, 11,203, 59,251,  7,199, 55,247 },
  98.   { 136, 72,184,120,132, 68,180,116,139, 75,187,123,135, 71,183,119 },
  99.   {  40,232, 24,216, 36,228, 20,212, 43,235, 27,219, 39,231, 23,215 },
  100.   { 168,104,152, 88,164,100,148, 84,171,107,155, 91,167,103,151, 87 },
  101.   {   2,194, 50,242, 14,206, 62,254,  1,193, 49,241, 13,205, 61,253 },
  102.   { 130, 66,178,114,142, 78,190,126,129, 65,177,113,141, 77,189,125 },
  103.   {  34,226, 18,210, 46,238, 30,222, 33,225, 17,209, 45,237, 29,221 },
  104.   { 162, 98,146, 82,174,110,158, 94,161, 97,145, 81,173,109,157, 93 },
  105.   {  10,202, 58,250,  6,198, 54,246,  9,201, 57,249,  5,197, 53,245 },
  106.   { 138, 74,186,122,134, 70,182,118,137, 73,185,121,133, 69,181,117 },
  107.   {  42,234, 26,218, 38,230, 22,214, 41,233, 25,217, 37,229, 21,213 },
  108.   { 170,106,154, 90,166,102,150, 86,169,105,153, 89,165,101,149, 85 }
  109. };
  110.  
  111.  
  112. /* Declarations for Floyd-Steinberg dithering.
  113.  *
  114.  * Errors are accumulated into the array fserrors[], at a resolution of
  115.  * 1/16th of a pixel count.  The error at a given pixel is propagated
  116.  * to its not-yet-processed neighbors using the standard F-S fractions,
  117.  *        ...    (here)    7/16
  118.  *        3/16    5/16    1/16
  119.  * We work left-to-right on even rows, right-to-left on odd rows.
  120.  *
  121.  * We can get away with a single array (holding one row's worth of errors)
  122.  * by using it to store the current row's errors at pixel columns not yet
  123.  * processed, but the next row's errors at columns already processed.  We
  124.  * need only a few extra variables to hold the errors immediately around the
  125.  * current column.  (If we are lucky, those variables are in registers, but
  126.  * even if not, they're probably cheaper to access than array elements are.)
  127.  *
  128.  * The fserrors[] array is indexed [component#][position].
  129.  * We provide (#columns + 2) entries per component; the extra entry at each
  130.  * end saves us from special-casing the first and last pixels.
  131.  *
  132.  * Note: on a wide image, we might not have enough room in a PC's near data
  133.  * segment to hold the error array; so it is allocated with alloc_large.
  134.  */
  135.  
  136. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  137. typedef INT16 FSERROR;        /* 16 bits should be enough */
  138. typedef int LOCFSERROR;        /* use 'int' for calculation temps */
  139. #else
  140. typedef long FSERROR;        /* may need more than 16 bits */
  141. typedef long LOCFSERROR;    /* be sure calculation temps are big enough */
  142. #endif
  143.  
  144. typedef FSERROR *FSERRPTR;    /* pointer to error array (in FAR storage!) */
  145.  
  146.  
  147. /* Private subobject */
  148.  
  149. #define MAX_Q_COMPS 4        /* max components I can handle */
  150.  
  151. typedef struct {
  152.   struct jpeg_color_quantizer pub; /* public fields */
  153.  
  154.   /* Initially allocated colormap is saved here */
  155.   JSAMPARRAY sv_colormap;    /* The color map as a 2-D pixel array */
  156.   int sv_actual;        /* number of entries in use */
  157.  
  158.   JSAMPARRAY colorindex;    /* Precomputed mapping for speed */
  159.   /* colorindex[i][j] = index of color closest to pixel value j in component i,
  160.    * premultiplied as described above.  Since colormap indexes must fit into
  161.    * JSAMPLEs, the entries of this array will too.
  162.    */
  163.   boolean is_padded;        /* is the colorindex padded for odither? */
  164.  
  165.   int Ncolors[MAX_Q_COMPS];    /* # of values alloced to each component */
  166.  
  167.   /* Variables for ordered dithering */
  168.   int row_index;        /* cur row's vertical index in dither matrix */
  169.   ODITHER_MATRIX_PTR odither[MAX_Q_COMPS]; /* one dither array per component */
  170.  
  171.   /* Variables for Floyd-Steinberg dithering */
  172.   FSERRPTR fserrors[MAX_Q_COMPS]; /* accumulated errors */
  173.   boolean on_odd_row;        /* flag to remember which row we are on */
  174. } my_cquantizer;
  175.  
  176. typedef my_cquantizer * my_cquantize_ptr;
  177.  
  178.  
  179. /*
  180.  * Policy-making subroutines for create_colormap and create_colorindex.
  181.  * These routines determine the colormap to be used.  The rest of the module
  182.  * only assumes that the colormap is orthogonal.
  183.  *
  184.  *  * select_ncolors decides how to divvy up the available colors
  185.  *    among the components.
  186.  *  * output_value defines the set of representative values for a component.
  187.  *  * largest_input_value defines the mapping from input values to
  188.  *    representative values for a component.
  189.  * Note that the latter two routines may impose different policies for
  190.  * different components, though this is not currently done.
  191.  */
  192.  
  193.  
  194. LOCAL(int)
  195. select_ncolors (j_decompress_ptr cinfo, int Ncolors[])
  196. /* Determine allocation of desired colors to components, */
  197. /* and fill in Ncolors[] array to indicate choice. */
  198. /* Return value is total number of colors (product of Ncolors[] values). */
  199. {
  200.   int nc = cinfo->out_color_components; /* number of color components */
  201.   int max_colors = cinfo->desired_number_of_colors;
  202.   int total_colors, iroot, i, j;
  203.   boolean changed;
  204.   long temp;
  205.   static const int RGB_order[3] = { RGB_GREEN, RGB_RED, RGB_BLUE };
  206.  
  207.   /* We can allocate at least the nc'th root of max_colors per component. */
  208.   /* Compute floor(nc'th root of max_colors). */
  209.   iroot = 1;
  210.   do {
  211.     iroot++;
  212.     temp = iroot;        /* set temp = iroot ** nc */
  213.     for (i = 1; i < nc; i++)
  214.       temp *= iroot;
  215.   } while (temp <= (long) max_colors); /* repeat till iroot exceeds root */
  216.   iroot--;            /* now iroot = floor(root) */
  217.  
  218.   /* Must have at least 2 color values per component */
  219.   if (iroot < 2)
  220.     cinfo->ERREXIT1(JERR_QUANT_FEW_COLORS, (int) temp);
  221.  
  222.   /* Initialize to iroot color values for each component */
  223.   total_colors = 1;
  224.   for (i = 0; i < nc; i++) {
  225.     Ncolors[i] = iroot;
  226.     total_colors *= iroot;
  227.   }
  228.   /* We may be able to increment the count for one or more components without
  229.    * exceeding max_colors, though we know not all can be incremented.
  230.    * Sometimes, the first component can be incremented more than once!
  231.    * (Example: for 16 colors, we start at 2*2*2, go to 3*2*2, then 4*2*2.)
  232.    * In RGB colorspace, try to increment G first, then R, then B.
  233.    */
  234.   do {
  235.     changed = FALSE;
  236.     for (i = 0; i < nc; i++) {
  237.       j = (cinfo->out_color_space == JCS_RGB ? RGB_order[i] : i);
  238.       /* calculate new total_colors if Ncolors[j] is incremented */
  239.       temp = total_colors / Ncolors[j];
  240.       temp *= Ncolors[j]+1;    /* done in long arith to avoid oflo */
  241.       if (temp > (long) max_colors)
  242.     break;            /* won't fit, done with this pass */
  243.       Ncolors[j]++;        /* OK, apply the increment */
  244.       total_colors = (int) temp;
  245.       changed = TRUE;
  246.     }
  247.   } while (changed);
  248.  
  249.   return total_colors;
  250. }
  251.  
  252.  
  253. LOCAL(int)
  254. output_value (j_decompress_ptr cinfo, int ci, int j, int maxj)
  255. /* Return j'th output value, where j will range from 0 to maxj */
  256. /* The output values must fall in 0..MAXJSAMPLE in increasing order */
  257. {
  258.   /* We always provide values 0 and MAXJSAMPLE for each component;
  259.    * any additional values are equally spaced between these limits.
  260.    * (Forcing the upper and lower values to the limits ensures that
  261.    * dithering can't produce a color outside the selected gamut.)
  262.    */
  263.   return (int) (((long) j * MAXJSAMPLE + maxj/2) / maxj);
  264. }
  265.  
  266.  
  267. LOCAL(int)
  268. largest_input_value (j_decompress_ptr cinfo, int ci, int j, int maxj)
  269. /* Return largest input value that should map to j'th output value */
  270. /* Must have largest(j=0) >= 0, and largest(j=maxj) >= MAXJSAMPLE */
  271. {
  272.   /* Breakpoints are halfway between values returned by output_value */
  273.   return (int) (((long) (2*j + 1) * MAXJSAMPLE + maxj) / (2*maxj));
  274. }
  275.  
  276.  
  277. /*
  278.  * Create the colormap.
  279.  */
  280.  
  281. LOCAL(void)
  282. create_colormap (j_decompress_ptr cinfo)
  283. {
  284.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  285.   JSAMPARRAY colormap;        /* Created colormap */
  286.   int total_colors;        /* Number of distinct output colors */
  287.   int i,j,k, nci, blksize, blkdist, ptr, val;
  288.  
  289.   /* Select number of colors for each component */
  290.   total_colors = select_ncolors(cinfo, cquantize->Ncolors);
  291.  
  292.   /* Report selected color counts */
  293.   if (cinfo->out_color_components == 3)
  294.     TRACEMS4(cinfo, 1, JTRC_QUANT_3_NCOLORS,
  295.          total_colors, cquantize->Ncolors[0],
  296.          cquantize->Ncolors[1], cquantize->Ncolors[2]);
  297.   else
  298.     TRACEMS1(cinfo, 1, JTRC_QUANT_NCOLORS, total_colors);
  299.  
  300.   /* Allocate and fill in the colormap. */
  301.   /* The colors are ordered in the map in standard row-major order, */
  302.   /* i.e. rightmost (highest-indexed) color changes most rapidly. */
  303.  
  304.   colormap = cinfo->mem->alloc_sarray
  305.     (JPOOL_IMAGE,
  306.      (JDIMENSION) total_colors, (JDIMENSION) cinfo->out_color_components);
  307.  
  308.   /* blksize is number of adjacent repeated entries for a component */
  309.   /* blkdist is distance between groups of identical entries for a component */
  310.   blkdist = total_colors;
  311.  
  312.   for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
  313.     /* fill in colormap entries for i'th color component */
  314.     nci = cquantize->Ncolors[i]; /* # of distinct values for this color */
  315.     blksize = blkdist / nci;
  316.     for (j = 0; j < nci; j++) {
  317.       /* Compute j'th output value (out of nci) for component */
  318.       val = output_value(cinfo, i, j, nci-1);
  319.       /* Fill in all colormap entries that have this value of this component */
  320.       for (ptr = j * blksize; ptr < total_colors; ptr += blkdist) {
  321.     /* fill in blksize entries beginning at ptr */
  322.     for (k = 0; k < blksize; k++)
  323.       colormap[i][ptr+k] = (JSAMPLE) val;
  324.       }
  325.     }
  326.     blkdist = blksize;        /* blksize of this color is blkdist of next */
  327.   }
  328.  
  329.   /* Save the colormap in private storage,
  330.    * where it will survive color quantization mode changes.
  331.    */
  332.   cquantize->sv_colormap = colormap;
  333.   cquantize->sv_actual = total_colors;
  334. }
  335.  
  336.  
  337. /*
  338.  * Create the color index table.
  339.  */
  340.  
  341. LOCAL(void)
  342. create_colorindex (j_decompress_ptr cinfo)
  343. {
  344.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  345.   JSAMPROW indexptr;
  346.   int i,j,k, nci, blksize, val, pad;
  347.  
  348.   /* For ordered dither, we pad the color index tables by MAXJSAMPLE in
  349.    * each direction (input index values can be -MAXJSAMPLE .. 2*MAXJSAMPLE).
  350.    * This is not necessary in the other dithering modes.  However, we
  351.    * flag whether it was done in case user changes dithering mode.
  352.    */
  353.   if (cinfo->dither_mode == JDITHER_ORDERED) {
  354.     pad = MAXJSAMPLE*2;
  355.     cquantize->is_padded = TRUE;
  356.   } else {
  357.     pad = 0;
  358.     cquantize->is_padded = FALSE;
  359.   }
  360.  
  361.   cquantize->colorindex = cinfo->mem->alloc_sarray
  362.     (JPOOL_IMAGE,
  363.      (JDIMENSION) (MAXJSAMPLE+1 + pad),
  364.      (JDIMENSION) cinfo->out_color_components);
  365.  
  366.   /* blksize is number of adjacent repeated entries for a component */
  367.   blksize = cquantize->sv_actual;
  368.  
  369.   for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
  370.     /* fill in colorindex entries for i'th color component */
  371.     nci = cquantize->Ncolors[i]; /* # of distinct values for this color */
  372.     blksize = blksize / nci;
  373.  
  374.     /* adjust colorindex pointers to provide padding at negative indexes. */
  375.     if (pad)
  376.       cquantize->colorindex[i] += MAXJSAMPLE;
  377.  
  378.     /* in loop, val = index of current output value, */
  379.     /* and k = largest j that maps to current val */
  380.     indexptr = cquantize->colorindex[i];
  381.     val = 0;
  382.     k = largest_input_value(cinfo, i, 0, nci-1);
  383.     for (j = 0; j <= MAXJSAMPLE; j++) {
  384.       while (j > k)        /* advance val if past boundary */
  385.     k = largest_input_value(cinfo, i, ++val, nci-1);
  386.       /* premultiply so that no multiplication needed in main processing */
  387.       indexptr[j] = (JSAMPLE) (val * blksize);
  388.     }
  389.     /* Pad at both ends if necessary */
  390.     if (pad)
  391.       for (j = 1; j <= MAXJSAMPLE; j++) {
  392.     indexptr[-j] = indexptr[0];
  393.     indexptr[MAXJSAMPLE+j] = indexptr[MAXJSAMPLE];
  394.       }
  395.   }
  396. }
  397.  
  398.  
  399. /*
  400.  * Create an ordered-dither array for a component having ncolors
  401.  * distinct output values.
  402.  */
  403.  
  404. LOCAL(ODITHER_MATRIX_PTR)
  405. make_odither_array (j_decompress_ptr cinfo, int ncolors)
  406. {
  407.   ODITHER_MATRIX_PTR odither;
  408.   int j,k;
  409.   long num,den;
  410.  
  411.   odither = (ODITHER_MATRIX_PTR)
  412.     cinfo->mem->alloc_small(JPOOL_IMAGE, sizeof(ODITHER_MATRIX));
  413.   /* The inter-value distance for this color is MAXJSAMPLE/(ncolors-1).
  414.    * Hence the dither value for the matrix cell with fill order f
  415.    * (f=0..N-1) should be (N-1-2*f)/(2*N) * MAXJSAMPLE/(ncolors-1).
  416.    * On 16-bit-int machine, be careful to avoid overflow.
  417.    */
  418.   den = 2 * ODITHER_CELLS * ((long) (ncolors - 1));
  419.   for (j = 0; j < ODITHER_SIZE; j++) {
  420.     for (k = 0; k < ODITHER_SIZE; k++) {
  421.       num = ((long) (ODITHER_CELLS-1 - 2*((int)base_dither_matrix[j][k])))
  422.         * MAXJSAMPLE;
  423.       /* Ensure round towards zero despite C's lack of consistency
  424.        * about rounding negative values in integer division...
  425.        */
  426.       odither[j][k] = (int) (num<0 ? -((-num)/den) : num/den);
  427.     }
  428.   }
  429.   return odither;
  430. }
  431.  
  432.  
  433. /*
  434.  * Create the ordered-dither tables.
  435.  * Components having the same number of representative colors may 
  436.  * share a dither table.
  437.  */
  438.  
  439. LOCAL(void)
  440. create_odither_tables (j_decompress_ptr cinfo)
  441. {
  442.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  443.   ODITHER_MATRIX_PTR odither;
  444.   int i, j, nci;
  445.  
  446.   for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
  447.     nci = cquantize->Ncolors[i]; /* # of distinct values for this color */
  448.     odither = NULL;        /* search for matching prior component */
  449.     for (j = 0; j < i; j++) {
  450.       if (nci == cquantize->Ncolors[j]) {
  451.     odither = cquantize->odither[j];
  452.     break;
  453.       }
  454.     }
  455.     if (odither == NULL)    /* need a new table? */
  456.       odither = make_odither_array(cinfo, nci);
  457.     cquantize->odither[i] = odither;
  458.   }
  459. }
  460.  
  461.  
  462. /*
  463.  * Map some rows of pixels to the output colormapped representation.
  464.  */
  465.  
  466. void color_quantize (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  467.         JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  468. /* General case, no dithering */
  469. {
  470.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  471.   JSAMPARRAY colorindex = cquantize->colorindex;
  472.   register int pixcode, ci;
  473.   register JSAMPROW ptrin, ptrout;
  474.   int row;
  475.   JDIMENSION col;
  476.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  477.   register int nc = cinfo->out_color_components;
  478.  
  479.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  480.     ptrin = input_buf[row];
  481.     ptrout = output_buf[row];
  482.     for (col = width; col > 0; col--) {
  483.       pixcode = 0;
  484.       for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
  485.     pixcode += GETJSAMPLE(colorindex[ci][GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
  486.       }
  487.       *ptrout++ = (JSAMPLE) pixcode;
  488.     }
  489.   }
  490. }
  491.  
  492.  
  493. void color_quantize3 (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  494.          JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  495. /* Fast path for out_color_components==3, no dithering */
  496. {
  497.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  498.   register int pixcode;
  499.   register JSAMPROW ptrin, ptrout;
  500.   JSAMPROW colorindex0 = cquantize->colorindex[0];
  501.   JSAMPROW colorindex1 = cquantize->colorindex[1];
  502.   JSAMPROW colorindex2 = cquantize->colorindex[2];
  503.   int row;
  504.   JDIMENSION col;
  505.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  506.  
  507.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  508.     ptrin = input_buf[row];
  509.     ptrout = output_buf[row];
  510.     for (col = width; col > 0; col--) {
  511.       pixcode  = GETJSAMPLE(colorindex0[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
  512.       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex1[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
  513.       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex2[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
  514.       *ptrout++ = (JSAMPLE) pixcode;
  515.     }
  516.   }
  517. }
  518.  
  519.  
  520. void quantize_ord_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  521.              JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  522. /* General case, with ordered dithering */
  523. {
  524.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  525.   register JSAMPROW input_ptr;
  526.   register JSAMPROW output_ptr;
  527.   JSAMPROW colorindex_ci;
  528.   int * dither;            /* points to active row of dither matrix */
  529.   int row_index, col_index;    /* current indexes into dither matrix */
  530.   int nc = cinfo->out_color_components;
  531.   int ci;
  532.   int row;
  533.   JDIMENSION col;
  534.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  535.  
  536.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  537.     /* Initialize output values to 0 so can process components separately */
  538.     jzero_far((void *) output_buf[row],
  539.           (size_t) (width * sizeof(JSAMPLE)));
  540.     row_index = cquantize->row_index;
  541.     for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
  542.       input_ptr = input_buf[row] + ci;
  543.       output_ptr = output_buf[row];
  544.       colorindex_ci = cquantize->colorindex[ci];
  545.       dither = cquantize->odither[ci][row_index];
  546.       col_index = 0;
  547.  
  548.       for (col = width; col > 0; col--) {
  549.     /* Form pixel value + dither, range-limit to 0..MAXJSAMPLE,
  550.      * select output value, accumulate into output code for this pixel.
  551.      * Range-limiting need not be done explicitly, as we have extended
  552.      * the colorindex table to produce the right answers for out-of-range
  553.      * inputs.  The maximum dither is +- MAXJSAMPLE; this sets the
  554.      * required amount of padding.
  555.      */
  556.     *output_ptr += colorindex_ci[GETJSAMPLE(*input_ptr)+dither[col_index]];
  557.     input_ptr += nc;
  558.     output_ptr++;
  559.     col_index = (col_index + 1) & ODITHER_MASK;
  560.       }
  561.     }
  562.     /* Advance row index for next row */
  563.     row_index = (row_index + 1) & ODITHER_MASK;
  564.     cquantize->row_index = row_index;
  565.   }
  566. }
  567.  
  568.  
  569. void quantize3_ord_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  570.               JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  571. /* Fast path for out_color_components==3, with ordered dithering */
  572. {
  573.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  574.   register int pixcode;
  575.   register JSAMPROW input_ptr;
  576.   register JSAMPROW output_ptr;
  577.   JSAMPROW colorindex0 = cquantize->colorindex[0];
  578.   JSAMPROW colorindex1 = cquantize->colorindex[1];
  579.   JSAMPROW colorindex2 = cquantize->colorindex[2];
  580.   int * dither0;        /* points to active row of dither matrix */
  581.   int * dither1;
  582.   int * dither2;
  583.   int row_index, col_index;    /* current indexes into dither matrix */
  584.   int row;
  585.   JDIMENSION col;
  586.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  587.  
  588.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  589.     row_index = cquantize->row_index;
  590.     input_ptr = input_buf[row];
  591.     output_ptr = output_buf[row];
  592.     dither0 = cquantize->odither[0][row_index];
  593.     dither1 = cquantize->odither[1][row_index];
  594.     dither2 = cquantize->odither[2][row_index];
  595.     col_index = 0;
  596.  
  597.     for (col = width; col > 0; col--) {
  598.       pixcode  = GETJSAMPLE(colorindex0[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
  599.                     dither0[col_index]]);
  600.       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex1[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
  601.                     dither1[col_index]]);
  602.       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex2[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
  603.                     dither2[col_index]]);
  604.       *output_ptr++ = (JSAMPLE) pixcode;
  605.       col_index = (col_index + 1) & ODITHER_MASK;
  606.     }
  607.     row_index = (row_index + 1) & ODITHER_MASK;
  608.     cquantize->row_index = row_index;
  609.   }
  610. }
  611.  
  612.  
  613. void quantize_fs_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  614.             JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  615. /* General case, with Floyd-Steinberg dithering */
  616. {
  617.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  618.   register LOCFSERROR cur;    /* current error or pixel value */
  619.   LOCFSERROR belowerr;        /* error for pixel below cur */
  620.   LOCFSERROR bpreverr;        /* error for below/prev col */
  621.   LOCFSERROR bnexterr;        /* error for below/next col */
  622.   LOCFSERROR delta;
  623.   register FSERRPTR errorptr;    /* => fserrors[] at column before current */
  624.   register JSAMPROW input_ptr;
  625.   register JSAMPROW output_ptr;
  626.   JSAMPROW colorindex_ci;
  627.   JSAMPROW colormap_ci;
  628.   int pixcode;
  629.   int nc = cinfo->out_color_components;
  630.   int dir;            /* 1 for left-to-right, -1 for right-to-left */
  631.   int dirnc;            /* dir * nc */
  632.   int ci;
  633.   int row;
  634.   JDIMENSION col;
  635.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  636.   JSAMPLE *range_limit = cinfo->sample_range_limit;
  637.   SHIFT_TEMPS
  638.  
  639.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  640.     /* Initialize output values to 0 so can process components separately */
  641.     jzero_far((void *) output_buf[row],
  642.           (size_t) (width * sizeof(JSAMPLE)));
  643.     for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
  644.       input_ptr = input_buf[row] + ci;
  645.       output_ptr = output_buf[row];
  646.       if (cquantize->on_odd_row) {
  647.     /* work right to left in this row */
  648.     input_ptr += (width-1) * nc; /* so point to rightmost pixel */
  649.     output_ptr += width-1;
  650.     dir = -1;
  651.     dirnc = -nc;
  652.     errorptr = cquantize->fserrors[ci] + (width+1); /* => entry after last column */
  653.       } else {
  654.     /* work left to right in this row */
  655.     dir = 1;
  656.     dirnc = nc;
  657.     errorptr = cquantize->fserrors[ci]; /* => entry before first column */
  658.       }
  659.       colorindex_ci = cquantize->colorindex[ci];
  660.       colormap_ci = cquantize->sv_colormap[ci];
  661.       /* Preset error values: no error propagated to first pixel from left */
  662.       cur = 0;
  663.       /* and no error propagated to row below yet */
  664.       belowerr = bpreverr = 0;
  665.  
  666.       for (col = width; col > 0; col--) {
  667.     /* cur holds the error propagated from the previous pixel on the
  668.      * current line.  Add the error propagated from the previous line
  669.      * to form the complete error correction term for this pixel, and
  670.      * round the error term (which is expressed * 16) to an integer.
  671.      * RIGHT_SHIFT rounds towards minus infinity, so adding 8 is correct
  672.      * for either sign of the error value.
  673.      * Note: errorptr points to *previous* column's array entry.
  674.      */
  675.     cur = RIGHT_SHIFT(cur + errorptr[dir] + 8, 4);
  676.     /* Form pixel value + error, and range-limit to 0..MAXJSAMPLE.
  677.      * The maximum error is +- MAXJSAMPLE; this sets the required size
  678.      * of the range_limit array.
  679.      */
  680.     cur += GETJSAMPLE(*input_ptr);
  681.     cur = GETJSAMPLE(range_limit[cur]);
  682.     /* Select output value, accumulate into output code for this pixel */
  683.     pixcode = GETJSAMPLE(colorindex_ci[cur]);
  684.     *output_ptr += (JSAMPLE) pixcode;
  685.     /* Compute actual representation error at this pixel */
  686.     /* Note: we can do this even though we don't have the final */
  687.     /* pixel code, because the colormap is orthogonal. */
  688.     cur -= GETJSAMPLE(colormap_ci[pixcode]);
  689.     /* Compute error fractions to be propagated to adjacent pixels.
  690.      * Add these into the running sums, and simultaneously shift the
  691.      * next-line error sums left by 1 column.
  692.      */
  693.     bnexterr = cur;
  694.     delta = cur * 2;
  695.     cur += delta;        /* form error * 3 */
  696.     errorptr[0] = (FSERROR) (bpreverr + cur);
  697.     cur += delta;        /* form error * 5 */
  698.     bpreverr = belowerr + cur;
  699.     belowerr = bnexterr;
  700.     cur += delta;        /* form error * 7 */
  701.     /* At this point cur contains the 7/16 error value to be propagated
  702.      * to the next pixel on the current line, and all the errors for the
  703.      * next line have been shifted over. We are therefore ready to move on.
  704.      */
  705.     input_ptr += dirnc;    /* advance input ptr to next column */
  706.     output_ptr += dir;    /* advance output ptr to next column */
  707.     errorptr += dir;    /* advance errorptr to current column */
  708.       }
  709.       /* Post-loop cleanup: we must unload the final error value into the
  710.        * final fserrors[] entry.  Note we need not unload belowerr because
  711.        * it is for the dummy column before or after the actual array.
  712.        */
  713.       errorptr[0] = (FSERROR) bpreverr; /* unload prev err into array */
  714.     }
  715.     cquantize->on_odd_row = (cquantize->on_odd_row ? FALSE : TRUE);
  716.   }
  717. }
  718.  
  719.  
  720. /*
  721.  * Allocate workspace for Floyd-Steinberg errors.
  722.  */
  723.  
  724. LOCAL(void)
  725. alloc_fs_workspace (j_decompress_ptr cinfo)
  726. {
  727.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  728.   size_t arraysize;
  729.  
  730.   arraysize = (size_t) ((cinfo->output_width + 2) * sizeof(FSERROR));
  731.   for (int i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
  732.     cquantize->fserrors[i] = (FSERRPTR)
  733.       cinfo->mem->alloc_large(JPOOL_IMAGE, arraysize);
  734.   }
  735. }
  736.  
  737.  
  738. /*
  739.  * Initialize for one-pass color quantization.
  740.  */
  741.  
  742. void start_pass_1_quant (j_decompress_ptr cinfo, boolean is_pre_scan)
  743. {
  744.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  745.   size_t arraysize;
  746.   int i;
  747.  
  748.   /* Install my colormap. */
  749.   cinfo->colormap = cquantize->sv_colormap;
  750.   cinfo->actual_number_of_colors = cquantize->sv_actual;
  751.  
  752.   /* Initialize for desired dithering mode. */
  753.   switch (cinfo->dither_mode) {
  754.   case JDITHER_NONE:
  755.     if (cinfo->out_color_components == 3)
  756.       cquantize->pub.color_quantize = color_quantize3;
  757.     else
  758.       cquantize->pub.color_quantize = color_quantize;
  759.     break;
  760.   case JDITHER_ORDERED:
  761.     if (cinfo->out_color_components == 3)
  762.       cquantize->pub.color_quantize = quantize3_ord_dither;
  763.     else
  764.       cquantize->pub.color_quantize = quantize_ord_dither;
  765.     cquantize->row_index = 0;    /* initialize state for ordered dither */
  766.     /* If user changed to ordered dither from another mode,
  767.      * we must recreate the color index table with padding.
  768.      * This will cost extra space, but probably isn't very likely.
  769.      */
  770.     if (! cquantize->is_padded)
  771.       create_colorindex(cinfo);
  772.     /* Create ordered-dither tables if we didn't already. */
  773.     if (cquantize->odither[0] == NULL)
  774.       create_odither_tables(cinfo);
  775.     break;
  776.   case JDITHER_FS:
  777.     cquantize->pub.color_quantize = quantize_fs_dither;
  778.     cquantize->on_odd_row = FALSE; /* initialize state for F-S dither */
  779.     /* Allocate Floyd-Steinberg workspace if didn't already. */
  780.     if (cquantize->fserrors[0] == NULL)
  781.       alloc_fs_workspace(cinfo);
  782.     /* Initialize the propagated errors to zero. */
  783.     arraysize = (size_t) ((cinfo->output_width + 2) * sizeof(FSERROR));
  784.     for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++)
  785.       jzero_far((void *) cquantize->fserrors[i], arraysize);
  786.     break;
  787.   default:
  788.     cinfo->ERREXIT(JERR_NOT_COMPILED);
  789.     break;
  790.   }
  791. }
  792.  
  793.  
  794. /*
  795.  * Finish up at the end of the pass.
  796.  */
  797.  
  798. void finish_pass_1_quant (j_decompress_ptr cinfo)
  799. {
  800.   /* no work in 1-pass case */
  801. }
  802.  
  803.  
  804. /*
  805.  * Switch to a new external colormap between output passes.
  806.  * Shouldn't get to this module!
  807.  */
  808.  
  809. void new_color_map_1_quant (j_decompress_ptr cinfo)
  810. {
  811.   cinfo->ERREXIT(JERR_MODE_CHANGE);
  812. }
  813.  
  814.  
  815. /*
  816.  * Module initialization routine for 1-pass color quantization.
  817.  */
  818.  
  819. GLOBAL(void)
  820. jinit_1pass_quantizer (j_decompress_ptr cinfo)
  821. {
  822.   my_cquantize_ptr cquantize;
  823.  
  824.   cquantize = (my_cquantize_ptr)
  825.     cinfo->mem->alloc_small(JPOOL_IMAGE, sizeof(my_cquantizer));
  826.   cinfo->cquantize = (struct jpeg_color_quantizer *) cquantize;
  827.   cquantize->pub.start_pass = start_pass_1_quant;
  828.   cquantize->pub.finish_pass = finish_pass_1_quant;
  829.   cquantize->pub.new_color_map = new_color_map_1_quant;
  830.   cquantize->fserrors[0] = NULL; /* Flag FS workspace not allocated */
  831.   cquantize->odither[0] = NULL;    /* Also flag odither arrays not allocated */
  832.  
  833.   /* Make sure my internal arrays won't overflow */
  834.   if (cinfo->out_color_components > MAX_Q_COMPS)
  835.     cinfo->ERREXIT1(JERR_QUANT_COMPONENTS, MAX_Q_COMPS);
  836.   /* Make sure colormap indexes can be represented by JSAMPLEs */
  837.   if (cinfo->desired_number_of_colors > (MAXJSAMPLE+1))
  838.     cinfo->ERREXIT1(JERR_QUANT_MANY_COLORS, MAXJSAMPLE+1);
  839.  
  840.   /* Create the colormap and color index table. */
  841.   create_colormap(cinfo);
  842.   create_colorindex(cinfo);
  843.  
  844.   /* Allocate Floyd-Steinberg workspace now if requested.
  845.    * We do this now since it is FAR storage and may affect the memory
  846.    * manager's space calculations.  If the user changes to FS dither
  847.    * mode in a later pass, we will allocate the space then, and will
  848.    * possibly overrun the max_memory_to_use setting.
  849.    */
  850.   if (cinfo->dither_mode == JDITHER_FS)
  851.     alloc_fs_workspace(cinfo);
  852. }
  853.  
  854. #endif /* QUANT_1PASS_SUPPORTED */
  855.