home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ C!T ROM 5 / ctrom5b.zip / ctrom5b / DOS / GRAFISCH / JPGSRC5A / JCDCTMGR.C < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1994-07-27  |  13KB  |  399 lines
  1. /*
  2.  * jcdctmgr.c
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 1994, Thomas G. Lane.
  5.  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
  6.  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
  7.  *
  8.  * This file contains the forward-DCT management logic.
  9.  * This code selects a particular DCT implementation to be used,
  10.  * and it performs related housekeeping chores including coefficient
  11.  * quantization.
  12.  */
  13.  
  14. #define JPEG_INTERNALS
  15. #include "jinclude.h"
  16. #include "jpeglib.h"
  17. #include "jdct.h"        /* Private declarations for DCT subsystem */
  18.  
  19.  
  20. /* Private subobject for this module */
  21.  
  22. typedef struct {
  23.   struct jpeg_forward_dct pub;    /* public fields */
  24.  
  25.   /* Pointer to the DCT routine actually in use */
  26.   forward_DCT_method_ptr do_dct;
  27.  
  28.   /* The actual post-DCT divisors --- not identical to the quant table
  29.    * entries, because of scaling (especially for an unnormalized DCT).
  30.    * Each table is given in zigzag order.
  31.    */
  32.   DCTELEM * divisors[NUM_QUANT_TBLS];
  33.  
  34. #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
  35.   /* Same as above for the floating-point case. */
  36.   float_DCT_method_ptr do_float_dct;
  37.   FAST_FLOAT * float_divisors[NUM_QUANT_TBLS];
  38. #endif
  39. } my_fdct_controller;
  40.  
  41. typedef my_fdct_controller * my_fdct_ptr;
  42.  
  43.  
  44. /* ZAG[i] is the natural-order position of the i'th element of zigzag order. */
  45.  
  46. static const int ZAG[DCTSIZE2] = {
  47.   0,  1,  8, 16,  9,  2,  3, 10,
  48.  17, 24, 32, 25, 18, 11,  4,  5,
  49.  12, 19, 26, 33, 40, 48, 41, 34,
  50.  27, 20, 13,  6,  7, 14, 21, 28,
  51.  35, 42, 49, 56, 57, 50, 43, 36,
  52.  29, 22, 15, 23, 30, 37, 44, 51,
  53.  58, 59, 52, 45, 38, 31, 39, 46,
  54.  53, 60, 61, 54, 47, 55, 62, 63
  55. };
  56.  
  57.  
  58. /*
  59.  * Initialize for a processing pass.
  60.  * Verify that all referenced Q-tables are present, and set up
  61.  * the divisor table for each one.
  62.  * In the current implementation, DCT of all components is done during
  63.  * the first pass, even if only some components will be output in the
  64.  * first scan.  Hence all components should be examined here.
  65.  */
  66.  
  67. METHODDEF void
  68. start_pass_fdctmgr (j_compress_ptr cinfo)
  69. {
  70.   my_fdct_ptr fdct = (my_fdct_ptr) cinfo->fdct;
  71.   int ci, qtblno, i;
  72.   jpeg_component_info *compptr;
  73.   JQUANT_TBL * qtbl;
  74.   DCTELEM * dtbl;
  75.  
  76.   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
  77.        ci++, compptr++) {
  78.     qtblno = compptr->quant_tbl_no;
  79.     /* Make sure specified quantization table is present */
  80.     if (qtblno < 0 || qtblno >= NUM_QUANT_TBLS ||
  81.     cinfo->quant_tbl_ptrs[qtblno] == NULL)
  82.       ERREXIT1(cinfo, JERR_NO_QUANT_TABLE, qtblno);
  83.     qtbl = cinfo->quant_tbl_ptrs[qtblno];
  84.     /* Compute divisors for this quant table */
  85.     /* We may do this more than once for same table, but it's not a big deal */
  86.     switch (cinfo->dct_method) {
  87. #ifdef DCT_ISLOW_SUPPORTED
  88.     case JDCT_ISLOW:
  89.       /* For LL&M IDCT method, divisors are equal to raw quantization
  90.        * coefficients multiplied by 8 (to counteract scaling).
  91.        */
  92.       if (fdct->divisors[qtblno] == NULL) {
  93.     fdct->divisors[qtblno] = (DCTELEM *)
  94.       (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  95.                       DCTSIZE2 * SIZEOF(DCTELEM));
  96.       }
  97.       dtbl = fdct->divisors[qtblno];
  98.       for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
  99.     dtbl[i] = ((DCTELEM) qtbl->quantval[i]) << 3;
  100.       }
  101.       break;
  102. #endif
  103. #ifdef DCT_IFAST_SUPPORTED
  104.     case JDCT_IFAST:
  105.       {
  106.     /* For AA&N IDCT method, divisors are equal to quantization
  107.      * coefficients scaled by scalefactor[row]*scalefactor[col], where
  108.      *   scalefactor[0] = 1
  109.      *   scalefactor[k] = cos(k*PI/16) * sqrt(2)    for k=1..7
  110.      * We apply a further scale factor of 8.
  111.      */
  112. #define CONST_BITS 14
  113.     static const INT16 aanscales[DCTSIZE2] = {
  114.       /* precomputed values scaled up by 14 bits: in natural order */
  115.       16384, 22725, 21407, 19266, 16384, 12873,  8867,  4520,
  116.       22725, 31521, 29692, 26722, 22725, 17855, 12299,  6270,
  117.       21407, 29692, 27969, 25172, 21407, 16819, 11585,  5906,
  118.       19266, 26722, 25172, 22654, 19266, 15137, 10426,  5315,
  119.       16384, 22725, 21407, 19266, 16384, 12873,  8867,  4520,
  120.       12873, 17855, 16819, 15137, 12873, 10114,  6967,  3552,
  121.        8867, 12299, 11585, 10426,  8867,  6967,  4799,  2446,
  122.        4520,  6270,  5906,  5315,  4520,  3552,  2446,  1247
  123.     };
  124.     SHIFT_TEMPS
  125.  
  126.     if (fdct->divisors[qtblno] == NULL) {
  127.       fdct->divisors[qtblno] = (DCTELEM *)
  128.         (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  129.                     DCTSIZE2 * SIZEOF(DCTELEM));
  130.     }
  131.     dtbl = fdct->divisors[qtblno];
  132.     for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
  133.       dtbl[i] = (DCTELEM)
  134.         DESCALE(MULTIPLY16V16((INT32) qtbl->quantval[i],
  135.                   (INT32) aanscales[ZAG[i]]),
  136.             CONST_BITS-3);
  137.     }
  138.       }
  139.       break;
  140. #endif
  141. #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
  142.     case JDCT_FLOAT:
  143.       {
  144.     /* For float AA&N IDCT method, divisors are equal to quantization
  145.      * coefficients scaled by scalefactor[row]*scalefactor[col], where
  146.      *   scalefactor[0] = 1
  147.      *   scalefactor[k] = cos(k*PI/16) * sqrt(2)    for k=1..7
  148.      * We apply a further scale factor of 8.
  149.      * What's actually stored is 1/divisor so that the inner loop can
  150.      * use a multiplication rather than a division.
  151.      */
  152.     FAST_FLOAT * fdtbl;
  153.     int row, col;
  154.     static const double aanscalefactor[DCTSIZE] = {
  155.       1.0, 1.387039845, 1.306562965, 1.175875602,
  156.       1.0, 0.785694958, 0.541196100, 0.275899379
  157.     };
  158.  
  159.     if (fdct->float_divisors[qtblno] == NULL) {
  160.       fdct->float_divisors[qtblno] = (FAST_FLOAT *)
  161.         (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  162.                     DCTSIZE2 * SIZEOF(FAST_FLOAT));
  163.     }
  164.     fdtbl = fdct->float_divisors[qtblno];
  165.     for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
  166.       row = ZAG[i] >> 3;
  167.       col = ZAG[i] & 7;
  168.       fdtbl[i] = (FAST_FLOAT)
  169.         (1.0 / (((double) qtbl->quantval[i] *
  170.              aanscalefactor[row] * aanscalefactor[col] * 8.0)));
  171.     }
  172.       }
  173.       break;
  174. #endif
  175.     default:
  176.       ERREXIT(cinfo, JERR_NOT_COMPILED);
  177.       break;
  178.     }
  179.   }
  180. }
  181.  
  182.  
  183. /*
  184.  * Perform forward DCT on one or more blocks of a component.
  185.  *
  186.  * The input samples are taken from the sample_data[] array starting at
  187.  * position start_row/start_col, and moving to the right for any additional
  188.  * blocks. The quantized, zigzagged coefficients are returned in coef_blocks[].
  189.  */
  190.  
  191. METHODDEF void
  192. forward_DCT (j_compress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  193.          JSAMPARRAY sample_data, JBLOCKROW coef_blocks,
  194.          JDIMENSION start_row, JDIMENSION start_col,
  195.          JDIMENSION num_blocks)
  196. /* This version is used for integer DCT implementations. */
  197. {
  198.   /* This routine is heavily used, so it's worth coding it tightly. */
  199.   my_fdct_ptr fdct = (my_fdct_ptr) cinfo->fdct;
  200.   forward_DCT_method_ptr do_dct = fdct->do_dct;
  201.   DCTELEM * divisors = fdct->divisors[compptr->quant_tbl_no];
  202.   DCTELEM workspace[DCTSIZE2];    /* work area for FDCT subroutine */
  203.   JDIMENSION bi;
  204.  
  205.   sample_data += start_row;    /* fold in the vertical offset once */
  206.  
  207.   for (bi = 0; bi < num_blocks; bi++, start_col += DCTSIZE) {
  208.     /* Load data into workspace, applying unsigned->signed conversion */
  209.     { register DCTELEM *workspaceptr;
  210.       register JSAMPROW elemptr;
  211.       register int elemr;
  212.  
  213.       workspaceptr = workspace;
  214.       for (elemr = 0; elemr < DCTSIZE; elemr++) {
  215.     elemptr = sample_data[elemr] + start_col;
  216. #if DCTSIZE == 8        /* unroll the inner loop */
  217.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  218.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  219.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  220.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  221.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  222.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  223.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  224.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  225. #else
  226.     { register int elemc;
  227.       for (elemc = DCTSIZE; elemc > 0; elemc--) {
  228.         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  229.       }
  230.     }
  231. #endif
  232.       }
  233.     }
  234.  
  235.     /* Perform the DCT */
  236.     (*do_dct) (workspace);
  237.  
  238.     /* Quantize/descale the coefficients, and store into coef_blocks[] */
  239.     { register DCTELEM temp, qval;
  240.       register int i;
  241.       register JCOEFPTR output_ptr = coef_blocks[bi];
  242.  
  243.       for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
  244.     qval = divisors[i];
  245.     temp = workspace[ZAG[i]];
  246.     /* Divide the coefficient value by qval, ensuring proper rounding.
  247.      * Since C does not specify the direction of rounding for negative
  248.      * quotients, we have to force the dividend positive for portability.
  249.      *
  250.      * In most files, at least half of the output values will be zero
  251.      * (at default quantization settings, more like three-quarters...)
  252.      * so we should ensure that this case is fast.  On many machines,
  253.      * a comparison is enough cheaper than a divide to make a special test
  254.      * a win.  Since both inputs will be nonnegative, we need only test
  255.      * for a < b to discover whether a/b is 0.
  256.      * If your machine's division is fast enough, define FAST_DIVIDE.
  257.      */
  258. #ifdef FAST_DIVIDE
  259. #define DIVIDE_BY(a,b)    a /= b
  260. #else
  261. #define DIVIDE_BY(a,b)    if (a >= b) a /= b; else a = 0
  262. #endif
  263.     if (temp < 0) {
  264.       temp = -temp;
  265.       temp += qval>>1;    /* for rounding */
  266.       DIVIDE_BY(temp, qval);
  267.       temp = -temp;
  268.     } else {
  269.       temp += qval>>1;    /* for rounding */
  270.       DIVIDE_BY(temp, qval);
  271.     }
  272.     output_ptr[i] = (JCOEF) temp;
  273.       }
  274.     }
  275.   }
  276. }
  277.  
  278.  
  279. #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
  280.  
  281. METHODDEF void
  282. forward_DCT_float (j_compress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  283.            JSAMPARRAY sample_data, JBLOCKROW coef_blocks,
  284.            JDIMENSION start_row, JDIMENSION start_col,
  285.            JDIMENSION num_blocks)
  286. /* This version is used for floating-point DCT implementations. */
  287. {
  288.   /* This routine is heavily used, so it's worth coding it tightly. */
  289.   my_fdct_ptr fdct = (my_fdct_ptr) cinfo->fdct;
  290.   float_DCT_method_ptr do_dct = fdct->do_float_dct;
  291.   FAST_FLOAT * divisors = fdct->float_divisors[compptr->quant_tbl_no];
  292.   FAST_FLOAT workspace[DCTSIZE2]; /* work area for FDCT subroutine */
  293.   JDIMENSION bi;
  294.  
  295.   sample_data += start_row;    /* fold in the vertical offset once */
  296.  
  297.   for (bi = 0; bi < num_blocks; bi++, start_col += DCTSIZE) {
  298.     /* Load data into workspace, applying unsigned->signed conversion */
  299.     { register FAST_FLOAT *workspaceptr;
  300.       register JSAMPROW elemptr;
  301.       register int elemr;
  302.  
  303.       workspaceptr = workspace;
  304.       for (elemr = 0; elemr < DCTSIZE; elemr++) {
  305.     elemptr = sample_data[elemr] + start_col;
  306. #if DCTSIZE == 8        /* unroll the inner loop */
  307.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  308.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  309.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  310.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  311.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  312.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  313.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  314.     *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  315. #else
  316.     { register int elemc;
  317.       for (elemc = DCTSIZE; elemc > 0; elemc--) {
  318.         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
  319.       }
  320.     }
  321. #endif
  322.       }
  323.     }
  324.  
  325.     /* Perform the DCT */
  326.     (*do_dct) (workspace);
  327.  
  328.     /* Quantize/descale the coefficients, and store into coef_blocks[] */
  329.     { register FAST_FLOAT temp;
  330.       register int i;
  331.       register JCOEFPTR output_ptr = coef_blocks[bi];
  332.  
  333.       for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
  334.     /* Apply the quantization and scaling factor */
  335.     temp = workspace[ZAG[i]] * divisors[i];
  336.     /* Round to nearest integer.
  337.      * Since C does not specify the direction of rounding for negative
  338.      * quotients, we have to force the dividend positive for portability.
  339.      * The maximum coefficient size is +-16K (for 12-bit data), so this
  340.      * code should work for either 16-bit or 32-bit ints.
  341.      */
  342.     output_ptr[i] = (JCOEF) ((int) (temp + (FAST_FLOAT) 16384.5) - 16384);
  343.       }
  344.     }
  345.   }
  346. }
  347.  
  348. #endif /* DCT_FLOAT_SUPPORTED */
  349.  
  350.  
  351. /*
  352.  * Initialize FDCT manager.
  353.  */
  354.  
  355. GLOBAL void
  356. jinit_forward_dct (j_compress_ptr cinfo)
  357. {
  358.   my_fdct_ptr fdct;
  359.   int i;
  360.  
  361.   fdct = (my_fdct_ptr)
  362.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  363.                 SIZEOF(my_fdct_controller));
  364.   cinfo->fdct = (struct jpeg_forward_dct *) fdct;
  365.   fdct->pub.start_pass = start_pass_fdctmgr;
  366.  
  367.   switch (cinfo->dct_method) {
  368. #ifdef DCT_ISLOW_SUPPORTED
  369.   case JDCT_ISLOW:
  370.     fdct->pub.forward_DCT = forward_DCT;
  371.     fdct->do_dct = jpeg_fdct_islow;
  372.     break;
  373. #endif
  374. #ifdef DCT_IFAST_SUPPORTED
  375.   case JDCT_IFAST:
  376.     fdct->pub.forward_DCT = forward_DCT;
  377.     fdct->do_dct = jpeg_fdct_ifast;
  378.     break;
  379. #endif
  380. #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
  381.   case JDCT_FLOAT:
  382.     fdct->pub.forward_DCT = forward_DCT_float;
  383.     fdct->do_float_dct = jpeg_fdct_float;
  384.     break;
  385. #endif
  386.   default:
  387.     ERREXIT(cinfo, JERR_NOT_COMPILED);
  388.     break;
  389.   }
  390.  
  391.   /* Mark divisor tables unallocated */
  392.   for (i = 0; i < NUM_QUANT_TBLS; i++) {
  393.     fdct->divisors[i] = NULL;
  394. #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
  395.     fdct->float_divisors[i] = NULL;
  396. #endif
  397.   }
  398. }
  399.