home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Tricks of the Mac Game Programming Gurus / TricksOfTheMacGameProgrammingGurus.iso / More Source / C⁄C++ / Peter's Final Project / jpeg-5b / jquant1.c < prev    next >
Text File  |  1995-03-08  |  29KB  |  758 lines
  1. /*
  2.  * jquant1.c
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 1991-1995, 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 1-pass color quantization (color mapping) routines.
  9.  * These routines provide mapping to a fixed color map using equally spaced
  10.  * color values.  Optional Floyd-Steinberg or ordered dithering is available.
  11.  */
  12.  
  13. #define JPEG_INTERNALS
  14. #include "jinclude.h"
  15. #include "jpeglib.h"
  16.  
  17. #ifdef QUANT_1PASS_SUPPORTED
  18.  
  19.  
  20. /*
  21.  * The main purpose of 1-pass quantization is to provide a fast, if not very
  22.  * high quality, colormapped output capability.  A 2-pass quantizer usually
  23.  * gives better visual quality; however, for quantized grayscale output this
  24.  * quantizer is perfectly adequate.  Dithering is highly recommended with this
  25.  * quantizer, though you can turn it off if you really want to.
  26.  *
  27.  * In 1-pass quantization the colormap must be chosen in advance of seeing the
  28.  * image.  We use a map consisting of all combinations of Ncolors[i] color
  29.  * values for the i'th component.  The Ncolors[] values are chosen so that
  30.  * their product, the total number of colors, is no more than that requested.
  31.  * (In most cases, the product will be somewhat less.)
  32.  *
  33.  * Since the colormap is orthogonal, the representative value for each color
  34.  * component can be determined without considering the other components;
  35.  * then these indexes can be combined into a colormap index by a standard
  36.  * N-dimensional-array-subscript calculation.  Most of the arithmetic involved
  37.  * can be precalculated and stored in the lookup table colorindex[].
  38.  * colorindex[i][j] maps pixel value j in component i to the nearest
  39.  * representative value (grid plane) for that component; this index is
  40.  * multiplied by the array stride for component i, so that the
  41.  * index of the colormap entry closest to a given pixel value is just
  42.  *    sum( colorindex[component-number][pixel-component-value] )
  43.  * Aside from being fast, this scheme allows for variable spacing between
  44.  * representative values with no additional lookup cost.
  45.  *
  46.  * If gamma correction has been applied in color conversion, it might be wise
  47.  * to adjust the color grid spacing so that the representative colors are
  48.  * equidistant in linear space.  At this writing, gamma correction is not
  49.  * implemented by jdcolor, so nothing is done here.
  50.  */
  51.  
  52.  
  53. /* Declarations for ordered dithering.
  54.  *
  55.  * We use a standard 16x16 ordered dither array.  The basic concept of ordered
  56.  * dithering is described in many references, for instance Dale Schumacher's
  57.  * chapter II.2 of Graphics Gems II (James Arvo, ed. Academic Press, 1991).
  58.  * In place of Schumacher's comparisons against a "threshold" value, we add a
  59.  * "dither" value to the input pixel and then round the result to the nearest
  60.  * output value.  The dither value is equivalent to (0.5 - threshold) times
  61.  * the distance between output values.  For ordered dithering, we assume that
  62.  * the output colors are equally spaced; if not, results will probably be
  63.  * worse, since the dither may be too much or too little at a given point.
  64.  *
  65.  * The normal calculation would be to form pixel value + dither, range-limit
  66.  * this to 0..MAXJSAMPLE, and then index into the colorindex table as usual.
  67.  * We can skip the separate range-limiting step by extending the colorindex
  68.  * table in both directions.
  69.  */
  70.  
  71. #define ODITHER_SIZE  16    /* dimension of dither matrix */
  72. /* NB: if ODITHER_SIZE is not a power of 2, ODITHER_MASK uses will break */
  73. #define ODITHER_CELLS (ODITHER_SIZE*ODITHER_SIZE)    /* # cells in matrix */
  74. #define ODITHER_MASK  (ODITHER_SIZE-1) /* mask for wrapping around counters */
  75.  
  76. typedef int ODITHER_MATRIX[ODITHER_SIZE][ODITHER_SIZE];
  77. typedef int (*ODITHER_MATRIX_PTR)[ODITHER_SIZE];
  78.  
  79. static const UINT8 base_dither_matrix[ODITHER_SIZE][ODITHER_SIZE] = {
  80.   /* Bayer's order-4 dither array.  Generated by the code given in
  81.    * Stephen Hawley's article "Ordered Dithering" in Graphics Gems I.
  82.    * The values in this array must range from 0 to ODITHER_CELLS-1.
  83.    */
  84.   {   0,192, 48,240, 12,204, 60,252,  3,195, 51,243, 15,207, 63,255 },
  85.   { 128, 64,176,112,140, 76,188,124,131, 67,179,115,143, 79,191,127 },
  86.   {  32,224, 16,208, 44,236, 28,220, 35,227, 19,211, 47,239, 31,223 },
  87.   { 160, 96,144, 80,172,108,156, 92,163, 99,147, 83,175,111,159, 95 },
  88.   {   8,200, 56,248,  4,196, 52,244, 11,203, 59,251,  7,199, 55,247 },
  89.   { 136, 72,184,120,132, 68,180,116,139, 75,187,123,135, 71,183,119 },
  90.   {  40,232, 24,216, 36,228, 20,212, 43,235, 27,219, 39,231, 23,215 },
  91.   { 168,104,152, 88,164,100,148, 84,171,107,155, 91,167,103,151, 87 },
  92.   {   2,194, 50,242, 14,206, 62,254,  1,193, 49,241, 13,205, 61,253 },
  93.   { 130, 66,178,114,142, 78,190,126,129, 65,177,113,141, 77,189,125 },
  94.   {  34,226, 18,210, 46,238, 30,222, 33,225, 17,209, 45,237, 29,221 },
  95.   { 162, 98,146, 82,174,110,158, 94,161, 97,145, 81,173,109,157, 93 },
  96.   {  10,202, 58,250,  6,198, 54,246,  9,201, 57,249,  5,197, 53,245 },
  97.   { 138, 74,186,122,134, 70,182,118,137, 73,185,121,133, 69,181,117 },
  98.   {  42,234, 26,218, 38,230, 22,214, 41,233, 25,217, 37,229, 21,213 },
  99.   { 170,106,154, 90,166,102,150, 86,169,105,153, 89,165,101,149, 85 }
  100. };
  101.  
  102.  
  103. /* Declarations for Floyd-Steinberg dithering.
  104.  *
  105.  * Errors are accumulated into the array fserrors[], at a resolution of
  106.  * 1/16th of a pixel count.  The error at a given pixel is propagated
  107.  * to its not-yet-processed neighbors using the standard F-S fractions,
  108.  *        ...    (here)    7/16
  109.  *        3/16    5/16    1/16
  110.  * We work left-to-right on even rows, right-to-left on odd rows.
  111.  *
  112.  * We can get away with a single array (holding one row's worth of errors)
  113.  * by using it to store the current row's errors at pixel columns not yet
  114.  * processed, but the next row's errors at columns already processed.  We
  115.  * need only a few extra variables to hold the errors immediately around the
  116.  * current column.  (If we are lucky, those variables are in registers, but
  117.  * even if not, they're probably cheaper to access than array elements are.)
  118.  *
  119.  * The fserrors[] array is indexed [component#][position].
  120.  * We provide (#columns + 2) entries per component; the extra entry at each
  121.  * end saves us from special-casing the first and last pixels.
  122.  *
  123.  * Note: on a wide image, we might not have enough room in a PC's near data
  124.  * segment to hold the error array; so it is allocated with alloc_large.
  125.  */
  126.  
  127. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  128. typedef INT16 FSERROR;        /* 16 bits should be enough */
  129. typedef int LOCFSERROR;        /* use 'int' for calculation temps */
  130. #else
  131. typedef INT32 FSERROR;        /* may need more than 16 bits */
  132. typedef INT32 LOCFSERROR;    /* be sure calculation temps are big enough */
  133. #endif
  134.  
  135. typedef FSERROR FAR *FSERRPTR;    /* pointer to error array (in FAR storage!) */
  136.  
  137.  
  138. /* Private subobject */
  139.  
  140. #define MAX_Q_COMPS 4        /* max components I can handle */
  141.  
  142. typedef struct {
  143.   struct jpeg_color_quantizer pub; /* public fields */
  144.  
  145.   JSAMPARRAY colorindex;    /* Precomputed mapping for speed */
  146.   /* colorindex[i][j] = index of color closest to pixel value j in component i,
  147.    * premultiplied as described above.  Since colormap indexes must fit into
  148.    * JSAMPLEs, the entries of this array will too.
  149.    */
  150.  
  151.   /* Variables for ordered dithering */
  152.   int row_index;        /* cur row's vertical index in dither matrix */
  153.   ODITHER_MATRIX_PTR odither[MAX_Q_COMPS]; /* one dither array per component */
  154.  
  155.   /* Variables for Floyd-Steinberg dithering */
  156.   FSERRPTR fserrors[MAX_Q_COMPS]; /* accumulated errors */
  157.   boolean on_odd_row;        /* flag to remember which row we are on */
  158. } my_cquantizer;
  159.  
  160. typedef my_cquantizer * my_cquantize_ptr;
  161.  
  162.  
  163. /*
  164.  * Policy-making subroutines for create_colormap: these routines determine
  165.  * the colormap to be used.  The rest of the module only assumes that the
  166.  * colormap is orthogonal.
  167.  *
  168.  *  * select_ncolors decides how to divvy up the available colors
  169.  *    among the components.
  170.  *  * output_value defines the set of representative values for a component.
  171.  *  * largest_input_value defines the mapping from input values to
  172.  *    representative values for a component.
  173.  * Note that the latter two routines may impose different policies for
  174.  * different components, though this is not currently done.
  175.  */
  176.  
  177.  
  178. LOCAL int
  179. select_ncolors (j_decompress_ptr cinfo, int Ncolors[])
  180. /* Determine allocation of desired colors to components, */
  181. /* and fill in Ncolors[] array to indicate choice. */
  182. /* Return value is total number of colors (product of Ncolors[] values). */
  183. {
  184.   int nc = cinfo->out_color_components; /* number of color components */
  185.   int max_colors = cinfo->desired_number_of_colors;
  186.   int total_colors, iroot, i, j;
  187.   boolean changed;
  188.   long temp;
  189.   static const int RGB_order[3] = { RGB_GREEN, RGB_RED, RGB_BLUE };
  190.  
  191.   /* We can allocate at least the nc'th root of max_colors per component. */
  192.   /* Compute floor(nc'th root of max_colors). */
  193.   iroot = 1;
  194.   do {
  195.     iroot++;
  196.     temp = iroot;        /* set temp = iroot ** nc */
  197.     for (i = 1; i < nc; i++)
  198.       temp *= iroot;
  199.   } while (temp <= (long) max_colors); /* repeat till iroot exceeds root */
  200.   iroot--;            /* now iroot = floor(root) */
  201.  
  202.   /* Must have at least 2 color values per component */
  203.   if (iroot < 2)
  204.     ERREXIT1(cinfo, JERR_QUANT_FEW_COLORS, (int) temp);
  205.  
  206.   /* Initialize to iroot color values for each component */
  207.   total_colors = 1;
  208.   for (i = 0; i < nc; i++) {
  209.     Ncolors[i] = iroot;
  210.     total_colors *= iroot;
  211.   }
  212.   /* We may be able to increment the count for one or more components without
  213.    * exceeding max_colors, though we know not all can be incremented.
  214.    * Sometimes, the first component can be incremented more than once!
  215.    * (Example: for 16 colors, we start at 2*2*2, go to 3*2*2, then 4*2*2.)
  216.    * In RGB colorspace, try to increment G first, then R, then B.
  217.    */
  218.   do {
  219.     changed = FALSE;
  220.     for (i = 0; i < nc; i++) {
  221.       j = (cinfo->out_color_space == JCS_RGB ? RGB_order[i] : i);
  222.       /* calculate new total_colors if Ncolors[j] is incremented */
  223.       temp = total_colors / Ncolors[j];
  224.       temp *= Ncolors[j]+1;    /* done in long arith to avoid oflo */
  225.       if (temp > (long) max_colors)
  226.     break;            /* won't fit, done with this pass */
  227.       Ncolors[j]++;        /* OK, apply the increment */
  228.       total_colors = (int) temp;
  229.       changed = TRUE;
  230.     }
  231.   } while (changed);
  232.  
  233.   return total_colors;
  234. }
  235.  
  236.  
  237. LOCAL int
  238. output_value (j_decompress_ptr cinfo, int ci, int j, int maxj)
  239. /* Return j'th output value, where j will range from 0 to maxj */
  240. /* The output values must fall in 0..MAXJSAMPLE in increasing order */
  241. {
  242.   /* We always provide values 0 and MAXJSAMPLE for each component;
  243.    * any additional values are equally spaced between these limits.
  244.    * (Forcing the upper and lower values to the limits ensures that
  245.    * dithering can't produce a color outside the selected gamut.)
  246.    */
  247.   return (int) (((INT32) j * MAXJSAMPLE + maxj/2) / maxj);
  248. }
  249.  
  250.  
  251. LOCAL int
  252. largest_input_value (j_decompress_ptr cinfo, int ci, int j, int maxj)
  253. /* Return largest input value that should map to j'th output value */
  254. /* Must have largest(j=0) >= 0, and largest(j=maxj) >= MAXJSAMPLE */
  255. {
  256.   /* Breakpoints are halfway between values returned by output_value */
  257.   return (int) (((INT32) (2*j + 1) * MAXJSAMPLE + maxj) / (2*maxj));
  258. }
  259.  
  260.  
  261. /*
  262.  * Create an ordered-dither array for a component having ncolors
  263.  * distinct output values.
  264.  */
  265.  
  266. LOCAL ODITHER_MATRIX_PTR
  267. make_odither_array (j_decompress_ptr cinfo, int ncolors)
  268. {
  269.   ODITHER_MATRIX_PTR odither;
  270.   int j,k;
  271.   INT32 num,den;
  272.  
  273.   odither = (ODITHER_MATRIX_PTR)
  274.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  275.                 SIZEOF(ODITHER_MATRIX));
  276.   /* The inter-value distance for this color is MAXJSAMPLE/(ncolors-1).
  277.    * Hence the dither value for the matrix cell with fill order f
  278.    * (f=0..N-1) should be (N-1-2*f)/(2*N) * MAXJSAMPLE/(ncolors-1).
  279.    * On 16-bit-int machine, be careful to avoid overflow.
  280.    */
  281.   den = 2 * ODITHER_CELLS * ((INT32) (ncolors - 1));
  282.   for (j = 0; j < ODITHER_SIZE; j++) {
  283.     for (k = 0; k < ODITHER_SIZE; k++) {
  284.       num = ((INT32) (ODITHER_CELLS-1 - 2*((int)base_dither_matrix[j][k])))
  285.         * MAXJSAMPLE;
  286.       /* Ensure round towards zero despite C's lack of consistency
  287.        * about rounding negative values in integer division...
  288.        */
  289.       odither[j][k] = (int) (num<0 ? -((-num)/den) : num/den);
  290.     }
  291.   }
  292.   return odither;
  293. }
  294.  
  295.  
  296. /*
  297.  * Create the colormap and color index table.
  298.  * Also creates the ordered-dither tables, if required.
  299.  */
  300.  
  301. LOCAL void
  302. create_colormap (j_decompress_ptr cinfo)
  303. {
  304.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  305.   JSAMPARRAY colormap;        /* Created colormap */
  306.   JSAMPROW indexptr;
  307.   int total_colors;        /* Number of distinct output colors */
  308.   int Ncolors[MAX_Q_COMPS];    /* # of values alloced to each component */
  309.   ODITHER_MATRIX_PTR odither;
  310.   int i,j,k, nci, blksize, blkdist, ptr, val, pad;
  311.  
  312.   /* Select number of colors for each component */
  313.   total_colors = select_ncolors(cinfo, Ncolors);
  314.  
  315.   /* Report selected color counts */
  316.   if (cinfo->out_color_components == 3)
  317.     TRACEMS4(cinfo, 1, JTRC_QUANT_3_NCOLORS,
  318.          total_colors, Ncolors[0], Ncolors[1], Ncolors[2]);
  319.   else
  320.     TRACEMS1(cinfo, 1, JTRC_QUANT_NCOLORS, total_colors);
  321.  
  322.   /* For ordered dither, we pad the color index tables by MAXJSAMPLE in
  323.    * each direction (input index values can be -MAXJSAMPLE .. 2*MAXJSAMPLE).
  324.    * This is not necessary in the other dithering modes.
  325.    */
  326.   pad = (cinfo->dither_mode == JDITHER_ORDERED) ? MAXJSAMPLE*2 : 0;
  327.  
  328.   /* Allocate and fill in the colormap and color index. */
  329.   /* The colors are ordered in the map in standard row-major order, */
  330.   /* i.e. rightmost (highest-indexed) color changes most rapidly. */
  331.  
  332.   colormap = (*cinfo->mem->alloc_sarray)
  333.     ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  334.      (JDIMENSION) total_colors, (JDIMENSION) cinfo->out_color_components);
  335.   cquantize->colorindex = (*cinfo->mem->alloc_sarray)
  336.     ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  337.      (JDIMENSION) (MAXJSAMPLE+1 + pad),
  338.      (JDIMENSION) cinfo->out_color_components);
  339.  
  340.   /* blksize is number of adjacent repeated entries for a component */
  341.   /* blkdist is distance between groups of identical entries for a component */
  342.   blkdist = total_colors;
  343.  
  344.   for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
  345.     /* fill in colormap entries for i'th color component */
  346.     nci = Ncolors[i];        /* # of distinct values for this color */
  347.     blksize = blkdist / nci;
  348.     for (j = 0; j < nci; j++) {
  349.       /* Compute j'th output value (out of nci) for component */
  350.       val = output_value(cinfo, i, j, nci-1);
  351.       /* Fill in all colormap entries that have this value of this component */
  352.       for (ptr = j * blksize; ptr < total_colors; ptr += blkdist) {
  353.     /* fill in blksize entries beginning at ptr */
  354.     for (k = 0; k < blksize; k++)
  355.       colormap[i][ptr+k] = (JSAMPLE) val;
  356.       }
  357.     }
  358.     blkdist = blksize;        /* blksize of this color is blkdist of next */
  359.  
  360.     /* adjust colorindex pointers to provide padding at negative indexes. */
  361.     if (pad)
  362.       cquantize->colorindex[i] += MAXJSAMPLE;
  363.  
  364.     /* fill in colorindex entries for i'th color component */
  365.     /* in loop, val = index of current output value, */
  366.     /* and k = largest j that maps to current val */
  367.     indexptr = cquantize->colorindex[i];
  368.     val = 0;
  369.     k = largest_input_value(cinfo, i, 0, nci-1);
  370.     for (j = 0; j <= MAXJSAMPLE; j++) {
  371.       while (j > k)        /* advance val if past boundary */
  372.     k = largest_input_value(cinfo, i, ++val, nci-1);
  373.       /* premultiply so that no multiplication needed in main processing */
  374.       indexptr[j] = (JSAMPLE) (val * blksize);
  375.     }
  376.     /* Pad at both ends if necessary */
  377.     if (pad)
  378.       for (j = 1; j <= MAXJSAMPLE; j++) {
  379.     indexptr[-j] = indexptr[0];
  380.     indexptr[MAXJSAMPLE+j] = indexptr[MAXJSAMPLE];
  381.       }
  382.   }
  383.  
  384.   /* Make the colormap available to the application. */
  385.   cinfo->colormap = colormap;
  386.   cinfo->actual_number_of_colors = total_colors;
  387.  
  388.   if (cinfo->dither_mode == JDITHER_ORDERED) {
  389.     /* Allocate and fill in the ordered-dither tables.  Components having
  390.      * the same number of representative colors may share a dither table.
  391.      */
  392.     for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
  393.       nci = Ncolors[i];        /* # of distinct values for this color */
  394.       odither = NULL;        /* search for matching prior component */
  395.       for (j = 0; j < i; j++) {
  396.     if (nci == Ncolors[j]) {
  397.       odither = cquantize->odither[j];
  398.       break;
  399.     }
  400.       }
  401.       if (odither == NULL)    /* need a new table? */
  402.     odither = make_odither_array(cinfo, nci);
  403.       cquantize->odither[i] = odither;
  404.     }
  405.   }
  406. }
  407.  
  408.  
  409. /*
  410.  * Map some rows of pixels to the output colormapped representation.
  411.  */
  412.  
  413. METHODDEF void
  414. color_quantize (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  415.         JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  416. /* General case, no dithering */
  417. {
  418.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  419.   JSAMPARRAY colorindex = cquantize->colorindex;
  420.   register int pixcode, ci;
  421.   register JSAMPROW ptrin, ptrout;
  422.   int row;
  423.   JDIMENSION col;
  424.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  425.   register int nc = cinfo->out_color_components;
  426.  
  427.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  428.     ptrin = input_buf[row];
  429.     ptrout = output_buf[row];
  430.     for (col = width; col > 0; col--) {
  431.       pixcode = 0;
  432.       for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
  433.     pixcode += GETJSAMPLE(colorindex[ci][GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
  434.       }
  435.       *ptrout++ = (JSAMPLE) pixcode;
  436.     }
  437.   }
  438. }
  439.  
  440.  
  441. METHODDEF void
  442. color_quantize3 (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  443.          JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  444. /* Fast path for out_color_components==3, no dithering */
  445. {
  446.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  447.   register int pixcode;
  448.   register JSAMPROW ptrin, ptrout;
  449.   JSAMPROW colorindex0 = cquantize->colorindex[0];
  450.   JSAMPROW colorindex1 = cquantize->colorindex[1];
  451.   JSAMPROW colorindex2 = cquantize->colorindex[2];
  452.   int row;
  453.   JDIMENSION col;
  454.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  455.  
  456.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  457.     ptrin = input_buf[row];
  458.     ptrout = output_buf[row];
  459.     for (col = width; col > 0; col--) {
  460.       pixcode  = GETJSAMPLE(colorindex0[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
  461.       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex1[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
  462.       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex2[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
  463.       *ptrout++ = (JSAMPLE) pixcode;
  464.     }
  465.   }
  466. }
  467.  
  468.  
  469. METHODDEF void
  470. quantize_ord_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  471.              JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  472. /* General case, with ordered dithering */
  473. {
  474.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  475.   register JSAMPROW input_ptr;
  476.   register JSAMPROW output_ptr;
  477.   JSAMPROW colorindex_ci;
  478.   int * dither;            /* points to active row of dither matrix */
  479.   int row_index, col_index;    /* current indexes into dither matrix */
  480.   int nc = cinfo->out_color_components;
  481.   int ci;
  482.   int row;
  483.   JDIMENSION col;
  484.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  485.  
  486.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  487.     /* Initialize output values to 0 so can process components separately */
  488.     jzero_far((void FAR *) output_buf[row],
  489.           (size_t) (width * SIZEOF(JSAMPLE)));
  490.     row_index = cquantize->row_index;
  491.     for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
  492.       input_ptr = input_buf[row] + ci;
  493.       output_ptr = output_buf[row];
  494.       colorindex_ci = cquantize->colorindex[ci];
  495.       dither = cquantize->odither[ci][row_index];
  496.       col_index = 0;
  497.  
  498.       for (col = width; col > 0; col--) {
  499.     /* Form pixel value + dither, range-limit to 0..MAXJSAMPLE,
  500.      * select output value, accumulate into output code for this pixel.
  501.      * Range-limiting need not be done explicitly, as we have extended
  502.      * the colorindex table to produce the right answers for out-of-range
  503.      * inputs.  The maximum dither is +- MAXJSAMPLE; this sets the
  504.      * required amount of padding.
  505.      */
  506.     *output_ptr += colorindex_ci[GETJSAMPLE(*input_ptr)+dither[col_index]];
  507.     input_ptr += nc;
  508.     output_ptr++;
  509.     col_index = (col_index + 1) & ODITHER_MASK;
  510.       }
  511.     }
  512.     /* Advance row index for next row */
  513.     row_index = (row_index + 1) & ODITHER_MASK;
  514.     cquantize->row_index = row_index;
  515.   }
  516. }
  517.  
  518.  
  519. METHODDEF void
  520. quantize3_ord_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  521.               JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  522. /* Fast path for out_color_components==3, with ordered dithering */
  523. {
  524.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  525.   register int pixcode;
  526.   register JSAMPROW input_ptr;
  527.   register JSAMPROW output_ptr;
  528.   JSAMPROW colorindex0 = cquantize->colorindex[0];
  529.   JSAMPROW colorindex1 = cquantize->colorindex[1];
  530.   JSAMPROW colorindex2 = cquantize->colorindex[2];
  531.   int * dither0;        /* points to active row of dither matrix */
  532.   int * dither1;
  533.   int * dither2;
  534.   int row_index, col_index;    /* current indexes into dither matrix */
  535.   int row;
  536.   JDIMENSION col;
  537.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  538.  
  539.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  540.     row_index = cquantize->row_index;
  541.     input_ptr = input_buf[row];
  542.     output_ptr = output_buf[row];
  543.     dither0 = cquantize->odither[0][row_index];
  544.     dither1 = cquantize->odither[1][row_index];
  545.     dither2 = cquantize->odither[2][row_index];
  546.     col_index = 0;
  547.  
  548.     for (col = width; col > 0; col--) {
  549.       pixcode  = GETJSAMPLE(colorindex0[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
  550.                     dither0[col_index]]);
  551.       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex1[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
  552.                     dither1[col_index]]);
  553.       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex2[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
  554.                     dither2[col_index]]);
  555.       *output_ptr++ = (JSAMPLE) pixcode;
  556.       col_index = (col_index + 1) & ODITHER_MASK;
  557.     }
  558.     row_index = (row_index + 1) & ODITHER_MASK;
  559.     cquantize->row_index = row_index;
  560.   }
  561. }
  562.  
  563.  
  564. METHODDEF void
  565. quantize_fs_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
  566.             JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  567. /* General case, with Floyd-Steinberg dithering */
  568. {
  569.   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
  570.   register LOCFSERROR cur;    /* current error or pixel value */
  571.   LOCFSERROR belowerr;        /* error for pixel below cur */
  572.   LOCFSERROR bpreverr;        /* error for below/prev col */
  573.   LOCFSERROR bnexterr;        /* error for below/next col */
  574.   LOCFSERROR delta;
  575.   register FSERRPTR errorptr;    /* => fserrors[] at column before current */
  576.   register JSAMPROW input_ptr;
  577.   register JSAMPROW output_ptr;
  578.   JSAMPROW colorindex_ci;
  579.   JSAMPROW colormap_ci;
  580.   int pixcode;
  581.   int nc = cinfo->out_color_components;
  582.   int dir;            /* 1 for left-to-right, -1 for right-to-left */
  583.   int dirnc;            /* dir * nc */
  584.   int ci;
  585.   int row;
  586.   JDIMENSION col;
  587.   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
  588.   JSAMPLE *range_limit = cinfo->sample_range_limit;
  589.   SHIFT_TEMPS
  590.  
  591.   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
  592.     /* Initialize output values to 0 so can process components separately */
  593.     jzero_far((void FAR *) output_buf[row],
  594.           (size_t) (width * SIZEOF(JSAMPLE)));
  595.     for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
  596.       input_ptr = input_buf[row] + ci;
  597.       output_ptr = output_buf[row];
  598.       if (cquantize->on_odd_row) {
  599.     /* work right to left in this row */
  600.     input_ptr += (width-1) * nc; /* so point to rightmost pixel */
  601.     output_ptr += width-1;
  602.     dir = -1;
  603.     dirnc = -nc;
  604.     errorptr = cquantize->fserrors[ci] + (width+1); /* => entry after last column */
  605.       } else {
  606.     /* work left to right in this row */
  607.     dir = 1;
  608.     dirnc = nc;
  609.     errorptr = cquantize->fserrors[ci]; /* => entry before first column */
  610.       }
  611.       colorindex_ci = cquantize->colorindex[ci];
  612.       colormap_ci = cinfo->colormap[ci];
  613.       /* Preset error values: no error propagated to first pixel from left */
  614.       cur = 0;
  615.       /* and no error propagated to row below yet */
  616.       belowerr = bpreverr = 0;
  617.  
  618.       for (col = width; col > 0; col--) {
  619.     /* cur holds the error propagated from the previous pixel on the
  620.      * current line.  Add the error propagated from the previous line
  621.      * to form the complete error correction term for this pixel, and
  622.      * round the error term (which is expressed * 16) to an integer.
  623.      * RIGHT_SHIFT rounds towards minus infinity, so adding 8 is correct
  624.      * for either sign of the error value.
  625.      * Note: errorptr points to *previous* column's array entry.
  626.      */
  627.     cur = RIGHT_SHIFT(cur + errorptr[dir] + 8, 4);
  628.     /* Form pixel value + error, and range-limit to 0..MAXJSAMPLE.
  629.      * The maximum error is +- MAXJSAMPLE; this sets the required size
  630.      * of the range_limit array.
  631.      */
  632.     cur += GETJSAMPLE(*input_ptr);
  633.     cur = GETJSAMPLE(range_limit[cur]);
  634.     /* Select output value, accumulate into output code for this pixel */
  635.     pixcode = GETJSAMPLE(colorindex_ci[cur]);
  636.     *output_ptr += (JSAMPLE) pixcode;
  637.     /* Compute actual representation error at this pixel */
  638.     /* Note: we can do this even though we don't have the final */
  639.     /* pixel code, because the colormap is orthogonal. */
  640.     cur -= GETJSAMPLE(colormap_ci[pixcode]);
  641.     /* Compute error fractions to be propagated to adjacent pixels.
  642.      * Add these into the running sums, and simultaneously shift the
  643.      * next-line error sums left by 1 column.
  644.      */
  645.     bnexterr = cur;
  646.     delta = cur * 2;
  647.     cur += delta;        /* form error * 3 */
  648.     errorptr[0] = (FSERROR) (bpreverr + cur);
  649.     cur += delta;        /* form error * 5 */
  650.     bpreverr = belowerr + cur;
  651.     belowerr = bnexterr;
  652.     cur += delta;        /* form error * 7 */
  653.     /* At this point cur contains the 7/16 error value to be propagated
  654.      * to the next pixel on the current line, and all the errors for the
  655.      * next line have been shifted over. We are therefore ready to move on.
  656.      */
  657.     input_ptr += dirnc;    /* advance input ptr to next column */
  658.     output_ptr += dir;    /* advance output ptr to next column */
  659.     errorptr += dir;    /* advance errorptr to current column */
  660.       }
  661.       /* Post-loop cleanup: we must unload the final error value into the
  662.        * final fserrors[] entry.  Note we need not unload belowerr because
  663.        * it is for the dummy column before or after the actual array.
  664.        */
  665.       errorptr[0] = (FSERROR) bpreverr; /* unload prev err into array */
  666.     }
  667.     cquantize->on_odd_row = (cquantize->on_odd_row ? FALSE : TRUE);
  668.   }
  669. }
  670.  
  671.  
  672. /*
  673.  * Initialize for one-pass color quantization.
  674.  */
  675.  
  676. METHODDEF void
  677. start_pass_1_quant (j_decompress_ptr cinfo, boolean is_pre_scan)
  678. {
  679.   /* no work in 1-pass case */
  680. }
  681.  
  682.  
  683. /*
  684.  * Finish up at the end of the pass.
  685.  */
  686.  
  687. METHODDEF void
  688. finish_pass_1_quant (j_decompress_ptr cinfo)
  689. {
  690.   /* no work in 1-pass case */
  691. }
  692.  
  693.  
  694. /*
  695.  * Module initialization routine for 1-pass color quantization.
  696.  */
  697.  
  698. GLOBAL void
  699. jinit_1pass_quantizer (j_decompress_ptr cinfo)
  700. {
  701.   my_cquantize_ptr cquantize;
  702.   size_t arraysize;
  703.   int i;
  704.  
  705.   cquantize = (my_cquantize_ptr)
  706.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  707.                 SIZEOF(my_cquantizer));
  708.   cinfo->cquantize = (struct jpeg_color_quantizer *) cquantize;
  709.   cquantize->pub.start_pass = start_pass_1_quant;
  710.   cquantize->pub.finish_pass = finish_pass_1_quant;
  711.  
  712.   /* Make sure my internal arrays won't overflow */
  713.   if (cinfo->out_color_components > MAX_Q_COMPS)
  714.     ERREXIT1(cinfo, JERR_QUANT_COMPONENTS, MAX_Q_COMPS);
  715.   /* Make sure colormap indexes can be represented by JSAMPLEs */
  716.   if (cinfo->desired_number_of_colors > (MAXJSAMPLE+1))
  717.     ERREXIT1(cinfo, JERR_QUANT_MANY_COLORS, MAXJSAMPLE+1);
  718.  
  719.   /* Initialize for desired dithering mode. */
  720.   switch (cinfo->dither_mode) {
  721.   case JDITHER_NONE:
  722.     if (cinfo->out_color_components == 3)
  723.       cquantize->pub.color_quantize = color_quantize3;
  724.     else
  725.       cquantize->pub.color_quantize = color_quantize;
  726.     break;
  727.   case JDITHER_ORDERED:
  728.     if (cinfo->out_color_components == 3)
  729.       cquantize->pub.color_quantize = quantize3_ord_dither;
  730.     else
  731.       cquantize->pub.color_quantize = quantize_ord_dither;
  732.     cquantize->row_index = 0;    /* initialize state for ordered dither */
  733.     break;
  734.   case JDITHER_FS:
  735.     cquantize->pub.color_quantize = quantize_fs_dither;
  736.     cquantize->on_odd_row = FALSE; /* initialize state for F-S dither */
  737.     /* Allocate Floyd-Steinberg workspace if necessary. */
  738.     /* We do this now since it is FAR storage and may affect the memory */
  739.     /* manager's space calculations. */
  740.     arraysize = (size_t) ((cinfo->output_width + 2) * SIZEOF(FSERROR));
  741.     for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
  742.       cquantize->fserrors[i] = (FSERRPTR) (*cinfo->mem->alloc_large)
  743.     ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE, arraysize);
  744.       /* Initialize the propagated errors to zero. */
  745.       jzero_far((void FAR *) cquantize->fserrors[i], arraysize);
  746.     }
  747.     break;
  748.   default:
  749.     ERREXIT(cinfo, JERR_NOT_COMPILED);
  750.     break;
  751.   }
  752.  
  753.   /* Create the colormap. */
  754.   create_colormap(cinfo);
  755. }
  756.  
  757. #endif /* QUANT_1PASS_SUPPORTED */
  758.