jidctint.cpp
Upload User: xhy777
Upload Date: 2007-02-14
Package Size: 24088k
Code Size: 16k
Category:

Windows Kernel

Development Platform:

Visual C++

  1. /*
  2.  * jidctint.c
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 1991-1996, 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 a slow-but-accurate integer implementation of the
  9.  * inverse DCT (Discrete Cosine Transform).  In the IJG code, this routine
  10.  * must also perform dequantization of the input coefficients.
  11.  *
  12.  * A 2-D IDCT can be done by 1-D IDCT on each column followed by 1-D IDCT
  13.  * on each row (or vice versa, but it's more convenient to emit a row at
  14.  * a time).  Direct algorithms are also available, but they are much more
  15.  * complex and seem not to be any faster when reduced to code.
  16.  *
  17.  * This implementation is based on an algorithm described in
  18.  *   C. Loeffler, A. Ligtenberg and G. Moschytz, "Practical Fast 1-D DCT
  19.  *   Algorithms with 11 Multiplications", Proc. Int'l. Conf. on Acoustics,
  20.  *   Speech, and Signal Processing 1989 (ICASSP '89), pp. 988-991.
  21.  * The primary algorithm described there uses 11 multiplies and 29 adds.
  22.  * We use their alternate method with 12 multiplies and 32 adds.
  23.  * The advantage of this method is that no data path contains more than one
  24.  * multiplication; this allows a very simple and accurate implementation in
  25.  * scaled fixed-point arithmetic, with a minimal number of shifts.
  26.  */
  27. #define JPEG_INTERNALS
  28. #include "jinclude.h"
  29. #include "jpeglib.h"
  30. #include "jdct.h" /* Private declarations for DCT subsystem */
  31. #ifdef DCT_ISLOW_SUPPORTED
  32. /*
  33.  * This module is specialized to the case DCTSIZE = 8.
  34.  */
  35. #if DCTSIZE != 8
  36.   Sorry, this code only copes with 8x8 DCTs. /* deliberate syntax err */
  37. #endif
  38. /*
  39.  * The poop on this scaling stuff is as follows:
  40.  *
  41.  * Each 1-D IDCT step produces outputs which are a factor of sqrt(N)
  42.  * larger than the true IDCT outputs.  The final outputs are therefore
  43.  * a factor of N larger than desired; since N=8 this can be cured by
  44.  * a simple right shift at the end of the algorithm.  The advantage of
  45.  * this arrangement is that we save two multiplications per 1-D IDCT,
  46.  * because the y0 and y4 inputs need not be divided by sqrt(N).
  47.  *
  48.  * We have to do addition and subtraction of the integer inputs, which
  49.  * is no problem, and multiplication by fractional constants, which is
  50.  * a problem to do in integer arithmetic.  We multiply all the constants
  51.  * by CONST_SCALE and convert them to integer constants (thus retaining
  52.  * CONST_BITS bits of precision in the constants).  After doing a
  53.  * multiplication we have to divide the product by CONST_SCALE, with proper
  54.  * rounding, to produce the correct output.  This division can be done
  55.  * cheaply as a right shift of CONST_BITS bits.  We postpone shifting
  56.  * as long as possible so that partial sums can be added together with
  57.  * full fractional precision.
  58.  *
  59.  * The outputs of the first pass are scaled up by PASS1_BITS bits so that
  60.  * they are represented to better-than-integral precision.  These outputs
  61.  * require BITS_IN_JSAMPLE + PASS1_BITS + 3 bits; this fits in a 16-bit word
  62.  * with the recommended scaling.  (To scale up 12-bit sample data further, an
  63.  * intermediate INT32 array would be needed.)
  64.  *
  65.  * To avoid overflow of the 32-bit intermediate results in pass 2, we must
  66.  * have BITS_IN_JSAMPLE + CONST_BITS + PASS1_BITS <= 26.  Error analysis
  67.  * shows that the values given below are the most effective.
  68.  */
  69. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  70. #define CONST_BITS  13
  71. #define PASS1_BITS  2
  72. #else
  73. #define CONST_BITS  13
  74. #define PASS1_BITS  1 /* lose a little precision to avoid overflow */
  75. #endif
  76. /* Some C compilers fail to reduce "FIX(constant)" at compile time, thus
  77.  * causing a lot of useless floating-point operations at run time.
  78.  * To get around this we use the following pre-calculated constants.
  79.  * If you change CONST_BITS you may want to add appropriate values.
  80.  * (With a reasonable C compiler, you can just rely on the FIX() macro...)
  81.  */
  82. #if CONST_BITS == 13
  83. #define FIX_0_298631336  ((INT32)  2446) /* FIX(0.298631336) */
  84. #define FIX_0_390180644  ((INT32)  3196) /* FIX(0.390180644) */
  85. #define FIX_0_541196100  ((INT32)  4433) /* FIX(0.541196100) */
  86. #define FIX_0_765366865  ((INT32)  6270) /* FIX(0.765366865) */
  87. #define FIX_0_899976223  ((INT32)  7373) /* FIX(0.899976223) */
  88. #define FIX_1_175875602  ((INT32)  9633) /* FIX(1.175875602) */
  89. #define FIX_1_501321110  ((INT32)  12299) /* FIX(1.501321110) */
  90. #define FIX_1_847759065  ((INT32)  15137) /* FIX(1.847759065) */
  91. #define FIX_1_961570560  ((INT32)  16069) /* FIX(1.961570560) */
  92. #define FIX_2_053119869  ((INT32)  16819) /* FIX(2.053119869) */
  93. #define FIX_2_562915447  ((INT32)  20995) /* FIX(2.562915447) */
  94. #define FIX_3_072711026  ((INT32)  25172) /* FIX(3.072711026) */
  95. #else
  96. #define FIX_0_298631336  FIX(0.298631336)
  97. #define FIX_0_390180644  FIX(0.390180644)
  98. #define FIX_0_541196100  FIX(0.541196100)
  99. #define FIX_0_765366865  FIX(0.765366865)
  100. #define FIX_0_899976223  FIX(0.899976223)
  101. #define FIX_1_175875602  FIX(1.175875602)
  102. #define FIX_1_501321110  FIX(1.501321110)
  103. #define FIX_1_847759065  FIX(1.847759065)
  104. #define FIX_1_961570560  FIX(1.961570560)
  105. #define FIX_2_053119869  FIX(2.053119869)
  106. #define FIX_2_562915447  FIX(2.562915447)
  107. #define FIX_3_072711026  FIX(3.072711026)
  108. #endif
  109. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  110. #define MULTIPLY(var,const)  MULTIPLY16C16(var,const)
  111. #else
  112. #define MULTIPLY(var,const)  ((var) * (const))
  113. #endif
  114. /* Dequantize a coefficient by multiplying it by the multiplier-table
  115.  * entry; produce an int result.  In this module, both inputs and result
  116.  * are 16 bits or less, so either int or short multiply will work.
  117.  */
  118. #define DEQUANTIZE(coef,quantval)  (((ISLOW_MULT_TYPE) (coef)) * (quantval))
  119. #ifdef USECSOURCE
  120.  /*
  121.  * Perform dequantization and inverse DCT on one block of coefficients.
  122.  */
  123. GLOBAL(void)
  124. jpeg_idct_islow(j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  125.  JCOEFPTR coef_block, JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION output_col)
  126. {
  127.   INT32 tmp0, tmp1, tmp2, tmp3;
  128.   INT32 tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
  129.   INT32 z1, z2, z3, z4, z5;
  130.   JCOEFPTR inptr;
  131.   ISLOW_MULT_TYPE * quantptr;
  132.   int * wsptr;
  133.   JSAMPROW outptr;
  134.   JSAMPLE *range_limit = IDCT_range_limit(cinfo);
  135.   int ctr;
  136.   int workspace[DCTSIZE2]; /* buffers data between passes */
  137.   SHIFT_TEMPS
  138.   /* Pass 1: process columns from input, store into work array. */
  139.   /* Note results are scaled up by sqrt(8) compared to a true IDCT; */
  140.   /* furthermore, we scale the results by 2**PASS1_BITS. */
  141.   inptr = coef_block;
  142.   quantptr = (ISLOW_MULT_TYPE *) compptr->dct_table;
  143.   wsptr = workspace;
  144.   for (ctr = DCTSIZE; ctr > 0; ctr--) {
  145.     /* Due to quantization, we will usually find that many of the input
  146.      * coefficients are zero, especially the AC terms.  We can exploit this
  147.      * by short-circuiting the IDCT calculation for any column in which all
  148.      * the AC terms are zero.  In that case each output is equal to the
  149.      * DC coefficient (with scale factor as needed).
  150.      * With typical images and quantization tables, half or more of the
  151.      * column DCT calculations can be simplified this way.
  152.      */
  153.     
  154.     if ((inptr[DCTSIZE*1] | inptr[DCTSIZE*2] | inptr[DCTSIZE*3] |
  155.  inptr[DCTSIZE*4] | inptr[DCTSIZE*5] | inptr[DCTSIZE*6] |
  156.  inptr[DCTSIZE*7]) == 0) {
  157.       /* AC terms all zero */
  158.       int dcval = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*0], quantptr[DCTSIZE*0]) << PASS1_BITS;
  159.       
  160.       wsptr[DCTSIZE*0] = dcval;
  161.       wsptr[DCTSIZE*1] = dcval;
  162.       wsptr[DCTSIZE*2] = dcval;
  163.       wsptr[DCTSIZE*3] = dcval;
  164.       wsptr[DCTSIZE*4] = dcval;
  165.       wsptr[DCTSIZE*5] = dcval;
  166.       wsptr[DCTSIZE*6] = dcval;
  167.       wsptr[DCTSIZE*7] = dcval;
  168.       
  169.       inptr++; /* advance pointers to next column */
  170.       quantptr++;
  171.       wsptr++;
  172.       continue;
  173.     }
  174.     
  175.     /* Even part: reverse the even part of the forward DCT. */
  176.     /* The rotator is sqrt(2)*c(-6). */
  177.     
  178.     z2 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*2], quantptr[DCTSIZE*2]);
  179.     z3 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*6], quantptr[DCTSIZE*6]);
  180.     
  181.     z1 = MULTIPLY(z2 + z3, FIX_0_541196100);
  182.     tmp2 = z1 + MULTIPLY(z3, - FIX_1_847759065);
  183.     tmp3 = z1 + MULTIPLY(z2, FIX_0_765366865);
  184.     
  185.     z2 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*0], quantptr[DCTSIZE*0]);
  186.     z3 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*4], quantptr[DCTSIZE*4]);
  187.     tmp0 = (z2 + z3) << CONST_BITS;
  188.     tmp1 = (z2 - z3) << CONST_BITS;
  189.     
  190.     tmp10 = tmp0 + tmp3;
  191.     tmp13 = tmp0 - tmp3;
  192.     tmp11 = tmp1 + tmp2;
  193.     tmp12 = tmp1 - tmp2;
  194.     
  195.     /* Odd part per figure 8; the matrix is unitary and hence its
  196.      * transpose is its inverse.  i0..i3 are y7,y5,y3,y1 respectively.
  197.      */
  198.     
  199.     tmp0 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*7], quantptr[DCTSIZE*7]);
  200.     tmp1 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*5], quantptr[DCTSIZE*5]);
  201.     tmp2 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*3], quantptr[DCTSIZE*3]);
  202.     tmp3 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*1], quantptr[DCTSIZE*1]);
  203.     
  204.     z1 = tmp0 + tmp3;
  205.     z2 = tmp1 + tmp2;
  206.     z3 = tmp0 + tmp2;
  207.     z4 = tmp1 + tmp3;
  208.     z5 = MULTIPLY(z3 + z4, FIX_1_175875602); /* sqrt(2) * c3 */
  209.     
  210.     tmp0 = MULTIPLY(tmp0, FIX_0_298631336); /* sqrt(2) * (-c1+c3+c5-c7) */
  211.     tmp1 = MULTIPLY(tmp1, FIX_2_053119869); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5+c7) */
  212.     tmp2 = MULTIPLY(tmp2, FIX_3_072711026); /* sqrt(2) * ( c1+c3+c5-c7) */
  213.     tmp3 = MULTIPLY(tmp3, FIX_1_501321110); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5-c7) */
  214.     z1 = MULTIPLY(z1, - FIX_0_899976223); /* sqrt(2) * (c7-c3) */
  215.     z2 = MULTIPLY(z2, - FIX_2_562915447); /* sqrt(2) * (-c1-c3) */
  216.     z3 = MULTIPLY(z3, - FIX_1_961570560); /* sqrt(2) * (-c3-c5) */
  217.     z4 = MULTIPLY(z4, - FIX_0_390180644); /* sqrt(2) * (c5-c3) */
  218.     
  219.     z3 += z5;
  220.     z4 += z5;
  221.     
  222.     tmp0 += z1 + z3;
  223.     tmp1 += z2 + z4;
  224.     tmp2 += z2 + z3;
  225.     tmp3 += z1 + z4;
  226.     
  227.     /* Final output stage: inputs are tmp10..tmp13, tmp0..tmp3 */
  228.     
  229.     wsptr[DCTSIZE*0] = (int) DESCALE(tmp10 + tmp3, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  230.     wsptr[DCTSIZE*7] = (int) DESCALE(tmp10 - tmp3, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  231.     wsptr[DCTSIZE*1] = (int) DESCALE(tmp11 + tmp2, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  232.     wsptr[DCTSIZE*6] = (int) DESCALE(tmp11 - tmp2, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  233.     wsptr[DCTSIZE*2] = (int) DESCALE(tmp12 + tmp1, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  234.     wsptr[DCTSIZE*5] = (int) DESCALE(tmp12 - tmp1, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  235.     wsptr[DCTSIZE*3] = (int) DESCALE(tmp13 + tmp0, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  236.     wsptr[DCTSIZE*4] = (int) DESCALE(tmp13 - tmp0, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  237.     
  238.     inptr++; /* advance pointers to next column */
  239.     quantptr++;
  240.     wsptr++;
  241.   }
  242.   
  243.   /* Pass 2: process rows from work array, store into output array. */
  244.   /* Note that we must descale the results by a factor of 8 == 2**3, */
  245.   /* and also undo the PASS1_BITS scaling. */
  246.   wsptr = workspace;
  247.   for (ctr = 0; ctr < DCTSIZE; ctr++) {
  248.     outptr = output_buf[ctr] + output_col;
  249.     /* Rows of zeroes can be exploited in the same way as we did with columns.
  250.      * However, the column calculation has created many nonzero AC terms, so
  251.      * the simplification applies less often (typically 5% to 10% of the time).
  252.      * On machines with very fast multiplication, it's possible that the
  253.      * test takes more time than it's worth.  In that case this section
  254.      * may be commented out.
  255.      */
  256.     
  257. #ifndef NO_ZERO_ROW_TEST
  258.     if ((wsptr[1] | wsptr[2] | wsptr[3] | wsptr[4] | wsptr[5] | wsptr[6] |
  259.  wsptr[7]) == 0) {
  260.       /* AC terms all zero */
  261.       JSAMPLE dcval = range_limit[(int) DESCALE((INT32) wsptr[0], PASS1_BITS+3)
  262.   & RANGE_MASK];
  263.       
  264.       outptr[0] = dcval;
  265.       outptr[1] = dcval;
  266.       outptr[2] = dcval;
  267.       outptr[3] = dcval;
  268.       outptr[4] = dcval;
  269.       outptr[5] = dcval;
  270.       outptr[6] = dcval;
  271.       outptr[7] = dcval;
  272.       wsptr += DCTSIZE; /* advance pointer to next row */
  273.       continue;
  274.     }
  275. #endif
  276.     
  277.     /* Even part: reverse the even part of the forward DCT. */
  278.     /* The rotator is sqrt(2)*c(-6). */
  279.     
  280.     z2 = (INT32) wsptr[2];
  281.     z3 = (INT32) wsptr[6];
  282.     
  283.     z1 = MULTIPLY(z2 + z3, FIX_0_541196100);
  284.     tmp2 = z1 + MULTIPLY(z3, - FIX_1_847759065);
  285.     tmp3 = z1 + MULTIPLY(z2, FIX_0_765366865);
  286.     
  287.     tmp0 = ((INT32) wsptr[0] + (INT32) wsptr[4]) << CONST_BITS;
  288.     tmp1 = ((INT32) wsptr[0] - (INT32) wsptr[4]) << CONST_BITS;
  289.     
  290.     tmp10 = tmp0 + tmp3;
  291.     tmp13 = tmp0 - tmp3;
  292.     tmp11 = tmp1 + tmp2;
  293.     tmp12 = tmp1 - tmp2;
  294.     
  295.     /* Odd part per figure 8; the matrix is unitary and hence its
  296.      * transpose is its inverse.  i0..i3 are y7,y5,y3,y1 respectively.
  297.      */
  298.     
  299.     tmp0 = (INT32) wsptr[7];
  300.     tmp1 = (INT32) wsptr[5];
  301.     tmp2 = (INT32) wsptr[3];
  302.     tmp3 = (INT32) wsptr[1];
  303.     
  304.     z1 = tmp0 + tmp3;
  305.     z2 = tmp1 + tmp2;
  306.     z3 = tmp0 + tmp2;
  307.     z4 = tmp1 + tmp3;
  308.     z5 = MULTIPLY(z3 + z4, FIX_1_175875602); /* sqrt(2) * c3 */
  309.     
  310.     tmp0 = MULTIPLY(tmp0, FIX_0_298631336); /* sqrt(2) * (-c1+c3+c5-c7) */
  311.     tmp1 = MULTIPLY(tmp1, FIX_2_053119869); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5+c7) */
  312.     tmp2 = MULTIPLY(tmp2, FIX_3_072711026); /* sqrt(2) * ( c1+c3+c5-c7) */
  313.     tmp3 = MULTIPLY(tmp3, FIX_1_501321110); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5-c7) */
  314.     z1 = MULTIPLY(z1, - FIX_0_899976223); /* sqrt(2) * (c7-c3) */
  315.     z2 = MULTIPLY(z2, - FIX_2_562915447); /* sqrt(2) * (-c1-c3) */
  316.     z3 = MULTIPLY(z3, - FIX_1_961570560); /* sqrt(2) * (-c3-c5) */
  317.     z4 = MULTIPLY(z4, - FIX_0_390180644); /* sqrt(2) * (c5-c3) */
  318.     
  319.     z3 += z5;
  320.     z4 += z5;
  321.     
  322.     tmp0 += z1 + z3;
  323.     tmp1 += z2 + z4;
  324.     tmp2 += z2 + z3;
  325.     tmp3 += z1 + z4;
  326.     
  327.     /* Final output stage: inputs are tmp10..tmp13, tmp0..tmp3 */
  328.     
  329.     outptr[0] = range_limit[(int) DESCALE(tmp10 + tmp3,
  330.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  331.     & RANGE_MASK];
  332.     outptr[7] = range_limit[(int) DESCALE(tmp10 - tmp3,
  333.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  334.     & RANGE_MASK];
  335.     outptr[1] = range_limit[(int) DESCALE(tmp11 + tmp2,
  336.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  337.     & RANGE_MASK];
  338.     outptr[6] = range_limit[(int) DESCALE(tmp11 - tmp2,
  339.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  340.     & RANGE_MASK];
  341.     outptr[2] = range_limit[(int) DESCALE(tmp12 + tmp1,
  342.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  343.     & RANGE_MASK];
  344.     outptr[5] = range_limit[(int) DESCALE(tmp12 - tmp1,
  345.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  346.     & RANGE_MASK];
  347.     outptr[3] = range_limit[(int) DESCALE(tmp13 + tmp0,
  348.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  349.     & RANGE_MASK];
  350.     outptr[4] = range_limit[(int) DESCALE(tmp13 - tmp0,
  351.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  352.     & RANGE_MASK];
  353.     
  354.     wsptr += DCTSIZE; /* advance pointer to next row */
  355.   }
  356. }
  357. #else
  358. extern void midct8x8llm(JCOEFPTR inptr, short *quantptr, short *wsptr,
  359. JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION output_col,
  360. JSAMPLE *range);
  361. extern void pidct8x8llm(JCOEFPTR inptr, short *quantptr, short *wsptr,
  362. JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION output_col,
  363. JSAMPLE *range);
  364. /*
  365.  * Perform dequantization and inverse DCT on one block of coefficients.
  366.  * MMX Enhanced and Pentium enhanced versions.
  367.  */
  368. GLOBAL(void)
  369. jpeg_idct_islow (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  370.  JCOEFPTR coef_block, JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION output_col)
  371. {
  372.   JCOEFPTR inptr;
  373.   short * quantptr;
  374.   short * wsptr;
  375.   JSAMPLE *range_limit = IDCT_range_limit(cinfo);
  376.   int workspace[DCTSIZE2+8]; /* buffers data between passes */
  377.   /* Pass 1: process columns from input, store into work array. */
  378.   /* Note results are scaled up by sqrt(8) compared to a true IDCT; */
  379.   /* furthermore, we scale the results by 2**PASS1_BITS. */
  380.   // ensure that the temporary working space is quad aligned
  381.   wsptr = (short *)((INT32)(workspace) + 0x8) ;
  382.   wsptr = (short *)((INT32)(wsptr) & 0xfffffff8) ;
  383.   inptr = coef_block;
  384.   quantptr = (short *) compptr->dct_table;
  385.   wsptr = (short *)workspace;
  386.   
  387.   if (vfMMXMachine) {
  388.     midct8x8llm(inptr, quantptr, wsptr,output_buf, output_col,range_limit ) ;
  389.   }
  390.   else {
  391.     pidct8x8llm(inptr, quantptr, wsptr,output_buf, output_col,range_limit ) ;    
  392.   }
  393. }
  394. #endif //USECSOURCE
  395. #endif /* DCT_ISLOW_SUPPORTED */