jidctint.c
上传用户:looem2003
上传日期:2014-07-20
资源大小:13733k
文件大小:15k
源码类别:

打印编程

开发平台:

Visual C++

  1. /*
  2.  * jidctint.c
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 1991-1998, 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  ((JPEG_INT32)  2446) /* FIX(0.298631336) */
  84. #define FIX_0_390180644  ((JPEG_INT32)  3196) /* FIX(0.390180644) */
  85. #define FIX_0_541196100  ((JPEG_INT32)  4433) /* FIX(0.541196100) */
  86. #define FIX_0_765366865  ((JPEG_INT32)  6270) /* FIX(0.765366865) */
  87. #define FIX_0_899976223  ((JPEG_INT32)  7373) /* FIX(0.899976223) */
  88. #define FIX_1_175875602  ((JPEG_INT32)  9633) /* FIX(1.175875602) */
  89. #define FIX_1_501321110  ((JPEG_INT32)  12299) /* FIX(1.501321110) */
  90. #define FIX_1_847759065  ((JPEG_INT32)  15137) /* FIX(1.847759065) */
  91. #define FIX_1_961570560  ((JPEG_INT32)  16069) /* FIX(1.961570560) */
  92. #define FIX_2_053119869  ((JPEG_INT32)  16819) /* FIX(2.053119869) */
  93. #define FIX_2_562915447  ((JPEG_INT32)  20995) /* FIX(2.562915447) */
  94. #define FIX_3_072711026  ((JPEG_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. /* Multiply an INT32 variable by an INT32 constant to yield an INT32 result.
  110.  * For 8-bit samples with the recommended scaling, all the variable
  111.  * and constant values involved are no more than 16 bits wide, so a
  112.  * 16x16->32 bit multiply can be used instead of a full 32x32 multiply.
  113.  * For 12-bit samples, a full 32-bit multiplication will be needed.
  114.  */
  115. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  116. #define MULTIPLY(var,const)  MULTIPLY16C16(var,const)
  117. #else
  118. #define MULTIPLY(var,const)  ((var) * (const))
  119. #endif
  120. /* Dequantize a coefficient by multiplying it by the multiplier-table
  121.  * entry; produce an int result.  In this module, both inputs and result
  122.  * are 16 bits or less, so either int or short multiply will work.
  123.  */
  124. #define DEQUANTIZE(coef,quantval)  (((ISLOW_MULT_TYPE) (coef)) * (quantval))
  125. /*
  126.  * Perform dequantization and inverse DCT on one block of coefficients.
  127.  */
  128. GLOBAL(void)
  129. jpeg_idct_islow (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  130.  JCOEFPTR coef_block,
  131.  JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION output_col)
  132. {
  133.   JPEG_INT32 tmp0, tmp1, tmp2, tmp3;
  134.   JPEG_INT32 tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
  135.   JPEG_INT32 z1, z2, z3, z4, z5;
  136.   JCOEFPTR inptr;
  137.   ISLOW_MULT_TYPE * quantptr;
  138.   int * wsptr;
  139.   JSAMPROW outptr;
  140.   JSAMPLE *range_limit = IDCT_range_limit(cinfo);
  141.   int ctr;
  142.   int workspace[DCTSIZE2]; /* buffers data between passes */
  143.   SHIFT_TEMPS
  144.   /* Pass 1: process columns from input, store into work array. */
  145.   /* Note results are scaled up by sqrt(8) compared to a true IDCT; */
  146.   /* furthermore, we scale the results by 2**PASS1_BITS. */
  147.   inptr = coef_block;
  148.   quantptr = (ISLOW_MULT_TYPE *) compptr->dct_table;
  149.   wsptr = workspace;
  150.   for (ctr = DCTSIZE; ctr > 0; ctr--) {
  151.     /* Due to quantization, we will usually find that many of the input
  152.      * coefficients are zero, especially the AC terms.  We can exploit this
  153.      * by short-circuiting the IDCT calculation for any column in which all
  154.      * the AC terms are zero.  In that case each output is equal to the
  155.      * DC coefficient (with scale factor as needed).
  156.      * With typical images and quantization tables, half or more of the
  157.      * column DCT calculations can be simplified this way.
  158.      */
  159.     
  160.     if (inptr[DCTSIZE*1] == 0 && inptr[DCTSIZE*2] == 0 &&
  161. inptr[DCTSIZE*3] == 0 && inptr[DCTSIZE*4] == 0 &&
  162. inptr[DCTSIZE*5] == 0 && inptr[DCTSIZE*6] == 0 &&
  163. inptr[DCTSIZE*7] == 0) {
  164.       /* AC terms all zero */
  165.       int dcval = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*0], quantptr[DCTSIZE*0]) << PASS1_BITS;
  166.       
  167.       wsptr[DCTSIZE*0] = dcval;
  168.       wsptr[DCTSIZE*1] = dcval;
  169.       wsptr[DCTSIZE*2] = dcval;
  170.       wsptr[DCTSIZE*3] = dcval;
  171.       wsptr[DCTSIZE*4] = dcval;
  172.       wsptr[DCTSIZE*5] = dcval;
  173.       wsptr[DCTSIZE*6] = dcval;
  174.       wsptr[DCTSIZE*7] = dcval;
  175.       
  176.       inptr++; /* advance pointers to next column */
  177.       quantptr++;
  178.       wsptr++;
  179.       continue;
  180.     }
  181.     
  182.     /* Even part: reverse the even part of the forward DCT. */
  183.     /* The rotator is sqrt(2)*c(-6). */
  184.     
  185.     z2 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*2], quantptr[DCTSIZE*2]);
  186.     z3 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*6], quantptr[DCTSIZE*6]);
  187.     
  188.     z1 = MULTIPLY(z2 + z3, FIX_0_541196100);
  189.     tmp2 = z1 + MULTIPLY(z3, - FIX_1_847759065);
  190.     tmp3 = z1 + MULTIPLY(z2, FIX_0_765366865);
  191.     
  192.     z2 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*0], quantptr[DCTSIZE*0]);
  193.     z3 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*4], quantptr[DCTSIZE*4]);
  194.     tmp0 = (z2 + z3) << CONST_BITS;
  195.     tmp1 = (z2 - z3) << CONST_BITS;
  196.     
  197.     tmp10 = tmp0 + tmp3;
  198.     tmp13 = tmp0 - tmp3;
  199.     tmp11 = tmp1 + tmp2;
  200.     tmp12 = tmp1 - tmp2;
  201.     
  202.     /* Odd part per figure 8; the matrix is unitary and hence its
  203.      * transpose is its inverse.  i0..i3 are y7,y5,y3,y1 respectively.
  204.      */
  205.     
  206.     tmp0 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*7], quantptr[DCTSIZE*7]);
  207.     tmp1 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*5], quantptr[DCTSIZE*5]);
  208.     tmp2 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*3], quantptr[DCTSIZE*3]);
  209.     tmp3 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*1], quantptr[DCTSIZE*1]);
  210.     
  211.     z1 = tmp0 + tmp3;
  212.     z2 = tmp1 + tmp2;
  213.     z3 = tmp0 + tmp2;
  214.     z4 = tmp1 + tmp3;
  215.     z5 = MULTIPLY(z3 + z4, FIX_1_175875602); /* sqrt(2) * c3 */
  216.     
  217.     tmp0 = MULTIPLY(tmp0, FIX_0_298631336); /* sqrt(2) * (-c1+c3+c5-c7) */
  218.     tmp1 = MULTIPLY(tmp1, FIX_2_053119869); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5+c7) */
  219.     tmp2 = MULTIPLY(tmp2, FIX_3_072711026); /* sqrt(2) * ( c1+c3+c5-c7) */
  220.     tmp3 = MULTIPLY(tmp3, FIX_1_501321110); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5-c7) */
  221.     z1 = MULTIPLY(z1, - FIX_0_899976223); /* sqrt(2) * (c7-c3) */
  222.     z2 = MULTIPLY(z2, - FIX_2_562915447); /* sqrt(2) * (-c1-c3) */
  223.     z3 = MULTIPLY(z3, - FIX_1_961570560); /* sqrt(2) * (-c3-c5) */
  224.     z4 = MULTIPLY(z4, - FIX_0_390180644); /* sqrt(2) * (c5-c3) */
  225.     
  226.     z3 += z5;
  227.     z4 += z5;
  228.     
  229.     tmp0 += z1 + z3;
  230.     tmp1 += z2 + z4;
  231.     tmp2 += z2 + z3;
  232.     tmp3 += z1 + z4;
  233.     
  234.     /* Final output stage: inputs are tmp10..tmp13, tmp0..tmp3 */
  235.     
  236.     wsptr[DCTSIZE*0] = (int) DESCALE(tmp10 + tmp3, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  237.     wsptr[DCTSIZE*7] = (int) DESCALE(tmp10 - tmp3, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  238.     wsptr[DCTSIZE*1] = (int) DESCALE(tmp11 + tmp2, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  239.     wsptr[DCTSIZE*6] = (int) DESCALE(tmp11 - tmp2, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  240.     wsptr[DCTSIZE*2] = (int) DESCALE(tmp12 + tmp1, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  241.     wsptr[DCTSIZE*5] = (int) DESCALE(tmp12 - tmp1, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  242.     wsptr[DCTSIZE*3] = (int) DESCALE(tmp13 + tmp0, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  243.     wsptr[DCTSIZE*4] = (int) DESCALE(tmp13 - tmp0, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  244.     
  245.     inptr++; /* advance pointers to next column */
  246.     quantptr++;
  247.     wsptr++;
  248.   }
  249.   
  250.   /* Pass 2: process rows from work array, store into output array. */
  251.   /* Note that we must descale the results by a factor of 8 == 2**3, */
  252.   /* and also undo the PASS1_BITS scaling. */
  253.   wsptr = workspace;
  254.   for (ctr = 0; ctr < DCTSIZE; ctr++) {
  255.     outptr = output_buf[ctr] + output_col;
  256.     /* Rows of zeroes can be exploited in the same way as we did with columns.
  257.      * However, the column calculation has created many nonzero AC terms, so
  258.      * the simplification applies less often (typically 5% to 10% of the time).
  259.      * On machines with very fast multiplication, it's possible that the
  260.      * test takes more time than it's worth.  In that case this section
  261.      * may be commented out.
  262.      */
  263.     
  264. #ifndef NO_ZERO_ROW_TEST
  265.     if (wsptr[1] == 0 && wsptr[2] == 0 && wsptr[3] == 0 && wsptr[4] == 0 &&
  266. wsptr[5] == 0 && wsptr[6] == 0 && wsptr[7] == 0) {
  267.       /* AC terms all zero */
  268.       JSAMPLE dcval = range_limit[(int) DESCALE((JPEG_INT32) wsptr[0], PASS1_BITS+3)
  269.   & RANGE_MASK];
  270.       
  271.       outptr[0] = dcval;
  272.       outptr[1] = dcval;
  273.       outptr[2] = dcval;
  274.       outptr[3] = dcval;
  275.       outptr[4] = dcval;
  276.       outptr[5] = dcval;
  277.       outptr[6] = dcval;
  278.       outptr[7] = dcval;
  279.       wsptr += DCTSIZE; /* advance pointer to next row */
  280.       continue;
  281.     }
  282. #endif
  283.     
  284.     /* Even part: reverse the even part of the forward DCT. */
  285.     /* The rotator is sqrt(2)*c(-6). */
  286.     
  287.     z2 = (JPEG_INT32) wsptr[2];
  288.     z3 = (JPEG_INT32) wsptr[6];
  289.     
  290.     z1 = MULTIPLY(z2 + z3, FIX_0_541196100);
  291.     tmp2 = z1 + MULTIPLY(z3, - FIX_1_847759065);
  292.     tmp3 = z1 + MULTIPLY(z2, FIX_0_765366865);
  293.     
  294.     tmp0 = ((JPEG_INT32) wsptr[0] + (JPEG_INT32) wsptr[4]) << CONST_BITS;
  295.     tmp1 = ((JPEG_INT32) wsptr[0] - (JPEG_INT32) wsptr[4]) << CONST_BITS;
  296.     
  297.     tmp10 = tmp0 + tmp3;
  298.     tmp13 = tmp0 - tmp3;
  299.     tmp11 = tmp1 + tmp2;
  300.     tmp12 = tmp1 - tmp2;
  301.     
  302.     /* Odd part per figure 8; the matrix is unitary and hence its
  303.      * transpose is its inverse.  i0..i3 are y7,y5,y3,y1 respectively.
  304.      */
  305.     
  306.     tmp0 = (JPEG_INT32) wsptr[7];
  307.     tmp1 = (JPEG_INT32) wsptr[5];
  308.     tmp2 = (JPEG_INT32) wsptr[3];
  309.     tmp3 = (JPEG_INT32) wsptr[1];
  310.     
  311.     z1 = tmp0 + tmp3;
  312.     z2 = tmp1 + tmp2;
  313.     z3 = tmp0 + tmp2;
  314.     z4 = tmp1 + tmp3;
  315.     z5 = MULTIPLY(z3 + z4, FIX_1_175875602); /* sqrt(2) * c3 */
  316.     
  317.     tmp0 = MULTIPLY(tmp0, FIX_0_298631336); /* sqrt(2) * (-c1+c3+c5-c7) */
  318.     tmp1 = MULTIPLY(tmp1, FIX_2_053119869); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5+c7) */
  319.     tmp2 = MULTIPLY(tmp2, FIX_3_072711026); /* sqrt(2) * ( c1+c3+c5-c7) */
  320.     tmp3 = MULTIPLY(tmp3, FIX_1_501321110); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5-c7) */
  321.     z1 = MULTIPLY(z1, - FIX_0_899976223); /* sqrt(2) * (c7-c3) */
  322.     z2 = MULTIPLY(z2, - FIX_2_562915447); /* sqrt(2) * (-c1-c3) */
  323.     z3 = MULTIPLY(z3, - FIX_1_961570560); /* sqrt(2) * (-c3-c5) */
  324.     z4 = MULTIPLY(z4, - FIX_0_390180644); /* sqrt(2) * (c5-c3) */
  325.     
  326.     z3 += z5;
  327.     z4 += z5;
  328.     
  329.     tmp0 += z1 + z3;
  330.     tmp1 += z2 + z4;
  331.     tmp2 += z2 + z3;
  332.     tmp3 += z1 + z4;
  333.     
  334.     /* Final output stage: inputs are tmp10..tmp13, tmp0..tmp3 */
  335.     
  336.     outptr[0] = range_limit[(int) DESCALE(tmp10 + tmp3,
  337.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  338.     & RANGE_MASK];
  339.     outptr[7] = range_limit[(int) DESCALE(tmp10 - tmp3,
  340.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  341.     & RANGE_MASK];
  342.     outptr[1] = range_limit[(int) DESCALE(tmp11 + tmp2,
  343.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  344.     & RANGE_MASK];
  345.     outptr[6] = range_limit[(int) DESCALE(tmp11 - tmp2,
  346.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  347.     & RANGE_MASK];
  348.     outptr[2] = range_limit[(int) DESCALE(tmp12 + tmp1,
  349.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  350.     & RANGE_MASK];
  351.     outptr[5] = range_limit[(int) DESCALE(tmp12 - tmp1,
  352.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  353.     & RANGE_MASK];
  354.     outptr[3] = range_limit[(int) DESCALE(tmp13 + tmp0,
  355.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  356.     & RANGE_MASK];
  357.     outptr[4] = range_limit[(int) DESCALE(tmp13 - tmp0,
  358.   CONST_BITS+PASS1_BITS+3)
  359.     & RANGE_MASK];
  360.     
  361.     wsptr += DCTSIZE; /* advance pointer to next row */
  362.   }
  363. }
  364. #endif /* DCT_ISLOW_SUPPORTED */