jfdctint.c
上传用户:wuyixingx
上传日期:2007-01-08
资源大小:745k
文件大小:11k
源码类别:

图形图象

开发平台:

C/C++

  1. /*
  2.  * jfdctint.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.  * forward DCT (Discrete Cosine Transform).
  10.  *
  11.  * A 2-D DCT can be done by 1-D DCT on each row followed by 1-D DCT
  12.  * on each column.  Direct algorithms are also available, but they are
  13.  * much more complex and seem not to be any faster when reduced to code.
  14.  *
  15.  * This implementation is based on an algorithm described in
  16.  *   C. Loeffler, A. Ligtenberg and G. Moschytz, "Practical Fast 1-D DCT
  17.  *   Algorithms with 11 Multiplications", Proc. Int'l. Conf. on Acoustics,
  18.  *   Speech, and Signal Processing 1989 (ICASSP '89), pp. 988-991.
  19.  * The primary algorithm described there uses 11 multiplies and 29 adds.
  20.  * We use their alternate method with 12 multiplies and 32 adds.
  21.  * The advantage of this method is that no data path contains more than one
  22.  * multiplication; this allows a very simple and accurate implementation in
  23.  * scaled fixed-point arithmetic, with a minimal number of shifts.
  24.  */
  25. #define JPEG_INTERNALS
  26. #include "jinclude.h"
  27. #include "jpeglib.h"
  28. #include "jdct.h" /* Private declarations for DCT subsystem */
  29. #ifdef DCT_ISLOW_SUPPORTED
  30. /*
  31.  * This module is specialized to the case DCTSIZE = 8.
  32.  */
  33. #if DCTSIZE != 8
  34.   Sorry, this code only copes with 8x8 DCTs. /* deliberate syntax err */
  35. #endif
  36. /*
  37.  * The poop on this scaling stuff is as follows:
  38.  *
  39.  * Each 1-D DCT step produces outputs which are a factor of sqrt(N)
  40.  * larger than the true DCT outputs.  The final outputs are therefore
  41.  * a factor of N larger than desired; since N=8 this can be cured by
  42.  * a simple right shift at the end of the algorithm.  The advantage of
  43.  * this arrangement is that we save two multiplications per 1-D DCT,
  44.  * because the y0 and y4 outputs need not be divided by sqrt(N).
  45.  * In the IJG code, this factor of 8 is removed by the quantization step
  46.  * (in jcdctmgr.c), NOT in this module.
  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.  (For 12-bit sample data, the intermediate
  63.  * array is INT32 anyway.)
  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. /* 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. /*
  121.  * Perform the forward DCT on one block of samples.
  122.  */
  123. GLOBAL(void)
  124. jpeg_fdct_islow (DCTELEM * data)
  125. {
  126.   INT32 tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
  127.   INT32 tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
  128.   INT32 z1, z2, z3, z4, z5;
  129.   DCTELEM *dataptr;
  130.   int ctr;
  131.   SHIFT_TEMPS
  132.   /* Pass 1: process rows. */
  133.   /* Note results are scaled up by sqrt(8) compared to a true DCT; */
  134.   /* furthermore, we scale the results by 2**PASS1_BITS. */
  135.   dataptr = data;
  136.   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
  137.     tmp0 = dataptr[0] + dataptr[7];
  138.     tmp7 = dataptr[0] - dataptr[7];
  139.     tmp1 = dataptr[1] + dataptr[6];
  140.     tmp6 = dataptr[1] - dataptr[6];
  141.     tmp2 = dataptr[2] + dataptr[5];
  142.     tmp5 = dataptr[2] - dataptr[5];
  143.     tmp3 = dataptr[3] + dataptr[4];
  144.     tmp4 = dataptr[3] - dataptr[4];
  145.     
  146.     /* Even part per LL&M figure 1 --- note that published figure is faulty;
  147.      * rotator "sqrt(2)*c1" should be "sqrt(2)*c6".
  148.      */
  149.     
  150.     tmp10 = tmp0 + tmp3;
  151.     tmp13 = tmp0 - tmp3;
  152.     tmp11 = tmp1 + tmp2;
  153.     tmp12 = tmp1 - tmp2;
  154.     
  155.     dataptr[0] = (DCTELEM) ((tmp10 + tmp11) << PASS1_BITS);
  156.     dataptr[4] = (DCTELEM) ((tmp10 - tmp11) << PASS1_BITS);
  157.     
  158.     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_541196100);
  159.     dataptr[2] = (DCTELEM) DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp13, FIX_0_765366865),
  160.    CONST_BITS-PASS1_BITS);
  161.     dataptr[6] = (DCTELEM) DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp12, - FIX_1_847759065),
  162.    CONST_BITS-PASS1_BITS);
  163.     
  164.     /* Odd part per figure 8 --- note paper omits factor of sqrt(2).
  165.      * cK represents cos(K*pi/16).
  166.      * i0..i3 in the paper are tmp4..tmp7 here.
  167.      */
  168.     
  169.     z1 = tmp4 + tmp7;
  170.     z2 = tmp5 + tmp6;
  171.     z3 = tmp4 + tmp6;
  172.     z4 = tmp5 + tmp7;
  173.     z5 = MULTIPLY(z3 + z4, FIX_1_175875602); /* sqrt(2) * c3 */
  174.     
  175.     tmp4 = MULTIPLY(tmp4, FIX_0_298631336); /* sqrt(2) * (-c1+c3+c5-c7) */
  176.     tmp5 = MULTIPLY(tmp5, FIX_2_053119869); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5+c7) */
  177.     tmp6 = MULTIPLY(tmp6, FIX_3_072711026); /* sqrt(2) * ( c1+c3+c5-c7) */
  178.     tmp7 = MULTIPLY(tmp7, FIX_1_501321110); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5-c7) */
  179.     z1 = MULTIPLY(z1, - FIX_0_899976223); /* sqrt(2) * (c7-c3) */
  180.     z2 = MULTIPLY(z2, - FIX_2_562915447); /* sqrt(2) * (-c1-c3) */
  181.     z3 = MULTIPLY(z3, - FIX_1_961570560); /* sqrt(2) * (-c3-c5) */
  182.     z4 = MULTIPLY(z4, - FIX_0_390180644); /* sqrt(2) * (c5-c3) */
  183.     
  184.     z3 += z5;
  185.     z4 += z5;
  186.     
  187.     dataptr[7] = (DCTELEM) DESCALE(tmp4 + z1 + z3, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  188.     dataptr[5] = (DCTELEM) DESCALE(tmp5 + z2 + z4, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  189.     dataptr[3] = (DCTELEM) DESCALE(tmp6 + z2 + z3, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  190.     dataptr[1] = (DCTELEM) DESCALE(tmp7 + z1 + z4, CONST_BITS-PASS1_BITS);
  191.     
  192.     dataptr += DCTSIZE; /* advance pointer to next row */
  193.   }
  194.   /* Pass 2: process columns.
  195.    * We remove the PASS1_BITS scaling, but leave the results scaled up
  196.    * by an overall factor of 8.
  197.    */
  198.   dataptr = data;
  199.   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
  200.     tmp0 = dataptr[DCTSIZE*0] + dataptr[DCTSIZE*7];
  201.     tmp7 = dataptr[DCTSIZE*0] - dataptr[DCTSIZE*7];
  202.     tmp1 = dataptr[DCTSIZE*1] + dataptr[DCTSIZE*6];
  203.     tmp6 = dataptr[DCTSIZE*1] - dataptr[DCTSIZE*6];
  204.     tmp2 = dataptr[DCTSIZE*2] + dataptr[DCTSIZE*5];
  205.     tmp5 = dataptr[DCTSIZE*2] - dataptr[DCTSIZE*5];
  206.     tmp3 = dataptr[DCTSIZE*3] + dataptr[DCTSIZE*4];
  207.     tmp4 = dataptr[DCTSIZE*3] - dataptr[DCTSIZE*4];
  208.     
  209.     /* Even part per LL&M figure 1 --- note that published figure is faulty;
  210.      * rotator "sqrt(2)*c1" should be "sqrt(2)*c6".
  211.      */
  212.     
  213.     tmp10 = tmp0 + tmp3;
  214.     tmp13 = tmp0 - tmp3;
  215.     tmp11 = tmp1 + tmp2;
  216.     tmp12 = tmp1 - tmp2;
  217.     
  218.     dataptr[DCTSIZE*0] = (DCTELEM) DESCALE(tmp10 + tmp11, PASS1_BITS);
  219.     dataptr[DCTSIZE*4] = (DCTELEM) DESCALE(tmp10 - tmp11, PASS1_BITS);
  220.     
  221.     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_541196100);
  222.     dataptr[DCTSIZE*2] = (DCTELEM) DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp13, FIX_0_765366865),
  223.    CONST_BITS+PASS1_BITS);
  224.     dataptr[DCTSIZE*6] = (DCTELEM) DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp12, - FIX_1_847759065),
  225.    CONST_BITS+PASS1_BITS);
  226.     
  227.     /* Odd part per figure 8 --- note paper omits factor of sqrt(2).
  228.      * cK represents cos(K*pi/16).
  229.      * i0..i3 in the paper are tmp4..tmp7 here.
  230.      */
  231.     
  232.     z1 = tmp4 + tmp7;
  233.     z2 = tmp5 + tmp6;
  234.     z3 = tmp4 + tmp6;
  235.     z4 = tmp5 + tmp7;
  236.     z5 = MULTIPLY(z3 + z4, FIX_1_175875602); /* sqrt(2) * c3 */
  237.     
  238.     tmp4 = MULTIPLY(tmp4, FIX_0_298631336); /* sqrt(2) * (-c1+c3+c5-c7) */
  239.     tmp5 = MULTIPLY(tmp5, FIX_2_053119869); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5+c7) */
  240.     tmp6 = MULTIPLY(tmp6, FIX_3_072711026); /* sqrt(2) * ( c1+c3+c5-c7) */
  241.     tmp7 = MULTIPLY(tmp7, FIX_1_501321110); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5-c7) */
  242.     z1 = MULTIPLY(z1, - FIX_0_899976223); /* sqrt(2) * (c7-c3) */
  243.     z2 = MULTIPLY(z2, - FIX_2_562915447); /* sqrt(2) * (-c1-c3) */
  244.     z3 = MULTIPLY(z3, - FIX_1_961570560); /* sqrt(2) * (-c3-c5) */
  245.     z4 = MULTIPLY(z4, - FIX_0_390180644); /* sqrt(2) * (c5-c3) */
  246.     
  247.     z3 += z5;
  248.     z4 += z5;
  249.     
  250.     dataptr[DCTSIZE*7] = (DCTELEM) DESCALE(tmp4 + z1 + z3,
  251.    CONST_BITS+PASS1_BITS);
  252.     dataptr[DCTSIZE*5] = (DCTELEM) DESCALE(tmp5 + z2 + z4,
  253.    CONST_BITS+PASS1_BITS);
  254.     dataptr[DCTSIZE*3] = (DCTELEM) DESCALE(tmp6 + z2 + z3,
  255.    CONST_BITS+PASS1_BITS);
  256.     dataptr[DCTSIZE*1] = (DCTELEM) DESCALE(tmp7 + z1 + z4,
  257.    CONST_BITS+PASS1_BITS);
  258.     
  259.     dataptr++; /* advance pointer to next column */
  260.   }
  261. }
  262. #endif /* DCT_ISLOW_SUPPORTED */