jidctfst.c
上传用户:tongfa
上传日期:2007-01-06
资源大小:1071k
文件大小:13k
源码类别:

图片显示

开发平台:

WINDOWS

  1. /*
  2.  * jidctfst.c
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 1994-1998, 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 fast, not so 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 Arai, Agui, and Nakajima's algorithm for
  18.  * scaled DCT.  Their original paper (Trans. IEICE E-71(11):1095) is in
  19.  * Japanese, but the algorithm is described in the Pennebaker & Mitchell
  20.  * JPEG textbook (see REFERENCES section in file README).  The following code
  21.  * is based directly on figure 4-8 in P&M.
  22.  * While an 8-point DCT cannot be done in less than 11 multiplies, it is
  23.  * possible to arrange the computation so that many of the multiplies are
  24.  * simple scalings of the final outputs.  These multiplies can then be
  25.  * folded into the multiplications or divisions by the JPEG quantization
  26.  * table entries.  The AA&N method leaves only 5 multiplies and 29 adds
  27.  * to be done in the DCT itself.
  28.  * The primary disadvantage of this method is that with fixed-point math,
  29.  * accuracy is lost due to imprecise representation of the scaled
  30.  * quantization values.  The smaller the quantization table entry, the less
  31.  * precise the scaled value, so this implementation does worse with high-
  32.  * quality-setting files than with low-quality ones.
  33.  */
  34. #define JPEG_INTERNALS
  35. #include "jinclude.h"
  36. #include "jpeglib.h"
  37. #include "jdct.h" /* Private declarations for DCT subsystem */
  38. #ifdef DCT_IFAST_SUPPORTED
  39. /*
  40.  * This module is specialized to the case DCTSIZE = 8.
  41.  */
  42. #if DCTSIZE != 8
  43.   Sorry, this code only copes with 8x8 DCTs. /* deliberate syntax err */
  44. #endif
  45. /* Scaling decisions are generally the same as in the LL&M algorithm;
  46.  * see jidctint.c for more details.  However, we choose to descale
  47.  * (right shift) multiplication products as soon as they are formed,
  48.  * rather than carrying additional fractional bits into subsequent additions.
  49.  * This compromises accuracy slightly, but it lets us save a few shifts.
  50.  * More importantly, 16-bit arithmetic is then adequate (for 8-bit samples)
  51.  * everywhere except in the multiplications proper; this saves a good deal
  52.  * of work on 16-bit-int machines.
  53.  *
  54.  * The dequantized coefficients are not integers because the AA&N scaling
  55.  * factors have been incorporated.  We represent them scaled up by PASS1_BITS,
  56.  * so that the first and second IDCT rounds have the same input scaling.
  57.  * For 8-bit JSAMPLEs, we choose IFAST_SCALE_BITS = PASS1_BITS so as to
  58.  * avoid a descaling shift; this compromises accuracy rather drastically
  59.  * for small quantization table entries, but it saves a lot of shifts.
  60.  * For 12-bit JSAMPLEs, there's no hope of using 16x16 multiplies anyway,
  61.  * so we use a much larger scaling factor to preserve accuracy.
  62.  *
  63.  * A final compromise is to represent the multiplicative constants to only
  64.  * 8 fractional bits, rather than 13.  This saves some shifting work on some
  65.  * machines, and may also reduce the cost of multiplication (since there
  66.  * are fewer one-bits in the constants).
  67.  */
  68. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  69. #define CONST_BITS  8
  70. #define PASS1_BITS  2
  71. #else
  72. #define CONST_BITS  8
  73. #define PASS1_BITS  1 /* lose a little precision to avoid overflow */
  74. #endif
  75. /* Some C compilers fail to reduce "FIX(constant)" at compile time, thus
  76.  * causing a lot of useless floating-point operations at run time.
  77.  * To get around this we use the following pre-calculated constants.
  78.  * If you change CONST_BITS you may want to add appropriate values.
  79.  * (With a reasonable C compiler, you can just rely on the FIX() macro...)
  80.  */
  81. #if CONST_BITS == 8
  82. #define FIX_1_082392200  ((INT32)  277) /* FIX(1.082392200) */
  83. #define FIX_1_414213562  ((INT32)  362) /* FIX(1.414213562) */
  84. #define FIX_1_847759065  ((INT32)  473) /* FIX(1.847759065) */
  85. #define FIX_2_613125930  ((INT32)  669) /* FIX(2.613125930) */
  86. #else
  87. #define FIX_1_082392200  FIX(1.082392200)
  88. #define FIX_1_414213562  FIX(1.414213562)
  89. #define FIX_1_847759065  FIX(1.847759065)
  90. #define FIX_2_613125930  FIX(2.613125930)
  91. #endif
  92. /* We can gain a little more speed, with a further compromise in accuracy,
  93.  * by omitting the addition in a descaling shift.  This yields an incorrectly
  94.  * rounded result half the time...
  95.  */
  96. #ifndef USE_ACCURATE_ROUNDING
  97. #undef DESCALE
  98. #define DESCALE(x,n)  RIGHT_SHIFT(x, n)
  99. #endif
  100. /* Multiply a DCTELEM variable by an INT32 constant, and immediately
  101.  * descale to yield a DCTELEM result.
  102.  */
  103. #define MULTIPLY(var,const)  ((DCTELEM) DESCALE((var) * (const), CONST_BITS))
  104. /* Dequantize a coefficient by multiplying it by the multiplier-table
  105.  * entry; produce a DCTELEM result.  For 8-bit data a 16x16->16
  106.  * multiplication will do.  For 12-bit data, the multiplier table is
  107.  * declared INT32, so a 32-bit multiply will be used.
  108.  */
  109. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  110. #define DEQUANTIZE(coef,quantval)  (((IFAST_MULT_TYPE) (coef)) * (quantval))
  111. #else
  112. #define DEQUANTIZE(coef,quantval)  
  113. DESCALE((coef)*(quantval), IFAST_SCALE_BITS-PASS1_BITS)
  114. #endif
  115. /* Like DESCALE, but applies to a DCTELEM and produces an int.
  116.  * We assume that int right shift is unsigned if INT32 right shift is.
  117.  */
  118. #ifdef RIGHT_SHIFT_IS_UNSIGNED
  119. #define ISHIFT_TEMPS DCTELEM ishift_temp;
  120. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  121. #define DCTELEMBITS  16 /* DCTELEM may be 16 or 32 bits */
  122. #else
  123. #define DCTELEMBITS  32 /* DCTELEM must be 32 bits */
  124. #endif
  125. #define IRIGHT_SHIFT(x,shft)  
  126.     ((ishift_temp = (x)) < 0 ? 
  127.      (ishift_temp >> (shft)) | ((~((DCTELEM) 0)) << (DCTELEMBITS-(shft))) : 
  128.      (ishift_temp >> (shft)))
  129. #else
  130. #define ISHIFT_TEMPS
  131. #define IRIGHT_SHIFT(x,shft) ((x) >> (shft))
  132. #endif
  133. #ifdef USE_ACCURATE_ROUNDING
  134. #define IDESCALE(x,n)  ((int) IRIGHT_SHIFT((x) + (1 << ((n)-1)), n))
  135. #else
  136. #define IDESCALE(x,n)  ((int) IRIGHT_SHIFT(x, n))
  137. #endif
  138. /*
  139.  * Perform dequantization and inverse DCT on one block of coefficients.
  140.  */
  141. GLOBAL(void)
  142. jpeg_idct_ifast (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  143.  JCOEFPTR coef_block,
  144.  JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION output_col)
  145. {
  146.   DCTELEM tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
  147.   DCTELEM tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
  148.   DCTELEM z5, z10, z11, z12, z13;
  149.   JCOEFPTR inptr;
  150.   IFAST_MULT_TYPE * quantptr;
  151.   int * wsptr;
  152.   JSAMPROW outptr;
  153.   JSAMPLE *range_limit = IDCT_range_limit(cinfo);
  154.   int ctr;
  155.   int workspace[DCTSIZE2]; /* buffers data between passes */
  156.   SHIFT_TEMPS /* for DESCALE */
  157.   ISHIFT_TEMPS /* for IDESCALE */
  158.   /* Pass 1: process columns from input, store into work array. */
  159.   inptr = coef_block;
  160.   quantptr = (IFAST_MULT_TYPE *) compptr->dct_table;
  161.   wsptr = workspace;
  162.   for (ctr = DCTSIZE; ctr > 0; ctr--) {
  163.     /* Due to quantization, we will usually find that many of the input
  164.      * coefficients are zero, especially the AC terms.  We can exploit this
  165.      * by short-circuiting the IDCT calculation for any column in which all
  166.      * the AC terms are zero.  In that case each output is equal to the
  167.      * DC coefficient (with scale factor as needed).
  168.      * With typical images and quantization tables, half or more of the
  169.      * column DCT calculations can be simplified this way.
  170.      */
  171.     
  172.     if (inptr[DCTSIZE*1] == 0 && inptr[DCTSIZE*2] == 0 &&
  173. inptr[DCTSIZE*3] == 0 && inptr[DCTSIZE*4] == 0 &&
  174. inptr[DCTSIZE*5] == 0 && inptr[DCTSIZE*6] == 0 &&
  175. inptr[DCTSIZE*7] == 0) {
  176.       /* AC terms all zero */
  177.       int dcval = (int) DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*0], quantptr[DCTSIZE*0]);
  178.       wsptr[DCTSIZE*0] = dcval;
  179.       wsptr[DCTSIZE*1] = dcval;
  180.       wsptr[DCTSIZE*2] = dcval;
  181.       wsptr[DCTSIZE*3] = dcval;
  182.       wsptr[DCTSIZE*4] = dcval;
  183.       wsptr[DCTSIZE*5] = dcval;
  184.       wsptr[DCTSIZE*6] = dcval;
  185.       wsptr[DCTSIZE*7] = dcval;
  186.       
  187.       inptr++; /* advance pointers to next column */
  188.       quantptr++;
  189.       wsptr++;
  190.       continue;
  191.     }
  192.     
  193.     /* Even part */
  194.     tmp0 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*0], quantptr[DCTSIZE*0]);
  195.     tmp1 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*2], quantptr[DCTSIZE*2]);
  196.     tmp2 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*4], quantptr[DCTSIZE*4]);
  197.     tmp3 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*6], quantptr[DCTSIZE*6]);
  198.     tmp10 = tmp0 + tmp2; /* phase 3 */
  199.     tmp11 = tmp0 - tmp2;
  200.     tmp13 = tmp1 + tmp3; /* phases 5-3 */
  201.     tmp12 = MULTIPLY(tmp1 - tmp3, FIX_1_414213562) - tmp13; /* 2*c4 */
  202.     tmp0 = tmp10 + tmp13; /* phase 2 */
  203.     tmp3 = tmp10 - tmp13;
  204.     tmp1 = tmp11 + tmp12;
  205.     tmp2 = tmp11 - tmp12;
  206.     
  207.     /* Odd part */
  208.     tmp4 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*1], quantptr[DCTSIZE*1]);
  209.     tmp5 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*3], quantptr[DCTSIZE*3]);
  210.     tmp6 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*5], quantptr[DCTSIZE*5]);
  211.     tmp7 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*7], quantptr[DCTSIZE*7]);
  212.     z13 = tmp6 + tmp5; /* phase 6 */
  213.     z10 = tmp6 - tmp5;
  214.     z11 = tmp4 + tmp7;
  215.     z12 = tmp4 - tmp7;
  216.     tmp7 = z11 + z13; /* phase 5 */
  217.     tmp11 = MULTIPLY(z11 - z13, FIX_1_414213562); /* 2*c4 */
  218.     z5 = MULTIPLY(z10 + z12, FIX_1_847759065); /* 2*c2 */
  219.     tmp10 = MULTIPLY(z12, FIX_1_082392200) - z5; /* 2*(c2-c6) */
  220.     tmp12 = MULTIPLY(z10, - FIX_2_613125930) + z5; /* -2*(c2+c6) */
  221.     tmp6 = tmp12 - tmp7; /* phase 2 */
  222.     tmp5 = tmp11 - tmp6;
  223.     tmp4 = tmp10 + tmp5;
  224.     wsptr[DCTSIZE*0] = (int) (tmp0 + tmp7);
  225.     wsptr[DCTSIZE*7] = (int) (tmp0 - tmp7);
  226.     wsptr[DCTSIZE*1] = (int) (tmp1 + tmp6);
  227.     wsptr[DCTSIZE*6] = (int) (tmp1 - tmp6);
  228.     wsptr[DCTSIZE*2] = (int) (tmp2 + tmp5);
  229.     wsptr[DCTSIZE*5] = (int) (tmp2 - tmp5);
  230.     wsptr[DCTSIZE*4] = (int) (tmp3 + tmp4);
  231.     wsptr[DCTSIZE*3] = (int) (tmp3 - tmp4);
  232.     inptr++; /* advance pointers to next column */
  233.     quantptr++;
  234.     wsptr++;
  235.   }
  236.   
  237.   /* Pass 2: process rows from work array, store into output array. */
  238.   /* Note that we must descale the results by a factor of 8 == 2**3, */
  239.   /* and also undo the PASS1_BITS scaling. */
  240.   wsptr = workspace;
  241.   for (ctr = 0; ctr < DCTSIZE; ctr++) {
  242.     outptr = output_buf[ctr] + output_col;
  243.     /* Rows of zeroes can be exploited in the same way as we did with columns.
  244.      * However, the column calculation has created many nonzero AC terms, so
  245.      * the simplification applies less often (typically 5% to 10% of the time).
  246.      * On machines with very fast multiplication, it's possible that the
  247.      * test takes more time than it's worth.  In that case this section
  248.      * may be commented out.
  249.      */
  250.     
  251. #ifndef NO_ZERO_ROW_TEST
  252.     if (wsptr[1] == 0 && wsptr[2] == 0 && wsptr[3] == 0 && wsptr[4] == 0 &&
  253. wsptr[5] == 0 && wsptr[6] == 0 && wsptr[7] == 0) {
  254.       /* AC terms all zero */
  255.       JSAMPLE dcval = range_limit[IDESCALE(wsptr[0], PASS1_BITS+3)
  256.   & RANGE_MASK];
  257.       
  258.       outptr[0] = dcval;
  259.       outptr[1] = dcval;
  260.       outptr[2] = dcval;
  261.       outptr[3] = dcval;
  262.       outptr[4] = dcval;
  263.       outptr[5] = dcval;
  264.       outptr[6] = dcval;
  265.       outptr[7] = dcval;
  266.       wsptr += DCTSIZE; /* advance pointer to next row */
  267.       continue;
  268.     }
  269. #endif
  270.     
  271.     /* Even part */
  272.     tmp10 = ((DCTELEM) wsptr[0] + (DCTELEM) wsptr[4]);
  273.     tmp11 = ((DCTELEM) wsptr[0] - (DCTELEM) wsptr[4]);
  274.     tmp13 = ((DCTELEM) wsptr[2] + (DCTELEM) wsptr[6]);
  275.     tmp12 = MULTIPLY((DCTELEM) wsptr[2] - (DCTELEM) wsptr[6], FIX_1_414213562)
  276.     - tmp13;
  277.     tmp0 = tmp10 + tmp13;
  278.     tmp3 = tmp10 - tmp13;
  279.     tmp1 = tmp11 + tmp12;
  280.     tmp2 = tmp11 - tmp12;
  281.     /* Odd part */
  282.     z13 = (DCTELEM) wsptr[5] + (DCTELEM) wsptr[3];
  283.     z10 = (DCTELEM) wsptr[5] - (DCTELEM) wsptr[3];
  284.     z11 = (DCTELEM) wsptr[1] + (DCTELEM) wsptr[7];
  285.     z12 = (DCTELEM) wsptr[1] - (DCTELEM) wsptr[7];
  286.     tmp7 = z11 + z13; /* phase 5 */
  287.     tmp11 = MULTIPLY(z11 - z13, FIX_1_414213562); /* 2*c4 */
  288.     z5 = MULTIPLY(z10 + z12, FIX_1_847759065); /* 2*c2 */
  289.     tmp10 = MULTIPLY(z12, FIX_1_082392200) - z5; /* 2*(c2-c6) */
  290.     tmp12 = MULTIPLY(z10, - FIX_2_613125930) + z5; /* -2*(c2+c6) */
  291.     tmp6 = tmp12 - tmp7; /* phase 2 */
  292.     tmp5 = tmp11 - tmp6;
  293.     tmp4 = tmp10 + tmp5;
  294.     /* Final output stage: scale down by a factor of 8 and range-limit */
  295.     outptr[0] = range_limit[IDESCALE(tmp0 + tmp7, PASS1_BITS+3)
  296.     & RANGE_MASK];
  297.     outptr[7] = range_limit[IDESCALE(tmp0 - tmp7, PASS1_BITS+3)
  298.     & RANGE_MASK];
  299.     outptr[1] = range_limit[IDESCALE(tmp1 + tmp6, PASS1_BITS+3)
  300.     & RANGE_MASK];
  301.     outptr[6] = range_limit[IDESCALE(tmp1 - tmp6, PASS1_BITS+3)
  302.     & RANGE_MASK];
  303.     outptr[2] = range_limit[IDESCALE(tmp2 + tmp5, PASS1_BITS+3)
  304.     & RANGE_MASK];
  305.     outptr[5] = range_limit[IDESCALE(tmp2 - tmp5, PASS1_BITS+3)
  306.     & RANGE_MASK];
  307.     outptr[4] = range_limit[IDESCALE(tmp3 + tmp4, PASS1_BITS+3)
  308.     & RANGE_MASK];
  309.     outptr[3] = range_limit[IDESCALE(tmp3 - tmp4, PASS1_BITS+3)
  310.     & RANGE_MASK];
  311.     wsptr += DCTSIZE; /* advance pointer to next row */
  312.   }
  313. }
  314. #endif /* DCT_IFAST_SUPPORTED */