cde/lib/DtHelp/jpeg/jquant1.c

   1 /*
   2  * CDE - Common Desktop Environment
   3  *
   4  * Copyright (c) 1993-2012, The Open Group. All rights reserved.
   5  *
   6  * These libraries and programs are free software; you can
   7  * redistribute them and/or modify them under the terms of the GNU
   8  * Lesser General Public License as published by the Free Software
   9  * Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
  10  * any later version.
  11  *
  12  * These libraries and programs are distributed in the hope that
  13  * they will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
  14  * implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15  * PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more
  16  * details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with these librararies and programs; if not, write
  20  * to the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth
  21  * Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23 /* $XConsortium: jquant1.c /main/2 1996/05/09 03:53:55 drk $ */
  24 /*
  25  * jquant1.c
  26  *
  27  * Copyright (C) 1991-1996, Thomas G. Lane.
  28  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
  29  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
  30  *
  31  * This file contains 1-pass color quantization (color mapping) routines.
  32  * These routines provide mapping to a fixed color map using equally spaced
  33  * color values.  Optional Floyd-Steinberg or ordered dithering is available.
  34  */
  35
  36 #define JPEG_INTERNALS
  37 #include "jinclude.h"
  38 #include "jpeglib.h"
  39
  40 #ifdef QUANT_1PASS_SUPPORTED
  41
  42
  43 /*
  44  * The main purpose of 1-pass quantization is to provide a fast, if not very
  45  * high quality, colormapped output capability.  A 2-pass quantizer usually
  46  * gives better visual quality; however, for quantized grayscale output this
  47  * quantizer is perfectly adequate.  Dithering is highly recommended with this
  48  * quantizer, though you can turn it off if you really want to.
  49  *
  50  * In 1-pass quantization the colormap must be chosen in advance of seeing the
  51  * image.  We use a map consisting of all combinations of Ncolors[i] color
  52  * values for the i'th component.  The Ncolors[] values are chosen so that
  53  * their product, the total number of colors, is no more than that requested.
  54  * (In most cases, the product will be somewhat less.)
  55  *
  56  * Since the colormap is orthogonal, the representative value for each color
  57  * component can be determined without considering the other components;
  58  * then these indexes can be combined into a colormap index by a standard
  59  * N-dimensional-array-subscript calculation.  Most of the arithmetic involved
  60  * can be precalculated and stored in the lookup table colorindex[].
  61  * colorindex[i][j] maps pixel value j in component i to the nearest
  62  * representative value (grid plane) for that component; this index is
  63  * multiplied by the array stride for component i, so that the
  64  * index of the colormap entry closest to a given pixel value is just
  65  *    sum( colorindex[component-number][pixel-component-value] )
  66  * Aside from being fast, this scheme allows for variable spacing between
  67  * representative values with no additional lookup cost.
  68  *
  69  * If gamma correction has been applied in color conversion, it might be wise
  70  * to adjust the color grid spacing so that the representative colors are
  71  * equidistant in linear space.  At this writing, gamma correction is not
  72  * implemented by jdcolor, so nothing is done here.
  73  */
  74
  75
  76 /* Declarations for ordered dithering.
  77  *
  78  * We use a standard 16x16 ordered dither array.  The basic concept of ordered
  79  * dithering is described in many references, for instance Dale Schumacher's
  80  * chapter II.2 of Graphics Gems II (James Arvo, ed. Academic Press, 1991).
  81  * In place of Schumacher's comparisons against a "threshold" value, we add a
  82  * "dither" value to the input pixel and then round the result to the nearest
  83  * output value.  The dither value is equivalent to (0.5 - threshold) times
  84  * the distance between output values.  For ordered dithering, we assume that
  85  * the output colors are equally spaced; if not, results will probably be
  86  * worse, since the dither may be too much or too little at a given point.
  87  *
  88  * The normal calculation would be to form pixel value + dither, range-limit
  89  * this to 0..MAXJSAMPLE, and then index into the colorindex table as usual.
  90  * We can skip the separate range-limiting step by extending the colorindex
  91  * table in both directions.
  92  */
  93
  94 #define ODITHER_SIZE  16        /* dimension of dither matrix */
  95 /* NB: if ODITHER_SIZE is not a power of 2, ODITHER_MASK uses will break */
  96 #define ODITHER_CELLS (ODITHER_SIZE*ODITHER_SIZE)       /* # cells in matrix */
  97 #define ODITHER_MASK  (ODITHER_SIZE-1) /* mask for wrapping around counters */
  98
  99 typedef int ODITHER_MATRIX[ODITHER_SIZE][ODITHER_SIZE];
 100 typedef int (*ODITHER_MATRIX_PTR)[ODITHER_SIZE];
 101
 102 static const UINT8 base_dither_matrix[ODITHER_SIZE][ODITHER_SIZE] = {
 103   /* Bayer's order-4 dither array.  Generated by the code given in
 104    * Stephen Hawley's article "Ordered Dithering" in Graphics Gems I.
 105    * The values in this array must range from 0 to ODITHER_CELLS-1.
 106    */
 107   {   0,192, 48,240, 12,204, 60,252,  3,195, 51,243, 15,207, 63,255 },
 108   { 128, 64,176,112,140, 76,188,124,131, 67,179,115,143, 79,191,127 },
 109   {  32,224, 16,208, 44,236, 28,220, 35,227, 19,211, 47,239, 31,223 },
 110   { 160, 96,144, 80,172,108,156, 92,163, 99,147, 83,175,111,159, 95 },
 111   {   8,200, 56,248,  4,196, 52,244, 11,203, 59,251,  7,199, 55,247 },
 112   { 136, 72,184,120,132, 68,180,116,139, 75,187,123,135, 71,183,119 },
 113   {  40,232, 24,216, 36,228, 20,212, 43,235, 27,219, 39,231, 23,215 },
 114   { 168,104,152, 88,164,100,148, 84,171,107,155, 91,167,103,151, 87 },
 115   {   2,194, 50,242, 14,206, 62,254,  1,193, 49,241, 13,205, 61,253 },
 116   { 130, 66,178,114,142, 78,190,126,129, 65,177,113,141, 77,189,125 },
 117   {  34,226, 18,210, 46,238, 30,222, 33,225, 17,209, 45,237, 29,221 },
 118   { 162, 98,146, 82,174,110,158, 94,161, 97,145, 81,173,109,157, 93 },
 119   {  10,202, 58,250,  6,198, 54,246,  9,201, 57,249,  5,197, 53,245 },
 120   { 138, 74,186,122,134, 70,182,118,137, 73,185,121,133, 69,181,117 },
 121   {  42,234, 26,218, 38,230, 22,214, 41,233, 25,217, 37,229, 21,213 },
 122   { 170,106,154, 90,166,102,150, 86,169,105,153, 89,165,101,149, 85 }
 123 };
 124
 125
 126 /* Declarations for Floyd-Steinberg dithering.
 127  *
 128  * Errors are accumulated into the array fserrors[], at a resolution of
 129  * 1/16th of a pixel count.  The error at a given pixel is propagated
 130  * to its not-yet-processed neighbors using the standard F-S fractions,
 131  *              ...     (here)  7/16
 132  *              3/16    5/16    1/16
 133  * We work left-to-right on even rows, right-to-left on odd rows.
 134  *
 135  * We can get away with a single array (holding one row's worth of errors)
 136  * by using it to store the current row's errors at pixel columns not yet
 137  * processed, but the next row's errors at columns already processed.  We
 138  * need only a few extra variables to hold the errors immediately around the
 139  * current column.  (If we are lucky, those variables are in registers, but
 140  * even if not, they're probably cheaper to access than array elements are.)
 141  *
 142  * The fserrors[] array is indexed [component#][position].
 143  * We provide (#columns + 2) entries per component; the extra entry at each
 144  * end saves us from special-casing the first and last pixels.
 145  *
 146  * Note: on a wide image, we might not have enough room in a PC's near data
 147  * segment to hold the error array; so it is allocated with alloc_large.
 148  */
 149
 150 #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
 151 typedef INT16 FSERROR;          /* 16 bits should be enough */
 152 typedef int LOCFSERROR;         /* use 'int' for calculation temps */
 153 #else
 154 typedef INT32 FSERROR;          /* may need more than 16 bits */
 155 typedef INT32 LOCFSERROR;       /* be sure calculation temps are big enough */
 156 #endif
 157
 158 typedef FSERROR FAR *FSERRPTR;  /* pointer to error array (in FAR storage!) */
 159
 160
 161 /* Private subobject */
 162
 163 #define MAX_Q_COMPS 4           /* max components I can handle */
 164
 165 typedef struct {
 166   struct jpeg_color_quantizer pub; /* public fields */
 167
 168   /* Initially allocated colormap is saved here */
 169   JSAMPARRAY sv_colormap;       /* The color map as a 2-D pixel array */
 170   int sv_actual;                /* number of entries in use */
 171
 172   JSAMPARRAY colorindex;        /* Precomputed mapping for speed */
 173   /* colorindex[i][j] = index of color closest to pixel value j in component i,
 174    * premultiplied as described above.  Since colormap indexes must fit into
 175    * JSAMPLEs, the entries of this array will too.
 176    */
 177   boolean is_padded;            /* is the colorindex padded for odither? */
 178
 179   int Ncolors[MAX_Q_COMPS];     /* # of values alloced to each component */
 180
 181   /* Variables for ordered dithering */
 182   int row_index;                /* cur row's vertical index in dither matrix */
 183   ODITHER_MATRIX_PTR odither[MAX_Q_COMPS]; /* one dither array per component */
 184
 185   /* Variables for Floyd-Steinberg dithering */
 186   FSERRPTR fserrors[MAX_Q_COMPS]; /* accumulated errors */
 187   boolean on_odd_row;           /* flag to remember which row we are on */
 188 } my_cquantizer;
 189
 190 typedef my_cquantizer * my_cquantize_ptr;
 191
 192
 193 /*
 194  * Policy-making subroutines for create_colormap and create_colorindex.
 195  * These routines determine the colormap to be used.  The rest of the module
 196  * only assumes that the colormap is orthogonal.
 197  *
 198  *  * select_ncolors decides how to divvy up the available colors
 199  *    among the components.
 200  *  * output_value defines the set of representative values for a component.
 201  *  * largest_input_value defines the mapping from input values to
 202  *    representative values for a component.
 203  * Note that the latter two routines may impose different policies for
 204  * different components, though this is not currently done.
 205  */
 206
 207
 208 LOCAL(int)
 209 select_ncolors (j_decompress_ptr cinfo, int Ncolors[])
 210 /* Determine allocation of desired colors to components, */
 211 /* and fill in Ncolors[] array to indicate choice. */
 212 /* Return value is total number of colors (product of Ncolors[] values). */
 213 {
 214   int nc = cinfo->out_color_components; /* number of color components */
 215   int max_colors = cinfo->desired_number_of_colors;
 216   int total_colors, iroot, i, j;
 217   boolean changed;
 218   long temp;
 219   static const int RGB_order[3] = { RGB_GREEN, RGB_RED, RGB_BLUE };
 220
 221   /* We can allocate at least the nc'th root of max_colors per component. */
 222   /* Compute floor(nc'th root of max_colors). */
 223   iroot = 1;
 224   do {
 225     iroot++;
 226     temp = iroot;               /* set temp = iroot ** nc */
 227     for (i = 1; i < nc; i++)
 228       temp *= iroot;
 229   } while (temp <= (long) max_colors); /* repeat till iroot exceeds root */
 230   iroot--;                      /* now iroot = floor(root) */
 231
 232   /* Must have at least 2 color values per component */
 233   if (iroot < 2)
 234     ERREXIT1(cinfo, JERR_QUANT_FEW_COLORS, (int) temp);
 235
 236   /* Initialize to iroot color values for each component */
 237   total_colors = 1;
 238   for (i = 0; i < nc; i++) {
 239     Ncolors[i] = iroot;
 240     total_colors *= iroot;
 241   }
 242   /* We may be able to increment the count for one or more components without
 243    * exceeding max_colors, though we know not all can be incremented.
 244    * Sometimes, the first component can be incremented more than once!
 245    * (Example: for 16 colors, we start at 2*2*2, go to 3*2*2, then 4*2*2.)
 246    * In RGB colorspace, try to increment G first, then R, then B.
 247    */
 248   do {
 249     changed = FALSE;
 250     for (i = 0; i < nc; i++) {
 251       j = (cinfo->out_color_space == JCS_RGB ? RGB_order[i] : i);
 252       /* calculate new total_colors if Ncolors[j] is incremented */
 253       temp = total_colors / Ncolors[j];
 254       temp *= Ncolors[j]+1;     /* done in long arith to avoid oflo */
 255       if (temp > (long) max_colors)
 256         break;                  /* won't fit, done with this pass */
 257       Ncolors[j]++;             /* OK, apply the increment */
 258       total_colors = (int) temp;
 259       changed = TRUE;
 260     }
 261   } while (changed);
 262
 263   return total_colors;
 264 }
 265
 266
 267 LOCAL(int)
 268 output_value (j_decompress_ptr cinfo, int ci, int j, int maxj)
 269 /* Return j'th output value, where j will range from 0 to maxj */
 270 /* The output values must fall in 0..MAXJSAMPLE in increasing order */
 271 {
 272   /* We always provide values 0 and MAXJSAMPLE for each component;
 273    * any additional values are equally spaced between these limits.
 274    * (Forcing the upper and lower values to the limits ensures that
 275    * dithering can't produce a color outside the selected gamut.)
 276    */
 277   return (int) (((INT32) j * MAXJSAMPLE + maxj/2) / maxj);
 278 }
 279
 280
 281 LOCAL(int)
 282 largest_input_value (j_decompress_ptr cinfo, int ci, int j, int maxj)
 283 /* Return largest input value that should map to j'th output value */
 284 /* Must have largest(j=0) >= 0, and largest(j=maxj) >= MAXJSAMPLE */
 285 {
 286   /* Breakpoints are halfway between values returned by output_value */
 287   return (int) (((INT32) (2*j + 1) * MAXJSAMPLE + maxj) / (2*maxj));
 288 }
 289
 290
 291 /*
 292  * Create the colormap.
 293  */
 294
 295 LOCAL(void)
 296 create_colormap (j_decompress_ptr cinfo)
 297 {
 298   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 299   JSAMPARRAY colormap;          /* Created colormap */
 300   int total_colors;             /* Number of distinct output colors */
 301   int i,j,k, nci, blksize, blkdist, ptr, val;
 302
 303   /* Select number of colors for each component */
 304   total_colors = select_ncolors(cinfo, cquantize->Ncolors);
 305
 306   /* Report selected color counts */
 307   if (cinfo->out_color_components == 3)
 308     TRACEMS4(cinfo, 1, JTRC_QUANT_3_NCOLORS,
 309              total_colors, cquantize->Ncolors[0],
 310              cquantize->Ncolors[1], cquantize->Ncolors[2]);
 311   else
 312     TRACEMS1(cinfo, 1, JTRC_QUANT_NCOLORS, total_colors);
 313
 314   /* Allocate and fill in the colormap. */
 315   /* The colors are ordered in the map in standard row-major order, */
 316   /* i.e. rightmost (highest-indexed) color changes most rapidly. */
 317
 318   colormap = (*cinfo->mem->alloc_sarray)
 319     ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 320      (JDIMENSION) total_colors, (JDIMENSION) cinfo->out_color_components);
 321
 322   /* blksize is number of adjacent repeated entries for a component */
 323   /* blkdist is distance between groups of identical entries for a component */
 324   blkdist = total_colors;
 325
 326   for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
 327     /* fill in colormap entries for i'th color component */
 328     nci = cquantize->Ncolors[i]; /* # of distinct values for this color */
 329     blksize = blkdist / nci;
 330     for (j = 0; j < nci; j++) {
 331       /* Compute j'th output value (out of nci) for component */
 332       val = output_value(cinfo, i, j, nci-1);
 333       /* Fill in all colormap entries that have this value of this component */
 334       for (ptr = j * blksize; ptr < total_colors; ptr += blkdist) {
 335         /* fill in blksize entries beginning at ptr */
 336         for (k = 0; k < blksize; k++)
 337           colormap[i][ptr+k] = (JSAMPLE) val;
 338       }
 339     }
 340     blkdist = blksize;          /* blksize of this color is blkdist of next */
 341   }
 342
 343   /* Save the colormap in private storage,
 344    * where it will survive color quantization mode changes.
 345    */
 346   cquantize->sv_colormap = colormap;
 347   cquantize->sv_actual = total_colors;
 348 }
 349
 350
 351 /*
 352  * Create the color index table.
 353  */
 354
 355 LOCAL(void)
 356 create_colorindex (j_decompress_ptr cinfo)
 357 {
 358   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 359   JSAMPROW indexptr;
 360   int i,j,k, nci, blksize, val, pad;
 361
 362   /* For ordered dither, we pad the color index tables by MAXJSAMPLE in
 363    * each direction (input index values can be -MAXJSAMPLE .. 2*MAXJSAMPLE).
 364    * This is not necessary in the other dithering modes.  However, we
 365    * flag whether it was done in case user changes dithering mode.
 366    */
 367   if (cinfo->dither_mode == JDITHER_ORDERED) {
 368     pad = MAXJSAMPLE*2;
 369     cquantize->is_padded = TRUE;
 370   } else {
 371     pad = 0;
 372     cquantize->is_padded = FALSE;
 373   }
 374
 375   cquantize->colorindex = (*cinfo->mem->alloc_sarray)
 376     ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 377      (JDIMENSION) (MAXJSAMPLE+1 + pad),
 378      (JDIMENSION) cinfo->out_color_components);
 379
 380   /* blksize is number of adjacent repeated entries for a component */
 381   blksize = cquantize->sv_actual;
 382
 383   for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
 384     /* fill in colorindex entries for i'th color component */
 385     nci = cquantize->Ncolors[i]; /* # of distinct values for this color */
 386     blksize = blksize / nci;
 387
 388     /* adjust colorindex pointers to provide padding at negative indexes. */
 389     if (pad)
 390       cquantize->colorindex[i] += MAXJSAMPLE;
 391
 392     /* in loop, val = index of current output value, */
 393     /* and k = largest j that maps to current val */
 394     indexptr = cquantize->colorindex[i];
 395     val = 0;
 396     k = largest_input_value(cinfo, i, 0, nci-1);
 397     for (j = 0; j <= MAXJSAMPLE; j++) {
 398       while (j > k)             /* advance val if past boundary */
 399         k = largest_input_value(cinfo, i, ++val, nci-1);
 400       /* premultiply so that no multiplication needed in main processing */
 401       indexptr[j] = (JSAMPLE) (val * blksize);
 402     }
 403     /* Pad at both ends if necessary */
 404     if (pad)
 405       for (j = 1; j <= MAXJSAMPLE; j++) {
 406         indexptr[-j] = indexptr[0];
 407         indexptr[MAXJSAMPLE+j] = indexptr[MAXJSAMPLE];
 408       }
 409   }
 410 }
 411
 412
 413 /*
 414  * Create an ordered-dither array for a component having ncolors
 415  * distinct output values.
 416  */
 417
 418 LOCAL(ODITHER_MATRIX_PTR)
 419 make_odither_array (j_decompress_ptr cinfo, int ncolors)
 420 {
 421   ODITHER_MATRIX_PTR odither;
 422   int j,k;
 423   INT32 num,den;
 424
 425   odither = (ODITHER_MATRIX_PTR)
 426     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 427                                 SIZEOF(ODITHER_MATRIX));
 428   /* The inter-value distance for this color is MAXJSAMPLE/(ncolors-1).
 429    * Hence the dither value for the matrix cell with fill order f
 430    * (f=0..N-1) should be (N-1-2*f)/(2*N) * MAXJSAMPLE/(ncolors-1).
 431    * On 16-bit-int machine, be careful to avoid overflow.
 432    */
 433   den = 2 * ODITHER_CELLS * ((INT32) (ncolors - 1));
 434   for (j = 0; j < ODITHER_SIZE; j++) {
 435     for (k = 0; k < ODITHER_SIZE; k++) {
 436       num = ((INT32) (ODITHER_CELLS-1 - 2*((int)base_dither_matrix[j][k])))
 437             * MAXJSAMPLE;
 438       /* Ensure round towards zero despite C's lack of consistency
 439        * about rounding negative values in integer division...
 440        */
 441       odither[j][k] = (int) (num<0 ? -((-num)/den) : num/den);
 442     }
 443   }
 444   return odither;
 445 }
 446
 447
 448 /*
 449  * Create the ordered-dither tables.
 450  * Components having the same number of representative colors may
 451  * share a dither table.
 452  */
 453
 454 LOCAL(void)
 455 create_odither_tables (j_decompress_ptr cinfo)
 456 {
 457   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 458   ODITHER_MATRIX_PTR odither;
 459   int i, j, nci;
 460
 461   for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
 462     nci = cquantize->Ncolors[i]; /* # of distinct values for this color */
 463     odither = NULL;             /* search for matching prior component */
 464     for (j = 0; j < i; j++) {
 465       if (nci == cquantize->Ncolors[j]) {
 466         odither = cquantize->odither[j];
 467         break;
 468       }
 469     }
 470     if (odither == NULL)        /* need a new table? */
 471       odither = make_odither_array(cinfo, nci);
 472     cquantize->odither[i] = odither;
 473   }
 474 }
 475
 476
 477 /*
 478  * Map some rows of pixels to the output colormapped representation.
 479  */
 480
 481 METHODDEF(void)
 482 color_quantize (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
 483                 JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 484 /* General case, no dithering */
 485 {
 486   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 487   JSAMPARRAY colorindex = cquantize->colorindex;
 488   register int pixcode, ci;
 489   register JSAMPROW ptrin, ptrout;
 490   int row;
 491   JDIMENSION col;
 492   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
 493   register int nc = cinfo->out_color_components;
 494
 495   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
 496     ptrin = input_buf[row];
 497     ptrout = output_buf[row];
 498     for (col = width; col > 0; col--) {
 499       pixcode = 0;
 500       for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
 501         pixcode += GETJSAMPLE(colorindex[ci][GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
 502       }
 503       *ptrout++ = (JSAMPLE) pixcode;
 504     }
 505   }
 506 }
 507
 508
 509 METHODDEF(void)
 510 color_quantize3 (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
 511                  JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 512 /* Fast path for out_color_components==3, no dithering */
 513 {
 514   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 515   register int pixcode;
 516   register JSAMPROW ptrin, ptrout;
 517   JSAMPROW colorindex0 = cquantize->colorindex[0];
 518   JSAMPROW colorindex1 = cquantize->colorindex[1];
 519   JSAMPROW colorindex2 = cquantize->colorindex[2];
 520   int row;
 521   JDIMENSION col;
 522   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
 523
 524   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
 525     ptrin = input_buf[row];
 526     ptrout = output_buf[row];
 527     for (col = width; col > 0; col--) {
 528       pixcode  = GETJSAMPLE(colorindex0[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
 529       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex1[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
 530       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex2[GETJSAMPLE(*ptrin++)]);
 531       *ptrout++ = (JSAMPLE) pixcode;
 532     }
 533   }
 534 }
 535
 536
 537 METHODDEF(void)
 538 quantize_ord_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
 539                      JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 540 /* General case, with ordered dithering */
 541 {
 542   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 543   register JSAMPROW input_ptr;
 544   register JSAMPROW output_ptr;
 545   JSAMPROW colorindex_ci;
 546   int * dither;                 /* points to active row of dither matrix */
 547   int row_index, col_index;     /* current indexes into dither matrix */
 548   int nc = cinfo->out_color_components;
 549   int ci;
 550   int row;
 551   JDIMENSION col;
 552   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
 553
 554   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
 555     /* Initialize output values to 0 so can process components separately */
 556     jzero_far((void FAR *) output_buf[row],
 557               (size_t) (width * SIZEOF(JSAMPLE)));
 558     row_index = cquantize->row_index;
 559     for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
 560       input_ptr = input_buf[row] + ci;
 561       output_ptr = output_buf[row];
 562       colorindex_ci = cquantize->colorindex[ci];
 563       dither = cquantize->odither[ci][row_index];
 564       col_index = 0;
 565
 566       for (col = width; col > 0; col--) {
 567         /* Form pixel value + dither, range-limit to 0..MAXJSAMPLE,
 568          * select output value, accumulate into output code for this pixel.
 569          * Range-limiting need not be done explicitly, as we have extended
 570          * the colorindex table to produce the right answers for out-of-range
 571          * inputs.  The maximum dither is +- MAXJSAMPLE; this sets the
 572          * required amount of padding.
 573          */
 574         *output_ptr += colorindex_ci[GETJSAMPLE(*input_ptr)+dither[col_index]];
 575         input_ptr += nc;
 576         output_ptr++;
 577         col_index = (col_index + 1) & ODITHER_MASK;
 578       }
 579     }
 580     /* Advance row index for next row */
 581     row_index = (row_index + 1) & ODITHER_MASK;
 582     cquantize->row_index = row_index;
 583   }
 584 }
 585
 586
 587 METHODDEF(void)
 588 quantize3_ord_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
 589                       JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 590 /* Fast path for out_color_components==3, with ordered dithering */
 591 {
 592   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 593   register int pixcode;
 594   register JSAMPROW input_ptr;
 595   register JSAMPROW output_ptr;
 596   JSAMPROW colorindex0 = cquantize->colorindex[0];
 597   JSAMPROW colorindex1 = cquantize->colorindex[1];
 598   JSAMPROW colorindex2 = cquantize->colorindex[2];
 599   int * dither0;                /* points to active row of dither matrix */
 600   int * dither1;
 601   int * dither2;
 602   int row_index, col_index;     /* current indexes into dither matrix */
 603   int row;
 604   JDIMENSION col;
 605   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
 606
 607   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
 608     row_index = cquantize->row_index;
 609     input_ptr = input_buf[row];
 610     output_ptr = output_buf[row];
 611     dither0 = cquantize->odither[0][row_index];
 612     dither1 = cquantize->odither[1][row_index];
 613     dither2 = cquantize->odither[2][row_index];
 614     col_index = 0;
 615
 616     for (col = width; col > 0; col--) {
 617       pixcode  = GETJSAMPLE(colorindex0[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
 618                                         dither0[col_index]]);
 619       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex1[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
 620                                         dither1[col_index]]);
 621       pixcode += GETJSAMPLE(colorindex2[GETJSAMPLE(*input_ptr++) +
 622                                         dither2[col_index]]);
 623       *output_ptr++ = (JSAMPLE) pixcode;
 624       col_index = (col_index + 1) & ODITHER_MASK;
 625     }
 626     row_index = (row_index + 1) & ODITHER_MASK;
 627     cquantize->row_index = row_index;
 628   }
 629 }
 630
 631
 632 METHODDEF(void)
 633 quantize_fs_dither (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
 634                     JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 635 /* General case, with Floyd-Steinberg dithering */
 636 {
 637   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 638   register LOCFSERROR cur;      /* current error or pixel value */
 639   LOCFSERROR belowerr;          /* error for pixel below cur */
 640   LOCFSERROR bpreverr;          /* error for below/prev col */
 641   LOCFSERROR bnexterr;          /* error for below/next col */
 642   LOCFSERROR delta;
 643   register FSERRPTR errorptr;   /* => fserrors[] at column before current */
 644   register JSAMPROW input_ptr;
 645   register JSAMPROW output_ptr;
 646   JSAMPROW colorindex_ci;
 647   JSAMPROW colormap_ci;
 648   int pixcode;
 649   int nc = cinfo->out_color_components;
 650   int dir;                      /* 1 for left-to-right, -1 for right-to-left */
 651   int dirnc;                    /* dir * nc */
 652   int ci;
 653   int row;
 654   JDIMENSION col;
 655   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
 656   JSAMPLE *range_limit = cinfo->sample_range_limit;
 657   SHIFT_TEMPS
 658
 659   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
 660     /* Initialize output values to 0 so can process components separately */
 661     jzero_far((void FAR *) output_buf[row],
 662               (size_t) (width * SIZEOF(JSAMPLE)));
 663     for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
 664       input_ptr = input_buf[row] + ci;
 665       output_ptr = output_buf[row];
 666       if (cquantize->on_odd_row) {
 667         /* work right to left in this row */
 668         input_ptr += (width-1) * nc; /* so point to rightmost pixel */
 669         output_ptr += width-1;
 670         dir = -1;
 671         dirnc = -nc;
 672         errorptr = cquantize->fserrors[ci] + (width+1); /* => entry after last column */
 673       } else {
 674         /* work left to right in this row */
 675         dir = 1;
 676         dirnc = nc;
 677         errorptr = cquantize->fserrors[ci]; /* => entry before first column */
 678       }
 679       colorindex_ci = cquantize->colorindex[ci];
 680       colormap_ci = cquantize->sv_colormap[ci];
 681       /* Preset error values: no error propagated to first pixel from left */
 682       cur = 0;
 683       /* and no error propagated to row below yet */
 684       belowerr = bpreverr = 0;
 685
 686       for (col = width; col > 0; col--) {
 687         /* cur holds the error propagated from the previous pixel on the
 688          * current line.  Add the error propagated from the previous line
 689          * to form the complete error correction term for this pixel, and
 690          * round the error term (which is expressed * 16) to an integer.
 691          * RIGHT_SHIFT rounds towards minus infinity, so adding 8 is correct
 692          * for either sign of the error value.
 693          * Note: errorptr points to *previous* column's array entry.
 694          */
 695         cur = RIGHT_SHIFT(cur + errorptr[dir] + 8, 4);
 696         /* Form pixel value + error, and range-limit to 0..MAXJSAMPLE.
 697          * The maximum error is +- MAXJSAMPLE; this sets the required size
 698          * of the range_limit array.
 699          */
 700         cur += GETJSAMPLE(*input_ptr);
 701         cur = GETJSAMPLE(range_limit[cur]);
 702         /* Select output value, accumulate into output code for this pixel */
 703         pixcode = GETJSAMPLE(colorindex_ci[cur]);
 704         *output_ptr += (JSAMPLE) pixcode;
 705         /* Compute actual representation error at this pixel */
 706         /* Note: we can do this even though we don't have the final */
 707         /* pixel code, because the colormap is orthogonal. */
 708         cur -= GETJSAMPLE(colormap_ci[pixcode]);
 709         /* Compute error fractions to be propagated to adjacent pixels.
 710          * Add these into the running sums, and simultaneously shift the
 711          * next-line error sums left by 1 column.
 712          */
 713         bnexterr = cur;
 714         delta = cur * 2;
 715         cur += delta;           /* form error * 3 */
 716         errorptr[0] = (FSERROR) (bpreverr + cur);
 717         cur += delta;           /* form error * 5 */
 718         bpreverr = belowerr + cur;
 719         belowerr = bnexterr;
 720         cur += delta;           /* form error * 7 */
 721         /* At this point cur contains the 7/16 error value to be propagated
 722          * to the next pixel on the current line, and all the errors for the
 723          * next line have been shifted over. We are therefore ready to move on.
 724          */
 725         input_ptr += dirnc;     /* advance input ptr to next column */
 726         output_ptr += dir;      /* advance output ptr to next column */
 727         errorptr += dir;        /* advance errorptr to current column */
 728       }
 729       /* Post-loop cleanup: we must unload the final error value into the
 730        * final fserrors[] entry.  Note we need not unload belowerr because
 731        * it is for the dummy column before or after the actual array.
 732        */
 733       errorptr[0] = (FSERROR) bpreverr; /* unload prev err into array */
 734     }
 735     cquantize->on_odd_row = (cquantize->on_odd_row ? FALSE : TRUE);
 736   }
 737 }
 738
 739
 740 /*
 741  * Allocate workspace for Floyd-Steinberg errors.
 742  */
 743
 744 LOCAL(void)
 745 alloc_fs_workspace (j_decompress_ptr cinfo)
 746 {
 747   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 748   size_t arraysize;
 749   int i;
 750
 751   arraysize = (size_t) ((cinfo->output_width + 2) * SIZEOF(FSERROR));
 752   for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++) {
 753     cquantize->fserrors[i] = (FSERRPTR)
 754       (*cinfo->mem->alloc_large)((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE, arraysize);
 755   }
 756 }
 757
 758
 759 /*
 760  * Initialize for one-pass color quantization.
 761  */
 762
 763 METHODDEF(void)
 764 start_pass_1_quant (j_decompress_ptr cinfo, boolean is_pre_scan)
 765 {
 766   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
 767   size_t arraysize;
 768   int i;
 769
 770   /* Install my colormap. */
 771   cinfo->colormap = cquantize->sv_colormap;
 772   cinfo->actual_number_of_colors = cquantize->sv_actual;
 773
 774   /* Initialize for desired dithering mode. */
 775   switch (cinfo->dither_mode) {
 776   case JDITHER_NONE:
 777     if (cinfo->out_color_components == 3)
 778       cquantize->pub.color_quantize = color_quantize3;
 779     else
 780       cquantize->pub.color_quantize = color_quantize;
 781     break;
 782   case JDITHER_ORDERED:
 783     if (cinfo->out_color_components == 3)
 784       cquantize->pub.color_quantize = quantize3_ord_dither;
 785     else
 786       cquantize->pub.color_quantize = quantize_ord_dither;
 787     cquantize->row_index = 0;   /* initialize state for ordered dither */
 788     /* If user changed to ordered dither from another mode,
 789      * we must recreate the color index table with padding.
 790      * This will cost extra space, but probably isn't very likely.
 791      */
 792     if (! cquantize->is_padded)
 793       create_colorindex(cinfo);
 794     /* Create ordered-dither tables if we didn't already. */
 795     if (cquantize->odither[0] == NULL)
 796       create_odither_tables(cinfo);
 797     break;
 798   case JDITHER_FS:
 799     cquantize->pub.color_quantize = quantize_fs_dither;
 800     cquantize->on_odd_row = FALSE; /* initialize state for F-S dither */
 801     /* Allocate Floyd-Steinberg workspace if didn't already. */
 802     if (cquantize->fserrors[0] == NULL)
 803       alloc_fs_workspace(cinfo);
 804     /* Initialize the propagated errors to zero. */
 805     arraysize = (size_t) ((cinfo->output_width + 2) * SIZEOF(FSERROR));
 806     for (i = 0; i < cinfo->out_color_components; i++)
 807       jzero_far((void FAR *) cquantize->fserrors[i], arraysize);
 808     break;
 809   default:
 810     ERREXIT(cinfo, JERR_NOT_COMPILED);
 811     break;
 812   }
 813 }
 814
 815
 816 /*
 817  * Finish up at the end of the pass.
 818  */
 819
 820 METHODDEF(void)
 821 finish_pass_1_quant (j_decompress_ptr cinfo)
 822 {
 823   /* no work in 1-pass case */
 824 }
 825
 826
 827 /*
 828  * Switch to a new external colormap between output passes.
 829  * Shouldn't get to this module!
 830  */
 831
 832 METHODDEF(void)
 833 new_color_map_1_quant (j_decompress_ptr cinfo)
 834 {
 835   ERREXIT(cinfo, JERR_MODE_CHANGE);
 836 }
 837
 838
 839 /*
 840  * Module initialization routine for 1-pass color quantization.
 841  */
 842
 843 GLOBAL(void)
 844 jinit_1pass_quantizer (j_decompress_ptr cinfo)
 845 {
 846   my_cquantize_ptr cquantize;
 847
 848   cquantize = (my_cquantize_ptr)
 849     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 850                                 SIZEOF(my_cquantizer));
 851   cinfo->cquantize = (struct jpeg_color_quantizer *) cquantize;
 852   cquantize->pub.start_pass = start_pass_1_quant;
 853   cquantize->pub.finish_pass = finish_pass_1_quant;
 854   cquantize->pub.new_color_map = new_color_map_1_quant;
 855   cquantize->fserrors[0] = NULL; /* Flag FS workspace not allocated */
 856   cquantize->odither[0] = NULL; /* Also flag odither arrays not allocated */
 857
 858   /* Make sure my internal arrays won't overflow */
 859   if (cinfo->out_color_components > MAX_Q_COMPS)
 860     ERREXIT1(cinfo, JERR_QUANT_COMPONENTS, MAX_Q_COMPS);
 861   /* Make sure colormap indexes can be represented by JSAMPLEs */
 862   if (cinfo->desired_number_of_colors > (MAXJSAMPLE+1))
 863     ERREXIT1(cinfo, JERR_QUANT_MANY_COLORS, MAXJSAMPLE+1);
 864
 865   /* Create the colormap and color index table. */
 866   create_colormap(cinfo);
 867   create_colorindex(cinfo);
 868
 869   /* Allocate Floyd-Steinberg workspace now if requested.
 870    * We do this now since it is FAR storage and may affect the memory
 871    * manager's space calculations.  If the user changes to FS dither
 872    * mode in a later pass, we will allocate the space then, and will
 873    * possibly overrun the max_memory_to_use setting.
 874    */
 875   if (cinfo->dither_mode == JDITHER_FS)
 876     alloc_fs_workspace(cinfo);
 877 }
 878
 879 #endif /* QUANT_1PASS_SUPPORTED */