cde/lib/DtHelp/jpeg/jidctflt.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 libraries 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: jidctflt.c /main/2 1996/05/09 03:50:55 drk $ */
  24 /*
  25  * jidctflt.c
  26  *
  27  * Copyright (C) 1994-1996, 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 a floating-point implementation of the
  32  * inverse DCT (Discrete Cosine Transform).  In the IJG code, this routine
  33  * must also perform dequantization of the input coefficients.
  34  *
  35  * This implementation should be more accurate than either of the integer
  36  * IDCT implementations.  However, it may not give the same results on all
  37  * machines because of differences in roundoff behavior.  Speed will depend
  38  * on the hardware's floating point capacity.
  39  *
  40  * A 2-D IDCT can be done by 1-D IDCT on each column followed by 1-D IDCT
  41  * on each row (or vice versa, but it's more convenient to emit a row at
  42  * a time).  Direct algorithms are also available, but they are much more
  43  * complex and seem not to be any faster when reduced to code.
  44  *
  45  * This implementation is based on Arai, Agui, and Nakajima's algorithm for
  46  * scaled DCT.  Their original paper (Trans. IEICE E-71(11):1095) is in
  47  * Japanese, but the algorithm is described in the Pennebaker & Mitchell
  48  * JPEG textbook (see REFERENCES section in file README).  The following code
  49  * is based directly on figure 4-8 in P&M.
  50  * While an 8-point DCT cannot be done in less than 11 multiplies, it is
  51  * possible to arrange the computation so that many of the multiplies are
  52  * simple scalings of the final outputs.  These multiplies can then be
  53  * folded into the multiplications or divisions by the JPEG quantization
  54  * table entries.  The AA&N method leaves only 5 multiplies and 29 adds
  55  * to be done in the DCT itself.
  56  * The primary disadvantage of this method is that with a fixed-point
  57  * implementation, accuracy is lost due to imprecise representation of the
  58  * scaled quantization values.  However, that problem does not arise if
  59  * we use floating point arithmetic.
  60  */
  61
  62 #define JPEG_INTERNALS
  63 #include "jinclude.h"
  64 #include "jpeglib.h"
  65 #include "jdct.h"               /* Private declarations for DCT subsystem */
  66
  67 #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
  68
  69
  70 /*
  71  * This module is specialized to the case DCTSIZE = 8.
  72  */
  73
  74 #if DCTSIZE != 8
  75   Sorry, this code only copes with 8x8 DCTs. /* deliberate syntax err */
  76 #endif
  77
  78
  79 /* Dequantize a coefficient by multiplying it by the multiplier-table
  80  * entry; produce a float result.
  81  */
  82
  83 #define DEQUANTIZE(coef,quantval)  (((FAST_FLOAT) (coef)) * (quantval))
  84
  85
  86 /*
  87  * Perform dequantization and inverse DCT on one block of coefficients.
  88  */
  89
  90 GLOBAL(void)
  91 jpeg_idct_float (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  92                  JCOEFPTR coef_block,
  93                  JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION output_col)
  94 {
  95   FAST_FLOAT tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
  96   FAST_FLOAT tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
  97   FAST_FLOAT z5, z10, z11, z12, z13;
  98   JCOEFPTR inptr;
  99   FLOAT_MULT_TYPE * quantptr;
 100   FAST_FLOAT * wsptr;
 101   JSAMPROW outptr;
 102   JSAMPLE *range_limit = IDCT_range_limit(cinfo);
 103   int ctr;
 104   FAST_FLOAT workspace[DCTSIZE2]; /* buffers data between passes */
 105   SHIFT_TEMPS
 106
 107   /* Pass 1: process columns from input, store into work array. */
 108
 109   inptr = coef_block;
 110   quantptr = (FLOAT_MULT_TYPE *) compptr->dct_table;
 111   wsptr = workspace;
 112   for (ctr = DCTSIZE; ctr > 0; ctr--) {
 113     /* Due to quantization, we will usually find that many of the input
 114      * coefficients are zero, especially the AC terms.  We can exploit this
 115      * by short-circuiting the IDCT calculation for any column in which all
 116      * the AC terms are zero.  In that case each output is equal to the
 117      * DC coefficient (with scale factor as needed).
 118      * With typical images and quantization tables, half or more of the
 119      * column DCT calculations can be simplified this way.
 120      */
 121
 122     if ((inptr[DCTSIZE*1] | inptr[DCTSIZE*2] | inptr[DCTSIZE*3] |
 123          inptr[DCTSIZE*4] | inptr[DCTSIZE*5] | inptr[DCTSIZE*6] |
 124          inptr[DCTSIZE*7]) == 0) {
 125       /* AC terms all zero */
 126       FAST_FLOAT dcval = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*0], quantptr[DCTSIZE*0]);
 127
 128       wsptr[DCTSIZE*0] = dcval;
 129       wsptr[DCTSIZE*1] = dcval;
 130       wsptr[DCTSIZE*2] = dcval;
 131       wsptr[DCTSIZE*3] = dcval;
 132       wsptr[DCTSIZE*4] = dcval;
 133       wsptr[DCTSIZE*5] = dcval;
 134       wsptr[DCTSIZE*6] = dcval;
 135       wsptr[DCTSIZE*7] = dcval;
 136
 137       inptr++;                  /* advance pointers to next column */
 138       quantptr++;
 139       wsptr++;
 140       continue;
 141     }
 142
 143     /* Even part */
 144
 145     tmp0 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*0], quantptr[DCTSIZE*0]);
 146     tmp1 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*2], quantptr[DCTSIZE*2]);
 147     tmp2 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*4], quantptr[DCTSIZE*4]);
 148     tmp3 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*6], quantptr[DCTSIZE*6]);
 149
 150     tmp10 = tmp0 + tmp2;        /* phase 3 */
 151     tmp11 = tmp0 - tmp2;
 152
 153     tmp13 = tmp1 + tmp3;        /* phases 5-3 */
 154     tmp12 = (tmp1 - tmp3) * ((FAST_FLOAT) 1.414213562) - tmp13; /* 2*c4 */
 155
 156     tmp0 = tmp10 + tmp13;       /* phase 2 */
 157     tmp3 = tmp10 - tmp13;
 158     tmp1 = tmp11 + tmp12;
 159     tmp2 = tmp11 - tmp12;
 160
 161     /* Odd part */
 162
 163     tmp4 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*1], quantptr[DCTSIZE*1]);
 164     tmp5 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*3], quantptr[DCTSIZE*3]);
 165     tmp6 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*5], quantptr[DCTSIZE*5]);
 166     tmp7 = DEQUANTIZE(inptr[DCTSIZE*7], quantptr[DCTSIZE*7]);
 167
 168     z13 = tmp6 + tmp5;          /* phase 6 */
 169     z10 = tmp6 - tmp5;
 170     z11 = tmp4 + tmp7;
 171     z12 = tmp4 - tmp7;
 172
 173     tmp7 = z11 + z13;           /* phase 5 */
 174     tmp11 = (z11 - z13) * ((FAST_FLOAT) 1.414213562); /* 2*c4 */
 175
 176     z5 = (z10 + z12) * ((FAST_FLOAT) 1.847759065); /* 2*c2 */
 177     tmp10 = ((FAST_FLOAT) 1.082392200) * z12 - z5; /* 2*(c2-c6) */
 178     tmp12 = ((FAST_FLOAT) -2.613125930) * z10 + z5; /* -2*(c2+c6) */
 179
 180     tmp6 = tmp12 - tmp7;        /* phase 2 */
 181     tmp5 = tmp11 - tmp6;
 182     tmp4 = tmp10 + tmp5;
 183
 184     wsptr[DCTSIZE*0] = tmp0 + tmp7;
 185     wsptr[DCTSIZE*7] = tmp0 - tmp7;
 186     wsptr[DCTSIZE*1] = tmp1 + tmp6;
 187     wsptr[DCTSIZE*6] = tmp1 - tmp6;
 188     wsptr[DCTSIZE*2] = tmp2 + tmp5;
 189     wsptr[DCTSIZE*5] = tmp2 - tmp5;
 190     wsptr[DCTSIZE*4] = tmp3 + tmp4;
 191     wsptr[DCTSIZE*3] = tmp3 - tmp4;
 192
 193     inptr++;                    /* advance pointers to next column */
 194     quantptr++;
 195     wsptr++;
 196   }
 197
 198   /* Pass 2: process rows from work array, store into output array. */
 199   /* Note that we must descale the results by a factor of 8 == 2**3. */
 200
 201   wsptr = workspace;
 202   for (ctr = 0; ctr < DCTSIZE; ctr++) {
 203     outptr = output_buf[ctr] + output_col;
 204     /* Rows of zeroes can be exploited in the same way as we did with columns.
 205      * However, the column calculation has created many nonzero AC terms, so
 206      * the simplification applies less often (typically 5% to 10% of the time).
 207      * And testing floats for zero is relatively expensive, so we don't bother.
 208      */
 209
 210     /* Even part */
 211
 212     tmp10 = wsptr[0] + wsptr[4];
 213     tmp11 = wsptr[0] - wsptr[4];
 214
 215     tmp13 = wsptr[2] + wsptr[6];
 216     tmp12 = (wsptr[2] - wsptr[6]) * ((FAST_FLOAT) 1.414213562) - tmp13;
 217
 218     tmp0 = tmp10 + tmp13;
 219     tmp3 = tmp10 - tmp13;
 220     tmp1 = tmp11 + tmp12;
 221     tmp2 = tmp11 - tmp12;
 222
 223     /* Odd part */
 224
 225     z13 = wsptr[5] + wsptr[3];
 226     z10 = wsptr[5] - wsptr[3];
 227     z11 = wsptr[1] + wsptr[7];
 228     z12 = wsptr[1] - wsptr[7];
 229
 230     tmp7 = z11 + z13;
 231     tmp11 = (z11 - z13) * ((FAST_FLOAT) 1.414213562);
 232
 233     z5 = (z10 + z12) * ((FAST_FLOAT) 1.847759065); /* 2*c2 */
 234     tmp10 = ((FAST_FLOAT) 1.082392200) * z12 - z5; /* 2*(c2-c6) */
 235     tmp12 = ((FAST_FLOAT) -2.613125930) * z10 + z5; /* -2*(c2+c6) */
 236
 237     tmp6 = tmp12 - tmp7;
 238     tmp5 = tmp11 - tmp6;
 239     tmp4 = tmp10 + tmp5;
 240
 241     /* Final output stage: scale down by a factor of 8 and range-limit */
 242
 243     outptr[0] = range_limit[(int) DESCALE((INT32) (tmp0 + tmp7), 3)
 244                             & RANGE_MASK];
 245     outptr[7] = range_limit[(int) DESCALE((INT32) (tmp0 - tmp7), 3)
 246                             & RANGE_MASK];
 247     outptr[1] = range_limit[(int) DESCALE((INT32) (tmp1 + tmp6), 3)
 248                             & RANGE_MASK];
 249     outptr[6] = range_limit[(int) DESCALE((INT32) (tmp1 - tmp6), 3)
 250                             & RANGE_MASK];
 251     outptr[2] = range_limit[(int) DESCALE((INT32) (tmp2 + tmp5), 3)
 252                             & RANGE_MASK];
 253     outptr[5] = range_limit[(int) DESCALE((INT32) (tmp2 - tmp5), 3)
 254                             & RANGE_MASK];
 255     outptr[4] = range_limit[(int) DESCALE((INT32) (tmp3 + tmp4), 3)
 256                             & RANGE_MASK];
 257     outptr[3] = range_limit[(int) DESCALE((INT32) (tmp3 - tmp4), 3)
 258                             & RANGE_MASK];
 259
 260     wsptr += DCTSIZE;           /* advance pointer to next row */
 261   }
 262 }
 263
 264 #endif /* DCT_FLOAT_SUPPORTED */