Remove custom memory manager
[pdfium.git] / core / src / fxcodec / fx_libopenjpeg / libopenjpeg20 / dwt.c
1 /*
2  * The copyright in this software is being made available under the 2-clauses 
3  * BSD License, included below. This software may be subject to other third 
4  * party and contributor rights, including patent rights, and no such rights
5  * are granted under this license.
6  *
7  * Copyright (c) 2002-2014, Universite catholique de Louvain (UCL), Belgium
8  * Copyright (c) 2002-2014, Professor Benoit Macq
9  * Copyright (c) 2001-2003, David Janssens
10  * Copyright (c) 2002-2003, Yannick Verschueren
11  * Copyright (c) 2003-2007, Francois-Olivier Devaux 
12  * Copyright (c) 2003-2014, Antonin Descampe
13  * Copyright (c) 2005, Herve Drolon, FreeImage Team
14  * Copyright (c) 2007, Jonathan Ballard <dzonatas@dzonux.net>
15  * Copyright (c) 2007, Callum Lerwick <seg@haxxed.com>
16  * All rights reserved.
17  *
18  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
19  * modification, are permitted provided that the following conditions
20  * are met:
21  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
23  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
24  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
25  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS `AS IS'
28  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
31  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
32  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
33  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
34  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
35  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
36  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
37  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
38  */
39
40 #ifdef __SSE__
41 #include <xmmintrin.h>
42 #endif
43
44 #include "opj_includes.h"
45
46 /** @defgroup DWT DWT - Implementation of a discrete wavelet transform */
47 /*@{*/
48
49 #define OPJ_WS(i) v->mem[(i)*2]
50 #define OPJ_WD(i) v->mem[(1+(i)*2)]
51
52 /** @name Local data structures */
53 /*@{*/
54
55 typedef struct dwt_local {
56         OPJ_INT32* mem;
57         OPJ_INT32 dn;
58         OPJ_INT32 sn;
59         OPJ_INT32 cas;
60 } opj_dwt_t;
61
62 typedef union {
63         OPJ_FLOAT32     f[4];
64 } opj_v4_t;
65
66 typedef struct v4dwt_local {
67         opj_v4_t*       wavelet ;
68         OPJ_INT32               dn ;
69         OPJ_INT32               sn ;
70         OPJ_INT32               cas ;
71 } opj_v4dwt_t ;
72
73 static const OPJ_FLOAT32 opj_dwt_alpha =  1.586134342f; /*  12994 */
74 static const OPJ_FLOAT32 opj_dwt_beta  =  0.052980118f; /*    434 */
75 static const OPJ_FLOAT32 opj_dwt_gamma = -0.882911075f; /*  -7233 */
76 static const OPJ_FLOAT32 opj_dwt_delta = -0.443506852f; /*  -3633 */
77
78 static const OPJ_FLOAT32 opj_K      = 1.230174105f; /*  10078 */
79 static const OPJ_FLOAT32 opj_c13318 = 1.625732422f;
80
81 /*@}*/
82
83 /**
84 Virtual function type for wavelet transform in 1-D 
85 */
86 typedef void (*DWT1DFN)(opj_dwt_t* v);
87
88 /** @name Local static functions */
89 /*@{*/
90
91 /**
92 Forward lazy transform (horizontal)
93 */
94 static void opj_dwt_deinterleave_h(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 *b, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas);
95 /**
96 Forward lazy transform (vertical)
97 */
98 static void opj_dwt_deinterleave_v(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 *b, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 cas);
99 /**
100 Inverse lazy transform (horizontal)
101 */
102 static void opj_dwt_interleave_h(opj_dwt_t* h, OPJ_INT32 *a);
103 /**
104 Inverse lazy transform (vertical)
105 */
106 static void opj_dwt_interleave_v(opj_dwt_t* v, OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 x);
107 /**
108 Forward 5-3 wavelet transform in 1-D
109 */
110 static void opj_dwt_encode_1(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas);
111 /**
112 Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D
113 */
114 static void opj_dwt_decode_1(opj_dwt_t *v);
115 static void opj_dwt_decode_1_(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas);
116 /**
117 Forward 9-7 wavelet transform in 1-D
118 */
119 static void opj_dwt_encode_1_real(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas);
120 /**
121 Explicit calculation of the Quantization Stepsizes 
122 */
123 static void opj_dwt_encode_stepsize(OPJ_INT32 stepsize, OPJ_INT32 numbps, opj_stepsize_t *bandno_stepsize);
124 /**
125 Inverse wavelet transform in 2-D.
126 */
127 static OPJ_BOOL opj_dwt_decode_tile(opj_tcd_tilecomp_t* tilec, OPJ_UINT32 i, DWT1DFN fn);
128
129 static OPJ_BOOL opj_dwt_encode_procedure(       opj_tcd_tilecomp_t * tilec,
130                                                                                     void (*p_function)(OPJ_INT32 *, OPJ_INT32,OPJ_INT32,OPJ_INT32) );
131
132 static OPJ_UINT32 opj_dwt_max_resolution(opj_tcd_resolution_t* restrict r, OPJ_UINT32 i);
133
134 /* <summary>                             */
135 /* Inverse 9-7 wavelet transform in 1-D. */
136 /* </summary>                            */
137 static void opj_v4dwt_decode(opj_v4dwt_t* restrict dwt);
138
139 static void opj_v4dwt_interleave_h(opj_v4dwt_t* restrict w, OPJ_FLOAT32* restrict a, OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 size);
140
141 static void opj_v4dwt_interleave_v(opj_v4dwt_t* restrict v , OPJ_FLOAT32* restrict a , OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 nb_elts_read);
142
143 #ifdef __SSE__
144 static void opj_v4dwt_decode_step1_sse(opj_v4_t* w, OPJ_INT32 count, const __m128 c);
145
146 static void opj_v4dwt_decode_step2_sse(opj_v4_t* l, opj_v4_t* w, OPJ_INT32 k, OPJ_INT32 m, __m128 c);
147
148 #else
149 static void opj_v4dwt_decode_step1(opj_v4_t* w, OPJ_INT32 count, const OPJ_FLOAT32 c);
150
151 static void opj_v4dwt_decode_step2(opj_v4_t* l, opj_v4_t* w, OPJ_INT32 k, OPJ_INT32 m, OPJ_FLOAT32 c);
152
153 #endif
154
155 /*@}*/
156
157 /*@}*/
158
159 #define OPJ_S(i) a[(i)*2]
160 #define OPJ_D(i) a[(1+(i)*2)]
161 #define OPJ_S_(i) ((i)<0?OPJ_S(0):((i)>=sn?OPJ_S(sn-1):OPJ_S(i)))
162 #define OPJ_D_(i) ((i)<0?OPJ_D(0):((i)>=dn?OPJ_D(dn-1):OPJ_D(i)))
163 /* new */
164 #define OPJ_SS_(i) ((i)<0?OPJ_S(0):((i)>=dn?OPJ_S(dn-1):OPJ_S(i)))
165 #define OPJ_DD_(i) ((i)<0?OPJ_D(0):((i)>=sn?OPJ_D(sn-1):OPJ_D(i)))
166
167 /* <summary>                                                              */
168 /* This table contains the norms of the 5-3 wavelets for different bands. */
169 /* </summary>                                                             */
170 static const OPJ_FLOAT64 opj_dwt_norms[4][10] = {
171         {1.000, 1.500, 2.750, 5.375, 10.68, 21.34, 42.67, 85.33, 170.7, 341.3},
172         {1.038, 1.592, 2.919, 5.703, 11.33, 22.64, 45.25, 90.48, 180.9},
173         {1.038, 1.592, 2.919, 5.703, 11.33, 22.64, 45.25, 90.48, 180.9},
174         {.7186, .9218, 1.586, 3.043, 6.019, 12.01, 24.00, 47.97, 95.93}
175 };
176
177 /* <summary>                                                              */
178 /* This table contains the norms of the 9-7 wavelets for different bands. */
179 /* </summary>                                                             */
180 static const OPJ_FLOAT64 opj_dwt_norms_real[4][10] = {
181         {1.000, 1.965, 4.177, 8.403, 16.90, 33.84, 67.69, 135.3, 270.6, 540.9},
182         {2.022, 3.989, 8.355, 17.04, 34.27, 68.63, 137.3, 274.6, 549.0},
183         {2.022, 3.989, 8.355, 17.04, 34.27, 68.63, 137.3, 274.6, 549.0},
184         {2.080, 3.865, 8.307, 17.18, 34.71, 69.59, 139.3, 278.6, 557.2}
185 };
186
187 /* 
188 ==========================================================
189    local functions
190 ==========================================================
191 */
192
193 /* <summary>                                     */
194 /* Forward lazy transform (horizontal).  */
195 /* </summary>                            */ 
196 void opj_dwt_deinterleave_h(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 *b, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas) {
197         OPJ_INT32 i;
198         OPJ_INT32 * l_dest = b;
199         OPJ_INT32 * l_src = a+cas;
200
201     for (i=0; i<sn; ++i) {
202                 *l_dest++ = *l_src;
203                 l_src += 2;
204         }
205         
206     l_dest = b + sn;
207         l_src = a + 1 - cas;
208
209     for (i=0; i<dn; ++i)  {
210                 *l_dest++=*l_src;
211                 l_src += 2;
212         }
213 }
214
215 /* <summary>                             */  
216 /* Forward lazy transform (vertical).    */
217 /* </summary>                            */ 
218 void opj_dwt_deinterleave_v(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 *b, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 cas) {
219     OPJ_INT32 i = sn;
220         OPJ_INT32 * l_dest = b;
221         OPJ_INT32 * l_src = a+cas;
222
223     while (i--) {
224                 *l_dest = *l_src;
225                 l_dest += x;
226                 l_src += 2;
227                 } /* b[i*x]=a[2*i+cas]; */
228
229         l_dest = b + sn * x;
230         l_src = a + 1 - cas;
231         
232         i = dn;
233     while (i--) {
234                 *l_dest = *l_src;
235                 l_dest += x;
236                 l_src += 2;
237         } /*b[(sn+i)*x]=a[(2*i+1-cas)];*/
238 }
239
240 /* <summary>                             */
241 /* Inverse lazy transform (horizontal).  */
242 /* </summary>                            */
243 void opj_dwt_interleave_h(opj_dwt_t* h, OPJ_INT32 *a) {
244     OPJ_INT32 *ai = a;
245     OPJ_INT32 *bi = h->mem + h->cas;
246     OPJ_INT32  i        = h->sn;
247     while( i-- ) {
248       *bi = *(ai++);
249           bi += 2;
250     }
251     ai  = a + h->sn;
252     bi  = h->mem + 1 - h->cas;
253     i   = h->dn ;
254     while( i-- ) {
255       *bi = *(ai++);
256           bi += 2;
257     }
258 }
259
260 /* <summary>                             */  
261 /* Inverse lazy transform (vertical).    */
262 /* </summary>                            */ 
263 void opj_dwt_interleave_v(opj_dwt_t* v, OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 x) {
264     OPJ_INT32 *ai = a;
265     OPJ_INT32 *bi = v->mem + v->cas;
266     OPJ_INT32  i = v->sn;
267     while( i-- ) {
268       *bi = *ai;
269           bi += 2;
270           ai += x;
271     }
272     ai = a + (v->sn * x);
273     bi = v->mem + 1 - v->cas;
274     i = v->dn ;
275     while( i-- ) {
276       *bi = *ai;
277           bi += 2;  
278           ai += x;
279     }
280 }
281
282
283 /* <summary>                            */
284 /* Forward 5-3 wavelet transform in 1-D. */
285 /* </summary>                           */
286 void opj_dwt_encode_1(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas) {
287         OPJ_INT32 i;
288         
289         if (!cas) {
290                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
291                         for (i = 0; i < dn; i++) OPJ_D(i) -= (OPJ_S_(i) + OPJ_S_(i + 1)) >> 1;
292                         for (i = 0; i < sn; i++) OPJ_S(i) += (OPJ_D_(i - 1) + OPJ_D_(i) + 2) >> 2;
293                 }
294         } else {
295                 if (!sn && dn == 1)                 /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
296                         OPJ_S(0) *= 2;
297                 else {
298                         for (i = 0; i < dn; i++) OPJ_S(i) -= (OPJ_DD_(i) + OPJ_DD_(i - 1)) >> 1;
299                         for (i = 0; i < sn; i++) OPJ_D(i) += (OPJ_SS_(i) + OPJ_SS_(i + 1) + 2) >> 2;
300                 }
301         }
302 }
303
304 /* <summary>                            */
305 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D. */
306 /* </summary>                           */ 
307 void opj_dwt_decode_1_(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas) {
308         OPJ_INT32 i;
309         
310         if (!cas) {
311                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) { /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
312                         for (i = 0; i < sn; i++) OPJ_S(i) -= (OPJ_D_(i - 1) + OPJ_D_(i) + 2) >> 2;
313                         for (i = 0; i < dn; i++) OPJ_D(i) += (OPJ_S_(i) + OPJ_S_(i + 1)) >> 1;
314                 }
315         } else {
316                 if (!sn  && dn == 1)          /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
317                         OPJ_S(0) /= 2;
318                 else {
319                         for (i = 0; i < sn; i++) OPJ_D(i) -= (OPJ_SS_(i) + OPJ_SS_(i + 1) + 2) >> 2;
320                         for (i = 0; i < dn; i++) OPJ_S(i) += (OPJ_DD_(i) + OPJ_DD_(i - 1)) >> 1;
321                 }
322         }
323 }
324
325 /* <summary>                            */
326 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D. */
327 /* </summary>                           */ 
328 void opj_dwt_decode_1(opj_dwt_t *v) {
329         opj_dwt_decode_1_(v->mem, v->dn, v->sn, v->cas);
330 }
331
332 /* <summary>                             */
333 /* Forward 9-7 wavelet transform in 1-D. */
334 /* </summary>                            */
335 void opj_dwt_encode_1_real(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas) {
336         OPJ_INT32 i;
337         if (!cas) {
338                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
339                         for (i = 0; i < dn; i++)
340                                 OPJ_D(i) -= opj_int_fix_mul(OPJ_S_(i) + OPJ_S_(i + 1), 12993);
341                         for (i = 0; i < sn; i++)
342                                 OPJ_S(i) -= opj_int_fix_mul(OPJ_D_(i - 1) + OPJ_D_(i), 434);
343                         for (i = 0; i < dn; i++)
344                                 OPJ_D(i) += opj_int_fix_mul(OPJ_S_(i) + OPJ_S_(i + 1), 7233);
345                         for (i = 0; i < sn; i++)
346                                 OPJ_S(i) += opj_int_fix_mul(OPJ_D_(i - 1) + OPJ_D_(i), 3633);
347                         for (i = 0; i < dn; i++)
348                                 OPJ_D(i) = opj_int_fix_mul(OPJ_D(i), 5038);     /*5038 */
349                         for (i = 0; i < sn; i++)
350                                 OPJ_S(i) = opj_int_fix_mul(OPJ_S(i), 6659);     /*6660 */
351                 }
352         } else {
353                 if ((sn > 0) || (dn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
354                         for (i = 0; i < dn; i++)
355                                 OPJ_S(i) -= opj_int_fix_mul(OPJ_DD_(i) + OPJ_DD_(i - 1), 12993);
356                         for (i = 0; i < sn; i++)
357                                 OPJ_D(i) -= opj_int_fix_mul(OPJ_SS_(i) + OPJ_SS_(i + 1), 434);
358                         for (i = 0; i < dn; i++)
359                                 OPJ_S(i) += opj_int_fix_mul(OPJ_DD_(i) + OPJ_DD_(i - 1), 7233);
360                         for (i = 0; i < sn; i++)
361                                 OPJ_D(i) += opj_int_fix_mul(OPJ_SS_(i) + OPJ_SS_(i + 1), 3633);
362                         for (i = 0; i < dn; i++)
363                                 OPJ_S(i) = opj_int_fix_mul(OPJ_S(i), 5038);     /*5038 */
364                         for (i = 0; i < sn; i++)
365                                 OPJ_D(i) = opj_int_fix_mul(OPJ_D(i), 6659);     /*6660 */
366                 }
367         }
368 }
369
370 void opj_dwt_encode_stepsize(OPJ_INT32 stepsize, OPJ_INT32 numbps, opj_stepsize_t *bandno_stepsize) {
371         OPJ_INT32 p, n;
372         p = opj_int_floorlog2(stepsize) - 13;
373         n = 11 - opj_int_floorlog2(stepsize);
374         bandno_stepsize->mant = (n < 0 ? stepsize >> -n : stepsize << n) & 0x7ff;
375         bandno_stepsize->expn = numbps - p;
376 }
377
378 /* 
379 ==========================================================
380    DWT interface
381 ==========================================================
382 */
383
384
385 /* <summary>                            */
386 /* Forward 5-3 wavelet transform in 2-D. */
387 /* </summary>                           */
388 INLINE OPJ_BOOL opj_dwt_encode_procedure(opj_tcd_tilecomp_t * tilec,void (*p_function)(OPJ_INT32 *, OPJ_INT32,OPJ_INT32,OPJ_INT32) )
389 {
390         OPJ_INT32 i, j, k;
391         OPJ_INT32 *a = 00;
392         OPJ_INT32 *aj = 00;
393         OPJ_INT32 *bj = 00;
394         OPJ_INT32 w, l;
395
396         OPJ_INT32 rw;                   /* width of the resolution level computed   */
397         OPJ_INT32 rh;                   /* height of the resolution level computed  */
398         OPJ_UINT32 l_data_size;
399
400         opj_tcd_resolution_t * l_cur_res = 0;
401         opj_tcd_resolution_t * l_last_res = 0;
402
403         w = tilec->x1-tilec->x0;
404         l = (OPJ_INT32)tilec->numresolutions-1;
405         a = tilec->data;
406
407         l_cur_res = tilec->resolutions + l;
408         l_last_res = l_cur_res - 1;
409
410         l_data_size = opj_dwt_max_resolution( tilec->resolutions,tilec->numresolutions) * (OPJ_UINT32)sizeof(OPJ_INT32);
411         bj = (OPJ_INT32*)opj_malloc((size_t)l_data_size);
412         if (! bj) {
413                 return OPJ_FALSE;
414         }
415         i = l;
416
417         while (i--) {
418                 OPJ_INT32 rw1;          /* width of the resolution level once lower than computed one                                       */
419                 OPJ_INT32 rh1;          /* height of the resolution level once lower than computed one                                      */
420                 OPJ_INT32 cas_col;      /* 0 = non inversion on horizontal filtering 1 = inversion between low-pass and high-pass filtering */
421                 OPJ_INT32 cas_row;      /* 0 = non inversion on vertical filtering 1 = inversion between low-pass and high-pass filtering   */
422                 OPJ_INT32 dn, sn;
423
424                 rw  = l_cur_res->x1 - l_cur_res->x0;
425                 rh  = l_cur_res->y1 - l_cur_res->y0;
426                 rw1 = l_last_res->x1 - l_last_res->x0;
427                 rh1 = l_last_res->y1 - l_last_res->y0;
428
429                 cas_row = l_cur_res->x0 & 1;
430                 cas_col = l_cur_res->y0 & 1;
431
432                 sn = rh1;
433                 dn = rh - rh1;
434                 for (j = 0; j < rw; ++j) {
435                         aj = a + j;
436                         for (k = 0; k < rh; ++k) {
437                                 bj[k] = aj[k*w];
438                         }
439
440                         (*p_function) (bj, dn, sn, cas_col);
441
442                         opj_dwt_deinterleave_v(bj, aj, dn, sn, w, cas_col);
443                 }
444
445                 sn = rw1;
446                 dn = rw - rw1;
447
448                 for (j = 0; j < rh; j++) {
449                         aj = a + j * w;
450                         for (k = 0; k < rw; k++)  bj[k] = aj[k];
451                         (*p_function) (bj, dn, sn, cas_row);
452                         opj_dwt_deinterleave_h(bj, aj, dn, sn, cas_row);
453                 }
454
455                 l_cur_res = l_last_res;
456
457                 --l_last_res;
458         }
459
460         opj_free(bj);
461         return OPJ_TRUE;
462 }
463
464 /* Forward 5-3 wavelet transform in 2-D. */
465 /* </summary>                           */
466 OPJ_BOOL opj_dwt_encode(opj_tcd_tilecomp_t * tilec)
467 {
468         return opj_dwt_encode_procedure(tilec,opj_dwt_encode_1);
469 }
470
471 /* <summary>                            */
472 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 2-D. */
473 /* </summary>                           */
474 OPJ_BOOL opj_dwt_decode(opj_tcd_tilecomp_t* tilec, OPJ_UINT32 numres) {
475         return opj_dwt_decode_tile(tilec, numres, &opj_dwt_decode_1);
476 }
477
478
479 /* <summary>                          */
480 /* Get gain of 5-3 wavelet transform. */
481 /* </summary>                         */
482 OPJ_UINT32 opj_dwt_getgain(OPJ_UINT32 orient) {
483         if (orient == 0)
484                 return 0;
485         if (orient == 1 || orient == 2)
486                 return 1;
487         return 2;
488 }
489
490 /* <summary>                */
491 /* Get norm of 5-3 wavelet. */
492 /* </summary>               */
493 OPJ_FLOAT64 opj_dwt_getnorm(OPJ_UINT32 level, OPJ_UINT32 orient) {
494         return opj_dwt_norms[orient][level];
495 }
496
497 /* <summary>                             */
498 /* Forward 9-7 wavelet transform in 2-D. */
499 /* </summary>                            */
500 OPJ_BOOL opj_dwt_encode_real(opj_tcd_tilecomp_t * tilec)
501 {
502         return opj_dwt_encode_procedure(tilec,opj_dwt_encode_1_real);
503 }
504
505 /* <summary>                          */
506 /* Get gain of 9-7 wavelet transform. */
507 /* </summary>                         */
508 OPJ_UINT32 opj_dwt_getgain_real(OPJ_UINT32 orient) {
509         (void)orient;
510         return 0;
511 }
512
513 /* <summary>                */
514 /* Get norm of 9-7 wavelet. */
515 /* </summary>               */
516 OPJ_FLOAT64 opj_dwt_getnorm_real(OPJ_UINT32 level, OPJ_UINT32 orient) {
517         return opj_dwt_norms_real[orient][level];
518 }
519
520 void opj_dwt_calc_explicit_stepsizes(opj_tccp_t * tccp, OPJ_UINT32 prec) {
521         OPJ_UINT32 numbands, bandno;
522         numbands = 3 * tccp->numresolutions - 2;
523         for (bandno = 0; bandno < numbands; bandno++) {
524                 OPJ_FLOAT64 stepsize;
525                 OPJ_UINT32 resno, level, orient, gain;
526
527                 resno = (bandno == 0) ? 0 : ((bandno - 1) / 3 + 1);
528                 orient = (bandno == 0) ? 0 : ((bandno - 1) % 3 + 1);
529                 level = tccp->numresolutions - 1 - resno;
530                 gain = (tccp->qmfbid == 0) ? 0 : ((orient == 0) ? 0 : (((orient == 1) || (orient == 2)) ? 1 : 2));
531                 if (tccp->qntsty == J2K_CCP_QNTSTY_NOQNT) {
532                         stepsize = 1.0;
533                 } else {
534                         OPJ_FLOAT64 norm = opj_dwt_norms_real[orient][level];
535                         stepsize = (1 << (gain)) / norm;
536                 }
537                 opj_dwt_encode_stepsize((OPJ_INT32) floor(stepsize * 8192.0), (OPJ_INT32)(prec + gain), &tccp->stepsizes[bandno]);
538         }
539 }
540
541 /* <summary>                             */
542 /* Determine maximum computed resolution level for inverse wavelet transform */
543 /* </summary>                            */
544 OPJ_UINT32 opj_dwt_max_resolution(opj_tcd_resolution_t* restrict r, OPJ_UINT32 i) {
545         OPJ_UINT32 mr   = 0;
546         OPJ_UINT32 w;
547         while( --i ) {
548                 ++r;
549                 if( mr < ( w = (OPJ_UINT32)(r->x1 - r->x0) ) )
550                         mr = w ;
551                 if( mr < ( w = (OPJ_UINT32)(r->y1 - r->y0) ) )
552                         mr = w ;
553         }
554         return mr ;
555 }
556
557 /* <summary>                            */
558 /* Inverse wavelet transform in 2-D.     */
559 /* </summary>                           */
560 OPJ_BOOL opj_dwt_decode_tile(opj_tcd_tilecomp_t* tilec, OPJ_UINT32 numres, DWT1DFN dwt_1D) {
561         opj_dwt_t h;
562         opj_dwt_t v;
563
564         opj_tcd_resolution_t* tr = tilec->resolutions;
565
566         OPJ_UINT32 rw = (OPJ_UINT32)(tr->x1 - tr->x0);  /* width of the resolution level computed */
567         OPJ_UINT32 rh = (OPJ_UINT32)(tr->y1 - tr->y0);  /* height of the resolution level computed */
568
569         OPJ_UINT32 w = (OPJ_UINT32)(tilec->x1 - tilec->x0);
570
571         h.mem = (OPJ_INT32*)
572         opj_aligned_malloc(opj_dwt_max_resolution(tr, numres) * sizeof(OPJ_INT32));
573         if (! h.mem){
574                 return OPJ_FALSE;
575         }
576
577         v.mem = h.mem;
578
579         while( --numres) {
580                 OPJ_INT32 * restrict tiledp = tilec->data;
581                 OPJ_UINT32 j;
582
583                 ++tr;
584                 h.sn = (OPJ_INT32)rw;
585                 v.sn = (OPJ_INT32)rh;
586
587                 rw = (OPJ_UINT32)(tr->x1 - tr->x0);
588                 rh = (OPJ_UINT32)(tr->y1 - tr->y0);
589
590                 h.dn = (OPJ_INT32)(rw - (OPJ_UINT32)h.sn);
591                 h.cas = tr->x0 % 2;
592
593                 for(j = 0; j < rh; ++j) {
594                         opj_dwt_interleave_h(&h, &tiledp[j*w]);
595                         (dwt_1D)(&h);
596                         memcpy(&tiledp[j*w], h.mem, rw * sizeof(OPJ_INT32));
597                 }
598
599                 v.dn = (OPJ_INT32)(rh - (OPJ_UINT32)v.sn);
600                 v.cas = tr->y0 % 2;
601
602                 for(j = 0; j < rw; ++j){
603                         OPJ_UINT32 k;
604                         opj_dwt_interleave_v(&v, &tiledp[j], (OPJ_INT32)w);
605                         (dwt_1D)(&v);
606                         for(k = 0; k < rh; ++k) {
607                                 tiledp[k * w + j] = v.mem[k];
608                         }
609                 }
610         }
611         opj_aligned_free(h.mem);
612         return OPJ_TRUE;
613 }
614
615 void opj_v4dwt_interleave_h(opj_v4dwt_t* restrict w, OPJ_FLOAT32* restrict a, OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 size){
616         OPJ_FLOAT32* restrict bi = (OPJ_FLOAT32*) (w->wavelet + w->cas);
617         OPJ_INT32 count = w->sn;
618         OPJ_INT32 i, k;
619
620         for(k = 0; k < 2; ++k){
621                 if ( count + 3 * x < size && ((size_t) a & 0x0f) == 0 && ((size_t) bi & 0x0f) == 0 && (x & 0x0f) == 0 ) {
622                         /* Fast code path */
623                         for(i = 0; i < count; ++i){
624                                 OPJ_INT32 j = i;
625                                 bi[i*8    ] = a[j];
626                                 j += x;
627                                 bi[i*8 + 1] = a[j];
628                                 j += x;
629                                 bi[i*8 + 2] = a[j];
630                                 j += x;
631                                 bi[i*8 + 3] = a[j];
632                         }
633                 }
634                 else {
635                         /* Slow code path */
636                         for(i = 0; i < count; ++i){
637                                 OPJ_INT32 j = i;
638                                 bi[i*8    ] = a[j];
639                                 j += x;
640                                 if(j >= size) continue;
641                                 bi[i*8 + 1] = a[j];
642                                 j += x;
643                                 if(j >= size) continue;
644                                 bi[i*8 + 2] = a[j];
645                                 j += x;
646                                 if(j >= size) continue;
647                                 bi[i*8 + 3] = a[j]; /* This one*/
648                         }
649                 }
650
651                 bi = (OPJ_FLOAT32*) (w->wavelet + 1 - w->cas);
652                 a += w->sn;
653                 size -= w->sn;
654                 count = w->dn;
655         }
656 }
657
658 void opj_v4dwt_interleave_v(opj_v4dwt_t* restrict v , OPJ_FLOAT32* restrict a , OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 nb_elts_read){
659         opj_v4_t* restrict bi = v->wavelet + v->cas;
660         OPJ_INT32 i;
661
662         for(i = 0; i < v->sn; ++i){
663                 memcpy(&bi[i*2], &a[i*x], (size_t)nb_elts_read * sizeof(OPJ_FLOAT32));
664         }
665
666         a += v->sn * x;
667         bi = v->wavelet + 1 - v->cas;
668
669         for(i = 0; i < v->dn; ++i){
670                 memcpy(&bi[i*2], &a[i*x], (size_t)nb_elts_read * sizeof(OPJ_FLOAT32));
671         }
672 }
673
674 #ifdef __SSE__
675
676 void opj_v4dwt_decode_step1_sse(opj_v4_t* w, OPJ_INT32 count, const __m128 c){
677         __m128* restrict vw = (__m128*) w;
678         OPJ_INT32 i;
679         /* 4x unrolled loop */
680         for(i = 0; i < count >> 2; ++i){
681                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
682                 vw += 2;
683                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
684                 vw += 2;
685                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
686                 vw += 2;
687                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
688                 vw += 2;
689         }
690         count &= 3;
691         for(i = 0; i < count; ++i){
692                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
693                 vw += 2;
694         }
695 }
696
697 void opj_v4dwt_decode_step2_sse(opj_v4_t* l, opj_v4_t* w, OPJ_INT32 k, OPJ_INT32 m, __m128 c){
698         __m128* restrict vl = (__m128*) l;
699         __m128* restrict vw = (__m128*) w;
700         OPJ_INT32 i;
701         __m128 tmp1, tmp2, tmp3;
702         tmp1 = vl[0];
703         for(i = 0; i < m; ++i){
704                 tmp2 = vw[-1];
705                 tmp3 = vw[ 0];
706                 vw[-1] = _mm_add_ps(tmp2, _mm_mul_ps(_mm_add_ps(tmp1, tmp3), c));
707                 tmp1 = tmp3;
708                 vw += 2;
709         }
710         vl = vw - 2;
711         if(m >= k){
712                 return;
713         }
714         c = _mm_add_ps(c, c);
715         c = _mm_mul_ps(c, vl[0]);
716         for(; m < k; ++m){
717                 __m128 tmp = vw[-1];
718                 vw[-1] = _mm_add_ps(tmp, c);
719                 vw += 2;
720         }
721 }
722
723 #else
724
725 void opj_v4dwt_decode_step1(opj_v4_t* w, OPJ_INT32 count, const OPJ_FLOAT32 c)
726 {
727         OPJ_FLOAT32* restrict fw = (OPJ_FLOAT32*) w;
728         OPJ_INT32 i;
729         for(i = 0; i < count; ++i){
730                 OPJ_FLOAT32 tmp1 = fw[i*8    ];
731                 OPJ_FLOAT32 tmp2 = fw[i*8 + 1];
732                 OPJ_FLOAT32 tmp3 = fw[i*8 + 2];
733                 OPJ_FLOAT32 tmp4 = fw[i*8 + 3];
734                 fw[i*8    ] = tmp1 * c;
735                 fw[i*8 + 1] = tmp2 * c;
736                 fw[i*8 + 2] = tmp3 * c;
737                 fw[i*8 + 3] = tmp4 * c;
738         }
739 }
740
741 void opj_v4dwt_decode_step2(opj_v4_t* l, opj_v4_t* w, OPJ_INT32 k, OPJ_INT32 m, OPJ_FLOAT32 c)
742 {
743         OPJ_FLOAT32* restrict fl = (OPJ_FLOAT32*) l;
744         OPJ_FLOAT32* restrict fw = (OPJ_FLOAT32*) w;
745         OPJ_INT32 i;
746         for(i = 0; i < m; ++i){
747                 OPJ_FLOAT32 tmp1_1 = fl[0];
748                 OPJ_FLOAT32 tmp1_2 = fl[1];
749                 OPJ_FLOAT32 tmp1_3 = fl[2];
750                 OPJ_FLOAT32 tmp1_4 = fl[3];
751                 OPJ_FLOAT32 tmp2_1 = fw[-4];
752                 OPJ_FLOAT32 tmp2_2 = fw[-3];
753                 OPJ_FLOAT32 tmp2_3 = fw[-2];
754                 OPJ_FLOAT32 tmp2_4 = fw[-1];
755                 OPJ_FLOAT32 tmp3_1 = fw[0];
756                 OPJ_FLOAT32 tmp3_2 = fw[1];
757                 OPJ_FLOAT32 tmp3_3 = fw[2];
758                 OPJ_FLOAT32 tmp3_4 = fw[3];
759                 fw[-4] = tmp2_1 + ((tmp1_1 + tmp3_1) * c);
760                 fw[-3] = tmp2_2 + ((tmp1_2 + tmp3_2) * c);
761                 fw[-2] = tmp2_3 + ((tmp1_3 + tmp3_3) * c);
762                 fw[-1] = tmp2_4 + ((tmp1_4 + tmp3_4) * c);
763                 fl = fw;
764                 fw += 8;
765         }
766         if(m < k){
767                 OPJ_FLOAT32 c1;
768                 OPJ_FLOAT32 c2;
769                 OPJ_FLOAT32 c3;
770                 OPJ_FLOAT32 c4;
771                 c += c;
772                 c1 = fl[0] * c;
773                 c2 = fl[1] * c;
774                 c3 = fl[2] * c;
775                 c4 = fl[3] * c;
776                 for(; m < k; ++m){
777                         OPJ_FLOAT32 tmp1 = fw[-4];
778                         OPJ_FLOAT32 tmp2 = fw[-3];
779                         OPJ_FLOAT32 tmp3 = fw[-2];
780                         OPJ_FLOAT32 tmp4 = fw[-1];
781                         fw[-4] = tmp1 + c1;
782                         fw[-3] = tmp2 + c2;
783                         fw[-2] = tmp3 + c3;
784                         fw[-1] = tmp4 + c4;
785                         fw += 8;
786                 }
787         }
788 }
789
790 #endif
791
792 /* <summary>                             */
793 /* Inverse 9-7 wavelet transform in 1-D. */
794 /* </summary>                            */
795 void opj_v4dwt_decode(opj_v4dwt_t* restrict dwt)
796 {
797         OPJ_INT32 a, b;
798         if(dwt->cas == 0) {
799                 if(!((dwt->dn > 0) || (dwt->sn > 1))){
800                         return;
801                 }
802                 a = 0;
803                 b = 1;
804         }else{
805                 if(!((dwt->sn > 0) || (dwt->dn > 1))) {
806                         return;
807                 }
808                 a = 1;
809                 b = 0;
810         }
811
812 #ifdef __SSE__
813         opj_v4dwt_decode_step1_sse(dwt->wavelet+a, dwt->sn, _mm_set1_ps(opj_K));
814         opj_v4dwt_decode_step1_sse(dwt->wavelet+b, dwt->dn, _mm_set1_ps(opj_c13318));
815         opj_v4dwt_decode_step2_sse(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, opj_int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), _mm_set1_ps(opj_dwt_delta));
816         opj_v4dwt_decode_step2_sse(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, opj_int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), _mm_set1_ps(opj_dwt_gamma));
817         opj_v4dwt_decode_step2_sse(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, opj_int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), _mm_set1_ps(opj_dwt_beta));
818         opj_v4dwt_decode_step2_sse(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, opj_int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), _mm_set1_ps(opj_dwt_alpha));
819 #else
820         opj_v4dwt_decode_step1(dwt->wavelet+a, dwt->sn, opj_K);
821         opj_v4dwt_decode_step1(dwt->wavelet+b, dwt->dn, opj_c13318);
822         opj_v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, opj_int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), opj_dwt_delta);
823         opj_v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, opj_int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), opj_dwt_gamma);
824         opj_v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, opj_int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), opj_dwt_beta);
825         opj_v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, opj_int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), opj_dwt_alpha);
826 #endif
827 }
828
829
830 /* <summary>                             */
831 /* Inverse 9-7 wavelet transform in 2-D. */
832 /* </summary>                            */
833 OPJ_BOOL opj_dwt_decode_real(opj_tcd_tilecomp_t* restrict tilec, OPJ_UINT32 numres)
834 {
835         opj_v4dwt_t h;
836         opj_v4dwt_t v;
837
838         opj_tcd_resolution_t* res = tilec->resolutions;
839
840         OPJ_UINT32 rw = (OPJ_UINT32)(res->x1 - res->x0);        /* width of the resolution level computed */
841         OPJ_UINT32 rh = (OPJ_UINT32)(res->y1 - res->y0);        /* height of the resolution level computed */
842
843         OPJ_UINT32 w = (OPJ_UINT32)(tilec->x1 - tilec->x0);
844
845         h.wavelet = (opj_v4_t*) opj_aligned_malloc((opj_dwt_max_resolution(res, numres)+5) * sizeof(opj_v4_t));
846         v.wavelet = h.wavelet;
847
848         while( --numres) {
849                 OPJ_FLOAT32 * restrict aj = (OPJ_FLOAT32*) tilec->data;
850                 OPJ_UINT32 bufsize = (OPJ_UINT32)((tilec->x1 - tilec->x0) * (tilec->y1 - tilec->y0));
851                 OPJ_INT32 j;
852
853                 h.sn = (OPJ_INT32)rw;
854                 v.sn = (OPJ_INT32)rh;
855
856                 ++res;
857
858                 rw = (OPJ_UINT32)(res->x1 - res->x0);   /* width of the resolution level computed */
859                 rh = (OPJ_UINT32)(res->y1 - res->y0);   /* height of the resolution level computed */
860
861                 h.dn = (OPJ_INT32)(rw - (OPJ_UINT32)h.sn);
862                 h.cas = res->x0 % 2;
863
864                 for(j = (OPJ_INT32)rh; j > 3; j -= 4) {
865                         OPJ_INT32 k;
866                         opj_v4dwt_interleave_h(&h, aj, (OPJ_INT32)w, (OPJ_INT32)bufsize);
867                         opj_v4dwt_decode(&h);
868
869                         for(k = (OPJ_INT32)rw; --k >= 0;){
870                                 aj[k               ] = h.wavelet[k].f[0];
871                                 aj[k+(OPJ_INT32)w  ] = h.wavelet[k].f[1];
872                                 aj[k+(OPJ_INT32)w*2] = h.wavelet[k].f[2];
873                                 aj[k+(OPJ_INT32)w*3] = h.wavelet[k].f[3];
874                         }
875
876                         aj += w*4;
877                         bufsize -= w*4;
878                 }
879
880                 if (rh & 0x03) {
881                         OPJ_INT32 k;
882                         j = rh & 0x03;
883                         opj_v4dwt_interleave_h(&h, aj, (OPJ_INT32)w, (OPJ_INT32)bufsize);
884                         opj_v4dwt_decode(&h);
885                         for(k = (OPJ_INT32)rw; --k >= 0;){
886                                 switch(j) {
887                                         case 3: aj[k+(OPJ_INT32)w*2] = h.wavelet[k].f[2];
888                                         case 2: aj[k+(OPJ_INT32)w  ] = h.wavelet[k].f[1];
889                                         case 1: aj[k               ] = h.wavelet[k].f[0];
890                                 }
891                         }
892                 }
893
894                 v.dn = (OPJ_INT32)(rh - (OPJ_UINT32)v.sn);
895                 v.cas = res->y0 % 2;
896
897                 aj = (OPJ_FLOAT32*) tilec->data;
898                 for(j = (OPJ_INT32)rw; j > 3; j -= 4){
899                         OPJ_UINT32 k;
900
901                         opj_v4dwt_interleave_v(&v, aj, (OPJ_INT32)w, 4);
902                         opj_v4dwt_decode(&v);
903
904                         for(k = 0; k < rh; ++k){
905                                 memcpy(&aj[k*w], &v.wavelet[k], 4 * sizeof(OPJ_FLOAT32));
906                         }
907                         aj += 4;
908                 }
909
910                 if (rw & 0x03){
911                         OPJ_UINT32 k;
912
913                         j = rw & 0x03;
914
915                         opj_v4dwt_interleave_v(&v, aj, (OPJ_INT32)w, j);
916                         opj_v4dwt_decode(&v);
917
918                         for(k = 0; k < rh; ++k){
919                                 memcpy(&aj[k*w], &v.wavelet[k], (size_t)j * sizeof(OPJ_FLOAT32));
920                         }
921                 }
922         }
923
924         opj_aligned_free(h.wavelet);
925         return OPJ_TRUE;
926 }