Cosmetic changes in fsdk_define.h
[pdfium.git] / third_party / 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 /** @name Local data structures */
50 /*@{*/
51
52 typedef struct dwt_local {
53         OPJ_INT32* mem;
54         OPJ_SIZE_T mem_count;
55         OPJ_INT32 dn;
56         OPJ_INT32 sn;
57         OPJ_INT32 cas;
58 } opj_dwt_t;
59
60 typedef union {
61         OPJ_FLOAT32     f[4];
62 } opj_v4_t;
63
64 typedef struct v4dwt_local {
65         opj_v4_t*       wavelet ;
66         OPJ_INT32               dn ;
67         OPJ_INT32               sn ;
68         OPJ_INT32               cas ;
69 } opj_v4dwt_t ;
70
71 static const OPJ_FLOAT32 opj_dwt_alpha =  1.586134342f; /*  12994 */
72 static const OPJ_FLOAT32 opj_dwt_beta  =  0.052980118f; /*    434 */
73 static const OPJ_FLOAT32 opj_dwt_gamma = -0.882911075f; /*  -7233 */
74 static const OPJ_FLOAT32 opj_dwt_delta = -0.443506852f; /*  -3633 */
75
76 static const OPJ_FLOAT32 opj_K      = 1.230174105f; /*  10078 */
77 static const OPJ_FLOAT32 opj_c13318 = 1.625732422f;
78
79 /*@}*/
80
81 /**
82 Virtual function type for wavelet transform in 1-D 
83 */
84 typedef void (*DWT1DFN)(opj_dwt_t* v);
85
86 /** @name Local static functions */
87 /*@{*/
88
89 /**
90 Forward lazy transform (horizontal)
91 */
92 static void opj_dwt_deinterleave_h(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 *b, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas);
93 /**
94 Forward lazy transform (vertical)
95 */
96 static void opj_dwt_deinterleave_v(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 *b, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 cas);
97 /**
98 Inverse lazy transform (horizontal)
99 */
100 static void opj_dwt_interleave_h(opj_dwt_t* h, OPJ_INT32 *a);
101 /**
102 Inverse lazy transform (vertical)
103 */
104 static void opj_dwt_interleave_v(opj_dwt_t* v, OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 x);
105 /**
106 Forward 5-3 wavelet transform in 1-D
107 */
108 static void opj_dwt_encode_1(OPJ_INT32 *a, OPJ_SIZE_T a_count, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas);
109 /**
110 Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D
111 */
112 static void opj_dwt_decode_1(opj_dwt_t *v);
113 static void opj_dwt_decode_1_(OPJ_INT32 *a, OPJ_SIZE_T a_count, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas);
114 /**
115 Forward 9-7 wavelet transform in 1-D
116 */
117 static void opj_dwt_encode_1_real(OPJ_INT32 *a, OPJ_SIZE_T a_count, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas);
118 /**
119 Explicit calculation of the Quantization Stepsizes 
120 */
121 static void opj_dwt_encode_stepsize(OPJ_INT32 stepsize, OPJ_INT32 numbps, opj_stepsize_t *bandno_stepsize);
122 /**
123 Inverse wavelet transform in 2-D.
124 */
125 static OPJ_BOOL opj_dwt_decode_tile(const opj_tcd_tilecomp_t* tilec, OPJ_UINT32 i, DWT1DFN fn);
126
127 static OPJ_BOOL opj_dwt_encode_procedure(const opj_tcd_tilecomp_t * tilec,
128                                                                                     void(*p_function)(OPJ_INT32 *, OPJ_SIZE_T, OPJ_INT32, OPJ_INT32, OPJ_INT32));
129
130 static OPJ_UINT32 opj_dwt_max_resolution(opj_tcd_resolution_t* restrict r, OPJ_UINT32 i);
131
132 /* <summary>                             */
133 /* Inverse 9-7 wavelet transform in 1-D. */
134 /* </summary>                            */
135 static void opj_v4dwt_decode(opj_v4dwt_t* restrict dwt);
136
137 static void opj_v4dwt_interleave_h(opj_v4dwt_t* restrict w, OPJ_FLOAT32* restrict a, OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 size);
138
139 static void opj_v4dwt_interleave_v(opj_v4dwt_t* restrict v , OPJ_FLOAT32* restrict a , OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 nb_elts_read);
140
141 #ifdef __SSE__
142 static void opj_v4dwt_decode_step1_sse(opj_v4_t* w, OPJ_INT32 count, const __m128 c);
143
144 static void opj_v4dwt_decode_step2_sse(opj_v4_t* l, opj_v4_t* w, OPJ_INT32 k, OPJ_INT32 m, __m128 c);
145
146 #else
147 static void opj_v4dwt_decode_step1(opj_v4_t* w, OPJ_INT32 count, const OPJ_FLOAT32 c);
148
149 static void opj_v4dwt_decode_step2(opj_v4_t* l, opj_v4_t* w, OPJ_INT32 k, OPJ_INT32 m, OPJ_FLOAT32 c);
150
151 #endif
152
153 /*@}*/
154
155 /*@}*/
156
157 #define IDX_S(i) (i)*2
158 #define IDX_D(i) 1 + (i)* 2
159 #define UNDERFLOW_SN(i) ((i) >= sn&&sn>0)
160 #define UNDERFLOW_DN(i) ((i) >= dn&&dn>0)
161 #define OVERFLOW_S(i) (IDX_S(i) >= a_count)
162 #define OVERFLOW_D(i) (IDX_D(i) >= a_count)
163
164 #define OPJ_S(i) a[IDX_S(i)]
165 #define OPJ_D(i) a[IDX_D(i)]
166 #define OPJ_S_(i) ((i)<0 ? OPJ_S(0) : (UNDERFLOW_SN(i) ? OPJ_S(sn - 1) : OVERFLOW_S(i) ? OPJ_S(i - 1) : OPJ_S(i)))
167 #define OPJ_D_(i) ((i)<0 ? OPJ_D(0) : (UNDERFLOW_DN(i) ? OPJ_D(dn - 1) : OVERFLOW_D(i) ? OPJ_D(i - 1) : OPJ_D(i)))
168 /* new */
169 #define OPJ_SS_(i) ((i)<0 ? OPJ_S(0) : (UNDERFLOW_DN(i) ? OPJ_S(dn - 1) : OVERFLOW_S(i) ? OPJ_S(i - 1) : OPJ_S(i)))
170 #define OPJ_DD_(i) ((i)<0 ? OPJ_D(0) : (UNDERFLOW_SN(i) ? OPJ_D(sn - 1) : OVERFLOW_D(i) ? OPJ_D(i - 1) : OPJ_D(i)))
171
172 /* <summary>                                                              */
173 /* This table contains the norms of the 5-3 wavelets for different bands. */
174 /* </summary>                                                             */
175 static const OPJ_FLOAT64 opj_dwt_norms[4][10] = {
176         {1.000, 1.500, 2.750, 5.375, 10.68, 21.34, 42.67, 85.33, 170.7, 341.3},
177         {1.038, 1.592, 2.919, 5.703, 11.33, 22.64, 45.25, 90.48, 180.9},
178         {1.038, 1.592, 2.919, 5.703, 11.33, 22.64, 45.25, 90.48, 180.9},
179         {.7186, .9218, 1.586, 3.043, 6.019, 12.01, 24.00, 47.97, 95.93}
180 };
181
182 /* <summary>                                                              */
183 /* This table contains the norms of the 9-7 wavelets for different bands. */
184 /* </summary>                                                             */
185 static const OPJ_FLOAT64 opj_dwt_norms_real[4][10] = {
186         {1.000, 1.965, 4.177, 8.403, 16.90, 33.84, 67.69, 135.3, 270.6, 540.9},
187         {2.022, 3.989, 8.355, 17.04, 34.27, 68.63, 137.3, 274.6, 549.0},
188         {2.022, 3.989, 8.355, 17.04, 34.27, 68.63, 137.3, 274.6, 549.0},
189         {2.080, 3.865, 8.307, 17.18, 34.71, 69.59, 139.3, 278.6, 557.2}
190 };
191
192 /* 
193 ==========================================================
194    local functions
195 ==========================================================
196 */
197
198 /* <summary>                                     */
199 /* Forward lazy transform (horizontal).  */
200 /* </summary>                            */ 
201 static void opj_dwt_deinterleave_h(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 *b, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas) {
202         OPJ_INT32 i;
203         OPJ_INT32 * l_dest = b;
204         OPJ_INT32 * l_src = a+cas;
205
206     for (i=0; i<sn; ++i) {
207                 *l_dest++ = *l_src;
208                 l_src += 2;
209         }
210         
211     l_dest = b + sn;
212         l_src = a + 1 - cas;
213
214     for (i=0; i<dn; ++i)  {
215                 *l_dest++=*l_src;
216                 l_src += 2;
217         }
218 }
219
220 /* <summary>                             */  
221 /* Forward lazy transform (vertical).    */
222 /* </summary>                            */ 
223 static void opj_dwt_deinterleave_v(OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 *b, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 cas) {
224     OPJ_INT32 i = sn;
225         OPJ_INT32 * l_dest = b;
226         OPJ_INT32 * l_src = a+cas;
227
228     while (i--) {
229                 *l_dest = *l_src;
230                 l_dest += x;
231                 l_src += 2;
232                 } /* b[i*x]=a[2*i+cas]; */
233
234         l_dest = b + sn * x;
235         l_src = a + 1 - cas;
236         
237         i = dn;
238     while (i--) {
239                 *l_dest = *l_src;
240                 l_dest += x;
241                 l_src += 2;
242         } /*b[(sn+i)*x]=a[(2*i+1-cas)];*/
243 }
244
245 /* <summary>                             */
246 /* Inverse lazy transform (horizontal).  */
247 /* </summary>                            */
248 static void opj_dwt_interleave_h(opj_dwt_t* h, OPJ_INT32 *a) {
249     OPJ_INT32 *ai = a;
250     OPJ_INT32 *bi = h->mem + h->cas;
251     OPJ_INT32  i        = h->sn;
252     while( i-- ) {
253       *bi = *(ai++);
254           bi += 2;
255     }
256     ai  = a + h->sn;
257     bi  = h->mem + 1 - h->cas;
258     i   = h->dn ;
259     while( i-- ) {
260       *bi = *(ai++);
261           bi += 2;
262     }
263 }
264
265 /* <summary>                             */  
266 /* Inverse lazy transform (vertical).    */
267 /* </summary>                            */ 
268 static void opj_dwt_interleave_v(opj_dwt_t* v, OPJ_INT32 *a, OPJ_INT32 x) {
269     OPJ_INT32 *ai = a;
270     OPJ_INT32 *bi = v->mem + v->cas;
271     OPJ_INT32  i = v->sn;
272     while( i-- ) {
273       *bi = *ai;
274           bi += 2;
275           ai += x;
276     }
277     ai = a + (v->sn * x);
278     bi = v->mem + 1 - v->cas;
279     i = v->dn ;
280     while( i-- ) {
281       *bi = *ai;
282           bi += 2;  
283           ai += x;
284     }
285 }
286
287
288 /* <summary>                            */
289 /* Forward 5-3 wavelet transform in 1-D. */
290 /* </summary>                           */
291 static void opj_dwt_encode_1(OPJ_INT32 *a, OPJ_SIZE_T a_count, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas) {
292         OPJ_INT32 i;
293         
294         if (!cas) {
295                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
296                         for (i = 0; i < dn; i++) OPJ_D(i) -= (OPJ_S_(i) + OPJ_S_(i + 1)) >> 1;
297                         for (i = 0; i < sn; i++) OPJ_S(i) += (OPJ_D_(i - 1) + OPJ_D_(i) + 2) >> 2;
298                 }
299         } else {
300                 if (!sn && dn == 1)                 /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
301                         OPJ_S(0) *= 2;
302                 else {
303                         for (i = 0; i < dn; i++) OPJ_S(i) -= (OPJ_DD_(i) + OPJ_DD_(i - 1)) >> 1;
304                         for (i = 0; i < sn; i++) OPJ_D(i) += (OPJ_SS_(i) + OPJ_SS_(i + 1) + 2) >> 2;
305                 }
306         }
307 }
308
309 /* <summary>                            */
310 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D. */
311 /* </summary>                           */ 
312 static void opj_dwt_decode_1_(OPJ_INT32 *a, OPJ_SIZE_T a_count, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas) {
313         OPJ_INT32 i;
314         
315         if (!cas) {
316                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) { /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
317                         for (i = 0; i < sn; i++) OPJ_S(i) -= (OPJ_D_(i - 1) + OPJ_D_(i) + 2) >> 2;
318                         for (i = 0; i < dn; i++) OPJ_D(i) += (OPJ_S_(i) + OPJ_S_(i + 1)) >> 1;
319                 }
320         } else {
321                 if (!sn  && dn == 1)          /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
322                         OPJ_S(0) /= 2;
323                 else {
324                         for (i = 0; i < sn; i++) OPJ_D(i) -= (OPJ_SS_(i) + OPJ_SS_(i + 1) + 2) >> 2;
325                         for (i = 0; i < dn; i++) OPJ_S(i) += (OPJ_DD_(i) + OPJ_DD_(i - 1)) >> 1;
326                 }
327         }
328 }
329
330 /* <summary>                            */
331 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D. */
332 /* </summary>                           */ 
333 static void opj_dwt_decode_1(opj_dwt_t *v) {
334         opj_dwt_decode_1_(v->mem, v->mem_count, v->dn, v->sn, v->cas);
335 }
336
337 /* <summary>                             */
338 /* Forward 9-7 wavelet transform in 1-D. */
339 /* </summary>                            */
340 static void opj_dwt_encode_1_real(OPJ_INT32 *a, OPJ_SIZE_T a_count, OPJ_INT32 dn, OPJ_INT32 sn, OPJ_INT32 cas) {
341         OPJ_INT32 i;
342         if (!cas) {
343                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
344                         for (i = 0; i < dn; i++)
345                                 OPJ_D(i) -= opj_int_fix_mul(OPJ_S_(i) + OPJ_S_(i + 1), 12993);
346                         for (i = 0; i < sn; i++)
347                                 OPJ_S(i) -= opj_int_fix_mul(OPJ_D_(i - 1) + OPJ_D_(i), 434);
348                         for (i = 0; i < dn; i++)
349                                 OPJ_D(i) += opj_int_fix_mul(OPJ_S_(i) + OPJ_S_(i + 1), 7233);
350                         for (i = 0; i < sn; i++)
351                                 OPJ_S(i) += opj_int_fix_mul(OPJ_D_(i - 1) + OPJ_D_(i), 3633);
352                         for (i = 0; i < dn; i++)
353                                 OPJ_D(i) = opj_int_fix_mul(OPJ_D(i), 5038);     /*5038 */
354                         for (i = 0; i < sn; i++)
355                                 OPJ_S(i) = opj_int_fix_mul(OPJ_S(i), 6659);     /*6660 */
356                 }
357         } else {
358                 if ((sn > 0) || (dn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
359                         for (i = 0; i < dn; i++)
360                                 OPJ_S(i) -= opj_int_fix_mul(OPJ_DD_(i) + OPJ_DD_(i - 1), 12993);
361                         for (i = 0; i < sn; i++)
362                                 OPJ_D(i) -= opj_int_fix_mul(OPJ_SS_(i) + OPJ_SS_(i + 1), 434);
363                         for (i = 0; i < dn; i++)
364                                 OPJ_S(i) += opj_int_fix_mul(OPJ_DD_(i) + OPJ_DD_(i - 1), 7233);
365                         for (i = 0; i < sn; i++)
366                                 OPJ_D(i) += opj_int_fix_mul(OPJ_SS_(i) + OPJ_SS_(i + 1), 3633);
367                         for (i = 0; i < dn; i++)
368                                 OPJ_S(i) = opj_int_fix_mul(OPJ_S(i), 5038);     /*5038 */
369                         for (i = 0; i < sn; i++)
370                                 OPJ_D(i) = opj_int_fix_mul(OPJ_D(i), 6659);     /*6660 */
371                 }
372         }
373 }
374
375 static void opj_dwt_encode_stepsize(OPJ_INT32 stepsize, OPJ_INT32 numbps, opj_stepsize_t *bandno_stepsize) {
376         OPJ_INT32 p, n;
377         p = opj_int_floorlog2(stepsize) - 13;
378         n = 11 - opj_int_floorlog2(stepsize);
379         bandno_stepsize->mant = (n < 0 ? stepsize >> -n : stepsize << n) & 0x7ff;
380         bandno_stepsize->expn = numbps - p;
381 }
382
383 /* 
384 ==========================================================
385    DWT interface
386 ==========================================================
387 */
388
389
390 /* <summary>                            */
391 /* Forward 5-3 wavelet transform in 2-D. */
392 /* </summary>                           */
393 static INLINE OPJ_BOOL opj_dwt_encode_procedure(const opj_tcd_tilecomp_t * tilec, void(*p_function)(OPJ_INT32 *, OPJ_SIZE_T, OPJ_INT32, OPJ_INT32, OPJ_INT32))
394 {
395         OPJ_INT32 i, j, k;
396         OPJ_INT32 *a = 00;
397         OPJ_INT32 *aj = 00;
398         OPJ_INT32 *bj = 00;
399         OPJ_INT32 w, l;
400
401         OPJ_INT32 rw;                   /* width of the resolution level computed   */
402         OPJ_INT32 rh;                   /* height of the resolution level computed  */
403         OPJ_SIZE_T l_data_count;
404         OPJ_SIZE_T l_data_size;
405
406         opj_tcd_resolution_t * l_cur_res = 0;
407         opj_tcd_resolution_t * l_last_res = 0;
408
409         w = tilec->x1-tilec->x0;
410         l = (OPJ_INT32)tilec->numresolutions-1;
411         a = tilec->data;
412
413         l_cur_res = tilec->resolutions + l;
414         l_last_res = l_cur_res - 1;
415
416         l_data_count = opj_dwt_max_resolution(tilec->resolutions, tilec->numresolutions) * (OPJ_UINT32)sizeof(OPJ_INT32);
417         l_data_size = l_data_count * (OPJ_UINT32)sizeof(OPJ_INT32);
418         bj = (OPJ_INT32*)opj_malloc(l_data_size);
419         if (! bj) {
420                 return OPJ_FALSE;
421         }
422         i = l;
423
424         while (i--) {
425                 OPJ_INT32 rw1;          /* width of the resolution level once lower than computed one                                       */
426                 OPJ_INT32 rh1;          /* height of the resolution level once lower than computed one                                      */
427                 OPJ_INT32 cas_col;      /* 0 = non inversion on horizontal filtering 1 = inversion between low-pass and high-pass filtering */
428                 OPJ_INT32 cas_row;      /* 0 = non inversion on vertical filtering 1 = inversion between low-pass and high-pass filtering   */
429                 OPJ_INT32 dn, sn;
430
431                 rw  = l_cur_res->x1 - l_cur_res->x0;
432                 rh  = l_cur_res->y1 - l_cur_res->y0;
433                 rw1 = l_last_res->x1 - l_last_res->x0;
434                 rh1 = l_last_res->y1 - l_last_res->y0;
435
436                 cas_row = l_cur_res->x0 & 1;
437                 cas_col = l_cur_res->y0 & 1;
438
439                 sn = rh1;
440                 dn = rh - rh1;
441                 for (j = 0; j < rw; ++j) {
442                         aj = a + j;
443                         for (k = 0; k < rh; ++k) {
444                                 bj[k] = aj[k*w];
445                         }
446
447                         (*p_function) (bj, l_data_count, dn, sn, cas_col);
448
449                         opj_dwt_deinterleave_v(bj, aj, dn, sn, w, cas_col);
450                 }
451
452                 sn = rw1;
453                 dn = rw - rw1;
454
455                 for (j = 0; j < rh; j++) {
456                         aj = a + j * w;
457                         for (k = 0; k < rw; k++)  bj[k] = aj[k];
458                         (*p_function) (bj, l_data_count, dn, sn, cas_row);
459                         opj_dwt_deinterleave_h(bj, aj, dn, sn, cas_row);
460                 }
461
462                 l_cur_res = l_last_res;
463
464                 --l_last_res;
465         }
466
467         opj_free(bj);
468         return OPJ_TRUE;
469 }
470
471 /* Forward 5-3 wavelet transform in 2-D. */
472 /* </summary>                           */
473 OPJ_BOOL opj_dwt_encode(opj_tcd_tilecomp_t * tilec)
474 {
475         return opj_dwt_encode_procedure(tilec,opj_dwt_encode_1);
476 }
477
478 /* <summary>                            */
479 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 2-D. */
480 /* </summary>                           */
481 OPJ_BOOL opj_dwt_decode(opj_tcd_tilecomp_t* tilec, OPJ_UINT32 numres) {
482         return opj_dwt_decode_tile(tilec, numres, &opj_dwt_decode_1);
483 }
484
485
486 /* <summary>                          */
487 /* Get gain of 5-3 wavelet transform. */
488 /* </summary>                         */
489 OPJ_UINT32 opj_dwt_getgain(OPJ_UINT32 orient) {
490         if (orient == 0)
491                 return 0;
492         if (orient == 1 || orient == 2)
493                 return 1;
494         return 2;
495 }
496
497 /* <summary>                */
498 /* Get norm of 5-3 wavelet. */
499 /* </summary>               */
500 OPJ_FLOAT64 opj_dwt_getnorm(OPJ_UINT32 level, OPJ_UINT32 orient) {
501         return opj_dwt_norms[orient][level];
502 }
503
504 /* <summary>                             */
505 /* Forward 9-7 wavelet transform in 2-D. */
506 /* </summary>                            */
507 OPJ_BOOL opj_dwt_encode_real(opj_tcd_tilecomp_t * tilec)
508 {
509         return opj_dwt_encode_procedure(tilec,opj_dwt_encode_1_real);
510 }
511
512 /* <summary>                          */
513 /* Get gain of 9-7 wavelet transform. */
514 /* </summary>                         */
515 OPJ_UINT32 opj_dwt_getgain_real(OPJ_UINT32 orient) {
516         (void)orient;
517         return 0;
518 }
519
520 /* <summary>                */
521 /* Get norm of 9-7 wavelet. */
522 /* </summary>               */
523 OPJ_FLOAT64 opj_dwt_getnorm_real(OPJ_UINT32 level, OPJ_UINT32 orient) {
524         return opj_dwt_norms_real[orient][level];
525 }
526
527 void opj_dwt_calc_explicit_stepsizes(opj_tccp_t * tccp, OPJ_UINT32 prec) {
528         OPJ_UINT32 numbands, bandno;
529         numbands = 3 * tccp->numresolutions - 2;
530         for (bandno = 0; bandno < numbands; bandno++) {
531                 OPJ_FLOAT64 stepsize;
532                 OPJ_UINT32 resno, level, orient, gain;
533
534                 resno = (bandno == 0) ? 0 : ((bandno - 1) / 3 + 1);
535                 orient = (bandno == 0) ? 0 : ((bandno - 1) % 3 + 1);
536                 level = tccp->numresolutions - 1 - resno;
537                 gain = (tccp->qmfbid == 0) ? 0 : ((orient == 0) ? 0 : (((orient == 1) || (orient == 2)) ? 1 : 2));
538                 if (tccp->qntsty == J2K_CCP_QNTSTY_NOQNT) {
539                         stepsize = 1.0;
540                 } else {
541                         OPJ_FLOAT64 norm = opj_dwt_norms_real[orient][level];
542                         stepsize = (1 << (gain)) / norm;
543                 }
544                 opj_dwt_encode_stepsize((OPJ_INT32) floor(stepsize * 8192.0), (OPJ_INT32)(prec + gain), &tccp->stepsizes[bandno]);
545         }
546 }
547
548 /* <summary>                             */
549 /* Determine maximum computed resolution level for inverse wavelet transform */
550 /* </summary>                            */
551 static OPJ_UINT32 opj_dwt_max_resolution(opj_tcd_resolution_t* restrict r, OPJ_UINT32 i) {
552         OPJ_UINT32 mr   = 0;
553         OPJ_UINT32 w;
554         while( --i ) {
555                 ++r;
556                 if( mr < ( w = (OPJ_UINT32)(r->x1 - r->x0) ) )
557                         mr = w ;
558                 if( mr < ( w = (OPJ_UINT32)(r->y1 - r->y0) ) )
559                         mr = w ;
560         }
561         return mr ;
562 }
563
564 /* <summary>                            */
565 /* Inverse wavelet transform in 2-D.     */
566 /* </summary>                           */
567 static OPJ_BOOL opj_dwt_decode_tile(const opj_tcd_tilecomp_t* tilec, OPJ_UINT32 numres, DWT1DFN dwt_1D) {
568         opj_dwt_t h;
569         opj_dwt_t v;
570
571         opj_tcd_resolution_t* tr = tilec->resolutions;
572
573         OPJ_UINT32 rw = (OPJ_UINT32)(tr->x1 - tr->x0);  /* width of the resolution level computed */
574         OPJ_UINT32 rh = (OPJ_UINT32)(tr->y1 - tr->y0);  /* height of the resolution level computed */
575
576         OPJ_UINT32 w = (OPJ_UINT32)(tilec->x1 - tilec->x0);
577
578         h.mem_count = opj_dwt_max_resolution(tr, numres);
579         h.mem = (OPJ_INT32*)opj_aligned_malloc(h.mem_count * sizeof(OPJ_INT32));
580         if (! h.mem){
581                 /* FIXME event manager error callback */
582                 return OPJ_FALSE;
583         }
584
585         v.mem_count = h.mem_count;
586         v.mem = h.mem;
587
588         while( --numres) {
589                 OPJ_INT32 * restrict tiledp = tilec->data;
590                 OPJ_UINT32 j;
591
592                 ++tr;
593                 h.sn = (OPJ_INT32)rw;
594                 v.sn = (OPJ_INT32)rh;
595
596                 rw = (OPJ_UINT32)(tr->x1 - tr->x0);
597                 rh = (OPJ_UINT32)(tr->y1 - tr->y0);
598
599                 h.dn = (OPJ_INT32)(rw - (OPJ_UINT32)h.sn);
600                 h.cas = tr->x0 % 2;
601
602                 for(j = 0; j < rh; ++j) {
603                         opj_dwt_interleave_h(&h, &tiledp[j*w]);
604                         (dwt_1D)(&h);
605                         memcpy(&tiledp[j*w], h.mem, rw * sizeof(OPJ_INT32));
606                 }
607
608                 v.dn = (OPJ_INT32)(rh - (OPJ_UINT32)v.sn);
609                 v.cas = tr->y0 % 2;
610
611                 for(j = 0; j < rw; ++j){
612                         OPJ_UINT32 k;
613                         opj_dwt_interleave_v(&v, &tiledp[j], (OPJ_INT32)w);
614                         (dwt_1D)(&v);
615                         for(k = 0; k < rh; ++k) {
616                                 tiledp[k * w + j] = v.mem[k];
617                         }
618                 }
619         }
620         opj_aligned_free(h.mem);
621         return OPJ_TRUE;
622 }
623
624 static void opj_v4dwt_interleave_h(opj_v4dwt_t* restrict w, OPJ_FLOAT32* restrict a, OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 size){
625         OPJ_FLOAT32* restrict bi = (OPJ_FLOAT32*) (w->wavelet + w->cas);
626         OPJ_INT32 count = w->sn;
627         OPJ_INT32 i, k;
628
629         for(k = 0; k < 2; ++k){
630                 if ( count + 3 * x < size && ((size_t) a & 0x0f) == 0 && ((size_t) bi & 0x0f) == 0 && (x & 0x0f) == 0 ) {
631                         /* Fast code path */
632                         for(i = 0; i < count; ++i){
633                                 OPJ_INT32 j = i;
634                                 bi[i*8    ] = a[j];
635                                 j += x;
636                                 bi[i*8 + 1] = a[j];
637                                 j += x;
638                                 bi[i*8 + 2] = a[j];
639                                 j += x;
640                                 bi[i*8 + 3] = a[j];
641                         }
642                 }
643                 else {
644                         /* Slow code path */
645                         for(i = 0; i < count; ++i){
646                                 OPJ_INT32 j = i;
647                                 bi[i*8    ] = a[j];
648                                 j += x;
649                                 if(j >= size) continue;
650                                 bi[i*8 + 1] = a[j];
651                                 j += x;
652                                 if(j >= size) continue;
653                                 bi[i*8 + 2] = a[j];
654                                 j += x;
655                                 if(j >= size) continue;
656                                 bi[i*8 + 3] = a[j]; /* This one*/
657                         }
658                 }
659
660                 bi = (OPJ_FLOAT32*) (w->wavelet + 1 - w->cas);
661                 a += w->sn;
662                 size -= w->sn;
663                 count = w->dn;
664         }
665 }
666
667 static void opj_v4dwt_interleave_v(opj_v4dwt_t* restrict v , OPJ_FLOAT32* restrict a , OPJ_INT32 x, OPJ_INT32 nb_elts_read){
668         opj_v4_t* restrict bi = v->wavelet + v->cas;
669         OPJ_INT32 i;
670
671         for(i = 0; i < v->sn; ++i){
672                 memcpy(&bi[i*2], &a[i*x], (size_t)nb_elts_read * sizeof(OPJ_FLOAT32));
673         }
674
675         a += v->sn * x;
676         bi = v->wavelet + 1 - v->cas;
677
678         for(i = 0; i < v->dn; ++i){
679                 memcpy(&bi[i*2], &a[i*x], (size_t)nb_elts_read * sizeof(OPJ_FLOAT32));
680         }
681 }
682
683 #ifdef __SSE__
684
685 static void opj_v4dwt_decode_step1_sse(opj_v4_t* w, OPJ_INT32 count, const __m128 c){
686         __m128* restrict vw = (__m128*) w;
687         OPJ_INT32 i;
688         /* 4x unrolled loop */
689         for(i = 0; i < count >> 2; ++i){
690                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
691                 vw += 2;
692                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
693                 vw += 2;
694                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
695                 vw += 2;
696                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
697                 vw += 2;
698         }
699         count &= 3;
700         for(i = 0; i < count; ++i){
701                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
702                 vw += 2;
703         }
704 }
705
706 void opj_v4dwt_decode_step2_sse(opj_v4_t* l, opj_v4_t* w, OPJ_INT32 k, OPJ_INT32 m, __m128 c){
707         __m128* restrict vl = (__m128*) l;
708         __m128* restrict vw = (__m128*) w;
709         OPJ_INT32 i;
710         __m128 tmp1, tmp2, tmp3;
711         tmp1 = vl[0];
712         for(i = 0; i < m; ++i){
713                 tmp2 = vw[-1];
714                 tmp3 = vw[ 0];
715                 vw[-1] = _mm_add_ps(tmp2, _mm_mul_ps(_mm_add_ps(tmp1, tmp3), c));
716                 tmp1 = tmp3;
717                 vw += 2;
718         }
719         vl = vw - 2;
720         if(m >= k){
721                 return;
722         }
723         c = _mm_add_ps(c, c);
724         c = _mm_mul_ps(c, vl[0]);
725         for(; m < k; ++m){
726                 __m128 tmp = vw[-1];
727                 vw[-1] = _mm_add_ps(tmp, c);
728                 vw += 2;
729         }
730 }
731
732 #else
733
734 static void opj_v4dwt_decode_step1(opj_v4_t* w, OPJ_INT32 count, const OPJ_FLOAT32 c)
735 {
736         OPJ_FLOAT32* restrict fw = (OPJ_FLOAT32*) w;
737         OPJ_INT32 i;
738         for(i = 0; i < count; ++i){
739                 OPJ_FLOAT32 tmp1 = fw[i*8    ];
740                 OPJ_FLOAT32 tmp2 = fw[i*8 + 1];
741                 OPJ_FLOAT32 tmp3 = fw[i*8 + 2];
742                 OPJ_FLOAT32 tmp4 = fw[i*8 + 3];
743                 fw[i*8    ] = tmp1 * c;
744                 fw[i*8 + 1] = tmp2 * c;
745                 fw[i*8 + 2] = tmp3 * c;
746                 fw[i*8 + 3] = tmp4 * c;
747         }
748 }
749
750 static void opj_v4dwt_decode_step2(opj_v4_t* l, opj_v4_t* w, OPJ_INT32 k, OPJ_INT32 m, OPJ_FLOAT32 c)
751 {
752         OPJ_FLOAT32* restrict fl = (OPJ_FLOAT32*) l;
753         OPJ_FLOAT32* restrict fw = (OPJ_FLOAT32*) w;
754         OPJ_INT32 i;
755         for(i = 0; i < m; ++i){
756                 OPJ_FLOAT32 tmp1_1 = fl[0];
757                 OPJ_FLOAT32 tmp1_2 = fl[1];
758                 OPJ_FLOAT32 tmp1_3 = fl[2];
759                 OPJ_FLOAT32 tmp1_4 = fl[3];
760                 OPJ_FLOAT32 tmp2_1 = fw[-4];
761                 OPJ_FLOAT32 tmp2_2 = fw[-3];
762                 OPJ_FLOAT32 tmp2_3 = fw[-2];
763                 OPJ_FLOAT32 tmp2_4 = fw[-1];
764                 OPJ_FLOAT32 tmp3_1 = fw[0];
765                 OPJ_FLOAT32 tmp3_2 = fw[1];
766                 OPJ_FLOAT32 tmp3_3 = fw[2];
767                 OPJ_FLOAT32 tmp3_4 = fw[3];
768                 fw[-4] = tmp2_1 + ((tmp1_1 + tmp3_1) * c);
769                 fw[-3] = tmp2_2 + ((tmp1_2 + tmp3_2) * c);
770                 fw[-2] = tmp2_3 + ((tmp1_3 + tmp3_3) * c);
771                 fw[-1] = tmp2_4 + ((tmp1_4 + tmp3_4) * c);
772                 fl = fw;
773                 fw += 8;
774         }
775         if(m < k){
776                 OPJ_FLOAT32 c1;
777                 OPJ_FLOAT32 c2;
778                 OPJ_FLOAT32 c3;
779                 OPJ_FLOAT32 c4;
780                 c += c;
781                 c1 = fl[0] * c;
782                 c2 = fl[1] * c;
783                 c3 = fl[2] * c;
784                 c4 = fl[3] * c;
785                 for(; m < k; ++m){
786                         OPJ_FLOAT32 tmp1 = fw[-4];
787                         OPJ_FLOAT32 tmp2 = fw[-3];
788                         OPJ_FLOAT32 tmp3 = fw[-2];
789                         OPJ_FLOAT32 tmp4 = fw[-1];
790                         fw[-4] = tmp1 + c1;
791                         fw[-3] = tmp2 + c2;
792                         fw[-2] = tmp3 + c3;
793                         fw[-1] = tmp4 + c4;
794                         fw += 8;
795                 }
796         }
797 }
798
799 #endif
800
801 /* <summary>                             */
802 /* Inverse 9-7 wavelet transform in 1-D. */
803 /* </summary>                            */
804 void opj_v4dwt_decode(opj_v4dwt_t* restrict dwt)
805 {
806         OPJ_INT32 a, b;
807         if(dwt->cas == 0) {
808                 if(!((dwt->dn > 0) || (dwt->sn > 1))){
809                         return;
810                 }
811                 a = 0;
812                 b = 1;
813         }else{
814                 if(!((dwt->sn > 0) || (dwt->dn > 1))) {
815                         return;
816                 }
817                 a = 1;
818                 b = 0;
819         }
820 #ifdef __SSE__
821         opj_v4dwt_decode_step1_sse(dwt->wavelet+a, dwt->sn, _mm_set1_ps(opj_K));
822         opj_v4dwt_decode_step1_sse(dwt->wavelet+b, dwt->dn, _mm_set1_ps(opj_c13318));
823         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));
824         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));
825         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));
826         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));
827 #else
828         opj_v4dwt_decode_step1(dwt->wavelet+a, dwt->sn, opj_K);
829         opj_v4dwt_decode_step1(dwt->wavelet+b, dwt->dn, opj_c13318);
830         opj_v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, opj_int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), opj_dwt_delta);
831         opj_v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, opj_int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), opj_dwt_gamma);
832         opj_v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, opj_int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), opj_dwt_beta);
833         opj_v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, opj_int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), opj_dwt_alpha);
834 #endif
835 }
836
837
838 /* <summary>                             */
839 /* Inverse 9-7 wavelet transform in 2-D. */
840 /* </summary>                            */
841 OPJ_BOOL opj_dwt_decode_real(opj_tcd_tilecomp_t* restrict tilec, OPJ_UINT32 numres)
842 {
843         opj_v4dwt_t h;
844         opj_v4dwt_t v;
845
846         opj_tcd_resolution_t* res = tilec->resolutions;
847
848         OPJ_UINT32 rw = (OPJ_UINT32)(res->x1 - res->x0);        /* width of the resolution level computed */
849         OPJ_UINT32 rh = (OPJ_UINT32)(res->y1 - res->y0);        /* height of the resolution level computed */
850
851         OPJ_UINT32 w = (OPJ_UINT32)(tilec->x1 - tilec->x0);
852
853         h.wavelet = (opj_v4_t*) opj_aligned_malloc((opj_dwt_max_resolution(res, numres)+5) * sizeof(opj_v4_t));
854         if (!h.wavelet) {
855                 /* FIXME event manager error callback */
856                 return OPJ_FALSE;
857         }
858         v.wavelet = h.wavelet;
859
860         while( --numres) {
861                 OPJ_FLOAT32 * restrict aj = (OPJ_FLOAT32*) tilec->data;
862                 OPJ_UINT32 bufsize = (OPJ_UINT32)((tilec->x1 - tilec->x0) * (tilec->y1 - tilec->y0));
863                 OPJ_INT32 j;
864
865                 h.sn = (OPJ_INT32)rw;
866                 v.sn = (OPJ_INT32)rh;
867
868                 ++res;
869
870                 rw = (OPJ_UINT32)(res->x1 - res->x0);   /* width of the resolution level computed */
871                 rh = (OPJ_UINT32)(res->y1 - res->y0);   /* height of the resolution level computed */
872
873                 h.dn = (OPJ_INT32)(rw - (OPJ_UINT32)h.sn);
874                 h.cas = res->x0 % 2;
875
876                 for(j = (OPJ_INT32)rh; j > 3; j -= 4) {
877                         OPJ_INT32 k;
878                         opj_v4dwt_interleave_h(&h, aj, (OPJ_INT32)w, (OPJ_INT32)bufsize);
879                         opj_v4dwt_decode(&h);
880
881                         for(k = (OPJ_INT32)rw; --k >= 0;){
882                                 aj[k               ] = h.wavelet[k].f[0];
883                                 aj[k+(OPJ_INT32)w  ] = h.wavelet[k].f[1];
884                                 aj[k+(OPJ_INT32)w*2] = h.wavelet[k].f[2];
885                                 aj[k+(OPJ_INT32)w*3] = h.wavelet[k].f[3];
886                         }
887
888                         aj += w*4;
889                         bufsize -= w*4;
890                 }
891
892                 if (rh & 0x03) {
893                         OPJ_INT32 k;
894                         j = rh & 0x03;
895                         opj_v4dwt_interleave_h(&h, aj, (OPJ_INT32)w, (OPJ_INT32)bufsize);
896                         opj_v4dwt_decode(&h);
897                         for(k = (OPJ_INT32)rw; --k >= 0;){
898                                 switch(j) {
899                                         case 3: aj[k+(OPJ_INT32)w*2] = h.wavelet[k].f[2];
900                                         case 2: aj[k+(OPJ_INT32)w  ] = h.wavelet[k].f[1];
901                                         case 1: aj[k               ] = h.wavelet[k].f[0];
902                                 }
903                         }
904                 }
905
906                 v.dn = (OPJ_INT32)(rh - (OPJ_UINT32)v.sn);
907                 v.cas = res->y0 % 2;
908
909                 aj = (OPJ_FLOAT32*) tilec->data;
910                 for(j = (OPJ_INT32)rw; j > 3; j -= 4){
911                         OPJ_UINT32 k;
912
913                         opj_v4dwt_interleave_v(&v, aj, (OPJ_INT32)w, 4);
914                         opj_v4dwt_decode(&v);
915
916                         for(k = 0; k < rh; ++k){
917                                 memcpy(&aj[k*w], &v.wavelet[k], 4 * sizeof(OPJ_FLOAT32));
918                         }
919                         aj += 4;
920                 }
921
922                 if (rw & 0x03){
923                         OPJ_UINT32 k;
924
925                         j = rw & 0x03;
926
927                         opj_v4dwt_interleave_v(&v, aj, (OPJ_INT32)w, j);
928                         opj_v4dwt_decode(&v);
929
930                         for(k = 0; k < rh; ++k){
931                                 memcpy(&aj[k*w], &v.wavelet[k], (size_t)j * sizeof(OPJ_FLOAT32));
932                         }
933                 }
934         }
935
936         opj_aligned_free(h.wavelet);
937         return OPJ_TRUE;
938 }