home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Windows Graphics Programming / Feng_Yuan_Win32_GDI_DirectX.iso / Samples / include / jlib / jdsample.cpp < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  2000-05-16  |  17KB  |  487 lines
  1. //-------------------------------------------------------------------------//
  2. //          Windows Graphics Programming: Win32 GDI and DirectDraw         //
  3. //                        ISBN  0-13-086985-6                              //
  4. //                                                                         //
  5. //  Modified by: Yuan, Feng                             www.fengyuan.com   //
  6. //  Changes    : C++, exception, in-memory source, BGR byte order          //
  7. //  Version    : 1.00.000, May 31, 2000                                    //
  8. //-------------------------------------------------------------------------//
  9.  
  10. /*
  11.  * jdsample.c
  12.  *
  13.  * Copyright (C) 1991-1996, Thomas G. Lane.
  14.  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
  15.  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
  16.  *
  17.  * This file contains upsampling routines.
  18.  *
  19.  * Upsampling input data is counted in "row groups".  A row group
  20.  * is defined to be (v_samp_factor * DCT_scaled_size / min_DCT_scaled_size)
  21.  * sample rows of each component.  Upsampling will normally produce
  22.  * max_v_samp_factor pixel rows from each row group (but this could vary
  23.  * if the upsampler is applying a scale factor of its own).
  24.  *
  25.  * An excellent reference for image resampling is
  26.  *   Digital Image Warping, George Wolberg, 1990.
  27.  *   Pub. by IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA. ISBN 0-8186-8944-7.
  28.  */
  29.  
  30. #define JPEG_INTERNALS
  31. #include "jinclude.h"
  32. #include "jpeglib.h"
  33.  
  34.  
  35. /* Pointer to routine to upsample a single component */
  36. typedef JMETHOD(void, upsample1_ptr,
  37.         (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  38.          JSAMPARRAY input_data, JSAMPARRAY * output_data_ptr));
  39.  
  40. /* Private subobject */
  41.  
  42. typedef struct {
  43.   struct jpeg_upsampler pub;    /* public fields */
  44.  
  45.   /* Color conversion buffer.  When using separate upsampling and color
  46.    * conversion steps, this buffer holds one upsampled row group until it
  47.    * has been color converted and output.
  48.    * Note: we do not allocate any storage for component(s) which are full-size,
  49.    * ie do not need rescaling.  The corresponding entry of color_buf[] is
  50.    * simply set to point to the input data array, thereby avoiding copying.
  51.    */
  52.   JSAMPARRAY color_buf[MAX_COMPONENTS];
  53.  
  54.   /* Per-component upsampling method pointers */
  55.   upsample1_ptr methods[MAX_COMPONENTS];
  56.  
  57.   int next_row_out;        /* counts rows emitted from color_buf */
  58.   JDIMENSION rows_to_go;    /* counts rows remaining in image */
  59.  
  60.   /* Height of an input row group for each component. */
  61.   int rowgroup_height[MAX_COMPONENTS];
  62.  
  63.   /* These arrays save pixel expansion factors so that int_expand need not
  64.    * recompute them each time.  They are unused for other upsampling methods.
  65.    */
  66.   UINT8 h_expand[MAX_COMPONENTS];
  67.   UINT8 v_expand[MAX_COMPONENTS];
  68. } my_upsampler;
  69.  
  70. typedef my_upsampler * my_upsample_ptr;
  71.  
  72.  
  73. /*
  74.  * Initialize for an upsampling pass.
  75.  */
  76.  
  77. void start_pass_upsample (j_decompress_ptr cinfo)
  78. {
  79.   my_upsample_ptr upsample = (my_upsample_ptr) cinfo->upsample;
  80.  
  81.   /* Mark the conversion buffer empty */
  82.   upsample->next_row_out = cinfo->max_v_samp_factor;
  83.   /* Initialize total-height counter for detecting bottom of image */
  84.   upsample->rows_to_go = cinfo->output_height;
  85. }
  86.  
  87.  
  88. /*
  89.  * Control routine to do upsampling (and color conversion).
  90.  *
  91.  * In this version we upsample each component independently.
  92.  * We upsample one row group into the conversion buffer, then apply
  93.  * color conversion a row at a time.
  94.  */
  95.  
  96. void sep_upsample (j_decompress_ptr cinfo,
  97.           JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION *in_row_group_ctr,
  98.           JDIMENSION in_row_groups_avail,
  99.           JSAMPARRAY output_buf, JDIMENSION *out_row_ctr,
  100.           JDIMENSION out_rows_avail)
  101. {
  102.     my_upsample_ptr upsample = (my_upsample_ptr) cinfo->upsample;
  103.     int ci;
  104.     jpeg_component_info * compptr;
  105.     JDIMENSION num_rows;
  106.  
  107.     /* Fill the conversion buffer, if it's empty */
  108.     if (upsample->next_row_out >= cinfo->max_v_samp_factor) 
  109.     {
  110.         for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components; ci++, compptr++) 
  111.         {
  112.             /* Invoke per-component upsample method.  Notice we pass a POINTER
  113.             * to color_buf[ci], so that fullsize_upsample can change it.
  114.             */
  115.             (*upsample->methods[ci]) (cinfo, compptr,
  116.                 input_buf[ci] + (*in_row_group_ctr * upsample->rowgroup_height[ci]),
  117.                 upsample->color_buf + ci);
  118.         }
  119.         upsample->next_row_out = 0;
  120.     }
  121.  
  122.     /* Color-convert and emit rows */
  123.  
  124.     /* How many we have in the buffer: */
  125.     num_rows = (JDIMENSION) (cinfo->max_v_samp_factor - upsample->next_row_out);
  126.     /* Not more than the distance to the end of the image.  Need this test
  127.     * in case the image height is not a multiple of max_v_samp_factor:
  128.     */
  129.     if (num_rows > upsample->rows_to_go) 
  130.         num_rows = upsample->rows_to_go;
  131.   
  132.     /* And not more than what the client can accept: */
  133.     out_rows_avail -= *out_row_ctr;
  134.     
  135.     if (num_rows > out_rows_avail)
  136.         num_rows = out_rows_avail;
  137.  
  138.     (*cinfo->cconvert->color_convert) (cinfo, upsample->color_buf,
  139.                      (JDIMENSION) upsample->next_row_out,
  140.                      output_buf + *out_row_ctr,
  141.                      (int) num_rows);
  142.  
  143.     /* Adjust counts */
  144.     *out_row_ctr += num_rows;
  145.     upsample->rows_to_go -= num_rows;
  146.     upsample->next_row_out += num_rows;
  147.     /* When the buffer is emptied, declare this input row group consumed */
  148.     if (upsample->next_row_out >= cinfo->max_v_samp_factor)
  149.         (*in_row_group_ctr)++;
  150. }
  151.  
  152.  
  153. /*
  154.  * These are the routines invoked by sep_upsample to upsample pixel values
  155.  * of a single component.  One row group is processed per call.
  156.  */
  157.  
  158.  
  159. /*
  160.  * For full-size components, we just make color_buf[ci] point at the
  161.  * input buffer, and thus avoid copying any data.  Note that this is
  162.  * safe only because sep_upsample doesn't declare the input row group
  163.  * "consumed" until we are done color converting and emitting it.
  164.  */
  165.  
  166. void fullsize_upsample (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  167.            JSAMPARRAY input_data, JSAMPARRAY * output_data_ptr)
  168. {
  169.   *output_data_ptr = input_data;
  170. }
  171.  
  172.  
  173. /*
  174.  * This is a no-op version used for "uninteresting" components.
  175.  * These components will not be referenced by color conversion.
  176.  */
  177.  
  178. void noop_upsample (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  179.            JSAMPARRAY input_data, JSAMPARRAY * output_data_ptr)
  180. {
  181.   *output_data_ptr = NULL;    /* safety check */
  182. }
  183.  
  184.  
  185. /*
  186.  * This version handles any integral sampling ratios.
  187.  * This is not used for typical JPEG files, so it need not be fast.
  188.  * Nor, for that matter, is it particularly accurate: the algorithm is
  189.  * simple replication of the input pixel onto the corresponding output
  190.  * pixels.  The hi-falutin sampling literature refers to this as a
  191.  * "box filter".  A box filter tends to introduce visible artifacts,
  192.  * so if you are actually going to use 3:1 or 4:1 sampling ratios
  193.  * you would be well advised to improve this code.
  194.  */
  195.  
  196. void int_upsample (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  197.           JSAMPARRAY input_data, JSAMPARRAY * output_data_ptr)
  198. {
  199.   my_upsample_ptr upsample = (my_upsample_ptr) cinfo->upsample;
  200.   JSAMPARRAY output_data = *output_data_ptr;
  201.   register JSAMPROW inptr, outptr;
  202.   register JSAMPLE invalue;
  203.   register int h;
  204.   JSAMPROW outend;
  205.   int h_expand, v_expand;
  206.   int inrow, outrow;
  207.  
  208.   h_expand = upsample->h_expand[compptr->component_index];
  209.   v_expand = upsample->v_expand[compptr->component_index];
  210.  
  211.   inrow = outrow = 0;
  212.   while (outrow < cinfo->max_v_samp_factor) {
  213.     /* Generate one output row with proper horizontal expansion */
  214.     inptr = input_data[inrow];
  215.     outptr = output_data[outrow];
  216.     outend = outptr + cinfo->output_width;
  217.     while (outptr < outend) {
  218.       invalue = *inptr++;    /* don't need GETJSAMPLE() here */
  219.       for (h = h_expand; h > 0; h--) {
  220.     *outptr++ = invalue;
  221.       }
  222.     }
  223.     /* Generate any additional output rows by duplicating the first one */
  224.     if (v_expand > 1) {
  225.       jcopy_sample_rows(output_data, outrow, output_data, outrow+1,
  226.             v_expand-1, cinfo->output_width);
  227.     }
  228.     inrow++;
  229.     outrow += v_expand;
  230.   }
  231. }
  232.  
  233.  
  234. /*
  235.  * Fast processing for the common case of 2:1 horizontal and 1:1 vertical.
  236.  * It's still a box filter.
  237.  */
  238.  
  239. void h2v1_upsample (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  240.            JSAMPARRAY input_data, JSAMPARRAY * output_data_ptr)
  241. {
  242.   JSAMPARRAY output_data = *output_data_ptr;
  243.   register JSAMPROW inptr, outptr;
  244.   register JSAMPLE invalue;
  245.   JSAMPROW outend;
  246.   int inrow;
  247.  
  248.   for (inrow = 0; inrow < cinfo->max_v_samp_factor; inrow++) {
  249.     inptr = input_data[inrow];
  250.     outptr = output_data[inrow];
  251.     outend = outptr + cinfo->output_width;
  252.     while (outptr < outend) {
  253.       invalue = *inptr++;    /* don't need GETJSAMPLE() here */
  254.       *outptr++ = invalue;
  255.       *outptr++ = invalue;
  256.     }
  257.   }
  258. }
  259.  
  260.  
  261. /*
  262.  * Fast processing for the common case of 2:1 horizontal and 2:1 vertical.
  263.  * It's still a box filter.
  264.  */
  265.  
  266. void h2v2_upsample (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  267.            JSAMPARRAY input_data, JSAMPARRAY * output_data_ptr)
  268. {
  269.   JSAMPARRAY output_data = *output_data_ptr;
  270.   register JSAMPROW inptr, outptr;
  271.   register JSAMPLE invalue;
  272.   JSAMPROW outend;
  273.   int inrow, outrow;
  274.  
  275.   inrow = outrow = 0;
  276.   while (outrow < cinfo->max_v_samp_factor) {
  277.     inptr = input_data[inrow];
  278.     outptr = output_data[outrow];
  279.     outend = outptr + cinfo->output_width;
  280.     while (outptr < outend) {
  281.       invalue = *inptr++;    /* don't need GETJSAMPLE() here */
  282.       *outptr++ = invalue;
  283.       *outptr++ = invalue;
  284.     }
  285.     jcopy_sample_rows(output_data, outrow, output_data, outrow+1,
  286.               1, cinfo->output_width);
  287.     inrow++;
  288.     outrow += 2;
  289.   }
  290. }
  291.  
  292.  
  293. /*
  294.  * Fancy processing for the common case of 2:1 horizontal and 1:1 vertical.
  295.  *
  296.  * The upsampling algorithm is linear interpolation between pixel centers,
  297.  * also known as a "triangle filter".  This is a good compromise between
  298.  * speed and visual quality.  The centers of the output pixels are 1/4 and 3/4
  299.  * of the way between input pixel centers.
  300.  *
  301.  * A note about the "bias" calculations: when rounding fractional values to
  302.  * integer, we do not want to always round 0.5 up to the next integer.
  303.  * If we did that, we'd introduce a noticeable bias towards larger values.
  304.  * Instead, this code is arranged so that 0.5 will be rounded up or down at
  305.  * alternate pixel locations (a simple ordered dither pattern).
  306.  */
  307.  
  308. void h2v1_fancy_upsample (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  309.              JSAMPARRAY input_data, JSAMPARRAY * output_data_ptr)
  310. {
  311.     JSAMPARRAY output_data = *output_data_ptr;
  312.  
  313.     for (int inrow = 0; inrow < cinfo->max_v_samp_factor; inrow++) 
  314.     {
  315.         JSAMPROW inptr = input_data[inrow];
  316.         JSAMPROW outptr = output_data[inrow];
  317.  
  318.         /* Special case for first column */
  319.         int invalue = GETJSAMPLE(*inptr++);
  320.         *outptr++ = (JSAMPLE) invalue;
  321.         *outptr++ = (JSAMPLE) ((invalue * 3 + GETJSAMPLE(*inptr) + 2) >> 2);
  322.  
  323.         for (JDIMENSION colctr = compptr->downsampled_width - 2; colctr > 0; colctr--) 
  324.         {
  325.             /* General case: 3/4 * nearer pixel + 1/4 * further pixel */
  326.             invalue = GETJSAMPLE(*inptr++) * 3;
  327.             
  328.             *outptr++ = (JSAMPLE) ((invalue + GETJSAMPLE(inptr[-2]) + 1) >> 2);
  329.             *outptr++ = (JSAMPLE) ((invalue + GETJSAMPLE(*inptr) + 2) >> 2);
  330.         }
  331.  
  332.         /* Special case for last column */
  333.         invalue = GETJSAMPLE(*inptr);
  334.         *outptr++ = (JSAMPLE) ((invalue * 3 + GETJSAMPLE(inptr[-1]) + 1) >> 2);
  335.         *outptr++ = (JSAMPLE) invalue;
  336.     }
  337. }
  338.  
  339.  
  340. /*
  341.  * Fancy processing for the common case of 2:1 horizontal and 2:1 vertical.
  342.  * Again a triangle filter; see comments for h2v1 case, above.
  343.  *
  344.  * It is OK for us to reference the adjacent input rows because we demanded
  345.  * context from the main buffer controller (see initialization code).
  346.  */
  347.  
  348. void h2v2_fancy_upsample (j_decompress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
  349.              JSAMPARRAY input_data, JSAMPARRAY * output_data_ptr)
  350. {
  351.     JSAMPARRAY output_data = *output_data_ptr;
  352.     register JSAMPROW inptr0, inptr1, outptr;
  353. #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
  354.     register int thiscolsum, lastcolsum, nextcolsum;
  355. #else
  356.     register long thiscolsum, lastcolsum, nextcolsum;
  357. #endif
  358.     register JDIMENSION colctr;
  359.     int inrow, outrow, v;
  360.  
  361.     inrow = outrow = 0;
  362.     while (outrow < cinfo->max_v_samp_factor) 
  363.     {
  364.         for (v = 0; v < 2; v++) 
  365.         {
  366.             /* inptr0 points to nearest input row, inptr1 points to next nearest */
  367.             inptr0 = input_data[inrow];
  368.       
  369.             if (v == 0)        /* next nearest is row above */
  370.                 inptr1 = input_data[inrow-1];
  371.             else            /* next nearest is row below */
  372.                 inptr1 = input_data[inrow+1];
  373.             
  374.             outptr = output_data[outrow++];
  375.  
  376.             /* Special case for first column */
  377.             thiscolsum = GETJSAMPLE(*inptr0++) * 3 + GETJSAMPLE(*inptr1++);
  378.             nextcolsum = GETJSAMPLE(*inptr0++) * 3 + GETJSAMPLE(*inptr1++);
  379.             *outptr++ = (JSAMPLE) ((thiscolsum * 4 + 8) >> 4);
  380.             *outptr++ = (JSAMPLE) ((thiscolsum * 3 + nextcolsum + 7) >> 4);
  381.             lastcolsum = thiscolsum; thiscolsum = nextcolsum;
  382.  
  383.             for (colctr = compptr->downsampled_width - 2; colctr > 0; colctr--) 
  384.             {
  385.                 /* General case: 3/4 * nearer pixel + 1/4 * further pixel in each */
  386.                 /* dimension, thus 9/16, 3/16, 3/16, 1/16 overall */
  387.                 nextcolsum = GETJSAMPLE(*inptr0++) * 3 + GETJSAMPLE(*inptr1++);
  388.                 *outptr++ = (JSAMPLE) ((thiscolsum * 3 + lastcolsum + 8) >> 4);
  389.                 *outptr++ = (JSAMPLE) ((thiscolsum * 3 + nextcolsum + 7) >> 4);
  390.                 lastcolsum = thiscolsum; 
  391.                 thiscolsum = nextcolsum;
  392.             }
  393.  
  394.             /* Special case for last column */
  395.             *outptr++ = (JSAMPLE) ((thiscolsum * 3 + lastcolsum + 8) >> 4);
  396.             *outptr++ = (JSAMPLE) ((thiscolsum * 4 + 7) >> 4);
  397.         }
  398.         inrow++;
  399.     }
  400. }
  401.  
  402.  
  403. /*
  404.  * Module initialization routine for upsampling.
  405.  */
  406.  
  407. GLOBAL(void)
  408. jinit_upsampler (j_decompress_ptr cinfo)
  409. {
  410.   my_upsample_ptr upsample;
  411.   int ci;
  412.   jpeg_component_info * compptr;
  413.   boolean need_buffer, do_fancy;
  414.   int h_in_group, v_in_group, h_out_group, v_out_group;
  415.  
  416.   upsample = (my_upsample_ptr)
  417.     cinfo->mem->alloc_small(JPOOL_IMAGE, sizeof(my_upsampler));
  418.   cinfo->upsample = (struct jpeg_upsampler *) upsample;
  419.   upsample->pub.start_pass = start_pass_upsample;
  420.   upsample->pub.upsample = sep_upsample;
  421.   upsample->pub.need_context_rows = FALSE; /* until we find out differently */
  422.  
  423.   if (cinfo->CCIR601_sampling)    /* this isn't supported */
  424.     cinfo->ERREXIT(JERR_CCIR601_NOTIMPL);
  425.  
  426.   /* jdmainct.c doesn't support context rows when min_DCT_scaled_size = 1,
  427.    * so don't ask for it.
  428.    */
  429.   do_fancy = cinfo->do_fancy_upsampling && cinfo->min_DCT_scaled_size > 1;
  430.  
  431.   /* Verify we can handle the sampling factors, select per-component methods,
  432.    * and create storage as needed.
  433.    */
  434.   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
  435.        ci++, compptr++) {
  436.     /* Compute size of an "input group" after IDCT scaling.  This many samples
  437.      * are to be converted to max_h_samp_factor * max_v_samp_factor pixels.
  438.      */
  439.     h_in_group = (compptr->h_samp_factor * compptr->DCT_scaled_size) /
  440.          cinfo->min_DCT_scaled_size;
  441.     v_in_group = (compptr->v_samp_factor * compptr->DCT_scaled_size) /
  442.          cinfo->min_DCT_scaled_size;
  443.     h_out_group = cinfo->max_h_samp_factor;
  444.     v_out_group = cinfo->max_v_samp_factor;
  445.     upsample->rowgroup_height[ci] = v_in_group; /* save for use later */
  446.     need_buffer = TRUE;
  447.     if (! compptr->component_needed) {
  448.       /* Don't bother to upsample an uninteresting component. */
  449.       upsample->methods[ci] = noop_upsample;
  450.       need_buffer = FALSE;
  451.     } else if (h_in_group == h_out_group && v_in_group == v_out_group) {
  452.       /* Fullsize components can be processed without any work. */
  453.       upsample->methods[ci] = fullsize_upsample;
  454.       need_buffer = FALSE;
  455.     } else if (h_in_group * 2 == h_out_group &&
  456.            v_in_group == v_out_group) {
  457.       /* Special cases for 2h1v upsampling */
  458.       if (do_fancy && compptr->downsampled_width > 2)
  459.     upsample->methods[ci] = h2v1_fancy_upsample;
  460.       else
  461.     upsample->methods[ci] = h2v1_upsample;
  462.     } else if (h_in_group * 2 == h_out_group &&
  463.            v_in_group * 2 == v_out_group) {
  464.       /* Special cases for 2h2v upsampling */
  465.       if (do_fancy && compptr->downsampled_width > 2) {
  466.     upsample->methods[ci] = h2v2_fancy_upsample;
  467.     upsample->pub.need_context_rows = TRUE;
  468.       } else
  469.     upsample->methods[ci] = h2v2_upsample;
  470.     } else if ((h_out_group % h_in_group) == 0 &&
  471.            (v_out_group % v_in_group) == 0) {
  472.       /* Generic integral-factors upsampling method */
  473.       upsample->methods[ci] = int_upsample;
  474.       upsample->h_expand[ci] = (UINT8) (h_out_group / h_in_group);
  475.       upsample->v_expand[ci] = (UINT8) (v_out_group / v_in_group);
  476.     } else
  477.       cinfo->ERREXIT(JERR_FRACT_SAMPLE_NOTIMPL);
  478.     if (need_buffer) {
  479.       upsample->color_buf[ci] = cinfo->mem->alloc_sarray
  480.     (JPOOL_IMAGE,
  481.      (JDIMENSION) jround_up((long) cinfo->output_width,
  482.                 (long) cinfo->max_h_samp_factor),
  483.      (JDIMENSION) cinfo->max_v_samp_factor);
  484.     }
  485.   }
  486. }
  487.