src/gdcmjpeg/jcdiffct.c

   1 /*
   2  * jcdiffct.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1994-1998, Thomas G. Lane.
   5  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
   6  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
   7  *
   8  * This file contains the difference buffer controller for compression.
   9  * This controller is the top level of the lossless JPEG compressor proper.
  10  * The difference buffer lies between prediction/differencing and entropy
  11  * encoding.
  12  */
  13
  14 #define JPEG_INTERNALS
  15 #include "jinclude.h"
  16 #include "jpeglib.h"
  17 #include "jlossls.h"    /* Private declarations for lossless codec */
  18
  19
  20 #ifdef C_LOSSLESS_SUPPORTED
  21
  22 /* We use a full-image sample buffer when doing Huffman optimization,
  23  * and also for writing multiple-scan JPEG files.  In all cases, the
  24  * full-image buffer is filled during the first pass, and the scaling,
  25  * prediction and differencing steps are run during subsequent passes.
  26  */
  27 #ifdef ENTROPY_OPT_SUPPORTED
  28 #define FULL_SAMP_BUFFER_SUPPORTED
  29 #else
  30 #ifdef C_MULTISCAN_FILES_SUPPORTED
  31 #define FULL_SAMP_BUFFER_SUPPORTED
  32 #endif
  33 #endif
  34
  35
  36 /* Private buffer controller object */
  37
  38 typedef struct {
  39   JDIMENSION iMCU_row_num;  /* iMCU row # within image */
  40   JDIMENSION mcu_ctr;    /* counts MCUs processed in current row */
  41   int MCU_vert_offset;    /* counts MCU rows within iMCU row */
  42   int MCU_rows_per_iMCU_row;  /* number of such rows needed */
  43
  44   JSAMPROW cur_row[MAX_COMPONENTS];  /* row of point transformed samples */
  45   JSAMPROW prev_row[MAX_COMPONENTS];  /* previous row of Pt'd samples */
  46   JDIFFARRAY diff_buf[MAX_COMPONENTS];  /* iMCU row of differences */
  47
  48   /* In multi-pass modes, we need a virtual sample array for each component. */
  49   jvirt_sarray_ptr whole_image[MAX_COMPONENTS];
  50 } c_diff_controller;
  51
  52 typedef c_diff_controller * c_diff_ptr;
  53
  54
  55 /* Forward declarations */
  56 METHODDEF(boolean) compress_data
  57     JPP((j_compress_ptr cinfo, JSAMPIMAGE input_buf));
  58 #ifdef FULL_SAMP_BUFFER_SUPPORTED
  59 METHODDEF(boolean) compress_first_pass
  60     JPP((j_compress_ptr cinfo, JSAMPIMAGE input_buf));
  61 METHODDEF(boolean) compress_output
  62     JPP((j_compress_ptr cinfo, JSAMPIMAGE input_buf));
  63 #endif
  64
  65
  66 LOCAL(void)
  67 start_iMCU_row (j_compress_ptr cinfo)
  68 /* Reset within-iMCU-row counters for a new row */
  69 {
  70   j_lossless_c_ptr losslsc = (j_lossless_c_ptr) cinfo->codec;
  71   c_diff_ptr diff = (c_diff_ptr) losslsc->diff_private;
  72
  73   /* In an interleaved scan, an MCU row is the same as an iMCU row.
  74    * In a noninterleaved scan, an iMCU row has v_samp_factor MCU rows.
  75    * But at the bottom of the image, process only what's left.
  76    */
  77   if (cinfo->comps_in_scan > 1) {
  78     diff->MCU_rows_per_iMCU_row = 1;
  79   } else {
  80     if (diff->iMCU_row_num < (cinfo->total_iMCU_rows-1))
  81       diff->MCU_rows_per_iMCU_row = cinfo->cur_comp_info[0]->v_samp_factor;
  82     else
  83       diff->MCU_rows_per_iMCU_row = cinfo->cur_comp_info[0]->last_row_height;
  84   }
  85
  86   diff->mcu_ctr = 0;
  87   diff->MCU_vert_offset = 0;
  88 }
  89
  90
  91 /*
  92  * Initialize for a processing pass.
  93  */
  94
  95 METHODDEF(void)
  96 start_pass_diff (j_compress_ptr cinfo, J_BUF_MODE pass_mode)
  97 {
  98   j_lossless_c_ptr losslsc = (j_lossless_c_ptr) cinfo->codec;
  99   c_diff_ptr diff = (c_diff_ptr) losslsc->diff_private;
 100
 101   diff->iMCU_row_num = 0;
 102   start_iMCU_row(cinfo);
 103
 104   switch (pass_mode) {
 105   case JBUF_PASS_THRU:
 106     if (diff->whole_image[0] != NULL)
 107       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_BUFFER_MODE);
 108     losslsc->pub.compress_data = compress_data;
 109     break;
 110 #ifdef FULL_SAMP_BUFFER_SUPPORTED
 111   case JBUF_SAVE_AND_PASS:
 112     if (diff->whole_image[0] == NULL)
 113       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_BUFFER_MODE);
 114     losslsc->pub.compress_data = compress_first_pass;
 115     break;
 116   case JBUF_CRANK_DEST:
 117     if (diff->whole_image[0] == NULL)
 118       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_BUFFER_MODE);
 119     losslsc->pub.compress_data = compress_output;
 120     break;
 121 #endif
 122   default:
 123     ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_BUFFER_MODE);
 124     break;
 125   }
 126 }
 127
 128
 129 #define SWAP_ROWS(rowa,rowb) {JSAMPROW temp; temp=rowa; rowa=rowb; rowb=temp;}
 130
 131 /*
 132  * Process some data in the single-pass case.
 133  * We process the equivalent of one fully interleaved MCU row ("iMCU" row)
 134  * per call, ie, v_samp_factor rows for each component in the image.
 135  * Returns TRUE if the iMCU row is completed, FALSE if suspended.
 136  *
 137  * NB: input_buf contains a plane for each component in image,
 138  * which we index according to the component's SOF position.
 139  */
 140
 141 METHODDEF(boolean)
 142 compress_data (j_compress_ptr cinfo, JSAMPIMAGE input_buf)
 143 {
 144   j_lossless_c_ptr losslsc = (j_lossless_c_ptr) cinfo->codec;
 145   c_diff_ptr diff = (c_diff_ptr) losslsc->diff_private;
 146   JDIMENSION MCU_col_num;  /* index of current MCU within row */
 147   JDIMENSION MCU_count;    /* number of MCUs encoded */
 148   /* JDIMENSION last_MCU_col = cinfo->MCUs_per_row - 1; */
 149   JDIMENSION last_iMCU_row = cinfo->total_iMCU_rows - 1;
 150   int comp, ci, yoffset, samp_row, samp_rows, samps_across;
 151   jpeg_component_info *compptr;
 152
 153   /* Loop to write as much as one whole iMCU row */
 154   for (yoffset = diff->MCU_vert_offset; yoffset < diff->MCU_rows_per_iMCU_row;
 155        yoffset++) {
 156
 157     MCU_col_num = diff->mcu_ctr;
 158
 159     /* Scale and predict each scanline of the MCU-row separately.
 160      *
 161      * Note: We only do this if we are at the start of a MCU-row, ie,
 162      * we don't want to reprocess a row suspended by the output.
 163      */
 164     if (MCU_col_num == 0) {
 165       for (comp = 0; comp < cinfo->comps_in_scan; comp++) {
 166   compptr = cinfo->cur_comp_info[comp];
 167   ci = compptr->component_index;
 168   if (diff->iMCU_row_num < last_iMCU_row)
 169     samp_rows = compptr->v_samp_factor;
 170   else {
 171     /* NB: can't use last_row_height here, since may not be set! */
 172     samp_rows = (int) (compptr->height_in_data_units % compptr->v_samp_factor);
 173     if (samp_rows == 0) samp_rows = compptr->v_samp_factor;
 174     else {
 175       /* Fill dummy difference rows at the bottom edge with zeros, which
 176        * will encode to the smallest amount of data.
 177        */
 178       for (samp_row = samp_rows; samp_row < compptr->v_samp_factor;
 179      samp_row++)
 180         MEMZERO(diff->diff_buf[ci][samp_row],
 181           jround_up((long) compptr->width_in_data_units,
 182         (long) compptr->h_samp_factor) * SIZEOF(JDIFF));
 183     }
 184   }
 185   samps_across = compptr->width_in_data_units;
 186
 187   for (samp_row = 0; samp_row < samp_rows; samp_row++) {
 188     (*losslsc->scaler_scale) (cinfo,
 189             input_buf[ci][samp_row],
 190             diff->cur_row[ci], samps_across);
 191     (*losslsc->predict_difference[ci]) (cinfo, ci,
 192                 diff->cur_row[ci],
 193                 diff->prev_row[ci],
 194                 diff->diff_buf[ci][samp_row],
 195                 samps_across);
 196     SWAP_ROWS(diff->cur_row[ci], diff->prev_row[ci]);
 197   }
 198       }
 199     }
 200
 201     /* Try to write the MCU-row (or remaining portion of suspended MCU-row). */
 202     MCU_count =
 203       (*losslsc->entropy_encode_mcus) (cinfo,
 204                diff->diff_buf, yoffset, MCU_col_num,
 205                cinfo->MCUs_per_row - MCU_col_num);
 206     if (MCU_count != cinfo->MCUs_per_row - MCU_col_num) {
 207       /* Suspension forced; update state counters and exit */
 208       diff->MCU_vert_offset = yoffset;
 209       diff->mcu_ctr += MCU_col_num;
 210       return FALSE;
 211     }
 212
 213     /* Completed an MCU row, but perhaps not an iMCU row */
 214     diff->mcu_ctr = 0;
 215   }
 216
 217   /* Completed the iMCU row, advance counters for next one */
 218   diff->iMCU_row_num++;
 219   start_iMCU_row(cinfo);
 220   return TRUE;
 221 }
 222
 223
 224 #ifdef FULL_SAMP_BUFFER_SUPPORTED
 225
 226 /*
 227  * Process some data in the first pass of a multi-pass case.
 228  * We process the equivalent of one fully interleaved MCU row ("iMCU" row)
 229  * per call, ie, v_samp_factor rows for each component in the image.
 230  * This amount of data is read from the source buffer and saved into the
 231  * virtual arrays.
 232  *
 233  * We must also emit the data to the compressor.  This is conveniently
 234  * done by calling compress_output() after we've loaded the current strip
 235  * of the virtual arrays.
 236  *
 237  * NB: input_buf contains a plane for each component in image.  All components
 238  * are loaded into the virtual arrays in this pass.  However, it may be that
 239  * only a subset of the components are emitted to the compressor during
 240  * this first pass; be careful about looking at the scan-dependent variables
 241  * (MCU dimensions, etc).
 242  */
 243
 244 METHODDEF(boolean)
 245 compress_first_pass (j_compress_ptr cinfo, JSAMPIMAGE input_buf)
 246 {
 247   j_lossless_c_ptr losslsc = (j_lossless_c_ptr) cinfo->codec;
 248   c_diff_ptr diff = (c_diff_ptr) losslsc->diff_private;
 249   JDIMENSION last_iMCU_row = cinfo->total_iMCU_rows - 1;
 250   JDIMENSION samps_across;
 251   int ci, samp_row, samp_rows;
 252   JSAMPARRAY buffer[MAX_COMPONENTS];
 253   jpeg_component_info *compptr;
 254
 255   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
 256        ci++, compptr++) {
 257     /* Align the virtual buffers for this component. */
 258     buffer[ci] = (*cinfo->mem->access_virt_sarray)
 259       ((j_common_ptr) cinfo, diff->whole_image[ci],
 260        diff->iMCU_row_num * compptr->v_samp_factor,
 261        (JDIMENSION) compptr->v_samp_factor, TRUE);
 262
 263     /* Count non-dummy sample rows in this iMCU row. */
 264     if (diff->iMCU_row_num < last_iMCU_row)
 265       samp_rows = compptr->v_samp_factor;
 266     else {
 267       /* NB: can't use last_row_height here, since may not be set! */
 268       samp_rows = (int) (compptr->height_in_data_units % compptr->v_samp_factor);
 269       if (samp_rows == 0) samp_rows = compptr->v_samp_factor;
 270     }
 271     samps_across = compptr->width_in_data_units;
 272
 273     /* Perform point transform scaling and prediction/differencing for all
 274      * non-dummy rows in this iMCU row.  Each call on these functions
 275      * process a complete row of samples.
 276      */
 277     for (samp_row = 0; samp_row < samp_rows; samp_row++) {
 278       MEMCOPY(buffer[ci][samp_row], input_buf[ci][samp_row],
 279         samps_across * SIZEOF(JSAMPLE));
 280     }
 281   }
 282
 283   /* NB: compress_output will increment iMCU_row_num if successful.
 284    * A suspension return will result in redoing all the work above next time.
 285    */
 286
 287   /* Emit data to the compressor, sharing code with subsequent passes */
 288   return compress_output(cinfo, input_buf);
 289 }
 290
 291
 292 /*
 293  * Process some data in subsequent passes of a multi-pass case.
 294  * We process the equivalent of one fully interleaved MCU row ("iMCU" row)
 295  * per call, ie, v_samp_factor rows for each component in the scan.
 296  * The data is obtained from the virtual arrays and fed to the compressor.
 297  * Returns TRUE if the iMCU row is completed, FALSE if suspended.
 298  *
 299  * NB: input_buf is ignored; it is likely to be a NULL pointer.
 300  */
 301
 302 METHODDEF(boolean)
 303 compress_output (j_compress_ptr cinfo, JSAMPIMAGE input_buf)
 304 {
 305   j_lossless_c_ptr losslsc = (j_lossless_c_ptr) cinfo->codec;
 306   c_diff_ptr diff = (c_diff_ptr) losslsc->diff_private;
 307   /* JDIMENSION MCU_col_num; */  /* index of current MCU within row */
 308   /* JDIMENSION MCU_count; */  /* number of MCUs encoded */
 309   int comp, ci /* , yoffset */ ;
 310   JSAMPARRAY buffer[MAX_COMPONENTS];
 311   jpeg_component_info *compptr;
 312   (void)input_buf;
 313
 314   /* Align the virtual buffers for the components used in this scan.
 315    * NB: during first pass, this is safe only because the buffers will
 316    * already be aligned properly, so jmemmgr.c won't need to do any I/O.
 317    */
 318   for (comp = 0; comp < cinfo->comps_in_scan; comp++) {
 319     compptr = cinfo->cur_comp_info[comp];
 320     ci = compptr->component_index;
 321     buffer[ci] = (*cinfo->mem->access_virt_sarray)
 322       ((j_common_ptr) cinfo, diff->whole_image[ci],
 323        diff->iMCU_row_num * compptr->v_samp_factor,
 324        (JDIMENSION) compptr->v_samp_factor, FALSE);
 325   }
 326
 327   return compress_data(cinfo, buffer);
 328 }
 329
 330 #endif /* FULL_SAMP_BUFFER_SUPPORTED */
 331
 332
 333 /*
 334  * Initialize difference buffer controller.
 335  */
 336
 337 GLOBAL(void)
 338 jinit_c_diff_controller (j_compress_ptr cinfo, boolean need_full_buffer)
 339 {
 340   j_lossless_c_ptr losslsc = (j_lossless_c_ptr) cinfo->codec;
 341   c_diff_ptr diff;
 342   int ci, row;
 343   jpeg_component_info *compptr;
 344
 345   diff = (c_diff_ptr)
 346     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 347         SIZEOF(c_diff_controller));
 348   losslsc->diff_private = (void *) diff;
 349   losslsc->diff_start_pass = start_pass_diff;
 350
 351   /* Create the prediction row buffers. */
 352   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
 353        ci++, compptr++) {
 354     diff->cur_row[ci] = *(*cinfo->mem->alloc_sarray)
 355       ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 356        (JDIMENSION) jround_up((long) compptr->width_in_data_units,
 357             (long) compptr->h_samp_factor),
 358        (JDIMENSION) 1);
 359     diff->prev_row[ci] = *(*cinfo->mem->alloc_sarray)
 360       ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 361        (JDIMENSION) jround_up((long) compptr->width_in_data_units,
 362             (long) compptr->h_samp_factor),
 363        (JDIMENSION) 1);
 364   }
 365
 366   /* Create the difference buffer. */
 367   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
 368        ci++, compptr++) {
 369     diff->diff_buf[ci] = (*cinfo->mem->alloc_darray)
 370       ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 371        (JDIMENSION) jround_up((long) compptr->width_in_data_units,
 372             (long) compptr->h_samp_factor),
 373        (JDIMENSION) compptr->v_samp_factor);
 374     /* Prefill difference rows with zeros.  We do this because only actual
 375      * data is placed in the buffers during prediction/differencing, leaving
 376      * any dummy differences at the right edge as zeros, which will encode
 377      * to the smallest amount of data.
 378      */
 379     for (row = 0; row < compptr->v_samp_factor; row++)
 380       MEMZERO(diff->diff_buf[ci][row],
 381         jround_up((long) compptr->width_in_data_units,
 382       (long) compptr->h_samp_factor) * SIZEOF(JDIFF));
 383   }
 384
 385   /* Create the sample buffer. */
 386   if (need_full_buffer) {
 387 #ifdef FULL_SAMP_BUFFER_SUPPORTED
 388     /* Allocate a full-image virtual array for each component, */
 389     /* padded to a multiple of samp_factor differences in each direction. */
 390     int ci;
 391     jpeg_component_info *compptr;
 392
 393     for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
 394    ci++, compptr++) {
 395       diff->whole_image[ci] = (*cinfo->mem->request_virt_sarray)
 396   ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE, FALSE,
 397    (JDIMENSION) jround_up((long) compptr->width_in_data_units,
 398         (long) compptr->h_samp_factor),
 399    (JDIMENSION) jround_up((long) compptr->height_in_data_units,
 400         (long) compptr->v_samp_factor),
 401    (JDIMENSION) compptr->v_samp_factor);
 402     }
 403 #else
 404     ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_BUFFER_MODE);
 405 #endif
 406   } else
 407     diff->whole_image[0] = NULL; /* flag for no virtual arrays */
 408 }
 409
 410 #endif /* C_LOSSLESS_SUPPORTED */