r41: Moved from a plugin to a statically linked component of Cinelerra
[cinelerra/simeon] / mpeg2enc / idct.c
1 /* idct.c, inverse fast discrete cosine transform                           */
2
3 /* Copyright (C) 1996, MPEG Software Simulation Group. All Rights Reserved. */
4
5 /*
6  * Disclaimer of Warranty
7  *
8  * These software programs are available to the user without any license fee or
9  * royalty on an "as is" basis.  The MPEG Software Simulation Group disclaims
10  * any and all warranties, whether express, implied, or statuary, including any
11  * implied warranties or merchantability or of fitness for a particular
12  * purpose.  In no event shall the copyright-holder be liable for any
13  * incidental, punitive, or consequential damages of any kind whatsoever
14  * arising from the use of these programs.
15  *
16  * This disclaimer of warranty extends to the user of these programs and user's
17  * customers, employees, agents, transferees, successors, and assigns.
18  *
19  * The MPEG Software Simulation Group does not represent or warrant that the
20  * programs furnished hereunder are free of infringement of any third-party
21  * patents.
22  *
23  * Commercial implementations of MPEG-1 and MPEG-2 video, including shareware,
24  * are subject to royalty fees to patent holders.  Many of these patents are
25  * general enough such that they are unavoidable regardless of implementation
26  * design.
27  *
28  */
29
30 /**********************************************************/
31 /* inverse two dimensional DCT, Chen-Wang algorithm       */
32 /* (cf. IEEE ASSP-32, pp. 803-816, Aug. 1984)             */
33 /* 32-bit integer arithmetic (8 bit coefficients)         */
34 /* 11 mults, 29 adds per DCT                              */
35 /*                                      sE, 18.8.91       */
36 /**********************************************************/
37 /* coefficients extended to 12 bit for IEEE1180-1990      */
38 /* compliance                           sE,  2.1.94       */
39 /**********************************************************/
40
41 /* this code assumes >> to be a two's-complement arithmetic */
42 /* right shift: (-2)>>1 == -1 , (-3)>>1 == -2               */
43
44 #include "config.h"
45
46 #define W1 2841 /* 2048*sqrt(2)*cos(1*pi/16) */
47 #define W2 2676 /* 2048*sqrt(2)*cos(2*pi/16) */
48 #define W3 2408 /* 2048*sqrt(2)*cos(3*pi/16) */
49 #define W5 1609 /* 2048*sqrt(2)*cos(5*pi/16) */
50 #define W6 1108 /* 2048*sqrt(2)*cos(6*pi/16) */
51 #define W7 565  /* 2048*sqrt(2)*cos(7*pi/16) */
52
53 /* global declarations */
54 void init_idct _ANSI_ARGS_((void));
55 void idct _ANSI_ARGS_((short *block, unsigned char *temp));
56
57 /* private data */
58 static short iclip[1024]; /* clipping table */
59 static short *iclp;
60
61 /* private prototypes */
62 static void idctrow _ANSI_ARGS_((short *blk));
63 static void idctcol _ANSI_ARGS_((short *blk));
64
65 /* row (horizontal) IDCT
66  *
67  *           7                       pi         1
68  * dst[k] = sum c[l] * src[l] * cos( -- * ( k + - ) * l )
69  *          l=0                      8          2
70  *
71  * where: c[0]    = 128
72  *        c[1..7] = 128*sqrt(2)
73  */
74
75 static void idctrow(blk)
76 short *blk;
77 {
78   int x0, x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8;
79
80   /* shortcut */
81   if (!((x1 = blk[4]<<11) | (x2 = blk[6]) | (x3 = blk[2]) |
82         (x4 = blk[1]) | (x5 = blk[7]) | (x6 = blk[5]) | (x7 = blk[3])))
83   {
84     blk[0]=blk[1]=blk[2]=blk[3]=blk[4]=blk[5]=blk[6]=blk[7]=blk[0]<<3;
85     return;
86   }
87
88   x0 = (blk[0]<<11) + 128; /* for proper rounding in the fourth stage */
89
90   /* first stage */
91   x8 = W7*(x4+x5);
92   x4 = x8 + (W1-W7)*x4;
93   x5 = x8 - (W1+W7)*x5;
94   x8 = W3*(x6+x7);
95   x6 = x8 - (W3-W5)*x6;
96   x7 = x8 - (W3+W5)*x7;
97   
98   /* second stage */
99   x8 = x0 + x1;
100   x0 -= x1;
101   x1 = W6*(x3+x2);
102   x2 = x1 - (W2+W6)*x2;
103   x3 = x1 + (W2-W6)*x3;
104   x1 = x4 + x6;
105   x4 -= x6;
106   x6 = x5 + x7;
107   x5 -= x7;
108   
109   /* third stage */
110   x7 = x8 + x3;
111   x8 -= x3;
112   x3 = x0 + x2;
113   x0 -= x2;
114   x2 = (181*(x4+x5)+128)>>8;
115   x4 = (181*(x4-x5)+128)>>8;
116   
117   /* fourth stage */
118   blk[0] = (x7+x1)>>8;
119   blk[1] = (x3+x2)>>8;
120   blk[2] = (x0+x4)>>8;
121   blk[3] = (x8+x6)>>8;
122   blk[4] = (x8-x6)>>8;
123   blk[5] = (x0-x4)>>8;
124   blk[6] = (x3-x2)>>8;
125   blk[7] = (x7-x1)>>8;
126 }
127
128 /* column (vertical) IDCT
129  *
130  *             7                         pi         1
131  * dst[8*k] = sum c[l] * src[8*l] * cos( -- * ( k + - ) * l )
132  *            l=0                        8          2
133  *
134  * where: c[0]    = 1/1024
135  *        c[1..7] = (1/1024)*sqrt(2)
136  */
137 static void idctcol(blk)
138 short *blk;
139 {
140   int x0, x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8;
141
142   /* shortcut */
143   if (!((x1 = (blk[8*4]<<8)) | (x2 = blk[8*6]) | (x3 = blk[8*2]) |
144         (x4 = blk[8*1]) | (x5 = blk[8*7]) | (x6 = blk[8*5]) | (x7 = blk[8*3])))
145   {
146     blk[8*0]=blk[8*1]=blk[8*2]=blk[8*3]=blk[8*4]=blk[8*5]=blk[8*6]=blk[8*7]=
147       iclp[(blk[8*0]+32)>>6];
148     return;
149   }
150
151   x0 = (blk[8*0]<<8) + 8192;
152
153   /* first stage */
154   x8 = W7*(x4+x5) + 4;
155   x4 = (x8+(W1-W7)*x4)>>3;
156   x5 = (x8-(W1+W7)*x5)>>3;
157   x8 = W3*(x6+x7) + 4;
158   x6 = (x8-(W3-W5)*x6)>>3;
159   x7 = (x8-(W3+W5)*x7)>>3;
160   
161   /* second stage */
162   x8 = x0 + x1;
163   x0 -= x1;
164   x1 = W6*(x3+x2) + 4;
165   x2 = (x1-(W2+W6)*x2)>>3;
166   x3 = (x1+(W2-W6)*x3)>>3;
167   x1 = x4 + x6;
168   x4 -= x6;
169   x6 = x5 + x7;
170   x5 -= x7;
171   
172   /* third stage */
173   x7 = x8 + x3;
174   x8 -= x3;
175   x3 = x0 + x2;
176   x0 -= x2;
177   x2 = (181*(x4+x5)+128)>>8;
178   x4 = (181*(x4-x5)+128)>>8;
179   
180   /* fourth stage */
181   blk[8*0] = iclp[(x7+x1)>>14];
182   blk[8*1] = iclp[(x3+x2)>>14];
183   blk[8*2] = iclp[(x0+x4)>>14];
184   blk[8*3] = iclp[(x8+x6)>>14];
185   blk[8*4] = iclp[(x8-x6)>>14];
186   blk[8*5] = iclp[(x0-x4)>>14];
187   blk[8*6] = iclp[(x3-x2)>>14];
188   blk[8*7] = iclp[(x7-x1)>>14];
189 }
190
191 /* two dimensional inverse discrete cosine transform */
192 void idct(short *block, unsigned char *temp)
193 {
194   int i;
195
196   for (i=0; i<8; i++)
197     idctrow(block+8*i);
198
199   for (i=0; i<8; i++)
200     idctcol(block+i);
201 }
202
203 void init_idct()
204 {
205   int i;
206
207   iclp = iclip+512;
208   for (i= -512; i<512; i++)
209     iclp[i] = (i<-256) ? -256 : ((i>255) ? 255 : i);
210 }