78b29c0fe3e03d8ebee94a3966729f5770e66862
[ffmpeg.git] / libavcodec / simple_idct.c
1 /*
2  * Simple IDCT
3  *
4  * Copyright (c) 2001 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * simpleidct in C.
26  */
27
28 #include "libavutil/intreadwrite.h"
29 #include "avcodec.h"
30 #include "mathops.h"
31 #include "simple_idct.h"
32
33 #define IN_IDCT_DEPTH 16
34
35 #define BIT_DEPTH 8
36 #include "simple_idct_template.c"
37 #undef BIT_DEPTH
38
39 #define BIT_DEPTH 10
40 #include "simple_idct_template.c"
41
42 #define EXTRA_SHIFT  2
43 #include "simple_idct_template.c"
44
45 #undef EXTRA_SHIFT
46 #undef BIT_DEPTH
47
48 #define BIT_DEPTH 12
49 #include "simple_idct_template.c"
50 #undef BIT_DEPTH
51 #undef IN_IDCT_DEPTH
52
53 #define IN_IDCT_DEPTH 32
54 #define BIT_DEPTH 10
55 #include "simple_idct_template.c"
56 #undef BIT_DEPTH
57 #undef IN_IDCT_DEPTH
58
59 /* 2x4x8 idct */
60
61 #define CN_SHIFT 12
62 #define C_FIX(x) ((int)((x) * (1 << CN_SHIFT) + 0.5))
63 #define C1 C_FIX(0.6532814824)
64 #define C2 C_FIX(0.2705980501)
65
66 /* row idct is multiple by 16 * sqrt(2.0), col idct4 is normalized,
67    and the butterfly must be multiplied by 0.5 * sqrt(2.0) */
68 #define C_SHIFT (4+1+12)
69
70 static inline void idct4col_put(uint8_t *dest, ptrdiff_t line_size, const int16_t *col)
71 {
72     int c0, c1, c2, c3, a0, a1, a2, a3;
73
74     a0 = col[8*0];
75     a1 = col[8*2];
76     a2 = col[8*4];
77     a3 = col[8*6];
78     c0 = ((a0 + a2) * (1 << CN_SHIFT - 1)) + (1 << (C_SHIFT - 1));
79     c2 = ((a0 - a2) * (1 << CN_SHIFT - 1)) + (1 << (C_SHIFT - 1));
80     c1 = a1 * C1 + a3 * C2;
81     c3 = a1 * C2 - a3 * C1;
82     dest[0] = av_clip_uint8((c0 + c1) >> C_SHIFT);
83     dest += line_size;
84     dest[0] = av_clip_uint8((c2 + c3) >> C_SHIFT);
85     dest += line_size;
86     dest[0] = av_clip_uint8((c2 - c3) >> C_SHIFT);
87     dest += line_size;
88     dest[0] = av_clip_uint8((c0 - c1) >> C_SHIFT);
89 }
90
91 #define BF(k) \
92 {\
93     int a0, a1;\
94     a0 = ptr[k];\
95     a1 = ptr[8 + k];\
96     ptr[k] = a0 + a1;\
97     ptr[8 + k] = a0 - a1;\
98 }
99
100 /* only used by DV codec. The input must be interlaced. 128 is added
101    to the pixels before clamping to avoid systematic error
102    (1024*sqrt(2)) offset would be needed otherwise. */
103 /* XXX: I think a 1.0/sqrt(2) normalization should be needed to
104    compensate the extra butterfly stage - I don't have the full DV
105    specification */
106 void ff_simple_idct248_put(uint8_t *dest, ptrdiff_t line_size, int16_t *block)
107 {
108     int i;
109     int16_t *ptr;
110
111     /* butterfly */
112     ptr = block;
113     for(i=0;i<4;i++) {
114         BF(0);
115         BF(1);
116         BF(2);
117         BF(3);
118         BF(4);
119         BF(5);
120         BF(6);
121         BF(7);
122         ptr += 2 * 8;
123     }
124
125     /* IDCT8 on each line */
126     for(i=0; i<8; i++) {
127         idctRowCondDC_int16_8bit(block + i*8, 0);
128     }
129
130     /* IDCT4 and store */
131     for(i=0;i<8;i++) {
132         idct4col_put(dest + i, 2 * line_size, block + i);
133         idct4col_put(dest + line_size + i, 2 * line_size, block + 8 + i);
134     }
135 }
136
137 /* 8x4 & 4x8 WMV2 IDCT */
138 #undef CN_SHIFT
139 #undef C_SHIFT
140 #undef C_FIX
141 #undef C1
142 #undef C2
143 #define CN_SHIFT 12
144 #define C_FIX(x) ((int)((x) * M_SQRT2 * (1 << CN_SHIFT) + 0.5))
145 #define C1 C_FIX(0.6532814824)
146 #define C2 C_FIX(0.2705980501)
147 #define C3 C_FIX(0.5)
148 #define C_SHIFT (4+1+12)
149 static inline void idct4col_add(uint8_t *dest, ptrdiff_t line_size, const int16_t *col)
150 {
151     int c0, c1, c2, c3, a0, a1, a2, a3;
152
153     a0 = col[8*0];
154     a1 = col[8*1];
155     a2 = col[8*2];
156     a3 = col[8*3];
157     c0 = (a0 + a2)*C3 + (1 << (C_SHIFT - 1));
158     c2 = (a0 - a2)*C3 + (1 << (C_SHIFT - 1));
159     c1 = a1 * C1 + a3 * C2;
160     c3 = a1 * C2 - a3 * C1;
161     dest[0] = av_clip_uint8(dest[0] + ((c0 + c1) >> C_SHIFT));
162     dest += line_size;
163     dest[0] = av_clip_uint8(dest[0] + ((c2 + c3) >> C_SHIFT));
164     dest += line_size;
165     dest[0] = av_clip_uint8(dest[0] + ((c2 - c3) >> C_SHIFT));
166     dest += line_size;
167     dest[0] = av_clip_uint8(dest[0] + ((c0 - c1) >> C_SHIFT));
168 }
169
170 #define RN_SHIFT 15
171 #define R_FIX(x) ((int)((x) * M_SQRT2 * (1 << RN_SHIFT) + 0.5))
172 #define R1 R_FIX(0.6532814824)
173 #define R2 R_FIX(0.2705980501)
174 #define R3 R_FIX(0.5)
175 #define R_SHIFT 11
176 static inline void idct4row(int16_t *row)
177 {
178     int c0, c1, c2, c3, a0, a1, a2, a3;
179
180     a0 = row[0];
181     a1 = row[1];
182     a2 = row[2];
183     a3 = row[3];
184     c0 = (a0 + a2)*R3 + (1 << (R_SHIFT - 1));
185     c2 = (a0 - a2)*R3 + (1 << (R_SHIFT - 1));
186     c1 = a1 * R1 + a3 * R2;
187     c3 = a1 * R2 - a3 * R1;
188     row[0]= (c0 + c1) >> R_SHIFT;
189     row[1]= (c2 + c3) >> R_SHIFT;
190     row[2]= (c2 - c3) >> R_SHIFT;
191     row[3]= (c0 - c1) >> R_SHIFT;
192 }
193
194 void ff_simple_idct84_add(uint8_t *dest, ptrdiff_t line_size, int16_t *block)
195 {
196     int i;
197
198     /* IDCT8 on each line */
199     for(i=0; i<4; i++) {
200         idctRowCondDC_int16_8bit(block + i*8, 0);
201     }
202
203     /* IDCT4 and store */
204     for(i=0;i<8;i++) {
205         idct4col_add(dest + i, line_size, block + i);
206     }
207 }
208
209 void ff_simple_idct48_add(uint8_t *dest, ptrdiff_t line_size, int16_t *block)
210 {
211     int i;
212
213     /* IDCT4 on each line */
214     for(i=0; i<8; i++) {
215         idct4row(block + i*8);
216     }
217
218     /* IDCT8 and store */
219     for(i=0; i<4; i++){
220         idctSparseColAdd_int16_8bit(dest + i, line_size, block + i);
221     }
222 }
223
224 void ff_simple_idct44_add(uint8_t *dest, ptrdiff_t line_size, int16_t *block)
225 {
226     int i;
227
228     /* IDCT4 on each line */
229     for(i=0; i<4; i++) {
230         idct4row(block + i*8);
231     }
232
233     /* IDCT4 and store */
234     for(i=0; i<4; i++){
235         idct4col_add(dest + i, line_size, block + i);
236     }
237 }
238
239 void ff_prores_idct(int16_t *block, const int16_t *qmat)
240 {
241     int i;
242
243     for (i = 0; i < 64; i++)
244         block[i] *= qmat[i];
245
246     for (i = 0; i < 8; i++)
247         idctRowCondDC_extrashift_10(block + i*8, 2);
248
249     for (i = 0; i < 8; i++) {
250         block[i] += 8192;
251         idctSparseCol_extrashift_10(block + i);
252     }
253 }