git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/dct.c

   1 /*
   2  * (I)DCT Transforms
   3  * Copyright (c) 2009 Peter Ross <pross@xvid.org>
   4  * Copyright (c) 2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
   5  * Copyright (c) 2010 Vitor Sessak
   6  *
   7  * This file is part of Libav.
   8  *
   9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  22  */
  23
  24 /**
  25  * @file
  26  * (Inverse) Discrete Cosine Transforms. These are also known as the
  27  * type II and type III DCTs respectively.
  28  */
  29
  30 #include <math.h>
  31 #include "libavutil/mathematics.h"
  32 #include "fft.h"
  33 #include "x86/fft.h"
  34
  35 #define DCT32_FLOAT
  36 #include "dct32.c"
  37
  38 /* sin((M_PI * x / (2*n)) */
  39 #define SIN(s,n,x) (s->costab[(n) - (x)])
  40
  41 /* cos((M_PI * x / (2*n)) */
  42 #define COS(s,n,x) (s->costab[x])
  43
  44 static void ff_dst_calc_I_c(DCTContext *ctx, FFTSample *data)
  45 {
  46     int n = 1 << ctx->nbits;
  47     int i;
  48
  49     data[0] = 0;
  50     for(i = 1; i < n/2; i++) {
  51         float tmp1 = data[i    ];
  52         float tmp2 = data[n - i];
  53         float s = SIN(ctx, n, 2*i);
  54
  55         s *= tmp1 + tmp2;
  56         tmp1 = (tmp1 - tmp2) * 0.5f;
  57         data[i    ] = s + tmp1;
  58         data[n - i] = s - tmp1;
  59     }
  60
  61     data[n/2] *= 2;
  62     ff_rdft_calc(&ctx->rdft, data);
  63
  64     data[0] *= 0.5f;
  65
  66     for(i = 1; i < n-2; i += 2) {
  67         data[i + 1] += data[i - 1];
  68         data[i    ] = -data[i + 2];
  69     }
  70
  71     data[n-1] = 0;
  72 }
  73
  74 static void ff_dct_calc_I_c(DCTContext *ctx, FFTSample *data)
  75 {
  76     int n = 1 << ctx->nbits;
  77     int i;
  78     float next = -0.5f * (data[0] - data[n]);
  79
  80     for(i = 0; i < n/2; i++) {
  81         float tmp1 = data[i    ];
  82         float tmp2 = data[n - i];
  83         float s = SIN(ctx, n, 2*i);
  84         float c = COS(ctx, n, 2*i);
  85
  86         c *= tmp1 - tmp2;
  87         s *= tmp1 - tmp2;
  88
  89         next += c;
  90
  91         tmp1 = (tmp1 + tmp2) * 0.5f;
  92         data[i    ] = tmp1 - s;
  93         data[n - i] = tmp1 + s;
  94     }
  95
  96     ff_rdft_calc(&ctx->rdft, data);
  97     data[n] = data[1];
  98     data[1] = next;
  99
 100     for(i = 3; i <= n; i += 2)
 101         data[i] = data[i - 2] - data[i];
 102 }
 103
 104 static void ff_dct_calc_III_c(DCTContext *ctx, FFTSample *data)
 105 {
 106     int n = 1 << ctx->nbits;
 107     int i;
 108
 109     float next = data[n - 1];
 110     float inv_n = 1.0f / n;
 111
 112     for (i = n - 2; i >= 2; i -= 2) {
 113         float val1 = data[i    ];
 114         float val2 = data[i - 1] - data[i + 1];
 115         float c = COS(ctx, n, i);
 116         float s = SIN(ctx, n, i);
 117
 118         data[i    ] = c * val1 + s * val2;
 119         data[i + 1] = s * val1 - c * val2;
 120     }
 121
 122     data[1] = 2 * next;
 123
 124     ff_rdft_calc(&ctx->rdft, data);
 125
 126     for (i = 0; i < n / 2; i++) {
 127         float tmp1 = data[i        ] * inv_n;
 128         float tmp2 = data[n - i - 1] * inv_n;
 129         float csc = ctx->csc2[i] * (tmp1 - tmp2);
 130
 131         tmp1 += tmp2;
 132         data[i        ] = tmp1 + csc;
 133         data[n - i - 1] = tmp1 - csc;
 134     }
 135 }
 136
 137 static void ff_dct_calc_II_c(DCTContext *ctx, FFTSample *data)
 138 {
 139     int n = 1 << ctx->nbits;
 140     int i;
 141     float next;
 142
 143     for (i=0; i < n/2; i++) {
 144         float tmp1 = data[i        ];
 145         float tmp2 = data[n - i - 1];
 146         float s = SIN(ctx, n, 2*i + 1);
 147
 148         s *= tmp1 - tmp2;
 149         tmp1 = (tmp1 + tmp2) * 0.5f;
 150
 151         data[i    ] = tmp1 + s;
 152         data[n-i-1] = tmp1 - s;
 153     }
 154
 155     ff_rdft_calc(&ctx->rdft, data);
 156
 157     next = data[1] * 0.5;
 158     data[1] *= -1;
 159
 160     for (i = n - 2; i >= 0; i -= 2) {
 161         float inr = data[i    ];
 162         float ini = data[i + 1];
 163         float c = COS(ctx, n, i);
 164         float s = SIN(ctx, n, i);
 165
 166         data[i  ] = c * inr + s * ini;
 167
 168         data[i+1] = next;
 169
 170         next +=     s * inr - c * ini;
 171     }
 172 }
 173
 174 static void dct32_func(DCTContext *ctx, FFTSample *data)
 175 {
 176     ctx->dct32(data, data);
 177 }
 178
 179 void ff_dct_calc(DCTContext *s, FFTSample *data)
 180 {
 181     s->dct_calc(s, data);
 182 }
 183
 184 av_cold int ff_dct_init(DCTContext *s, int nbits, enum DCTTransformType inverse)
 185 {
 186     int n = 1 << nbits;
 187     int i;
 188
 189     s->nbits    = nbits;
 190     s->inverse  = inverse;
 191
 192     ff_init_ff_cos_tabs(nbits+2);
 193
 194     s->costab = ff_cos_tabs[nbits+2];
 195
 196     s->csc2 = av_malloc(n/2 * sizeof(FFTSample));
 197
 198     if (ff_rdft_init(&s->rdft, nbits, inverse == DCT_III) < 0) {
 199         av_free(s->csc2);
 200         return -1;
 201     }
 202
 203     for (i = 0; i < n/2; i++)
 204         s->csc2[i] = 0.5 / sin((M_PI / (2*n) * (2*i + 1)));
 205
 206     switch(inverse) {
 207     case DCT_I  : s->dct_calc = ff_dct_calc_I_c; break;
 208     case DCT_II : s->dct_calc = ff_dct_calc_II_c ; break;
 209     case DCT_III: s->dct_calc = ff_dct_calc_III_c; break;
 210     case DST_I  : s->dct_calc = ff_dst_calc_I_c; break;
 211     }
 212
 213     if (inverse == DCT_II && nbits == 5)
 214         s->dct_calc = dct32_func;
 215
 216     s->dct32 = dct32;
 217     if (HAVE_MMX)     ff_dct_init_mmx(s);
 218
 219     return 0;
 220 }
 221
 222 av_cold void ff_dct_end(DCTContext *s)
 223 {
 224     ff_rdft_end(&s->rdft);
 225     av_free(s->csc2);
 226 }