src/lib/openmj2/dwt.c

   1 /*
   2  * The copyright in this software is being made available under the 2-clauses
   3  * BSD License, included below. This software may be subject to other third
   4  * party and contributor rights, including patent rights, and no such rights
   5  * are granted under this license.
   6  *
   7  * Copyright (c) 2002-2014, Universite catholique de Louvain (UCL), Belgium
   8  * Copyright (c) 2002-2014, Professor Benoit Macq
   9  * Copyright (c) 2001-2003, David Janssens
  10  * Copyright (c) 2002-2003, Yannick Verschueren
  11  * Copyright (c) 2003-2007, Francois-Olivier Devaux
  12  * Copyright (c) 2003-2014, Antonin Descampe
  13  * Copyright (c) 2005, Herve Drolon, FreeImage Team
  14  * Copyright (c) 2007, Jonathan Ballard <dzonatas@dzonux.net>
  15  * Copyright (c) 2007, Callum Lerwick <seg@haxxed.com>
  16  * All rights reserved.
  17  *
  18  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  19  * modification, are permitted provided that the following conditions
  20  * are met:
  21  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  23  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  24  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  25  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS `AS IS'
  28  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
  31  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  32  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  33  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  34  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  35  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  36  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  37  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  38  */
  39
  40 #ifdef __SSE__
  41 #include <xmmintrin.h>
  42 #endif
  43
  44 #include "opj_includes.h"
  45
  46 /** @defgroup DWT DWT - Implementation of a discrete wavelet transform */
  47 /*@{*/
  48
  49 #define WS(i) v->mem[(i)*2]
  50 #define WD(i) v->mem[(1+(i)*2)]
  51
  52 /** @name Local data structures */
  53 /*@{*/
  54
  55 typedef struct dwt_local {
  56         int* mem;
  57         int dn;
  58         int sn;
  59         int cas;
  60 } dwt_t;
  61
  62 typedef union {
  63         float   f[4];
  64 } v4;
  65
  66 typedef struct v4dwt_local {
  67         v4*     wavelet ;
  68         int             dn ;
  69         int             sn ;
  70         int             cas ;
  71 } v4dwt_t ;
  72
  73 static const float dwt_alpha =  1.586134342f; /*  12994 */
  74 static const float dwt_beta  =  0.052980118f; /*    434 */
  75 static const float dwt_gamma = -0.882911075f; /*  -7233 */
  76 static const float dwt_delta = -0.443506852f; /*  -3633 */
  77
  78 static const float K      = 1.230174105f; /*  10078 */
  79 /* FIXME: What is this constant? */
  80 static const float c13318 = 1.625732422f;
  81
  82 /*@}*/
  83
  84 /**
  85 Virtual function type for wavelet transform in 1-D
  86 */
  87 typedef void (*DWT1DFN)(dwt_t* v);
  88
  89 /** @name Local static functions */
  90 /*@{*/
  91
  92 /**
  93 Forward lazy transform (horizontal)
  94 */
  95 static void dwt_deinterleave_h(int *a, int *b, int dn, int sn, int cas);
  96 /**
  97 Forward lazy transform (vertical)
  98 */
  99 static void dwt_deinterleave_v(int *a, int *b, int dn, int sn, int x, int cas);
 100 /**
 101 Inverse lazy transform (horizontal)
 102 */
 103 static void dwt_interleave_h(dwt_t* h, int *a);
 104 /**
 105 Inverse lazy transform (vertical)
 106 */
 107 static void dwt_interleave_v(dwt_t* v, int *a, int x);
 108 /**
 109 Forward 5-3 wavelet transform in 1-D
 110 */
 111 static void dwt_encode_1(int *a, int dn, int sn, int cas);
 112 /**
 113 Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D
 114 */
 115 static void dwt_decode_1(dwt_t *v);
 116 /**
 117 Forward 9-7 wavelet transform in 1-D
 118 */
 119 static void dwt_encode_1_real(int *a, int dn, int sn, int cas);
 120 /**
 121 Explicit calculation of the Quantization Stepsizes
 122 */
 123 static void dwt_encode_stepsize(int stepsize, int numbps, opj_stepsize_t *bandno_stepsize);
 124 /**
 125 Inverse wavelet transform in 2-D.
 126 */
 127 static void dwt_decode_tile(opj_tcd_tilecomp_t* tilec, int i, DWT1DFN fn);
 128
 129 /*@}*/
 130
 131 /*@}*/
 132
 133 #define S(i) a[(i)*2]
 134 #define D(i) a[(1+(i)*2)]
 135 #define S_(i) ((i)<0?S(0):((i)>=sn?S(sn-1):S(i)))
 136 #define D_(i) ((i)<0?D(0):((i)>=dn?D(dn-1):D(i)))
 137 /* new */
 138 #define SS_(i) ((i)<0?S(0):((i)>=dn?S(dn-1):S(i)))
 139 #define DD_(i) ((i)<0?D(0):((i)>=sn?D(sn-1):D(i)))
 140
 141 /* <summary>                                                              */
 142 /* This table contains the norms of the 5-3 wavelets for different bands. */
 143 /* </summary>                                                             */
 144 static const double dwt_norms[4][10] = {
 145         {1.000, 1.500, 2.750, 5.375, 10.68, 21.34, 42.67, 85.33, 170.7, 341.3},
 146         {1.038, 1.592, 2.919, 5.703, 11.33, 22.64, 45.25, 90.48, 180.9},
 147         {1.038, 1.592, 2.919, 5.703, 11.33, 22.64, 45.25, 90.48, 180.9},
 148         {.7186, .9218, 1.586, 3.043, 6.019, 12.01, 24.00, 47.97, 95.93}
 149 };
 150
 151 /* <summary>                                                              */
 152 /* This table contains the norms of the 9-7 wavelets for different bands. */
 153 /* </summary>                                                             */
 154 static const double dwt_norms_real[4][10] = {
 155         {1.000, 1.965, 4.177, 8.403, 16.90, 33.84, 67.69, 135.3, 270.6, 540.9},
 156         {2.022, 3.989, 8.355, 17.04, 34.27, 68.63, 137.3, 274.6, 549.0},
 157         {2.022, 3.989, 8.355, 17.04, 34.27, 68.63, 137.3, 274.6, 549.0},
 158         {2.080, 3.865, 8.307, 17.18, 34.71, 69.59, 139.3, 278.6, 557.2}
 159 };
 160
 161 /*
 162 ==========================================================
 163    local functions
 164 ==========================================================
 165 */
 166
 167 /* <summary>                                     */
 168 /* Forward lazy transform (horizontal).  */
 169 /* </summary>                            */
 170 static void dwt_deinterleave_h(int *a, int *b, int dn, int sn, int cas) {
 171         int i;
 172     for (i=0; i<sn; i++) b[i]=a[2*i+cas];
 173     for (i=0; i<dn; i++) b[sn+i]=a[(2*i+1-cas)];
 174 }
 175
 176 /* <summary>                             */
 177 /* Forward lazy transform (vertical).    */
 178 /* </summary>                            */
 179 static void dwt_deinterleave_v(int *a, int *b, int dn, int sn, int x, int cas) {
 180     int i;
 181     for (i=0; i<sn; i++) b[i*x]=a[2*i+cas];
 182     for (i=0; i<dn; i++) b[(sn+i)*x]=a[(2*i+1-cas)];
 183 }
 184
 185 /* <summary>                             */
 186 /* Inverse lazy transform (horizontal).  */
 187 /* </summary>                            */
 188 static void dwt_interleave_h(dwt_t* h, int *a) {
 189     int *ai = a;
 190     int *bi = h->mem + h->cas;
 191     int  i      = h->sn;
 192     while( i-- ) {
 193       *bi = *(ai++);
 194           bi += 2;
 195     }
 196     ai  = a + h->sn;
 197     bi  = h->mem + 1 - h->cas;
 198     i   = h->dn ;
 199     while( i-- ) {
 200       *bi = *(ai++);
 201           bi += 2;
 202     }
 203 }
 204
 205 /* <summary>                             */
 206 /* Inverse lazy transform (vertical).    */
 207 /* </summary>                            */
 208 static void dwt_interleave_v(dwt_t* v, int *a, int x) {
 209     int *ai = a;
 210     int *bi = v->mem + v->cas;
 211     int  i = v->sn;
 212     while( i-- ) {
 213       *bi = *ai;
 214           bi += 2;
 215           ai += x;
 216     }
 217     ai = a + (v->sn * x);
 218     bi = v->mem + 1 - v->cas;
 219     i = v->dn ;
 220     while( i-- ) {
 221       *bi = *ai;
 222           bi += 2;
 223           ai += x;
 224     }
 225 }
 226
 227
 228 /* <summary>                            */
 229 /* Forward 5-3 wavelet transform in 1-D. */
 230 /* </summary>                           */
 231 static void dwt_encode_1(int *a, int dn, int sn, int cas) {
 232         int i;
 233
 234         if (!cas) {
 235                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
 236                         for (i = 0; i < dn; i++) D(i) -= (S_(i) + S_(i + 1)) >> 1;
 237                         for (i = 0; i < sn; i++) S(i) += (D_(i - 1) + D_(i) + 2) >> 2;
 238                 }
 239         } else {
 240                 if (!sn && dn == 1)                 /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
 241                         S(0) *= 2;
 242                 else {
 243                         for (i = 0; i < dn; i++) S(i) -= (DD_(i) + DD_(i - 1)) >> 1;
 244                         for (i = 0; i < sn; i++) D(i) += (SS_(i) + SS_(i + 1) + 2) >> 2;
 245                 }
 246         }
 247 }
 248
 249 /* <summary>                            */
 250 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D. */
 251 /* </summary>                           */
 252 static void dwt_decode_1_(int *a, int dn, int sn, int cas) {
 253         int i;
 254
 255         if (!cas) {
 256                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) { /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
 257                         for (i = 0; i < sn; i++) S(i) -= (D_(i - 1) + D_(i) + 2) >> 2;
 258                         for (i = 0; i < dn; i++) D(i) += (S_(i) + S_(i + 1)) >> 1;
 259                 }
 260         } else {
 261                 if (!sn  && dn == 1)          /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
 262                         S(0) /= 2;
 263                 else {
 264                         for (i = 0; i < sn; i++) D(i) -= (SS_(i) + SS_(i + 1) + 2) >> 2;
 265                         for (i = 0; i < dn; i++) S(i) += (DD_(i) + DD_(i - 1)) >> 1;
 266                 }
 267         }
 268 }
 269
 270 /* <summary>                            */
 271 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 1-D. */
 272 /* </summary>                           */
 273 static void dwt_decode_1(dwt_t *v) {
 274         dwt_decode_1_(v->mem, v->dn, v->sn, v->cas);
 275 }
 276
 277 /* <summary>                             */
 278 /* Forward 9-7 wavelet transform in 1-D. */
 279 /* </summary>                            */
 280 static void dwt_encode_1_real(int *a, int dn, int sn, int cas) {
 281         int i;
 282         if (!cas) {
 283                 if ((dn > 0) || (sn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
 284                         for (i = 0; i < dn; i++)
 285                                 D(i) -= fix_mul(S_(i) + S_(i + 1), 12993);
 286                         for (i = 0; i < sn; i++)
 287                                 S(i) -= fix_mul(D_(i - 1) + D_(i), 434);
 288                         for (i = 0; i < dn; i++)
 289                                 D(i) += fix_mul(S_(i) + S_(i + 1), 7233);
 290                         for (i = 0; i < sn; i++)
 291                                 S(i) += fix_mul(D_(i - 1) + D_(i), 3633);
 292                         for (i = 0; i < dn; i++)
 293                                 D(i) = fix_mul(D(i), 5038);     /*5038 */
 294                         for (i = 0; i < sn; i++)
 295                                 S(i) = fix_mul(S(i), 6659);     /*6660 */
 296                 }
 297         } else {
 298                 if ((sn > 0) || (dn > 1)) {     /* NEW :  CASE ONE ELEMENT */
 299                         for (i = 0; i < dn; i++)
 300                                 S(i) -= fix_mul(DD_(i) + DD_(i - 1), 12993);
 301                         for (i = 0; i < sn; i++)
 302                                 D(i) -= fix_mul(SS_(i) + SS_(i + 1), 434);
 303                         for (i = 0; i < dn; i++)
 304                                 S(i) += fix_mul(DD_(i) + DD_(i - 1), 7233);
 305                         for (i = 0; i < sn; i++)
 306                                 D(i) += fix_mul(SS_(i) + SS_(i + 1), 3633);
 307                         for (i = 0; i < dn; i++)
 308                                 S(i) = fix_mul(S(i), 5038);     /*5038 */
 309                         for (i = 0; i < sn; i++)
 310                                 D(i) = fix_mul(D(i), 6659);     /*6660 */
 311                 }
 312         }
 313 }
 314
 315 static void dwt_encode_stepsize(int stepsize, int numbps, opj_stepsize_t *bandno_stepsize) {
 316         int p, n;
 317         p = int_floorlog2(stepsize) - 13;
 318         n = 11 - int_floorlog2(stepsize);
 319         bandno_stepsize->mant = (n < 0 ? stepsize >> -n : stepsize << n) & 0x7ff;
 320         bandno_stepsize->expn = numbps - p;
 321 }
 322
 323 /*
 324 ==========================================================
 325    DWT interface
 326 ==========================================================
 327 */
 328
 329 /* <summary>                            */
 330 /* Forward 5-3 wavelet transform in 2-D. */
 331 /* </summary>                           */
 332 void dwt_encode(opj_tcd_tilecomp_t * tilec) {
 333         int i, j, k;
 334         int *a = NULL;
 335         int *aj = NULL;
 336         int *bj = NULL;
 337         int w, l;
 338
 339         w = tilec->x1-tilec->x0;
 340         l = tilec->numresolutions-1;
 341         a = tilec->data;
 342
 343         for (i = 0; i < l; i++) {
 344                 int rw;                 /* width of the resolution level computed                                                           */
 345                 int rh;                 /* height of the resolution level computed                                                          */
 346                 int rw1;                /* width of the resolution level once lower than computed one                                       */
 347                 int rh1;                /* height of the resolution level once lower than computed one                                      */
 348                 int cas_col;    /* 0 = non inversion on horizontal filtering 1 = inversion between low-pass and high-pass filtering */
 349                 int cas_row;    /* 0 = non inversion on vertical filtering 1 = inversion between low-pass and high-pass filtering   */
 350                 int dn, sn;
 351
 352                 rw = tilec->resolutions[l - i].x1 - tilec->resolutions[l - i].x0;
 353                 rh = tilec->resolutions[l - i].y1 - tilec->resolutions[l - i].y0;
 354                 rw1= tilec->resolutions[l - i - 1].x1 - tilec->resolutions[l - i - 1].x0;
 355                 rh1= tilec->resolutions[l - i - 1].y1 - tilec->resolutions[l - i - 1].y0;
 356
 357                 cas_row = tilec->resolutions[l - i].x0 % 2;
 358                 cas_col = tilec->resolutions[l - i].y0 % 2;
 359
 360                 sn = rh1;
 361                 dn = rh - rh1;
 362                 bj = (int*)opj_malloc(rh * sizeof(int));
 363                 for (j = 0; j < rw; j++) {
 364                         aj = a + j;
 365                         for (k = 0; k < rh; k++)  bj[k] = aj[k*w];
 366                         dwt_encode_1(bj, dn, sn, cas_col);
 367                         dwt_deinterleave_v(bj, aj, dn, sn, w, cas_col);
 368                 }
 369                 opj_free(bj);
 370
 371                 sn = rw1;
 372                 dn = rw - rw1;
 373                 bj = (int*)opj_malloc(rw * sizeof(int));
 374                 for (j = 0; j < rh; j++) {
 375                         aj = a + j * w;
 376                         for (k = 0; k < rw; k++)  bj[k] = aj[k];
 377                         dwt_encode_1(bj, dn, sn, cas_row);
 378                         dwt_deinterleave_h(bj, aj, dn, sn, cas_row);
 379                 }
 380                 opj_free(bj);
 381         }
 382 }
 383
 384
 385 /* <summary>                            */
 386 /* Inverse 5-3 wavelet transform in 2-D. */
 387 /* </summary>                           */
 388 void dwt_decode(opj_tcd_tilecomp_t* tilec, int numres) {
 389         dwt_decode_tile(tilec, numres, &dwt_decode_1);
 390 }
 391
 392
 393 /* <summary>                          */
 394 /* Get gain of 5-3 wavelet transform. */
 395 /* </summary>                         */
 396 int dwt_getgain(int orient) {
 397         if (orient == 0)
 398                 return 0;
 399         if (orient == 1 || orient == 2)
 400                 return 1;
 401         return 2;
 402 }
 403
 404 /* <summary>                */
 405 /* Get norm of 5-3 wavelet. */
 406 /* </summary>               */
 407 double dwt_getnorm(int level, int orient) {
 408         return dwt_norms[orient][level];
 409 }
 410
 411 /* <summary>                             */
 412 /* Forward 9-7 wavelet transform in 2-D. */
 413 /* </summary>                            */
 414
 415 void dwt_encode_real(opj_tcd_tilecomp_t * tilec) {
 416         int i, j, k;
 417         int *a = NULL;
 418         int *aj = NULL;
 419         int *bj = NULL;
 420         int w, l;
 421
 422         w = tilec->x1-tilec->x0;
 423         l = tilec->numresolutions-1;
 424         a = tilec->data;
 425
 426         for (i = 0; i < l; i++) {
 427                 int rw;                 /* width of the resolution level computed                                                     */
 428                 int rh;                 /* height of the resolution level computed                                                    */
 429                 int rw1;                /* width of the resolution level once lower than computed one                                 */
 430                 int rh1;                /* height of the resolution level once lower than computed one                                */
 431                 int cas_col;    /* 0 = non inversion on horizontal filtering 1 = inversion between low-pass and high-pass filtering */
 432                 int cas_row;    /* 0 = non inversion on vertical filtering 1 = inversion between low-pass and high-pass filtering   */
 433                 int dn, sn;
 434
 435                 rw = tilec->resolutions[l - i].x1 - tilec->resolutions[l - i].x0;
 436                 rh = tilec->resolutions[l - i].y1 - tilec->resolutions[l - i].y0;
 437                 rw1= tilec->resolutions[l - i - 1].x1 - tilec->resolutions[l - i - 1].x0;
 438                 rh1= tilec->resolutions[l - i - 1].y1 - tilec->resolutions[l - i - 1].y0;
 439
 440                 cas_row = tilec->resolutions[l - i].x0 % 2;
 441                 cas_col = tilec->resolutions[l - i].y0 % 2;
 442
 443                 sn = rh1;
 444                 dn = rh - rh1;
 445                 bj = (int*)opj_malloc(rh * sizeof(int));
 446                 for (j = 0; j < rw; j++) {
 447                         aj = a + j;
 448                         for (k = 0; k < rh; k++)  bj[k] = aj[k*w];
 449                         dwt_encode_1_real(bj, dn, sn, cas_col);
 450                         dwt_deinterleave_v(bj, aj, dn, sn, w, cas_col);
 451                 }
 452                 opj_free(bj);
 453
 454                 sn = rw1;
 455                 dn = rw - rw1;
 456                 bj = (int*)opj_malloc(rw * sizeof(int));
 457                 for (j = 0; j < rh; j++) {
 458                         aj = a + j * w;
 459                         for (k = 0; k < rw; k++)  bj[k] = aj[k];
 460                         dwt_encode_1_real(bj, dn, sn, cas_row);
 461                         dwt_deinterleave_h(bj, aj, dn, sn, cas_row);
 462                 }
 463                 opj_free(bj);
 464         }
 465 }
 466
 467
 468 /* <summary>                          */
 469 /* Get gain of 9-7 wavelet transform. */
 470 /* </summary>                         */
 471 int dwt_getgain_real(int orient) {
 472         (void)orient;
 473         return 0;
 474 }
 475
 476 /* <summary>                */
 477 /* Get norm of 9-7 wavelet. */
 478 /* </summary>               */
 479 double dwt_getnorm_real(int level, int orient) {
 480         return dwt_norms_real[orient][level];
 481 }
 482
 483 void dwt_calc_explicit_stepsizes(opj_tccp_t * tccp, int prec) {
 484         int numbands, bandno;
 485         numbands = 3 * tccp->numresolutions - 2;
 486         for (bandno = 0; bandno < numbands; bandno++) {
 487                 double stepsize;
 488                 int resno, level, orient, gain;
 489
 490                 resno = (bandno == 0) ? 0 : ((bandno - 1) / 3 + 1);
 491                 orient = (bandno == 0) ? 0 : ((bandno - 1) % 3 + 1);
 492                 level = tccp->numresolutions - 1 - resno;
 493                 gain = (tccp->qmfbid == 0) ? 0 : ((orient == 0) ? 0 : (((orient == 1) || (orient == 2)) ? 1 : 2));
 494                 if (tccp->qntsty == J2K_CCP_QNTSTY_NOQNT) {
 495                         stepsize = 1.0;
 496                 } else {
 497                         double norm = dwt_norms_real[orient][level];
 498                         stepsize = (1 << (gain)) / norm;
 499                 }
 500                 dwt_encode_stepsize((int) floor(stepsize * 8192.0), prec + gain, &tccp->stepsizes[bandno]);
 501         }
 502 }
 503
 504
 505 /* <summary>                             */
 506 /* Determine maximum computed resolution level for inverse wavelet transform */
 507 /* </summary>                            */
 508 static int dwt_decode_max_resolution(opj_tcd_resolution_t* restrict r, int i) {
 509         int mr  = 1;
 510         int w;
 511         while( --i ) {
 512                 r++;
 513                 if( mr < ( w = r->x1 - r->x0 ) )
 514                         mr = w ;
 515                 if( mr < ( w = r->y1 - r->y0 ) )
 516                         mr = w ;
 517         }
 518         return mr ;
 519 }
 520
 521
 522 /* <summary>                            */
 523 /* Inverse wavelet transform in 2-D.     */
 524 /* </summary>                           */
 525 static void dwt_decode_tile(opj_tcd_tilecomp_t* tilec, int numres, DWT1DFN dwt_1D) {
 526         dwt_t h;
 527         dwt_t v;
 528
 529         opj_tcd_resolution_t* tr = tilec->resolutions;
 530
 531         int rw = tr->x1 - tr->x0;       /* width of the resolution level computed */
 532         int rh = tr->y1 - tr->y0;       /* height of the resolution level computed */
 533
 534         int w = tilec->x1 - tilec->x0;
 535
 536         h.mem = (int*)opj_aligned_malloc(dwt_decode_max_resolution(tr, numres) * sizeof(int));
 537         v.mem = h.mem;
 538
 539         while( --numres) {
 540                 int * restrict tiledp = tilec->data;
 541                 int j;
 542
 543                 ++tr;
 544                 h.sn = rw;
 545                 v.sn = rh;
 546
 547                 rw = tr->x1 - tr->x0;
 548                 rh = tr->y1 - tr->y0;
 549
 550                 h.dn = rw - h.sn;
 551                 h.cas = tr->x0 % 2;
 552
 553                 for(j = 0; j < rh; ++j) {
 554                         dwt_interleave_h(&h, &tiledp[j*w]);
 555                         (dwt_1D)(&h);
 556                         memcpy(&tiledp[j*w], h.mem, rw * sizeof(int));
 557                 }
 558
 559                 v.dn = rh - v.sn;
 560                 v.cas = tr->y0 % 2;
 561
 562                 for(j = 0; j < rw; ++j){
 563                         int k;
 564                         dwt_interleave_v(&v, &tiledp[j], w);
 565                         (dwt_1D)(&v);
 566                         for(k = 0; k < rh; ++k) {
 567                                 tiledp[k * w + j] = v.mem[k];
 568                         }
 569                 }
 570         }
 571         opj_aligned_free(h.mem);
 572 }
 573
 574 static void v4dwt_interleave_h(v4dwt_t* restrict w, float* restrict a, int x, int size){
 575         float* restrict bi = (float*) (w->wavelet + w->cas);
 576         int count = w->sn;
 577         int i, k;
 578         for(k = 0; k < 2; ++k){
 579                 if (count + 3 * x < size && ((size_t) a & 0x0f) == 0 && ((size_t) bi & 0x0f) == 0 && (x & 0x0f) == 0) {
 580                         /* Fast code path */
 581                         for(i = 0; i < count; ++i){
 582                                 int j = i;
 583                                 bi[i*8    ] = a[j];
 584                                 j += x;
 585                                 bi[i*8 + 1] = a[j];
 586                                 j += x;
 587                                 bi[i*8 + 2] = a[j];
 588                                 j += x;
 589                                 bi[i*8 + 3] = a[j];
 590                         }
 591                 } else {
 592                         /* Slow code path */
 593                 for(i = 0; i < count; ++i){
 594                         int j = i;
 595                         bi[i*8    ] = a[j];
 596                         j += x;
 597                         if(j > size) continue;
 598                         bi[i*8 + 1] = a[j];
 599                         j += x;
 600                         if(j > size) continue;
 601                         bi[i*8 + 2] = a[j];
 602                         j += x;
 603                         if(j > size) continue;
 604                         bi[i*8 + 3] = a[j];
 605                 }
 606                 }
 607                 bi = (float*) (w->wavelet + 1 - w->cas);
 608                 a += w->sn;
 609                 size -= w->sn;
 610                 count = w->dn;
 611         }
 612 }
 613
 614 static void v4dwt_interleave_v(v4dwt_t* restrict v , float* restrict a , int x){
 615         v4* restrict bi = v->wavelet + v->cas;
 616         int i;
 617         for(i = 0; i < v->sn; ++i){
 618                 memcpy(&bi[i*2], &a[i*x], 4 * sizeof(float));
 619         }
 620         a += v->sn * x;
 621         bi = v->wavelet + 1 - v->cas;
 622         for(i = 0; i < v->dn; ++i){
 623                 memcpy(&bi[i*2], &a[i*x], 4 * sizeof(float));
 624         }
 625 }
 626
 627 #ifdef __SSE__
 628
 629 static void v4dwt_decode_step1_sse(v4* w, int count, const __m128 c){
 630         __m128* restrict vw = (__m128*) w;
 631         int i;
 632         /* 4x unrolled loop */
 633         for(i = 0; i < count >> 2; ++i){
 634                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
 635                 vw += 2;
 636                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
 637                 vw += 2;
 638                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
 639                 vw += 2;
 640                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
 641                 vw += 2;
 642         }
 643         count &= 3;
 644         for(i = 0; i < count; ++i){
 645                 *vw = _mm_mul_ps(*vw, c);
 646                 vw += 2;
 647         }
 648 }
 649
 650 static void v4dwt_decode_step2_sse(v4* l, v4* w, int k, int m, __m128 c){
 651         __m128* restrict vl = (__m128*) l;
 652         __m128* restrict vw = (__m128*) w;
 653         int i;
 654         __m128 tmp1, tmp2, tmp3;
 655         tmp1 = vl[0];
 656         for(i = 0; i < m; ++i){
 657                 tmp2 = vw[-1];
 658                 tmp3 = vw[ 0];
 659                 vw[-1] = _mm_add_ps(tmp2, _mm_mul_ps(_mm_add_ps(tmp1, tmp3), c));
 660                 tmp1 = tmp3;
 661                 vw += 2;
 662         }
 663         vl = vw - 2;
 664         if(m >= k){
 665                 return;
 666         }
 667         c = _mm_add_ps(c, c);
 668         c = _mm_mul_ps(c, vl[0]);
 669         for(; m < k; ++m){
 670                 __m128 tmp = vw[-1];
 671                 vw[-1] = _mm_add_ps(tmp, c);
 672                 vw += 2;
 673         }
 674 }
 675
 676 #else
 677
 678 static void v4dwt_decode_step1(v4* w, int count, const float c){
 679         float* restrict fw = (float*) w;
 680         int i;
 681         for(i = 0; i < count; ++i){
 682                 float tmp1 = fw[i*8    ];
 683                 float tmp2 = fw[i*8 + 1];
 684                 float tmp3 = fw[i*8 + 2];
 685                 float tmp4 = fw[i*8 + 3];
 686                 fw[i*8    ] = tmp1 * c;
 687                 fw[i*8 + 1] = tmp2 * c;
 688                 fw[i*8 + 2] = tmp3 * c;
 689                 fw[i*8 + 3] = tmp4 * c;
 690         }
 691 }
 692
 693 static void v4dwt_decode_step2(v4* l, v4* w, int k, int m, float c){
 694         float* restrict fl = (float*) l;
 695         float* restrict fw = (float*) w;
 696         int i;
 697         for(i = 0; i < m; ++i){
 698                 float tmp1_1 = fl[0];
 699                 float tmp1_2 = fl[1];
 700                 float tmp1_3 = fl[2];
 701                 float tmp1_4 = fl[3];
 702                 float tmp2_1 = fw[-4];
 703                 float tmp2_2 = fw[-3];
 704                 float tmp2_3 = fw[-2];
 705                 float tmp2_4 = fw[-1];
 706                 float tmp3_1 = fw[0];
 707                 float tmp3_2 = fw[1];
 708                 float tmp3_3 = fw[2];
 709                 float tmp3_4 = fw[3];
 710                 fw[-4] = tmp2_1 + ((tmp1_1 + tmp3_1) * c);
 711                 fw[-3] = tmp2_2 + ((tmp1_2 + tmp3_2) * c);
 712                 fw[-2] = tmp2_3 + ((tmp1_3 + tmp3_3) * c);
 713                 fw[-1] = tmp2_4 + ((tmp1_4 + tmp3_4) * c);
 714                 fl = fw;
 715                 fw += 8;
 716         }
 717         if(m < k){
 718                 float c1;
 719                 float c2;
 720                 float c3;
 721                 float c4;
 722                 c += c;
 723                 c1 = fl[0] * c;
 724                 c2 = fl[1] * c;
 725                 c3 = fl[2] * c;
 726                 c4 = fl[3] * c;
 727                 for(; m < k; ++m){
 728                         float tmp1 = fw[-4];
 729                         float tmp2 = fw[-3];
 730                         float tmp3 = fw[-2];
 731                         float tmp4 = fw[-1];
 732                         fw[-4] = tmp1 + c1;
 733                         fw[-3] = tmp2 + c2;
 734                         fw[-2] = tmp3 + c3;
 735                         fw[-1] = tmp4 + c4;
 736                         fw += 8;
 737                 }
 738         }
 739 }
 740
 741 #endif
 742
 743 /* <summary>                             */
 744 /* Inverse 9-7 wavelet transform in 1-D. */
 745 /* </summary>                            */
 746 static void v4dwt_decode(v4dwt_t* restrict dwt){
 747         int a, b;
 748         if(dwt->cas == 0) {
 749                 if(!((dwt->dn > 0) || (dwt->sn > 1))){
 750                         return;
 751                 }
 752                 a = 0;
 753                 b = 1;
 754         }else{
 755                 if(!((dwt->sn > 0) || (dwt->dn > 1))) {
 756                         return;
 757                 }
 758                 a = 1;
 759                 b = 0;
 760         }
 761 #ifdef __SSE__
 762         v4dwt_decode_step1_sse(dwt->wavelet+a, dwt->sn, _mm_set1_ps(K));
 763         v4dwt_decode_step1_sse(dwt->wavelet+b, dwt->dn, _mm_set1_ps(c13318));
 764         v4dwt_decode_step2_sse(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), _mm_set1_ps(dwt_delta));
 765         v4dwt_decode_step2_sse(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), _mm_set1_ps(dwt_gamma));
 766         v4dwt_decode_step2_sse(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), _mm_set1_ps(dwt_beta));
 767         v4dwt_decode_step2_sse(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), _mm_set1_ps(dwt_alpha));
 768 #else
 769         v4dwt_decode_step1(dwt->wavelet+a, dwt->sn, K);
 770         v4dwt_decode_step1(dwt->wavelet+b, dwt->dn, c13318);
 771         v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), dwt_delta);
 772         v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), dwt_gamma);
 773         v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+b, dwt->wavelet+a+1, dwt->sn, int_min(dwt->sn, dwt->dn-a), dwt_beta);
 774         v4dwt_decode_step2(dwt->wavelet+a, dwt->wavelet+b+1, dwt->dn, int_min(dwt->dn, dwt->sn-b), dwt_alpha);
 775 #endif
 776 }
 777
 778 /* <summary>                             */
 779 /* Inverse 9-7 wavelet transform in 2-D. */
 780 /* </summary>                            */
 781 void dwt_decode_real(opj_tcd_tilecomp_t* restrict tilec, int numres){
 782         v4dwt_t h;
 783         v4dwt_t v;
 784
 785         opj_tcd_resolution_t* res = tilec->resolutions;
 786
 787         int rw = res->x1 - res->x0;     /* width of the resolution level computed */
 788         int rh = res->y1 - res->y0;     /* height of the resolution level computed */
 789
 790         int w = tilec->x1 - tilec->x0;
 791
 792         h.wavelet = (v4*) opj_aligned_malloc((dwt_decode_max_resolution(res, numres)+5) * sizeof(v4));
 793         v.wavelet = h.wavelet;
 794
 795         while( --numres) {
 796                 float * restrict aj = (float*) tilec->data;
 797                 int bufsize = (tilec->x1 - tilec->x0) * (tilec->y1 - tilec->y0);
 798                 int j;
 799
 800                 h.sn = rw;
 801                 v.sn = rh;
 802
 803                 ++res;
 804
 805                 rw = res->x1 - res->x0; /* width of the resolution level computed */
 806                 rh = res->y1 - res->y0; /* height of the resolution level computed */
 807
 808                 h.dn = rw - h.sn;
 809                 h.cas = res->x0 % 2;
 810
 811                 for(j = rh; j > 3; j -= 4){
 812                         int k;
 813                         v4dwt_interleave_h(&h, aj, w, bufsize);
 814                         v4dwt_decode(&h);
 815                                 for(k = rw; --k >= 0;){
 816                                         aj[k    ] = h.wavelet[k].f[0];
 817                                         aj[k+w  ] = h.wavelet[k].f[1];
 818                                         aj[k+w*2] = h.wavelet[k].f[2];
 819                                         aj[k+w*3] = h.wavelet[k].f[3];
 820                                 }
 821                         aj += w*4;
 822                         bufsize -= w*4;
 823                 }
 824                 if (rh & 0x03) {
 825                                 int k;
 826                         j = rh & 0x03;
 827                         v4dwt_interleave_h(&h, aj, w, bufsize);
 828                         v4dwt_decode(&h);
 829                                 for(k = rw; --k >= 0;){
 830                                         switch(j) {
 831                                                 case 3: aj[k+w*2] = h.wavelet[k].f[2];
 832                                                 case 2: aj[k+w  ] = h.wavelet[k].f[1];
 833                                                 case 1: aj[k    ] = h.wavelet[k].f[0];
 834                                         }
 835                                 }
 836                         }
 837
 838                 v.dn = rh - v.sn;
 839                 v.cas = res->y0 % 2;
 840
 841                 aj = (float*) tilec->data;
 842                 for(j = rw; j > 3; j -= 4){
 843                         int k;
 844                         v4dwt_interleave_v(&v, aj, w);
 845                         v4dwt_decode(&v);
 846                                 for(k = 0; k < rh; ++k){
 847                                         memcpy(&aj[k*w], &v.wavelet[k], 4 * sizeof(float));
 848                                 }
 849                         aj += 4;
 850                 }
 851                 if (rw & 0x03){
 852                                 int k;
 853                         j = rw & 0x03;
 854                         v4dwt_interleave_v(&v, aj, w);
 855                         v4dwt_decode(&v);
 856                                 for(k = 0; k < rh; ++k){
 857                                         memcpy(&aj[k*w], &v.wavelet[k], j * sizeof(float));
 858                                 }
 859                         }
 860         }
 861
 862         opj_aligned_free(h.wavelet);
 863 }
 864