]> git.saurik.com Git - wxWidgets.git/blob - src/common/quantize.cpp
Don't trigger kill focus event twice
[wxWidgets.git] / src / common / quantize.cpp
1 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2 // Name:        src/common/quantize.cpp
3 // Purpose:     wxQuantize implementation
4 // Author:      Julian Smart
5 // Modified by:
6 // Created:     22/6/2000
7 // RCS-ID:      $Id$
8 // Copyright:   (c) Thomas G. Lane, Vaclav Slavik, Julian Smart
9 // Licence:     wxWindows licence + JPEG library licence
10 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
11
12 /*
13  * jquant2.c
14  *
15  * Copyright (C) 1991-1996, Thomas G. Lane.
16  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
17  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
18  *
19  * This file contains 2-pass color quantization (color mapping) routines.
20  * These routines provide selection of a custom color map for an image,
21  * followed by mapping of the image to that color map, with optional
22  * Floyd-Steinberg dithering.
23  * It is also possible to use just the second pass to map to an arbitrary
24  * externally-given color map.
25  *
26  * Note: ordered dithering is not supported, since there isn't any fast
27  * way to compute intercolor distances; it's unclear that ordered dither's
28  * fundamental assumptions even hold with an irregularly spaced color map.
29  */
30
31 /* modified by Vaclav Slavik for use as jpeglib-independent module */
32
33 // For compilers that support precompilation, includes "wx/wx.h".
34 #include "wx/wxprec.h"
35
36 #ifdef __BORLANDC__
37 #pragma hdrstop
38 #endif
39
40 #if wxUSE_IMAGE
41
42 #include "wx/quantize.h"
43
44 #ifndef WX_PRECOMP
45     #include "wx/palette.h"
46     #include "wx/image.h"
47 #endif
48
49 #ifdef __WXMSW__
50     #include "wx/msw/private.h"
51 #endif
52
53 #include <stdlib.h>
54 #include <string.h>
55
56 #if defined(__OS2__)
57 #define RGB_RED_OS2   0
58 #define RGB_GREEN_OS2 1
59 #define RGB_BLUE_OS2  2
60 #else
61 #define RGB_RED       0
62 #define RGB_GREEN     1
63 #define RGB_BLUE      2
64 #endif
65 #define RGB_PIXELSIZE 3
66
67 #define MAXJSAMPLE        255
68 #define CENTERJSAMPLE     128
69 #define BITS_IN_JSAMPLE   8
70 #define GETJSAMPLE(value) ((int) (value))
71
72 #define RIGHT_SHIFT(x,shft) ((x) >> (shft))
73
74 typedef unsigned short UINT16;
75 typedef signed short INT16;
76 #if !(defined(__WATCOMC__) && (defined(__WXMSW__) || defined(__WXMOTIF__)))
77 typedef signed int INT32;
78 #endif
79
80 typedef unsigned char JSAMPLE;
81 typedef JSAMPLE *JSAMPROW;
82 typedef JSAMPROW *JSAMPARRAY;
83 typedef unsigned int JDIMENSION;
84
85 typedef struct {
86         void *cquantize;
87         JDIMENSION output_width;
88         JSAMPARRAY colormap;
89         int actual_number_of_colors;
90         int desired_number_of_colors;
91         JSAMPLE *sample_range_limit, *srl_orig;
92 } j_decompress;
93
94 #if defined(__WINDOWS__) && !defined(__WXMICROWIN__)
95     #define JMETHOD(type,methodname,arglist)  type (__cdecl methodname) arglist
96 #else
97     #define JMETHOD(type,methodname,arglist)  type (methodname) arglist
98 #endif
99
100 typedef j_decompress *j_decompress_ptr;
101 struct jpeg_color_quantizer {
102   JMETHOD(void, start_pass, (j_decompress_ptr cinfo, bool is_pre_scan));
103   JMETHOD(void, color_quantize, (j_decompress_ptr cinfo,
104                  JSAMPARRAY input_buf, JSAMPARRAY output_buf,
105                  int num_rows));
106   JMETHOD(void, finish_pass, (j_decompress_ptr cinfo));
107   JMETHOD(void, new_color_map, (j_decompress_ptr cinfo));
108 };
109
110
111
112
113 /*
114  * This module implements the well-known Heckbert paradigm for color
115  * quantization.  Most of the ideas used here can be traced back to
116  * Heckbert's seminal paper
117  *   Heckbert, Paul.  "Color Image Quantization for Frame Buffer Display",
118  *   Proc. SIGGRAPH '82, Computer Graphics v.16 #3 (July 1982), pp 297-304.
119  *
120  * In the first pass over the image, we accumulate a histogram showing the
121  * usage count of each possible color.  To keep the histogram to a reasonable
122  * size, we reduce the precision of the input; typical practice is to retain
123  * 5 or 6 bits per color, so that 8 or 4 different input values are counted
124  * in the same histogram cell.
125  *
126  * Next, the color-selection step begins with a box representing the whole
127  * color space, and repeatedly splits the "largest" remaining box until we
128  * have as many boxes as desired colors.  Then the mean color in each
129  * remaining box becomes one of the possible output colors.
130  *
131  * The second pass over the image maps each input pixel to the closest output
132  * color (optionally after applying a Floyd-Steinberg dithering correction).
133  * This mapping is logically trivial, but making it go fast enough requires
134  * considerable care.
135  *
136  * Heckbert-style quantizers vary a good deal in their policies for choosing
137  * the "largest" box and deciding where to cut it.  The particular policies
138  * used here have proved out well in experimental comparisons, but better ones
139  * may yet be found.
140  *
141  * In earlier versions of the IJG code, this module quantized in YCbCr color
142  * space, processing the raw upsampled data without a color conversion step.
143  * This allowed the color conversion math to be done only once per colormap
144  * entry, not once per pixel.  However, that optimization precluded other
145  * useful optimizations (such as merging color conversion with upsampling)
146  * and it also interfered with desired capabilities such as quantizing to an
147  * externally-supplied colormap.  We have therefore abandoned that approach.
148  * The present code works in the post-conversion color space, typically RGB.
149  *
150  * To improve the visual quality of the results, we actually work in scaled
151  * RGB space, giving G distances more weight than R, and R in turn more than
152  * B.  To do everything in integer math, we must use integer scale factors.
153  * The 2/3/1 scale factors used here correspond loosely to the relative
154  * weights of the colors in the NTSC grayscale equation.
155  * If you want to use this code to quantize a non-RGB color space, you'll
156  * probably need to change these scale factors.
157  */
158
159 #define R_SCALE 2       /* scale R distances by this much */
160 #define G_SCALE 3       /* scale G distances by this much */
161 #define B_SCALE 1       /* and B by this much */
162
163 /* Relabel R/G/B as components 0/1/2, respecting the RGB ordering defined
164  * in jmorecfg.h.  As the code stands, it will do the right thing for R,G,B
165  * and B,G,R orders.  If you define some other weird order in jmorecfg.h,
166  * you'll get compile errors until you extend this logic.  In that case
167  * you'll probably want to tweak the histogram sizes too.
168  */
169
170 #if defined(__OS2__)
171
172 #if RGB_RED_OS2 == 0
173 #define C0_SCALE R_SCALE
174 #endif
175 #if RGB_BLUE_OS2 == 0
176 #define C0_SCALE B_SCALE
177 #endif
178 #if RGB_GREEN_OS2 == 1
179 #define C1_SCALE G_SCALE
180 #endif
181 #if RGB_RED_OS2 == 2
182 #define C2_SCALE R_SCALE
183 #endif
184 #if RGB_BLUE_OS2 == 2
185 #define C2_SCALE B_SCALE
186 #endif
187
188 #else
189
190 #if RGB_RED == 0
191 #define C0_SCALE R_SCALE
192 #endif
193 #if RGB_BLUE == 0
194 #define C0_SCALE B_SCALE
195 #endif
196 #if RGB_GREEN == 1
197 #define C1_SCALE G_SCALE
198 #endif
199 #if RGB_RED == 2
200 #define C2_SCALE R_SCALE
201 #endif
202 #if RGB_BLUE == 2
203 #define C2_SCALE B_SCALE
204 #endif
205
206 #endif
207
208 /*
209  * First we have the histogram data structure and routines for creating it.
210  *
211  * The number of bits of precision can be adjusted by changing these symbols.
212  * We recommend keeping 6 bits for G and 5 each for R and B.
213  * If you have plenty of memory and cycles, 6 bits all around gives marginally
214  * better results; if you are short of memory, 5 bits all around will save
215  * some space but degrade the results.
216  * To maintain a fully accurate histogram, we'd need to allocate a "long"
217  * (preferably unsigned long) for each cell.  In practice this is overkill;
218  * we can get by with 16 bits per cell.  Few of the cell counts will overflow,
219  * and clamping those that do overflow to the maximum value will give close-
220  * enough results.  This reduces the recommended histogram size from 256Kb
221  * to 128Kb, which is a useful savings on PC-class machines.
222  * (In the second pass the histogram space is re-used for pixel mapping data;
223  * in that capacity, each cell must be able to store zero to the number of
224  * desired colors.  16 bits/cell is plenty for that too.)
225  * Since the JPEG code is intended to run in small memory model on 80x86
226  * machines, we can't just allocate the histogram in one chunk.  Instead
227  * of a true 3-D array, we use a row of pointers to 2-D arrays.  Each
228  * pointer corresponds to a C0 value (typically 2^5 = 32 pointers) and
229  * each 2-D array has 2^6*2^5 = 2048 or 2^6*2^6 = 4096 entries.  Note that
230  * on 80x86 machines, the pointer row is in near memory but the actual
231  * arrays are in far memory (same arrangement as we use for image arrays).
232  */
233
234 #define MAXNUMCOLORS  (MAXJSAMPLE+1) /* maximum size of colormap */
235
236 /* These will do the right thing for either R,G,B or B,G,R color order,
237  * but you may not like the results for other color orders.
238  */
239 #define HIST_C0_BITS  5     /* bits of precision in R/B histogram */
240 #define HIST_C1_BITS  6     /* bits of precision in G histogram */
241 #define HIST_C2_BITS  5     /* bits of precision in B/R histogram */
242
243 /* Number of elements along histogram axes. */
244 #define HIST_C0_ELEMS  (1<<HIST_C0_BITS)
245 #define HIST_C1_ELEMS  (1<<HIST_C1_BITS)
246 #define HIST_C2_ELEMS  (1<<HIST_C2_BITS)
247
248 /* These are the amounts to shift an input value to get a histogram index. */
249 #define C0_SHIFT  (BITS_IN_JSAMPLE-HIST_C0_BITS)
250 #define C1_SHIFT  (BITS_IN_JSAMPLE-HIST_C1_BITS)
251 #define C2_SHIFT  (BITS_IN_JSAMPLE-HIST_C2_BITS)
252
253
254 typedef UINT16 histcell;    /* histogram cell; prefer an unsigned type */
255
256 typedef histcell  * histptr;    /* for pointers to histogram cells */
257
258 typedef histcell hist1d[HIST_C2_ELEMS]; /* typedefs for the array */
259 typedef hist1d  * hist2d;   /* type for the 2nd-level pointers */
260 typedef hist2d * hist3d;    /* type for top-level pointer */
261
262
263 /* Declarations for Floyd-Steinberg dithering.
264  *
265  * Errors are accumulated into the array fserrors[], at a resolution of
266  * 1/16th of a pixel count.  The error at a given pixel is propagated
267  * to its not-yet-processed neighbors using the standard F-S fractions,
268  *      ... (here)  7/16
269  *      3/16    5/16    1/16
270  * We work left-to-right on even rows, right-to-left on odd rows.
271  *
272  * We can get away with a single array (holding one row's worth of errors)
273  * by using it to store the current row's errors at pixel columns not yet
274  * processed, but the next row's errors at columns already processed.  We
275  * need only a few extra variables to hold the errors immediately around the
276  * current column.  (If we are lucky, those variables are in registers, but
277  * even if not, they're probably cheaper to access than array elements are.)
278  *
279  * The fserrors[] array has (#columns + 2) entries; the extra entry at
280  * each end saves us from special-casing the first and last pixels.
281  * Each entry is three values long, one value for each color component.
282  *
283  * Note: on a wide image, we might not have enough room in a PC's near data
284  * segment to hold the error array; so it is allocated with alloc_large.
285  */
286
287 #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
288 typedef INT16 FSERROR;      /* 16 bits should be enough */
289 typedef int LOCFSERROR;     /* use 'int' for calculation temps */
290 #else
291 typedef INT32 FSERROR;      /* may need more than 16 bits */
292 typedef INT32 LOCFSERROR;   /* be sure calculation temps are big enough */
293 #endif
294
295 typedef FSERROR  *FSERRPTR; /* pointer to error array (in  storage!) */
296
297
298 /* Private subobject */
299
300 typedef struct {
301
302    struct {
303        void (*finish_pass)(j_decompress_ptr);
304        void (*color_quantize)(j_decompress_ptr, JSAMPARRAY, JSAMPARRAY, int);
305        void (*start_pass)(j_decompress_ptr, bool);
306        void (*new_color_map)(j_decompress_ptr);
307    } pub;
308
309   /* Space for the eventually created colormap is stashed here */
310   JSAMPARRAY sv_colormap;   /* colormap allocated at init time */
311   int desired;          /* desired # of colors = size of colormap */
312
313   /* Variables for accumulating image statistics */
314   hist3d histogram;     /* pointer to the histogram */
315
316   bool needs_zeroed;        /* true if next pass must zero histogram */
317
318   /* Variables for Floyd-Steinberg dithering */
319   FSERRPTR fserrors;        /* accumulated errors */
320   bool on_odd_row;      /* flag to remember which row we are on */
321   int * error_limiter;      /* table for clamping the applied error */
322 } my_cquantizer;
323
324 typedef my_cquantizer * my_cquantize_ptr;
325
326
327 /*
328  * Prescan some rows of pixels.
329  * In this module the prescan simply updates the histogram, which has been
330  * initialized to zeroes by start_pass.
331  * An output_buf parameter is required by the method signature, but no data
332  * is actually output (in fact the buffer controller is probably passing a
333  * NULL pointer).
334  */
335
336 void
337 prescan_quantize (j_decompress_ptr cinfo, JSAMPARRAY input_buf,
338           JSAMPARRAY WXUNUSED(output_buf), int num_rows)
339 {
340   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
341   register JSAMPROW ptr;
342   register histptr histp;
343   register hist3d histogram = cquantize->histogram;
344   int row;
345   JDIMENSION col;
346   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
347
348   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
349     ptr = input_buf[row];
350     for (col = width; col > 0; col--) {
351
352       {
353
354           /* get pixel value and index into the histogram */
355           histp = & histogram[GETJSAMPLE(ptr[0]) >> C0_SHIFT]
356                  [GETJSAMPLE(ptr[1]) >> C1_SHIFT]
357                  [GETJSAMPLE(ptr[2]) >> C2_SHIFT];
358           /* increment, check for overflow and undo increment if so. */
359           if (++(*histp) <= 0)
360             (*histp)--;
361       }
362       ptr += 3;
363     }
364   }
365 }
366
367
368 /*
369  * Next we have the really interesting routines: selection of a colormap
370  * given the completed histogram.
371  * These routines work with a list of "boxes", each representing a rectangular
372  * subset of the input color space (to histogram precision).
373  */
374
375 typedef struct {
376   /* The bounds of the box (inclusive); expressed as histogram indexes */
377   int c0min, c0max;
378   int c1min, c1max;
379   int c2min, c2max;
380   /* The volume (actually 2-norm) of the box */
381   INT32 volume;
382   /* The number of nonzero histogram cells within this box */
383   long colorcount;
384 } box;
385
386 typedef box * boxptr;
387
388
389 boxptr
390 find_biggest_color_pop (boxptr boxlist, int numboxes)
391 /* Find the splittable box with the largest color population */
392 /* Returns NULL if no splittable boxes remain */
393 {
394   register boxptr boxp;
395   register int i;
396   register long maxc = 0;
397   boxptr which = NULL;
398
399   for (i = 0, boxp = boxlist; i < numboxes; i++, boxp++) {
400     if (boxp->colorcount > maxc && boxp->volume > 0) {
401       which = boxp;
402       maxc = boxp->colorcount;
403     }
404   }
405   return which;
406 }
407
408
409 boxptr
410 find_biggest_volume (boxptr boxlist, int numboxes)
411 /* Find the splittable box with the largest (scaled) volume */
412 /* Returns NULL if no splittable boxes remain */
413 {
414   register boxptr boxp;
415   register int i;
416   register INT32 maxv = 0;
417   boxptr which = NULL;
418
419   for (i = 0, boxp = boxlist; i < numboxes; i++, boxp++) {
420     if (boxp->volume > maxv) {
421       which = boxp;
422       maxv = boxp->volume;
423     }
424   }
425   return which;
426 }
427
428
429 void
430 update_box (j_decompress_ptr cinfo, boxptr boxp)
431 /* Shrink the min/max bounds of a box to enclose only nonzero elements, */
432 /* and recompute its volume and population */
433 {
434   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
435   hist3d histogram = cquantize->histogram;
436   histptr histp;
437   int c0,c1,c2;
438   int c0min,c0max,c1min,c1max,c2min,c2max;
439   INT32 dist0,dist1,dist2;
440   long ccount;
441
442   c0min = boxp->c0min;  c0max = boxp->c0max;
443   c1min = boxp->c1min;  c1max = boxp->c1max;
444   c2min = boxp->c2min;  c2max = boxp->c2max;
445
446   if (c0max > c0min)
447     for (c0 = c0min; c0 <= c0max; c0++)
448       for (c1 = c1min; c1 <= c1max; c1++) {
449     histp = & histogram[c0][c1][c2min];
450     for (c2 = c2min; c2 <= c2max; c2++)
451       if (*histp++ != 0) {
452         boxp->c0min = c0min = c0;
453         goto have_c0min;
454       }
455       }
456  have_c0min:
457   if (c0max > c0min)
458     for (c0 = c0max; c0 >= c0min; c0--)
459       for (c1 = c1min; c1 <= c1max; c1++) {
460     histp = & histogram[c0][c1][c2min];
461     for (c2 = c2min; c2 <= c2max; c2++)
462       if (*histp++ != 0) {
463         boxp->c0max = c0max = c0;
464         goto have_c0max;
465       }
466       }
467  have_c0max:
468   if (c1max > c1min)
469     for (c1 = c1min; c1 <= c1max; c1++)
470       for (c0 = c0min; c0 <= c0max; c0++) {
471     histp = & histogram[c0][c1][c2min];
472     for (c2 = c2min; c2 <= c2max; c2++)
473       if (*histp++ != 0) {
474         boxp->c1min = c1min = c1;
475         goto have_c1min;
476       }
477       }
478  have_c1min:
479   if (c1max > c1min)
480     for (c1 = c1max; c1 >= c1min; c1--)
481       for (c0 = c0min; c0 <= c0max; c0++) {
482     histp = & histogram[c0][c1][c2min];
483     for (c2 = c2min; c2 <= c2max; c2++)
484       if (*histp++ != 0) {
485         boxp->c1max = c1max = c1;
486         goto have_c1max;
487       }
488       }
489  have_c1max:
490   if (c2max > c2min)
491     for (c2 = c2min; c2 <= c2max; c2++)
492       for (c0 = c0min; c0 <= c0max; c0++) {
493     histp = & histogram[c0][c1min][c2];
494     for (c1 = c1min; c1 <= c1max; c1++, histp += HIST_C2_ELEMS)
495       if (*histp != 0) {
496         boxp->c2min = c2min = c2;
497         goto have_c2min;
498       }
499       }
500  have_c2min:
501   if (c2max > c2min)
502     for (c2 = c2max; c2 >= c2min; c2--)
503       for (c0 = c0min; c0 <= c0max; c0++) {
504     histp = & histogram[c0][c1min][c2];
505     for (c1 = c1min; c1 <= c1max; c1++, histp += HIST_C2_ELEMS)
506       if (*histp != 0) {
507         boxp->c2max = c2max = c2;
508         goto have_c2max;
509       }
510       }
511  have_c2max:
512
513   /* Update box volume.
514    * We use 2-norm rather than real volume here; this biases the method
515    * against making long narrow boxes, and it has the side benefit that
516    * a box is splittable iff norm > 0.
517    * Since the differences are expressed in histogram-cell units,
518    * we have to shift back to JSAMPLE units to get consistent distances;
519    * after which, we scale according to the selected distance scale factors.
520    */
521   dist0 = ((c0max - c0min) << C0_SHIFT) * C0_SCALE;
522   dist1 = ((c1max - c1min) << C1_SHIFT) * C1_SCALE;
523   dist2 = ((c2max - c2min) << C2_SHIFT) * C2_SCALE;
524   boxp->volume = dist0*dist0 + dist1*dist1 + dist2*dist2;
525
526   /* Now scan remaining volume of box and compute population */
527   ccount = 0;
528   for (c0 = c0min; c0 <= c0max; c0++)
529     for (c1 = c1min; c1 <= c1max; c1++) {
530       histp = & histogram[c0][c1][c2min];
531       for (c2 = c2min; c2 <= c2max; c2++, histp++)
532     if (*histp != 0) {
533       ccount++;
534     }
535     }
536   boxp->colorcount = ccount;
537 }
538
539
540 int
541 median_cut (j_decompress_ptr cinfo, boxptr boxlist, int numboxes,
542         int desired_colors)
543 /* Repeatedly select and split the largest box until we have enough boxes */
544 {
545   int n,lb;
546   int c0,c1,c2,cmax;
547   register boxptr b1,b2;
548
549   while (numboxes < desired_colors) {
550     /* Select box to split.
551      * Current algorithm: by population for first half, then by volume.
552      */
553     if ((numboxes*2) <= desired_colors) {
554       b1 = find_biggest_color_pop(boxlist, numboxes);
555     } else {
556       b1 = find_biggest_volume(boxlist, numboxes);
557     }
558     if (b1 == NULL)     /* no splittable boxes left! */
559       break;
560     b2 = &boxlist[numboxes];    /* where new box will go */
561     /* Copy the color bounds to the new box. */
562     b2->c0max = b1->c0max; b2->c1max = b1->c1max; b2->c2max = b1->c2max;
563     b2->c0min = b1->c0min; b2->c1min = b1->c1min; b2->c2min = b1->c2min;
564     /* Choose which axis to split the box on.
565      * Current algorithm: longest scaled axis.
566      * See notes in update_box about scaling distances.
567      */
568     c0 = ((b1->c0max - b1->c0min) << C0_SHIFT) * C0_SCALE;
569     c1 = ((b1->c1max - b1->c1min) << C1_SHIFT) * C1_SCALE;
570     c2 = ((b1->c2max - b1->c2min) << C2_SHIFT) * C2_SCALE;
571     /* We want to break any ties in favor of green, then red, blue last.
572      * This code does the right thing for R,G,B or B,G,R color orders only.
573      */
574 #if defined(__VISAGECPP__)
575
576 #if RGB_RED_OS2 == 0
577     cmax = c1; n = 1;
578     if (c0 > cmax) { cmax = c0; n = 0; }
579     if (c2 > cmax) { n = 2; }
580 #else
581     cmax = c1; n = 1;
582     if (c2 > cmax) { cmax = c2; n = 2; }
583     if (c0 > cmax) { n = 0; }
584 #endif
585
586 #else
587
588 #if RGB_RED == 0
589     cmax = c1; n = 1;
590     if (c0 > cmax) { cmax = c0; n = 0; }
591     if (c2 > cmax) { n = 2; }
592 #else
593     cmax = c1; n = 1;
594     if (c2 > cmax) { cmax = c2; n = 2; }
595     if (c0 > cmax) { n = 0; }
596 #endif
597
598 #endif
599     /* Choose split point along selected axis, and update box bounds.
600      * Current algorithm: split at halfway point.
601      * (Since the box has been shrunk to minimum volume,
602      * any split will produce two nonempty subboxes.)
603      * Note that lb value is max for lower box, so must be < old max.
604      */
605     switch (n) {
606     case 0:
607       lb = (b1->c0max + b1->c0min) / 2;
608       b1->c0max = lb;
609       b2->c0min = lb+1;
610       break;
611     case 1:
612       lb = (b1->c1max + b1->c1min) / 2;
613       b1->c1max = lb;
614       b2->c1min = lb+1;
615       break;
616     case 2:
617       lb = (b1->c2max + b1->c2min) / 2;
618       b1->c2max = lb;
619       b2->c2min = lb+1;
620       break;
621     }
622     /* Update stats for boxes */
623     update_box(cinfo, b1);
624     update_box(cinfo, b2);
625     numboxes++;
626   }
627   return numboxes;
628 }
629
630
631 void
632 compute_color (j_decompress_ptr cinfo, boxptr boxp, int icolor)
633 /* Compute representative color for a box, put it in colormap[icolor] */
634 {
635   /* Current algorithm: mean weighted by pixels (not colors) */
636   /* Note it is important to get the rounding correct! */
637   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
638   hist3d histogram = cquantize->histogram;
639   histptr histp;
640   int c0,c1,c2;
641   int c0min,c0max,c1min,c1max,c2min,c2max;
642   long count;
643   long total = 0;
644   long c0total = 0;
645   long c1total = 0;
646   long c2total = 0;
647
648   c0min = boxp->c0min;  c0max = boxp->c0max;
649   c1min = boxp->c1min;  c1max = boxp->c1max;
650   c2min = boxp->c2min;  c2max = boxp->c2max;
651
652   for (c0 = c0min; c0 <= c0max; c0++)
653     for (c1 = c1min; c1 <= c1max; c1++) {
654       histp = & histogram[c0][c1][c2min];
655       for (c2 = c2min; c2 <= c2max; c2++) {
656     if ((count = *histp++) != 0) {
657       total += count;
658       c0total += ((c0 << C0_SHIFT) + ((1<<C0_SHIFT)>>1)) * count;
659       c1total += ((c1 << C1_SHIFT) + ((1<<C1_SHIFT)>>1)) * count;
660       c2total += ((c2 << C2_SHIFT) + ((1<<C2_SHIFT)>>1)) * count;
661     }
662       }
663     }
664
665   cinfo->colormap[0][icolor] = (JSAMPLE) ((c0total + (total>>1)) / total);
666   cinfo->colormap[1][icolor] = (JSAMPLE) ((c1total + (total>>1)) / total);
667   cinfo->colormap[2][icolor] = (JSAMPLE) ((c2total + (total>>1)) / total);
668 }
669
670
671 static void
672 select_colors (j_decompress_ptr cinfo, int desired_colors)
673 /* Master routine for color selection */
674 {
675   boxptr boxlist;
676   int numboxes;
677   int i;
678
679   /* Allocate workspace for box list */
680   boxlist = (boxptr) malloc(desired_colors * sizeof(box));
681   /* Initialize one box containing whole space */
682   numboxes = 1;
683   boxlist[0].c0min = 0;
684   boxlist[0].c0max = MAXJSAMPLE >> C0_SHIFT;
685   boxlist[0].c1min = 0;
686   boxlist[0].c1max = MAXJSAMPLE >> C1_SHIFT;
687   boxlist[0].c2min = 0;
688   boxlist[0].c2max = MAXJSAMPLE >> C2_SHIFT;
689   /* Shrink it to actually-used volume and set its statistics */
690   update_box(cinfo, & boxlist[0]);
691   /* Perform median-cut to produce final box list */
692   numboxes = median_cut(cinfo, boxlist, numboxes, desired_colors);
693   /* Compute the representative color for each box, fill colormap */
694   for (i = 0; i < numboxes; i++)
695     compute_color(cinfo, & boxlist[i], i);
696   cinfo->actual_number_of_colors = numboxes;
697
698   free(boxlist); //FIXME?? I don't know if this is correct - VS
699 }
700
701
702 /*
703  * These routines are concerned with the time-critical task of mapping input
704  * colors to the nearest color in the selected colormap.
705  *
706  * We re-use the histogram space as an "inverse color map", essentially a
707  * cache for the results of nearest-color searches.  All colors within a
708  * histogram cell will be mapped to the same colormap entry, namely the one
709  * closest to the cell's center.  This may not be quite the closest entry to
710  * the actual input color, but it's almost as good.  A zero in the cache
711  * indicates we haven't found the nearest color for that cell yet; the array
712  * is cleared to zeroes before starting the mapping pass.  When we find the
713  * nearest color for a cell, its colormap index plus one is recorded in the
714  * cache for future use.  The pass2 scanning routines call fill_inverse_cmap
715  * when they need to use an unfilled entry in the cache.
716  *
717  * Our method of efficiently finding nearest colors is based on the "locally
718  * sorted search" idea described by Heckbert and on the incremental distance
719  * calculation described by Spencer W. Thomas in chapter III.1 of Graphics
720  * Gems II (James Arvo, ed.  Academic Press, 1991).  Thomas points out that
721  * the distances from a given colormap entry to each cell of the histogram can
722  * be computed quickly using an incremental method: the differences between
723  * distances to adjacent cells themselves differ by a constant.  This allows a
724  * fairly fast implementation of the "brute force" approach of computing the
725  * distance from every colormap entry to every histogram cell.  Unfortunately,
726  * it needs a work array to hold the best-distance-so-far for each histogram
727  * cell (because the inner loop has to be over cells, not colormap entries).
728  * The work array elements have to be INT32s, so the work array would need
729  * 256Kb at our recommended precision.  This is not feasible in DOS machines.
730  *
731  * To get around these problems, we apply Thomas' method to compute the
732  * nearest colors for only the cells within a small subbox of the histogram.
733  * The work array need be only as big as the subbox, so the memory usage
734  * problem is solved.  Furthermore, we need not fill subboxes that are never
735  * referenced in pass2; many images use only part of the color gamut, so a
736  * fair amount of work is saved.  An additional advantage of this
737  * approach is that we can apply Heckbert's locality criterion to quickly
738  * eliminate colormap entries that are far away from the subbox; typically
739  * three-fourths of the colormap entries are rejected by Heckbert's criterion,
740  * and we need not compute their distances to individual cells in the subbox.
741  * The speed of this approach is heavily influenced by the subbox size: too
742  * small means too much overhead, too big loses because Heckbert's criterion
743  * can't eliminate as many colormap entries.  Empirically the best subbox
744  * size seems to be about 1/512th of the histogram (1/8th in each direction).
745  *
746  * Thomas' article also describes a refined method which is asymptotically
747  * faster than the brute-force method, but it is also far more complex and
748  * cannot efficiently be applied to small subboxes.  It is therefore not
749  * useful for programs intended to be portable to DOS machines.  On machines
750  * with plenty of memory, filling the whole histogram in one shot with Thomas'
751  * refined method might be faster than the present code --- but then again,
752  * it might not be any faster, and it's certainly more complicated.
753  */
754
755
756 /* log2(histogram cells in update box) for each axis; this can be adjusted */
757 #define BOX_C0_LOG  (HIST_C0_BITS-3)
758 #define BOX_C1_LOG  (HIST_C1_BITS-3)
759 #define BOX_C2_LOG  (HIST_C2_BITS-3)
760
761 #define BOX_C0_ELEMS  (1<<BOX_C0_LOG) /* # of hist cells in update box */
762 #define BOX_C1_ELEMS  (1<<BOX_C1_LOG)
763 #define BOX_C2_ELEMS  (1<<BOX_C2_LOG)
764
765 #define BOX_C0_SHIFT  (C0_SHIFT + BOX_C0_LOG)
766 #define BOX_C1_SHIFT  (C1_SHIFT + BOX_C1_LOG)
767 #define BOX_C2_SHIFT  (C2_SHIFT + BOX_C2_LOG)
768
769
770 /*
771  * The next three routines implement inverse colormap filling.  They could
772  * all be folded into one big routine, but splitting them up this way saves
773  * some stack space (the mindist[] and bestdist[] arrays need not coexist)
774  * and may allow some compilers to produce better code by registerizing more
775  * inner-loop variables.
776  */
777
778 static int
779 find_nearby_colors (j_decompress_ptr cinfo, int minc0, int minc1, int minc2,
780             JSAMPLE colorlist[])
781 /* Locate the colormap entries close enough to an update box to be candidates
782  * for the nearest entry to some cell(s) in the update box.  The update box
783  * is specified by the center coordinates of its first cell.  The number of
784  * candidate colormap entries is returned, and their colormap indexes are
785  * placed in colorlist[].
786  * This routine uses Heckbert's "locally sorted search" criterion to select
787  * the colors that need further consideration.
788  */
789 {
790   int numcolors = cinfo->actual_number_of_colors;
791   int maxc0, maxc1, maxc2;
792   int centerc0, centerc1, centerc2;
793   int i, x, ncolors;
794   INT32 minmaxdist, min_dist, max_dist, tdist;
795   INT32 mindist[MAXNUMCOLORS];  /* min distance to colormap entry i */
796
797   /* Compute true coordinates of update box's upper corner and center.
798    * Actually we compute the coordinates of the center of the upper-corner
799    * histogram cell, which are the upper bounds of the volume we care about.
800    * Note that since ">>" rounds down, the "center" values may be closer to
801    * min than to max; hence comparisons to them must be "<=", not "<".
802    */
803   maxc0 = minc0 + ((1 << BOX_C0_SHIFT) - (1 << C0_SHIFT));
804   centerc0 = (minc0 + maxc0) >> 1;
805   maxc1 = minc1 + ((1 << BOX_C1_SHIFT) - (1 << C1_SHIFT));
806   centerc1 = (minc1 + maxc1) >> 1;
807   maxc2 = minc2 + ((1 << BOX_C2_SHIFT) - (1 << C2_SHIFT));
808   centerc2 = (minc2 + maxc2) >> 1;
809
810   /* For each color in colormap, find:
811    *  1. its minimum squared-distance to any point in the update box
812    *     (zero if color is within update box);
813    *  2. its maximum squared-distance to any point in the update box.
814    * Both of these can be found by considering only the corners of the box.
815    * We save the minimum distance for each color in mindist[];
816    * only the smallest maximum distance is of interest.
817    */
818   minmaxdist = 0x7FFFFFFFL;
819
820   for (i = 0; i < numcolors; i++) {
821     /* We compute the squared-c0-distance term, then add in the other two. */
822     x = GETJSAMPLE(cinfo->colormap[0][i]);
823     if (x < minc0) {
824       tdist = (x - minc0) * C0_SCALE;
825       min_dist = tdist*tdist;
826       tdist = (x - maxc0) * C0_SCALE;
827       max_dist = tdist*tdist;
828     } else if (x > maxc0) {
829       tdist = (x - maxc0) * C0_SCALE;
830       min_dist = tdist*tdist;
831       tdist = (x - minc0) * C0_SCALE;
832       max_dist = tdist*tdist;
833     } else {
834       /* within cell range so no contribution to min_dist */
835       min_dist = 0;
836       if (x <= centerc0) {
837     tdist = (x - maxc0) * C0_SCALE;
838     max_dist = tdist*tdist;
839       } else {
840     tdist = (x - minc0) * C0_SCALE;
841     max_dist = tdist*tdist;
842       }
843     }
844
845     x = GETJSAMPLE(cinfo->colormap[1][i]);
846     if (x < minc1) {
847       tdist = (x - minc1) * C1_SCALE;
848       min_dist += tdist*tdist;
849       tdist = (x - maxc1) * C1_SCALE;
850       max_dist += tdist*tdist;
851     } else if (x > maxc1) {
852       tdist = (x - maxc1) * C1_SCALE;
853       min_dist += tdist*tdist;
854       tdist = (x - minc1) * C1_SCALE;
855       max_dist += tdist*tdist;
856     } else {
857       /* within cell range so no contribution to min_dist */
858       if (x <= centerc1) {
859     tdist = (x - maxc1) * C1_SCALE;
860     max_dist += tdist*tdist;
861       } else {
862     tdist = (x - minc1) * C1_SCALE;
863     max_dist += tdist*tdist;
864       }
865     }
866
867     x = GETJSAMPLE(cinfo->colormap[2][i]);
868     if (x < minc2) {
869       tdist = (x - minc2) * C2_SCALE;
870       min_dist += tdist*tdist;
871       tdist = (x - maxc2) * C2_SCALE;
872       max_dist += tdist*tdist;
873     } else if (x > maxc2) {
874       tdist = (x - maxc2) * C2_SCALE;
875       min_dist += tdist*tdist;
876       tdist = (x - minc2) * C2_SCALE;
877       max_dist += tdist*tdist;
878     } else {
879       /* within cell range so no contribution to min_dist */
880       if (x <= centerc2) {
881     tdist = (x - maxc2) * C2_SCALE;
882     max_dist += tdist*tdist;
883       } else {
884     tdist = (x - minc2) * C2_SCALE;
885     max_dist += tdist*tdist;
886       }
887     }
888
889     mindist[i] = min_dist;  /* save away the results */
890     if (max_dist < minmaxdist)
891       minmaxdist = max_dist;
892   }
893
894   /* Now we know that no cell in the update box is more than minmaxdist
895    * away from some colormap entry.  Therefore, only colors that are
896    * within minmaxdist of some part of the box need be considered.
897    */
898   ncolors = 0;
899   for (i = 0; i < numcolors; i++) {
900     if (mindist[i] <= minmaxdist)
901       colorlist[ncolors++] = (JSAMPLE) i;
902   }
903   return ncolors;
904 }
905
906
907 static void
908 find_best_colors (j_decompress_ptr cinfo, int minc0, int minc1, int minc2,
909           int numcolors, JSAMPLE colorlist[], JSAMPLE bestcolor[])
910 /* Find the closest colormap entry for each cell in the update box,
911  * given the list of candidate colors prepared by find_nearby_colors.
912  * Return the indexes of the closest entries in the bestcolor[] array.
913  * This routine uses Thomas' incremental distance calculation method to
914  * find the distance from a colormap entry to successive cells in the box.
915  */
916 {
917   int ic0, ic1, ic2;
918   int i, icolor;
919   register INT32 * bptr;    /* pointer into bestdist[] array */
920   JSAMPLE * cptr;       /* pointer into bestcolor[] array */
921   INT32 dist0, dist1;       /* initial distance values */
922   register INT32 dist2;     /* current distance in inner loop */
923   INT32 xx0, xx1;       /* distance increments */
924   register INT32 xx2;
925   INT32 inc0, inc1, inc2;   /* initial values for increments */
926   /* This array holds the distance to the nearest-so-far color for each cell */
927   INT32 bestdist[BOX_C0_ELEMS * BOX_C1_ELEMS * BOX_C2_ELEMS];
928
929   /* Initialize best-distance for each cell of the update box */
930   bptr = bestdist;
931   for (i = BOX_C0_ELEMS*BOX_C1_ELEMS*BOX_C2_ELEMS-1; i >= 0; i--)
932     *bptr++ = 0x7FFFFFFFL;
933
934   /* For each color selected by find_nearby_colors,
935    * compute its distance to the center of each cell in the box.
936    * If that's less than best-so-far, update best distance and color number.
937    */
938
939   /* Nominal steps between cell centers ("x" in Thomas article) */
940 #define STEP_C0  ((1 << C0_SHIFT) * C0_SCALE)
941 #define STEP_C1  ((1 << C1_SHIFT) * C1_SCALE)
942 #define STEP_C2  ((1 << C2_SHIFT) * C2_SCALE)
943
944   for (i = 0; i < numcolors; i++) {
945     icolor = GETJSAMPLE(colorlist[i]);
946     /* Compute (square of) distance from minc0/c1/c2 to this color */
947     inc0 = (minc0 - GETJSAMPLE(cinfo->colormap[0][icolor])) * C0_SCALE;
948     dist0 = inc0*inc0;
949     inc1 = (minc1 - GETJSAMPLE(cinfo->colormap[1][icolor])) * C1_SCALE;
950     dist0 += inc1*inc1;
951     inc2 = (minc2 - GETJSAMPLE(cinfo->colormap[2][icolor])) * C2_SCALE;
952     dist0 += inc2*inc2;
953     /* Form the initial difference increments */
954     inc0 = inc0 * (2 * STEP_C0) + STEP_C0 * STEP_C0;
955     inc1 = inc1 * (2 * STEP_C1) + STEP_C1 * STEP_C1;
956     inc2 = inc2 * (2 * STEP_C2) + STEP_C2 * STEP_C2;
957     /* Now loop over all cells in box, updating distance per Thomas method */
958     bptr = bestdist;
959     cptr = bestcolor;
960     xx0 = inc0;
961     for (ic0 = BOX_C0_ELEMS-1; ic0 >= 0; ic0--) {
962       dist1 = dist0;
963       xx1 = inc1;
964       for (ic1 = BOX_C1_ELEMS-1; ic1 >= 0; ic1--) {
965     dist2 = dist1;
966     xx2 = inc2;
967     for (ic2 = BOX_C2_ELEMS-1; ic2 >= 0; ic2--) {
968       if (dist2 < *bptr) {
969         *bptr = dist2;
970         *cptr = (JSAMPLE) icolor;
971       }
972       dist2 += xx2;
973       xx2 += 2 * STEP_C2 * STEP_C2;
974       bptr++;
975       cptr++;
976     }
977     dist1 += xx1;
978     xx1 += 2 * STEP_C1 * STEP_C1;
979       }
980       dist0 += xx0;
981       xx0 += 2 * STEP_C0 * STEP_C0;
982     }
983   }
984 }
985
986
987 static void
988 fill_inverse_cmap (j_decompress_ptr cinfo, int c0, int c1, int c2)
989 /* Fill the inverse-colormap entries in the update box that contains */
990 /* histogram cell c0/c1/c2.  (Only that one cell MUST be filled, but */
991 /* we can fill as many others as we wish.) */
992 {
993   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
994   hist3d histogram = cquantize->histogram;
995   int minc0, minc1, minc2;  /* lower left corner of update box */
996   int ic0, ic1, ic2;
997   register JSAMPLE * cptr;  /* pointer into bestcolor[] array */
998   register histptr cachep;  /* pointer into main cache array */
999   /* This array lists the candidate colormap indexes. */
1000   JSAMPLE colorlist[MAXNUMCOLORS];
1001   int numcolors;        /* number of candidate colors */
1002   /* This array holds the actually closest colormap index for each cell. */
1003   JSAMPLE bestcolor[BOX_C0_ELEMS * BOX_C1_ELEMS * BOX_C2_ELEMS];
1004
1005   /* Convert cell coordinates to update box ID */
1006   c0 >>= BOX_C0_LOG;
1007   c1 >>= BOX_C1_LOG;
1008   c2 >>= BOX_C2_LOG;
1009
1010   /* Compute true coordinates of update box's origin corner.
1011    * Actually we compute the coordinates of the center of the corner
1012    * histogram cell, which are the lower bounds of the volume we care about.
1013    */
1014   minc0 = (c0 << BOX_C0_SHIFT) + ((1 << C0_SHIFT) >> 1);
1015   minc1 = (c1 << BOX_C1_SHIFT) + ((1 << C1_SHIFT) >> 1);
1016   minc2 = (c2 << BOX_C2_SHIFT) + ((1 << C2_SHIFT) >> 1);
1017
1018   /* Determine which colormap entries are close enough to be candidates
1019    * for the nearest entry to some cell in the update box.
1020    */
1021   numcolors = find_nearby_colors(cinfo, minc0, minc1, minc2, colorlist);
1022
1023   /* Determine the actually nearest colors. */
1024   find_best_colors(cinfo, minc0, minc1, minc2, numcolors, colorlist,
1025            bestcolor);
1026
1027   /* Save the best color numbers (plus 1) in the main cache array */
1028   c0 <<= BOX_C0_LOG;        /* convert ID back to base cell indexes */
1029   c1 <<= BOX_C1_LOG;
1030   c2 <<= BOX_C2_LOG;
1031   cptr = bestcolor;
1032   for (ic0 = 0; ic0 < BOX_C0_ELEMS; ic0++) {
1033     for (ic1 = 0; ic1 < BOX_C1_ELEMS; ic1++) {
1034       cachep = & histogram[c0+ic0][c1+ic1][c2];
1035       for (ic2 = 0; ic2 < BOX_C2_ELEMS; ic2++) {
1036     *cachep++ = (histcell) (GETJSAMPLE(*cptr++) + 1);
1037       }
1038     }
1039   }
1040 }
1041
1042
1043 /*
1044  * Map some rows of pixels to the output colormapped representation.
1045  */
1046
1047 void
1048 pass2_no_dither (j_decompress_ptr cinfo,
1049          JSAMPARRAY input_buf, JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
1050 /* This version performs no dithering */
1051 {
1052   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
1053   hist3d histogram = cquantize->histogram;
1054   register JSAMPROW inptr, outptr;
1055   register histptr cachep;
1056   register int c0, c1, c2;
1057   int row;
1058   JDIMENSION col;
1059   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
1060
1061   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
1062     inptr = input_buf[row];
1063     outptr = output_buf[row];
1064     for (col = width; col > 0; col--) {
1065       /* get pixel value and index into the cache */
1066       c0 = GETJSAMPLE(*inptr++) >> C0_SHIFT;
1067       c1 = GETJSAMPLE(*inptr++) >> C1_SHIFT;
1068       c2 = GETJSAMPLE(*inptr++) >> C2_SHIFT;
1069       cachep = & histogram[c0][c1][c2];
1070       /* If we have not seen this color before, find nearest colormap entry */
1071       /* and update the cache */
1072       if (*cachep == 0)
1073     fill_inverse_cmap(cinfo, c0,c1,c2);
1074       /* Now emit the colormap index for this cell */
1075       *outptr++ = (JSAMPLE) (*cachep - 1);
1076     }
1077   }
1078 }
1079
1080
1081 void
1082 pass2_fs_dither (j_decompress_ptr cinfo,
1083          JSAMPARRAY input_buf, JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
1084 /* This version performs Floyd-Steinberg dithering */
1085 {
1086   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
1087   hist3d histogram = cquantize->histogram;
1088   register LOCFSERROR cur0, cur1, cur2; /* current error or pixel value */
1089   LOCFSERROR belowerr0, belowerr1, belowerr2; /* error for pixel below cur */
1090   LOCFSERROR bpreverr0, bpreverr1, bpreverr2; /* error for below/prev col */
1091   register FSERRPTR errorptr;   /* => fserrors[] at column before current */
1092   JSAMPROW inptr;       /* => current input pixel */
1093   JSAMPROW outptr;      /* => current output pixel */
1094   histptr cachep;
1095   int dir;          /* +1 or -1 depending on direction */
1096   int dir3;         /* 3*dir, for advancing inptr & errorptr */
1097   int row;
1098   JDIMENSION col;
1099   JDIMENSION width = cinfo->output_width;
1100   JSAMPLE *range_limit = cinfo->sample_range_limit;
1101   int *error_limit = cquantize->error_limiter;
1102   JSAMPROW colormap0 = cinfo->colormap[0];
1103   JSAMPROW colormap1 = cinfo->colormap[1];
1104   JSAMPROW colormap2 = cinfo->colormap[2];
1105
1106
1107   for (row = 0; row < num_rows; row++) {
1108     inptr = input_buf[row];
1109     outptr = output_buf[row];
1110     if (cquantize->on_odd_row) {
1111       /* work right to left in this row */
1112       inptr += (width-1) * 3;   /* so point to rightmost pixel */
1113       outptr += width-1;
1114       dir = -1;
1115       dir3 = -3;
1116       errorptr = cquantize->fserrors + (width+1)*3; /* => entry after last column */
1117       cquantize->on_odd_row = false; /* flip for next time */
1118     } else {
1119       /* work left to right in this row */
1120       dir = 1;
1121       dir3 = 3;
1122       errorptr = cquantize->fserrors; /* => entry before first real column */
1123       cquantize->on_odd_row = true; /* flip for next time */
1124     }
1125     /* Preset error values: no error propagated to first pixel from left */
1126     cur0 = cur1 = cur2 = 0;
1127     /* and no error propagated to row below yet */
1128     belowerr0 = belowerr1 = belowerr2 = 0;
1129     bpreverr0 = bpreverr1 = bpreverr2 = 0;
1130
1131     for (col = width; col > 0; col--) {
1132       /* curN holds the error propagated from the previous pixel on the
1133        * current line.  Add the error propagated from the previous line
1134        * to form the complete error correction term for this pixel, and
1135        * round the error term (which is expressed * 16) to an integer.
1136        * RIGHT_SHIFT rounds towards minus infinity, so adding 8 is correct
1137        * for either sign of the error value.
1138        * Note: errorptr points to *previous* column's array entry.
1139        */
1140       cur0 = RIGHT_SHIFT(cur0 + errorptr[dir3+0] + 8, 4);
1141       cur1 = RIGHT_SHIFT(cur1 + errorptr[dir3+1] + 8, 4);
1142       cur2 = RIGHT_SHIFT(cur2 + errorptr[dir3+2] + 8, 4);
1143       /* Limit the error using transfer function set by init_error_limit.
1144        * See comments with init_error_limit for rationale.
1145        */
1146       cur0 = error_limit[cur0];
1147       cur1 = error_limit[cur1];
1148       cur2 = error_limit[cur2];
1149       /* Form pixel value + error, and range-limit to 0..MAXJSAMPLE.
1150        * The maximum error is +- MAXJSAMPLE (or less with error limiting);
1151        * this sets the required size of the range_limit array.
1152        */
1153       cur0 += GETJSAMPLE(inptr[0]);
1154       cur1 += GETJSAMPLE(inptr[1]);
1155       cur2 += GETJSAMPLE(inptr[2]);
1156       cur0 = GETJSAMPLE(range_limit[cur0]);
1157       cur1 = GETJSAMPLE(range_limit[cur1]);
1158       cur2 = GETJSAMPLE(range_limit[cur2]);
1159       /* Index into the cache with adjusted pixel value */
1160       cachep = & histogram[cur0>>C0_SHIFT][cur1>>C1_SHIFT][cur2>>C2_SHIFT];
1161       /* If we have not seen this color before, find nearest colormap */
1162       /* entry and update the cache */
1163       if (*cachep == 0)
1164     fill_inverse_cmap(cinfo, cur0>>C0_SHIFT,cur1>>C1_SHIFT,cur2>>C2_SHIFT);
1165       /* Now emit the colormap index for this cell */
1166       { register int pixcode = *cachep - 1;
1167     *outptr = (JSAMPLE) pixcode;
1168     /* Compute representation error for this pixel */
1169     cur0 -= GETJSAMPLE(colormap0[pixcode]);
1170     cur1 -= GETJSAMPLE(colormap1[pixcode]);
1171     cur2 -= GETJSAMPLE(colormap2[pixcode]);
1172       }
1173       /* Compute error fractions to be propagated to adjacent pixels.
1174        * Add these into the running sums, and simultaneously shift the
1175        * next-line error sums left by 1 column.
1176        */
1177       { register LOCFSERROR bnexterr, delta;
1178
1179     bnexterr = cur0;    /* Process component 0 */
1180     delta = cur0 * 2;
1181     cur0 += delta;      /* form error * 3 */
1182     errorptr[0] = (FSERROR) (bpreverr0 + cur0);
1183     cur0 += delta;      /* form error * 5 */
1184     bpreverr0 = belowerr0 + cur0;
1185     belowerr0 = bnexterr;
1186     cur0 += delta;      /* form error * 7 */
1187     bnexterr = cur1;    /* Process component 1 */
1188     delta = cur1 * 2;
1189     cur1 += delta;      /* form error * 3 */
1190     errorptr[1] = (FSERROR) (bpreverr1 + cur1);
1191     cur1 += delta;      /* form error * 5 */
1192     bpreverr1 = belowerr1 + cur1;
1193     belowerr1 = bnexterr;
1194     cur1 += delta;      /* form error * 7 */
1195     bnexterr = cur2;    /* Process component 2 */
1196     delta = cur2 * 2;
1197     cur2 += delta;      /* form error * 3 */
1198     errorptr[2] = (FSERROR) (bpreverr2 + cur2);
1199     cur2 += delta;      /* form error * 5 */
1200     bpreverr2 = belowerr2 + cur2;
1201     belowerr2 = bnexterr;
1202     cur2 += delta;      /* form error * 7 */
1203       }
1204       /* At this point curN contains the 7/16 error value to be propagated
1205        * to the next pixel on the current line, and all the errors for the
1206        * next line have been shifted over.  We are therefore ready to move on.
1207        */
1208       inptr += dir3;        /* Advance pixel pointers to next column */
1209       outptr += dir;
1210       errorptr += dir3;     /* advance errorptr to current column */
1211     }
1212     /* Post-loop cleanup: we must unload the final error values into the
1213      * final fserrors[] entry.  Note we need not unload belowerrN because
1214      * it is for the dummy column before or after the actual array.
1215      */
1216     errorptr[0] = (FSERROR) bpreverr0; /* unload prev errs into array */
1217     errorptr[1] = (FSERROR) bpreverr1;
1218     errorptr[2] = (FSERROR) bpreverr2;
1219   }
1220 }
1221
1222
1223 /*
1224  * Initialize the error-limiting transfer function (lookup table).
1225  * The raw F-S error computation can potentially compute error values of up to
1226  * +- MAXJSAMPLE.  But we want the maximum correction applied to a pixel to be
1227  * much less, otherwise obviously wrong pixels will be created.  (Typical
1228  * effects include weird fringes at color-area boundaries, isolated bright
1229  * pixels in a dark area, etc.)  The standard advice for avoiding this problem
1230  * is to ensure that the "corners" of the color cube are allocated as output
1231  * colors; then repeated errors in the same direction cannot cause cascading
1232  * error buildup.  However, that only prevents the error from getting
1233  * completely out of hand; Aaron Giles reports that error limiting improves
1234  * the results even with corner colors allocated.
1235  * A simple clamping of the error values to about +- MAXJSAMPLE/8 works pretty
1236  * well, but the smoother transfer function used below is even better.  Thanks
1237  * to Aaron Giles for this idea.
1238  */
1239
1240 static void
1241 init_error_limit (j_decompress_ptr cinfo)
1242 /* Allocate and fill in the error_limiter table */
1243 {
1244   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
1245   int * table;
1246   int in, out;
1247
1248   table = (int *) malloc((MAXJSAMPLE*2+1) * sizeof(int));
1249   table += MAXJSAMPLE;      /* so can index -MAXJSAMPLE .. +MAXJSAMPLE */
1250   cquantize->error_limiter = table;
1251
1252 #define STEPSIZE ((MAXJSAMPLE+1)/16)
1253   /* Map errors 1:1 up to +- MAXJSAMPLE/16 */
1254   out = 0;
1255   for (in = 0; in < STEPSIZE; in++, out++) {
1256     table[in] = out; table[-in] = -out;
1257   }
1258   /* Map errors 1:2 up to +- 3*MAXJSAMPLE/16 */
1259   for (; in < STEPSIZE*3; in++, out += (in&1) ? 0 : 1) {
1260     table[in] = out; table[-in] = -out;
1261   }
1262   /* Clamp the rest to final out value (which is (MAXJSAMPLE+1)/8) */
1263   for (; in <= MAXJSAMPLE; in++) {
1264     table[in] = out; table[-in] = -out;
1265   }
1266 #undef STEPSIZE
1267 }
1268
1269
1270 /*
1271  * Finish up at the end of each pass.
1272  */
1273
1274 void
1275 finish_pass1 (j_decompress_ptr cinfo)
1276 {
1277   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
1278
1279   /* Select the representative colors and fill in cinfo->colormap */
1280   cinfo->colormap = cquantize->sv_colormap;
1281   select_colors(cinfo, cquantize->desired);
1282   /* Force next pass to zero the color index table */
1283   cquantize->needs_zeroed = true;
1284 }
1285
1286
1287 void
1288 finish_pass2 (j_decompress_ptr WXUNUSED(cinfo))
1289 {
1290   /* no work */
1291 }
1292
1293
1294 /*
1295  * Initialize for each processing pass.
1296  */
1297
1298 void
1299 start_pass_2_quant (j_decompress_ptr cinfo, bool is_pre_scan)
1300 {
1301   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
1302   hist3d histogram = cquantize->histogram;
1303
1304   if (is_pre_scan) {
1305     /* Set up method pointers */
1306     cquantize->pub.color_quantize = prescan_quantize;
1307     cquantize->pub.finish_pass = finish_pass1;
1308     cquantize->needs_zeroed = true; /* Always zero histogram */
1309   } else {
1310     /* Set up method pointers */
1311     cquantize->pub.color_quantize = pass2_fs_dither;
1312     cquantize->pub.finish_pass = finish_pass2;
1313
1314     {
1315       size_t arraysize = (size_t) ((cinfo->output_width + 2) *
1316                    (3 * sizeof(FSERROR)));
1317       /* Allocate Floyd-Steinberg workspace if we didn't already. */
1318       if (cquantize->fserrors == NULL)
1319     cquantize->fserrors = (INT16*) malloc(arraysize);
1320       /* Initialize the propagated errors to zero. */
1321       memset((void  *) cquantize->fserrors, 0, arraysize);
1322       /* Make the error-limit table if we didn't already. */
1323       if (cquantize->error_limiter == NULL)
1324     init_error_limit(cinfo);
1325       cquantize->on_odd_row = false;
1326     }
1327
1328   }
1329   /* Zero the histogram or inverse color map, if necessary */
1330   if (cquantize->needs_zeroed) {
1331     for (int i = 0; i < HIST_C0_ELEMS; i++) {
1332       memset((void  *) histogram[i], 0,
1333         HIST_C1_ELEMS*HIST_C2_ELEMS * sizeof(histcell));
1334     }
1335     cquantize->needs_zeroed = false;
1336   }
1337 }
1338
1339
1340 /*
1341  * Switch to a new external colormap between output passes.
1342  */
1343
1344 void
1345 new_color_map_2_quant (j_decompress_ptr cinfo)
1346 {
1347   my_cquantize_ptr cquantize = (my_cquantize_ptr) cinfo->cquantize;
1348
1349   /* Reset the inverse color map */
1350   cquantize->needs_zeroed = true;
1351 }
1352
1353
1354 /*
1355  * Module initialization routine for 2-pass color quantization.
1356  */
1357
1358 void
1359 jinit_2pass_quantizer (j_decompress_ptr cinfo)
1360 {
1361   my_cquantize_ptr cquantize;
1362   int i;
1363
1364   cquantize = (my_cquantize_ptr) malloc(sizeof(my_cquantizer));
1365   cinfo->cquantize = (jpeg_color_quantizer *) cquantize;
1366   cquantize->pub.start_pass = start_pass_2_quant;
1367   cquantize->pub.new_color_map = new_color_map_2_quant;
1368   cquantize->fserrors = NULL;   /* flag optional arrays not allocated */
1369   cquantize->error_limiter = NULL;
1370
1371
1372   /* Allocate the histogram/inverse colormap storage */
1373   cquantize->histogram = (hist3d) malloc(HIST_C0_ELEMS * sizeof(hist2d));
1374   for (i = 0; i < HIST_C0_ELEMS; i++) {
1375     cquantize->histogram[i] = (hist2d) malloc(HIST_C1_ELEMS*HIST_C2_ELEMS * sizeof(histcell));
1376   }
1377   cquantize->needs_zeroed = true; /* histogram is garbage now */
1378
1379   /* Allocate storage for the completed colormap, if required.
1380    * We do this now since it is  storage and may affect
1381    * the memory manager's space calculations.
1382    */
1383   {
1384     /* Make sure color count is acceptable */
1385     int desired = cinfo->desired_number_of_colors;
1386
1387     cquantize->sv_colormap = (JSAMPARRAY) malloc(sizeof(JSAMPROW) * 3);
1388     cquantize->sv_colormap[0] = (JSAMPROW) malloc(sizeof(JSAMPLE) * desired);
1389     cquantize->sv_colormap[1] = (JSAMPROW) malloc(sizeof(JSAMPLE) * desired);
1390     cquantize->sv_colormap[2] = (JSAMPROW) malloc(sizeof(JSAMPLE) * desired);
1391
1392     cquantize->desired = desired;
1393   }
1394
1395   /* Allocate Floyd-Steinberg workspace if necessary.
1396    * This isn't really needed until pass 2, but again it is  storage.
1397    * Although we will cope with a later change in dither_mode,
1398    * we do not promise to honor max_memory_to_use if dither_mode changes.
1399    */
1400   {
1401     cquantize->fserrors = (FSERRPTR) malloc(
1402        (size_t) ((cinfo->output_width + 2) * (3 * sizeof(FSERROR))));
1403     /* Might as well create the error-limiting table too. */
1404     init_error_limit(cinfo);
1405   }
1406 }
1407
1408
1409
1410
1411
1412
1413
1414
1415
1416
1417 void
1418 prepare_range_limit_table (j_decompress_ptr cinfo)
1419 /* Allocate and fill in the sample_range_limit table */
1420 {
1421   JSAMPLE * table;
1422   int i;
1423
1424   table = (JSAMPLE *) malloc((5 * (MAXJSAMPLE+1) + CENTERJSAMPLE) * sizeof(JSAMPLE));
1425   cinfo->srl_orig = table;
1426   table += (MAXJSAMPLE+1);  /* allow negative subscripts of simple table */
1427   cinfo->sample_range_limit = table;
1428   /* First segment of "simple" table: limit[x] = 0 for x < 0 */
1429   memset(table - (MAXJSAMPLE+1), 0, (MAXJSAMPLE+1) * sizeof(JSAMPLE));
1430   /* Main part of "simple" table: limit[x] = x */
1431   for (i = 0; i <= MAXJSAMPLE; i++)
1432     table[i] = (JSAMPLE) i;
1433   table += CENTERJSAMPLE;   /* Point to where post-IDCT table starts */
1434   /* End of simple table, rest of first half of post-IDCT table */
1435   for (i = CENTERJSAMPLE; i < 2*(MAXJSAMPLE+1); i++)
1436     table[i] = MAXJSAMPLE;
1437   /* Second half of post-IDCT table */
1438   memset(table + (2 * (MAXJSAMPLE+1)), 0,
1439       (2 * (MAXJSAMPLE+1) - CENTERJSAMPLE) * sizeof(JSAMPLE));
1440   memcpy(table + (4 * (MAXJSAMPLE+1) - CENTERJSAMPLE),
1441       cinfo->sample_range_limit, CENTERJSAMPLE * sizeof(JSAMPLE));
1442 }
1443
1444
1445
1446
1447 /*
1448  * wxQuantize
1449  */
1450
1451 IMPLEMENT_DYNAMIC_CLASS(wxQuantize, wxObject)
1452
1453 void wxQuantize::DoQuantize(unsigned w, unsigned h, unsigned char **in_rows, unsigned char **out_rows,
1454     unsigned char *palette, int desiredNoColours)
1455 {
1456     j_decompress dec;
1457     my_cquantize_ptr cquantize;
1458
1459     dec.output_width = w;
1460     dec.desired_number_of_colors = desiredNoColours;
1461     prepare_range_limit_table(&dec);
1462     jinit_2pass_quantizer(&dec);
1463     cquantize = (my_cquantize_ptr) dec.cquantize;
1464
1465
1466     cquantize->pub.start_pass(&dec, true);
1467     cquantize->pub.color_quantize(&dec, in_rows, out_rows, h);
1468     cquantize->pub.finish_pass(&dec);
1469
1470     cquantize->pub.start_pass(&dec, false);
1471     cquantize->pub.color_quantize(&dec, in_rows, out_rows, h);
1472     cquantize->pub.finish_pass(&dec);
1473
1474
1475     for (int i = 0; i < dec.desired_number_of_colors; i++) {
1476         palette[3 * i + 0] = dec.colormap[0][i];
1477         palette[3 * i + 1] = dec.colormap[1][i];
1478         palette[3 * i + 2] = dec.colormap[2][i];
1479     }
1480
1481     for (int ii = 0; ii < HIST_C0_ELEMS; ii++) free(cquantize->histogram[ii]);
1482     free(cquantize->histogram);
1483     free(dec.colormap[0]);
1484     free(dec.colormap[1]);
1485     free(dec.colormap[2]);
1486     free(dec.colormap);
1487     free(dec.srl_orig);
1488
1489     //free(cquantize->error_limiter);
1490     free((void*)(cquantize->error_limiter - MAXJSAMPLE)); // To reverse what was done to it
1491
1492     free(cquantize->fserrors);
1493     free(cquantize);
1494 }
1495
1496 // TODO: somehow make use of the Windows system colours, rather than ignoring them for the
1497 // purposes of quantization.
1498
1499 bool wxQuantize::Quantize(const wxImage& src, wxImage& dest,
1500                           wxPalette** pPalette,
1501                           int desiredNoColours,
1502                           unsigned char** eightBitData,
1503                           int flags)
1504
1505 {
1506     int i;
1507
1508     int windowsSystemColourCount = 20;
1509
1510     int paletteShift = 0;
1511
1512     // Shift the palette up by the number of Windows system colours,
1513     // if necessary
1514     if (flags & wxQUANTIZE_INCLUDE_WINDOWS_COLOURS)
1515         paletteShift = windowsSystemColourCount;
1516
1517     // Make room for the Windows system colours
1518 #ifdef __WXMSW__
1519     if ((flags & wxQUANTIZE_INCLUDE_WINDOWS_COLOURS) && (desiredNoColours > (256 - windowsSystemColourCount)))
1520         desiredNoColours = 256 - windowsSystemColourCount;
1521 #endif
1522
1523     // create rows info:
1524     int h = src.GetHeight();
1525     int w = src.GetWidth();
1526     unsigned char **rows = new unsigned char *[h];
1527     unsigned char *imgdt = src.GetData();
1528     for (i = 0; i < h; i++)
1529         rows[i] = imgdt + 3/*RGB*/ * w * i;
1530
1531     unsigned char palette[3*256];
1532
1533     // This is the image as represented by palette indexes.
1534     unsigned char *data8bit = new unsigned char[w * h];
1535     unsigned char **outrows = new unsigned char *[h];
1536     for (i = 0; i < h; i++)
1537         outrows[i] = data8bit + w * i;
1538
1539     //RGB->palette
1540     DoQuantize(w, h, rows, outrows, palette, desiredNoColours);
1541
1542     delete[] rows;
1543     delete[] outrows;
1544
1545     // palette->RGB(max.256)
1546
1547     if (flags & wxQUANTIZE_FILL_DESTINATION_IMAGE)
1548     {
1549         if (!dest.Ok())
1550             dest.Create(w, h);
1551
1552         imgdt = dest.GetData();
1553         for (i = 0; i < w * h; i++)
1554         {
1555             unsigned char c = data8bit[i];
1556             imgdt[3 * i + 0/*R*/] = palette[3 * c + 0];
1557             imgdt[3 * i + 1/*G*/] = palette[3 * c + 1];
1558             imgdt[3 * i + 2/*B*/] = palette[3 * c + 2];
1559         }
1560     }
1561
1562     if (eightBitData && (flags & wxQUANTIZE_RETURN_8BIT_DATA))
1563     {
1564 #ifdef __WXMSW__
1565         if (flags & wxQUANTIZE_INCLUDE_WINDOWS_COLOURS)
1566         {
1567             // We need to shift the palette entries up
1568             // to make room for the Windows system colours.
1569             for (i = 0; i < w * h; i++)
1570                 data8bit[i] = (unsigned char)(data8bit[i] + paletteShift);
1571         }
1572 #endif
1573         *eightBitData = data8bit;
1574     }
1575     else
1576         delete[] data8bit;
1577
1578 #if wxUSE_PALETTE
1579     // Make a wxWidgets palette
1580     if (pPalette)
1581     {
1582         unsigned char* r = new unsigned char[256];
1583         unsigned char* g = new unsigned char[256];
1584         unsigned char* b = new unsigned char[256];
1585
1586 #ifdef __WXMSW__
1587         // Fill the first 20 entries with Windows system colours
1588         if (flags & wxQUANTIZE_INCLUDE_WINDOWS_COLOURS)
1589         {
1590             HDC hDC = ::GetDC(NULL);
1591             PALETTEENTRY* entries = new PALETTEENTRY[windowsSystemColourCount];
1592             ::GetSystemPaletteEntries(hDC, 0, windowsSystemColourCount, entries);
1593             ::ReleaseDC(NULL, hDC);
1594
1595             for (i = 0; i < windowsSystemColourCount; i++)
1596             {
1597                 r[i] = entries[i].peRed;
1598                 g[i] = entries[i].peGreen;
1599                 b[i] = entries[i].peBlue;
1600             }
1601             delete[] entries;
1602         }
1603 #endif
1604
1605         for (i = 0; i < desiredNoColours; i++)
1606         {
1607             r[i+paletteShift] = palette[i*3 + 0];
1608             g[i+paletteShift] = palette[i*3 + 1];
1609             b[i+paletteShift] = palette[i*3 + 2];
1610         }
1611
1612         // Blank out any remaining palette entries
1613         for (i = desiredNoColours+paletteShift; i < 256; i++)
1614         {
1615             r[i] = 0;
1616             g[i] = 0;
1617             b[i] = 0;
1618         }
1619         *pPalette = new wxPalette(256, r, g, b);
1620         delete[] r;
1621         delete[] g;
1622         delete[] b;
1623     }
1624 #else // !wxUSE_PALETTE
1625     wxUnusedVar(pPalette);
1626 #endif // wxUSE_PALETTE/!wxUSE_PALETTE
1627
1628     return true;
1629 }
1630
1631 // This version sets a palette in the destination image so you don't
1632 // have to manage it yourself.
1633
1634 bool wxQuantize::Quantize(const wxImage& src,
1635                           wxImage& dest,
1636                           int desiredNoColours,
1637                           unsigned char** eightBitData,
1638                           int flags)
1639 {
1640     wxPalette* palette = NULL;
1641     if ( !Quantize(src, dest, & palette, desiredNoColours, eightBitData, flags) )
1642         return false;
1643
1644 #if wxUSE_PALETTE
1645     if (palette)
1646     {
1647         dest.SetPalette(* palette);
1648         delete palette;
1649     }
1650 #endif // wxUSE_PALETTE
1651
1652     return true;
1653 }
1654
1655 #endif
1656     // wxUSE_IMAGE