Significant speed-up rate allocation by rate/distoratio ratio
[openjpeg.git] / src / lib / openjp2 / tcd.h
index 4f842b410ea3272fc8c00272130f5cf0614eff4a..7a4f3dcb783c0aba10a15ad2db5090cadd8ba525 100644 (file)
@@ -13,6 +13,7 @@
  * Copyright (c) 2005, Herve Drolon, FreeImage Team
  * Copyright (c) 2008, 2011-2012, Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), FR
  * Copyright (c) 2012, CS Systemes d'Information, France
+ * Copyright (c) 2017, IntoPIX SA <support@intopix.com>
  * All rights reserved.
  *
  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
@@ -36,8 +37,8 @@
  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  */
-#ifndef __TCD_H
-#define __TCD_H
+#ifndef OPJ_TCD_H
+#define OPJ_TCD_H
 /**
 @file tcd.h
 @brief Implementation of a tile coder/decoder (TCD)
@@ -49,19 +50,6 @@ each other. The functions in TCD.C are used by other functions in J2K.C.
 /** @defgroup TCD TCD - Implementation of a tile coder/decoder */
 /*@{*/
 
-/**
-FIXME DOC
-*/
-typedef struct opj_tcd_seg {
-    OPJ_BYTE ** data;
-    OPJ_UINT32 dataindex;
-    OPJ_UINT32 numpasses;
-    OPJ_UINT32 real_num_passes;
-    OPJ_UINT32 len;
-    OPJ_UINT32 maxpasses;
-    OPJ_UINT32 numnewpasses;
-    OPJ_UINT32 newlen;
-} opj_tcd_seg_t;
 
 /**
 FIXME DOC
@@ -102,28 +90,64 @@ typedef struct opj_tcd_cblk_enc {
 } opj_tcd_cblk_enc_t;
 
 
+/** Chunk of codestream data that is part of a code block */
+typedef struct opj_tcd_seg_data_chunk {
+    /* Point to tilepart buffer. We don't make a copy !
+       So the tilepart buffer must be kept alive
+       as long as we need to decode the codeblocks */
+    OPJ_BYTE * data;
+    OPJ_UINT32 len;                 /* Usable length of data */
+} opj_tcd_seg_data_chunk_t;
+
+/** Segment of a code-block.
+ * A segment represent a number of consecutive coding passes, without termination
+ * of MQC or RAW between them. */
+typedef struct opj_tcd_seg {
+    OPJ_UINT32 len;      /* Size of data related to this segment */
+    /* Number of passes decoded. Including those that we skip */
+    OPJ_UINT32 numpasses;
+    /* Number of passes actually to be decoded. To be used for code-block decoding */
+    OPJ_UINT32 real_num_passes;
+    /* Maximum number of passes for this segment */
+    OPJ_UINT32 maxpasses;
+    /* Number of new passes for current packed. Transitory value */
+    OPJ_UINT32 numnewpasses;
+    /* Codestream length for this segment for current packed. Transitory value */
+    OPJ_UINT32 newlen;
+} opj_tcd_seg_t;
+
+/** Code-block for decoding */
 typedef struct opj_tcd_cblk_dec {
-    OPJ_BYTE * data;                /* Data */
     opj_tcd_seg_t* segs;            /* segments information */
-    OPJ_INT32 x0, y0, x1,
-              y1;       /* position of the code-blocks : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    opj_tcd_seg_data_chunk_t* chunks; /* Array of chunks */
+    /* position of the code-blocks : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    OPJ_INT32 x0, y0, x1, y1;
+    /* Mb is The maximum number of bit-planes available for the representation of
+       coefficients in any sub-band, b, as defined in Equation (E-2). See
+       Section B.10.5 of the standard */
+    OPJ_UINT32 Mb;  /* currently used only to check if HT decoding is correct */
+    /* numbps is Mb - P as defined in Section B.10.5 of the standard */
     OPJ_UINT32 numbps;
+    /* number of bits for len, for the current packet. Transitory value */
     OPJ_UINT32 numlenbits;
-    OPJ_UINT32 data_max_size;       /* Size of allocated data buffer */
-    OPJ_UINT32 data_current_size;   /* Size of used data buffer */
-    OPJ_UINT32 numnewpasses;        /* number of pass added to the code-blocks */
-    OPJ_UINT32 numsegs;             /* number of segments */
+    /* number of pass added to the code-blocks, for the current packet. Transitory value */
+    OPJ_UINT32 numnewpasses;
+    /* number of segments, including those of packet we skip */
+    OPJ_UINT32 numsegs;
+    /* number of segments, to be used for code block decoding */
     OPJ_UINT32 real_num_segs;
-    OPJ_UINT32 m_current_max_segs;
+    OPJ_UINT32 m_current_max_segs;  /* allocated number of segs[] items */
+    OPJ_UINT32 numchunks;           /* Number of valid chunks items */
+    OPJ_UINT32 numchunksalloc;      /* Number of chunks item allocated */
+    /* Decoded code-block. Only used for subtile decoding. Otherwise tilec->data is directly updated */
+    OPJ_INT32* decoded_data;
 } opj_tcd_cblk_dec_t;
 
-/**
-FIXME DOC
-*/
+/** Precinct structure */
 typedef struct opj_tcd_precinct {
-    OPJ_INT32 x0, y0, x1,
-              y1;       /* dimension of the precinct : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
-    OPJ_UINT32 cw, ch;              /* number of precinct in width and height */
+    /* dimension of the precinct : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    OPJ_INT32 x0, y0, x1, y1;
+    OPJ_UINT32 cw, ch;              /* number of code-blocks, in width and height */
     union {                         /* code-blocks information */
         opj_tcd_cblk_enc_t* enc;
         opj_tcd_cblk_dec_t* dec;
@@ -134,48 +158,72 @@ typedef struct opj_tcd_precinct {
     opj_tgt_tree_t *imsbtree;       /* IMSB tree */
 } opj_tcd_precinct_t;
 
-/**
-FIXME DOC
-*/
+/** Sub-band structure */
 typedef struct opj_tcd_band {
-    OPJ_INT32 x0, y0, x1,
-              y1;       /* dimension of the subband : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    /* dimension of the subband : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    OPJ_INT32 x0, y0, x1, y1;
+    /* band number: for lowest resolution level (0=LL), otherwise (1=HL, 2=LH, 3=HH) */
     OPJ_UINT32 bandno;
-    opj_tcd_precinct_t *precincts;  /* precinct information */
-    OPJ_UINT32 precincts_data_size; /* size of data taken by precincts */
+    /* precinct information */
+    opj_tcd_precinct_t *precincts;
+    /* size of data taken by precincts */
+    OPJ_UINT32 precincts_data_size;
     OPJ_INT32 numbps;
     OPJ_FLOAT32 stepsize;
 } opj_tcd_band_t;
 
-/**
-FIXME DOC
-*/
+/** Tile-component resolution structure */
 typedef struct opj_tcd_resolution {
-    OPJ_INT32 x0, y0, x1,
-              y1;       /* dimension of the resolution level : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    /* dimension of the resolution level : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    OPJ_INT32 x0, y0, x1, y1;
+    /* number of precincts, in width and height, for this resolution level */
     OPJ_UINT32 pw, ph;
-    OPJ_UINT32 numbands;            /* number sub-band for the resolution level */
-    opj_tcd_band_t bands[3];        /* subband information */
+    /* number of sub-bands for the resolution level (1 for lowest resolution level, 3 otherwise) */
+    OPJ_UINT32 numbands;
+    /* subband information */
+    opj_tcd_band_t bands[3];
+
+    /* dimension of the resolution limited to window of interest. Only valid if tcd->whole_tile_decoding is set */
+    OPJ_UINT32 win_x0;
+    OPJ_UINT32 win_y0;
+    OPJ_UINT32 win_x1;
+    OPJ_UINT32 win_y1;
 } opj_tcd_resolution_t;
 
-/**
-FIXME DOC
-*/
+/** Tile-component structure */
 typedef struct opj_tcd_tilecomp {
-    OPJ_INT32 x0, y0, x1,
-              y1;           /* dimension of component : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
-    OPJ_UINT32 numresolutions;          /* number of resolutions level */
-    OPJ_UINT32
-    minimum_num_resolutions; /* number of resolutions level to decode (at max)*/
-    opj_tcd_resolution_t *resolutions;  /* resolutions information */
-    OPJ_UINT32
-    resolutions_size;        /* size of data for resolutions (in bytes) */
-    OPJ_INT32 *data;                    /* data of the component */
-    OPJ_BOOL  ownsData;                 /* if true, then need to free after usage, otherwise do not free */
-    OPJ_UINT32
-    data_size_needed;        /* we may either need to allocate this amount of data, or re-use image data and ignore this value */
-    OPJ_UINT32 data_size;               /* size of the data of the component */
-    OPJ_INT32 numpix;                   /* add fixed_quality */
+    /* dimension of component : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    OPJ_INT32 x0, y0, x1, y1;
+    /* component number */
+    OPJ_UINT32 compno;
+    /* number of resolutions level */
+    OPJ_UINT32 numresolutions;
+    /* number of resolutions level to decode (at max)*/
+    OPJ_UINT32 minimum_num_resolutions;
+    /* resolutions information */
+    opj_tcd_resolution_t *resolutions;
+    /* size of data for resolutions (in bytes) */
+    OPJ_UINT32 resolutions_size;
+
+    /* data of the component. For decoding, only valid if tcd->whole_tile_decoding is set (so exclusive of data_win member) */
+    OPJ_INT32 *data;
+    /* if true, then need to free after usage, otherwise do not free */
+    OPJ_BOOL  ownsData;
+    /* we may either need to allocate this amount of data, or re-use image data and ignore this value */
+    size_t data_size_needed;
+    /* size of the data of the component */
+    size_t data_size;
+
+    /** data of the component limited to window of interest. Only valid for decoding and if tcd->whole_tile_decoding is NOT set (so exclusive of data member) */
+    OPJ_INT32 *data_win;
+    /* dimension of the component limited to window of interest. Only valid for decoding and  if tcd->whole_tile_decoding is NOT set */
+    OPJ_UINT32 win_x0;
+    OPJ_UINT32 win_y0;
+    OPJ_UINT32 win_x1;
+    OPJ_UINT32 win_y1;
+
+    /* add fixed_quality */
+    OPJ_INT32 numpix;
 } opj_tcd_tilecomp_t;
 
 
@@ -183,8 +231,8 @@ typedef struct opj_tcd_tilecomp {
 FIXME DOC
 */
 typedef struct opj_tcd_tile {
-    OPJ_INT32 x0, y0, x1,
-              y1;       /* dimension of the tile : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    /* dimension of the tile : left upper corner (x0, y0) right low corner (x1,y1) */
+    OPJ_INT32 x0, y0, x1, y1;
     OPJ_UINT32 numcomps;            /* number of components in tile */
     opj_tcd_tilecomp_t *comps;  /* Components information */
     OPJ_INT32 numpix;               /* add fixed_quality */
@@ -230,8 +278,33 @@ typedef struct opj_tcd {
     OPJ_BITFIELD m_is_decoder : 1;
     /** Thread pool */
     opj_thread_pool_t* thread_pool;
+    /** Coordinates of the window of interest, in grid reference space */
+    OPJ_UINT32 win_x0;
+    OPJ_UINT32 win_y0;
+    OPJ_UINT32 win_x1;
+    OPJ_UINT32 win_y1;
+    /** Only valid for decoding. Whether the whole tile is decoded, or just the region in win_x0/win_y0/win_x1/win_y1 */
+    OPJ_BOOL   whole_tile_decoding;
+    /* Array of size image->numcomps indicating if a component must be decoded. NULL if all components must be decoded */
+    OPJ_BOOL* used_component;
 } opj_tcd_t;
 
+/**
+ * Structure to hold information needed to generate some markers.
+ * Used by encoder.
+ */
+typedef struct opj_tcd_marker_info {
+    /** In: Whether information to generate PLT markers in needed */
+    OPJ_BOOL    need_PLT;
+
+    /** OUT: Number of elements in p_packet_size[] array */
+    OPJ_UINT32  packet_count;
+
+    /** OUT: Array of size packet_count, such that p_packet_size[i] is
+     *       the size in bytes of the ith packet */
+    OPJ_UINT32* p_packet_size;
+} opj_tcd_marker_info_t;
+
 /** @name Exported functions */
 /*@{*/
 /* ----------------------------------------------------------------------- */
@@ -254,6 +327,21 @@ Destroy a previously created TCD handle
 */
 void opj_tcd_destroy(opj_tcd_t *tcd);
 
+
+/**
+ * Create a new opj_tcd_marker_info_t* structure
+ * @param need_PLT Whether information is needed to generate PLT markers.
+ */
+opj_tcd_marker_info_t* opj_tcd_marker_info_create(OPJ_BOOL need_PLT);
+
+
+/**
+Destroy a previously created opj_tcd_marker_info_t* structure
+@param p_tcd_marker_info Structure to destroy
+*/
+void opj_tcd_marker_info_destroy(opj_tcd_marker_info_t *p_tcd_marker_info);
+
+
 /**
  * Initialize the tile coder and may reuse some memory.
  * @param   p_tcd       TCD handle.
@@ -281,26 +369,11 @@ OPJ_BOOL opj_tcd_init(opj_tcd_t *p_tcd,
 OPJ_BOOL opj_tcd_init_decode_tile(opj_tcd_t *p_tcd, OPJ_UINT32 p_tile_no,
                                   opj_event_mgr_t* p_manager);
 
-void opj_tcd_makelayer_fixed(opj_tcd_t *tcd, OPJ_UINT32 layno,
-                             OPJ_UINT32 final);
-
-void opj_tcd_rateallocate_fixed(opj_tcd_t *tcd);
-
-void opj_tcd_makelayer(opj_tcd_t *tcd,
-                       OPJ_UINT32 layno,
-                       OPJ_FLOAT64 thresh,
-                       OPJ_UINT32 final);
-
-OPJ_BOOL opj_tcd_rateallocate(opj_tcd_t *tcd,
-                              OPJ_BYTE *dest,
-                              OPJ_UINT32 * p_data_written,
-                              OPJ_UINT32 len,
-                              opj_codestream_info_t *cstr_info);
-
 /**
  * Gets the maximum tile size that will be taken by the tile once decoded.
  */
-OPJ_UINT32 opj_tcd_get_decoded_tile_size(opj_tcd_t *p_tcd);
+OPJ_UINT32 opj_tcd_get_decoded_tile_size(opj_tcd_t *p_tcd,
+        OPJ_BOOL take_into_account_partial_decoding);
 
 /**
  * Encodes a tile from the raw image into the given buffer.
@@ -310,6 +383,8 @@ OPJ_UINT32 opj_tcd_get_decoded_tile_size(opj_tcd_t *p_tcd);
  * @param   p_data_written  pointer to an int that is incremented by the number of bytes really written on p_dest
  * @param   p_len           Maximum length of the destination buffer
  * @param   p_cstr_info     Codestream information structure
+ * @param   p_marker_info   Marker information structure
+ * @param   p_manager       the user event manager
  * @return  true if the coding is successful.
 */
 OPJ_BOOL opj_tcd_encode_tile(opj_tcd_t *p_tcd,
@@ -317,12 +392,22 @@ OPJ_BOOL opj_tcd_encode_tile(opj_tcd_t *p_tcd,
                              OPJ_BYTE *p_dest,
                              OPJ_UINT32 * p_data_written,
                              OPJ_UINT32 p_len,
-                             struct opj_codestream_info *p_cstr_info);
+                             struct opj_codestream_info *p_cstr_info,
+                             opj_tcd_marker_info_t* p_marker_info,
+                             opj_event_mgr_t *p_manager);
 
 
 /**
 Decode a tile from a buffer into a raw image
 @param tcd TCD handle
+@param win_x0 Upper left x of region to decode (in grid coordinates)
+@param win_y0 Upper left y of region to decode (in grid coordinates)
+@param win_x1 Lower right x of region to decode (in grid coordinates)
+@param win_y1 Lower right y of region to decode (in grid coordinates)
+@param numcomps_to_decode  Size of the comps_indices array, or 0 if decoding all components.
+@param comps_indices   Array of numcomps values representing the indices
+                       of the components to decode (relative to the
+                       codestream, starting at 0). Or NULL if decoding all components.
 @param src Source buffer
 @param len Length of source buffer
 @param tileno Number that identifies one of the tiles to be decoded
@@ -330,6 +415,12 @@ Decode a tile from a buffer into a raw image
 @param manager the event manager.
 */
 OPJ_BOOL opj_tcd_decode_tile(opj_tcd_t *tcd,
+                             OPJ_UINT32 win_x0,
+                             OPJ_UINT32 win_y0,
+                             OPJ_UINT32 win_x1,
+                             OPJ_UINT32 win_y1,
+                             OPJ_UINT32 numcomps_to_decode,
+                             const OPJ_UINT32 *comps_indices,
                              OPJ_BYTE *src,
                              OPJ_UINT32 len,
                              OPJ_UINT32 tileno,
@@ -345,9 +436,11 @@ OPJ_BOOL opj_tcd_update_tile_data(opj_tcd_t *p_tcd,
                                   OPJ_UINT32 p_dest_length);
 
 /**
- *
+ * Get the size in bytes of the input buffer provided before encoded.
+ * This must be the size provided to the p_src_length argument of
+ * opj_tcd_copy_tile_data()
  */
-OPJ_UINT32 opj_tcd_get_encoded_tile_size(opj_tcd_t *p_tcd);
+OPJ_SIZE_T opj_tcd_get_encoder_input_buffer_size(opj_tcd_t *p_tcd);
 
 /**
  * Initialize the tile coder and may reuse some meory.
@@ -363,10 +456,12 @@ OPJ_BOOL opj_tcd_init_encode_tile(opj_tcd_t *p_tcd,
 
 /**
  * Copies tile data from the given memory block onto the system.
+ *
+ * p_src_length must be equal to opj_tcd_get_encoder_input_buffer_size()
  */
 OPJ_BOOL opj_tcd_copy_tile_data(opj_tcd_t *p_tcd,
                                 OPJ_BYTE * p_src,
-                                OPJ_UINT32 p_src_length);
+                                OPJ_SIZE_T p_src_length);
 
 /**
  * Allocates tile component data
@@ -381,9 +476,36 @@ OPJ_BOOL opj_alloc_tile_component_data(opj_tcd_tilecomp_t *l_tilec);
  */
 OPJ_BOOL opj_tcd_is_band_empty(opj_tcd_band_t* band);
 
+/** Reinitialize a segment */
+void opj_tcd_reinit_segment(opj_tcd_seg_t* seg);
+
+
+/** Returns whether a sub-band region contributes to the area of interest
+ * tcd->win_x0,tcd->win_y0,tcd->win_x1,tcd->win_y1.
+ *
+ * @param tcd    TCD handle.
+ * @param compno Component number
+ * @param resno  Resolution number
+ * @param bandno Band number (*not* band index, ie 0, 1, 2 or 3)
+ * @param x0     Upper left x in subband coordinates
+ * @param y0     Upper left y in subband coordinates
+ * @param x1     Lower right x in subband coordinates
+ * @param y1     Lower right y in subband coordinates
+ * @return OPJ_TRUE whether the sub-band region contributs to the area of
+ *                  interest.
+ */
+OPJ_BOOL opj_tcd_is_subband_area_of_interest(opj_tcd_t *tcd,
+        OPJ_UINT32 compno,
+        OPJ_UINT32 resno,
+        OPJ_UINT32 bandno,
+        OPJ_UINT32 x0,
+        OPJ_UINT32 y0,
+        OPJ_UINT32 x1,
+        OPJ_UINT32 y1);
+
 /* ----------------------------------------------------------------------- */
 /*@}*/
 
 /*@}*/
 
-#endif /* __TCD_H */
+#endif /* OPJ_TCD_H */