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?? modified_ebcot2.c

?? 這是我剛剛完成的關于JPEG2000的C語言實現的部分程序。小波變換是采用97變換
?? C
?? 第 1 頁 / 共 2 頁
字號: 
/******************************************************************************
功能描述:
   Implements block_encode 
以下部分是對EBCOT的編碼。三個通道。四種編碼形式
功能描述：編碼過程中，每個系數總處于三種狀態之一：無效態，有效態，上下文有效態
******************************************************************************/
/*****************************************************************************/
// 程序: ebcot 編碼
// 版本:  V0.0
// 作者: 胡運平
// 最后修改時間 : 30, 6, 2005
/****************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include<math.h>
#include<assert.h>
#include"fdwt.h"
#include"block_encode.h"

/******************************************************************************
//函數功能：
//輸入：1 3  7 15 31 63 127 255
//輸出  1 2  3  4  5  6  7  8
*******************************************************************************/
int log2i(int val)
{
	int i;
	if(val>=0 && val<=1)
		i=0;
		else if(val>=2 && val<=3)
		i= 1;
		else if(val>=4 && val<=7)
		 i =2;
		else if(val>=8 && val<=15)
		 i=3;
		else if(val>=16 && val<=31)
			i=4;
		else if(val>=32 && val<=63)
			i=5;
		else if(val>=64 && val<=127)
			i=6;
		else if(val>=128 && val<=255)
			i=7;

	return i;
}
/******************************************************************************
//輸入為block code 的小波量化系數，輸出為文件形式的（CX,D）
*******************************************************************************/
void block_encode(int block_bufferin[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH])
{
	int i,j,k,m;
	int max;
	unsigned char c[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH];//顯著性狀態。
	unsigned int f[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH] = {0};
//	unsigned char kign;
	FILE *context;
	if ((context = fopen("context.raw","wb+")) == NULL)
	{
		printf("cannot open file\n");
		return;
	}
/*******************************************************************************
// x;//符號變量
// q;//顯著性狀態變量
// e;//延遲顯著性狀態變量 表示系數是否是第一次被量值改進,也叫細化信息位
// v;//樣本比特值
// pi;//編碼狀態變量 ,在每個位平面P的第一編碼過程中設置其值，若該樣本在該編碼過程
//中處理，置1，否則設成0 初始化所有狀態變量為0
********************************************************************************/
  for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
	for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
	{
		state_data_x[i][j] = 0;
		state_data_q[i][j] = 0;
		state_data_e[i][j] = 0;
		state_data_v[i][j] = 0;
		state_data_pi[i][j] = 0;
	}
/******************************************************************************
//小波系數的預處理，完成三個功能：碼塊生成過程，數據格式轉換過程，碼塊最大值查
找過程
//求單個碼塊的最大值和把符號位提取出來給符號變量X;符號變換，補碼形式變成源碼形式
*******************************************************************************/
	max = abs(block_bufferin[0][0]);
	for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
		for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
		{		
			state_data_x[i][j] = (block_bufferin[i][j]>>16 & 1);
			block_bufferin[i][j] = abs(block_bufferin[i][j]);
			if(block_bufferin[i][j]>max)
			max = block_bufferin[i][j];
		}
//環境狀態字初始化,16位，每一個總共表示有1個系數的所有狀態變量。
	for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
		for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
		{
			c[i][j] = 0;	
		}
/******************************************************************************
//預處理完畢可以進行下面的核心編碼操作,以四個系數作為一個stripe編碼，
//最高位平面開始編碼，最高位平面只進行cleanup通道編碼	
//依次經過三個編碼通道。
//環境狀態字給初值,12位，顯示重要性狀態值。狀態變量如下所示：
// x;//符號變量
// q;//顯著性狀態變量
// e;//延遲顯著性狀態變量 表示系數是否是第一次被量值改進,也叫細化信息位
// v;//樣本比特值
// pi;//編碼狀態變量 表示位平面上的比特值是否已經被編碼，也叫訪問信息位
********************************************************************************/
for(k=log2i(max);k>-1;k--)
{//位平面層數，從最高位平面到最低位平面0編碼
	for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
	{
		for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
		{
			c[i][j] = state_data_q[i][j];
			state_data_v[i][j] = ((block_bufferin[i][j]>>k) & 1);
			state_data_pi[i][j] = 0;
		//	printf("%d ",c[i][j]);
		//	printf("%d ",state_data[i][j].v);
		//	printf("%d ",state_data_x[i][j]);
		//	printf("%d ",block_bufferin[i][j]);
		}
	}
init_environment(f,c,state_data_x);

for(i=0;i<BLOCKLENGTH/4;i++)
{
	for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
	{
		if(k==log2i(max)) 
			goto RLC;
		else
		{
			for(m=0;m<4;m++)	
			{//開始重要性傳播位平面的重要性掃描通道,處理當前不顯著，但具有顯著鄰域的樣本
				if(state_data_q[4*i+m][j]==0 && init_significant(f[4*i+m][j],0)>0)
				{//當前系數不是重要性系數,上下文區域不是0							
					fprintf(context,"%d %d ",init_significant(f[4*i+m][j],0),state_data_v[4*i+m][j]);
					if(state_data_v[4*i+m][j])
					{
						state_data_q[4*i+m][j]  = 1;
						//unsigned char init_sign(unsigned int f, unsigned char v,int i,int j)
						fprintf(context,"%d %d ",init_sign(f[4*i+m][j],state_data_x[4*i+m][j]),state_data_x[4*i+m][j]);				
					}
					state_data_pi[4*i+m][j] = 1;
					
				}
				else
					state_data_pi[4*i+m][j] = 0;
			//開始幅值細化通過，位平面的幅度細化掃描通道
				if(state_data_q[4*i+m][j]==1 && state_data_pi[4*i+m][j]==0)  
				{//該系數是重要的，						
					fprintf(context,"%d %d ",init_magnitude(f[4*i+m][j],state_data_e[4*i+m][j]),state_data_v[4*i+m][j]);
					state_data_e[4*i+m][j] = 1;		
				}
			}

//開始清除通過
RLC:	if((init_significant(f[4*i][j],0)==0) && (init_significant(f[4*i+1][j],0)==0) &&
			(init_significant(f[4*i+2][j],0)==0) && (init_significant(f[4*i+3][j],0)==0))
		{
			if(!(state_data_v[4*i][j] | state_data_v[4*i+1][j] | 
				state_data_v[4*i+2][j] | state_data_v[4*i+3][j]))
			{
				fprintf(context,"%d %d ",17,0);
//				state_data_pi[4*i][j] = state_data_pi[4*i+1][j] =
//					state_data_pi[4*i+2][j] = state_data_pi[4*i+3][j] = 1;
				continue;
			}
			for(m = 0;m<4;m++)
			{
				if(state_data_v[4*i+m][j])
				{
					fprintf(context,"%d %d ",17,1);
					if(m == 0)
						{
							fprintf(context,"%d %d ",18,0);
							fprintf(context,"%d %d ",18,0);
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
						fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m][j]);						
						state_data_q[4*i+m][j] = 1;//重要性標志置1
//						state_data_pi[4*i+m][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						//第二位開始編碼
						fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+1][j]);
//						state_data_pi[4*i+m+1][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						if(state_data_v[4*i+m+1][j])
						{
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
							fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+1][j]);
							state_data_q[4*i+m+1][j] = 1;//重要性標志置1
						}
						//第三位開始編碼
						fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+2][j]);
//						state_data_pi[4*i+m+2][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						if(state_data_v[4*i+m+2][j])
						{
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
							fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+2][j]);
							state_data_q[4*i+m+2][j] = 1;//重要性標志置1
						}
						//第四位開始編碼
						fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+3][j]);
//						state_data_pi[4*i+m+3][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						if(state_data_v[4*i+m+3][j])
						{
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
							fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+3][j]);
							state_data_q[4*i+m+3][j] = 1;//重要性標志置1
						}	
						break;
						}
					 if(m == 1)
						{
							fprintf(context,"%d %d ",18,0);
							fprintf(context,"%d %d ",18,1);
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
						fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m][j]);						
						state_data_q[4*i+m][j] = 1;//重要性標志置1
//						state_data_pi[4*i+m-1][j] = 1;//標志此位被訪問過。
//						state_data_pi[4*i+m][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						//第三位開始編碼
						fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+1][j]);
//						state_data_pi[4*i+m+1][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						if(state_data_v[4*i+m+1][j])
						{
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
							fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+1][j]);
							state_data_q[4*i+m+1][j] = 1;//重要性標志置1
						}
						//第四位開始編碼
						fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+2][j]);
//						state_data_pi[4*i+m+2][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						if(state_data_v[4*i+m+2][j])
						{
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
							fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+2][j]);
							state_data_q[4*i+m+2][j] = 1;//重要性標志置1

						}
						break;
						}
					 if(m == 2)
						{						
							fprintf(context,"%d %d ",18,1);
							fprintf(context,"%d %d ",18,0);
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
						fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m][j]);						
						state_data_q[4*i+m][j] = 1;//重要性標志置1
//						state_data_pi[4*i+m-2][j] = 1;//標志此位被訪問過。
//						state_data_pi[4*i+m-1][j] = 1;//標志此位被訪問過。
//						state_data_pi[4*i+m][j] = 1;//標志此位被訪問過。						
						fprintf(context,"%d %d ",0,state_data_v[4*i+m+1][j]);
//						state_data_pi[4*i+m+1][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						if(state_data_v[4*i+m+1][j])
						{
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
							fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m+1][j]);
							state_data_q[4*i+m+1][j] = 1;//重要性標志置1
						}
						break;
						}
					if(m == 3)
						{
							fprintf(context,"%d %d ",18,1);
							fprintf(context,"%d %d ",18,1);
						//此時將符號位元編碼，有5種可能的情況(9-13)sign coding
						// Encode sign bit
						fprintf(context,"%d %d ",9,state_data_x[4*i+m][j]);						
						state_data_q[4*i+m][j] = 1;//重要性標志置1
//						state_data_pi[4*i+m-3][j] = 1;//標志此位被訪問過。
//						state_data_pi[4*i+m-2][j] = 1;//標志此位被訪問過。
//						state_data_pi[4*i+m-1][j] = 1;//標志此位被訪問過。
//						state_data_pi[4*i+m][j] = 1;//標志此位被訪問過。
						break;
						}						
					}
				}
				continue;
			}
			else 	
			{
				for(m=0;m<4;m++)
				{
			
					if(state_data_q[4*i+m][j]==0 && init_significant(f[4*i+m][j],0)==0)
					{//當前系數不是重要性系數							
						fprintf(context,"%d %d ",init_significant(f[4*i+m][j],0),state_data_v[4*i+m][j]);
						if(state_data_v[4*i+m][j])
						{
							state_data_q[4*i+m][j]  = 1;
							//unsigned char init_sign(unsigned int f, unsigned char v,int i,int j)
							fprintf(context,"%d %d ",init_sign(f[4*i+m][j],state_data_x[4*i+m][j]),state_data_x[4*i+m][j]);				
						}					
					}
				}
			}
	}
/******************************************************************************
//環境狀態字12位，顯示重要性狀態值。狀態變量如下所示：
// x;//符號變量
// q;//顯著性狀態變量
// e;//延遲顯著性狀態變量 表示系數是否是第一次被量值改進,也叫細化信息位
// v;//樣本比特值
// pi;//編碼狀態變量 表示位平面上的比特值是否已經被編碼，也叫訪問信息位
*******************************************************************************/		
	}
}
//到次為止完成三個通道的編碼。
}
	fclose(context);
}


void encode_allsubband(int block_bufferin[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH],
						float interleave[LENGTH+8][WIDTH+8])
{
	int i,j,m=0,n=0;
	int image_size = LENGTH*WIDTH;
	int block_size = BLOCKLENGTH*BLOCKWIDTH;
	int blocksample[4][4] = 
	{
		{1,6,-5,0},
		{4,1,7,-4},
		{0,5,-2,-5},
		{-3,4,-3,1}
//		{1,2,3,4},
//		{1,2,3,4},
//		{1,2,3,4},
//		{1,2,3,4}
	};
//	long int c[16][8];
	//for(k=8;)
//	for(m=0;m<2;m++)
//		for(n=0;n<2;n++)
		{
			printf("\nThe block_code sample is:");
			for(i=0;i<BLOCKLENGTH;i++)
    			for(j=0;j<BLOCKWIDTH;j++)
				{
					//block_bufferin[i][j] = (floor)(interleave[i+4+m][j+4+n]+0.5);					
					block_bufferin[i][j] = blocksample[i][j];
					if((!j%4))
					printf("\n");
					printf("%d ",block_bufferin[i][j]);
				}

				block_encode(block_bufferin);
		}

}
/******************************************************************************
以上完成EBCOT的編碼，輸出送入MQ算術編碼器中
******************************************************************************/
void init_environment(unsigned int f[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH],unsigned char 
	c[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH],unsigned char state_data_x[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH])
{
	struct entironment_data
	{
		unsigned  a12:1;
		unsigned  a11:1;
		unsigned  a10:1;
		unsigned  a9:1;
		unsigned  a8:1;
		unsigned  a7:1;
		unsigned  a6:1;
		unsigned  a5:1;
		unsigned  a4:1;
		unsigned  a3:1;
		unsigned  a2:1;
		unsigned  a1:1;
	}state[BLOCKLENGTH][BLOCKWIDTH];
	int i,j;
/******************************************************************************
//環境狀態變量              d0  v0  d1    a1  a5  a2             a9
							h0	x	h1	  a7  x   a8       a11   x  a12	
							d2	v1  d3	  a3  a6  a4			a10
******************************************************************************/
	state[0][0].a12 = state_data_x[0][1] & 1;
	state[0][0].a11 = 0;
	state[0][0].a10 = state_data_x[1][0] & 1;
	state[0][0].a9 = 0;
	state[0][0].a8 = c[0][1] & 1;
	state[0][0].a7 = 0;
	state[0][0].a6 = c[1][0] & 1;
	state[0][0].a5 = 0;
	state[0][0].a4 = c[1][1] & 1;
	state[0][0].a3 = 0;
	state[0][0].a2 = 0;
	state[0][0].a1 = 0;

	state[0][BLOCKWIDTH-1].a12 = 0;
	state[0][BLOCKWIDTH-1].a11 = state_data_x[0][BLOCKWIDTH-1-1] & 1;
	state[0][BLOCKWIDTH-1].a10 = state_data_x[1][BLOCKWIDTH-1] & 1;
	state[0][BLOCKWIDTH-1].a9 = 0;
	state[0][BLOCKWIDTH-1].a8 = 0;

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