Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/C/Firefox/third_party/jpeg-xl/lib/jxl/   (Browser von der Mozilla Stiftung Version 136.0.1©)  Datei vom 10.2.2025 mit Größe 10 kB image not shown  

Quelle  enc_huffman_tree.cc   Sprache: C

 
// Copyright (c) the JPEG XL Project Authors. All rights reserved.
//
// Use of this source code is governed by a BSD-style
// license that can be found in the LICENSE file.

#include "lib/jxl/enc_huffman_tree.h"

// Suppress any -Wdeprecated-declarations warning that might be emitted by
// GCC or Clang by std::stable_sort in C++17 or later mode
#ifdef __clang__
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wdeprecated-declarations"
#elif defined(__GNUC__)
#pragma GCC push_options
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wdeprecated-declarations"
#endif

#include <algorithm>

#ifdef __clang__
#pragma clang diagnostic pop
#elif defined(__GNUC__)
#pragma GCC pop_options
#endif

#include <limits>
#include <vector>

#include "lib/jxl/base/status.h"

namespace jxl {

void SetDepth(const HuffmanTree& p, HuffmanTree* pool, uint8_t* depth,
              uint8_t level) {
  if (p.index_left >= 0) {
    ++level;
    SetDepth(pool[p.index_left], pool, depth, level);
    SetDepth(pool[p.index_right_or_value], pool, depth, level);
  } else {
    depth[p.index_right_or_value] = level;
  }
}

// Sort the root nodes, least popular first.
static JXL_INLINE bool Compare(const HuffmanTree& v0, const HuffmanTree& v1) {
  return v0.total_count < v1.total_count;
}

// This function will create a Huffman tree.
//
// The catch here is that the tree cannot be arbitrarily deep.
// Brotli specifies a maximum depth of 15 bits for "code trees"
// and 7 bits for "code length code trees."
//
// count_limit is the value that is to be faked as the minimum value
// and this minimum value is raised until the tree matches the
// maximum length requirement.
//
// This algorithm is not of excellent performance for very long data blocks,
// especially when population counts are longer than 2**tree_limit, but
// we are not planning to use this with extremely long blocks.
//
// See http://en.wikipedia.org/wiki/Huffman_coding
void CreateHuffmanTree(const uint32_t* data, const size_t length,
                       const int tree_limit, uint8_t* depth) {
  // For block sizes below 64 kB, we never need to do a second iteration
  // of this loop. Probably all of our block sizes will be smaller than
  // that, so this loop is mostly of academic interest. If we actually
  // would need this, we would be better off with the Katajainen algorithm.
  for (uint32_t count_limit = 1;; count_limit *= 2) {
    std::vector<HuffmanTree> tree;
    tree.reserve(2 * length + 1);

    for (size_t i = length; i != 0;) {
      --i;
      if (data[i]) {
        const uint32_t count = std::max(data[i], count_limit - 1);
        tree.emplace_back(count, -1, static_cast<int16_t>(i));
      }
    }

    const size_t n = tree.size();
    if (n == 1) {
      // Fake value; will be fixed on upper level.
      depth[tree[0].index_right_or_value] = 1;
      break;
    }

    std::stable_sort(tree.begin(), tree.end(), Compare);

    // The nodes are:
    // [0, n): the sorted leaf nodes that we start with.
    // [n]: we add a sentinel here.
    // [n + 1, 2n): new parent nodes are added here, starting from
    //              (n+1). These are naturally in ascending order.
    // [2n]: we add a sentinel at the end as well.
    // There will be (2n+1) elements at the end.
    const HuffmanTree sentinel(std::numeric_limits<uint32_t>::max(), -1, -1);
    tree.push_back(sentinel);
    tree.push_back(sentinel);

    size_t i = 0;      // Points to the next leaf node.
    size_t j = n + 1;  // Points to the next non-leaf node.
    for (size_t k = n - 1; k != 0; --k) {
      size_t left;
      size_t right;
      if (tree[i].total_count <= tree[j].total_count) {
        left = i;
        ++i;
      } else {
        left = j;
        ++j;
      }
      if (tree[i].total_count <= tree[j].total_count) {
        right = i;
        ++i;
      } else {
        right = j;
        ++j;
      }

      // The sentinel node becomes the parent node.
      size_t j_end = tree.size() - 1;
      tree[j_end].total_count =
          tree[left].total_count + tree[right].total_count;
      tree[j_end].index_left = static_cast<int16_t>(left);
      tree[j_end].index_right_or_value = static_cast<int16_t>(right);

      // Add back the last sentinel node.
      tree.push_back(sentinel);
    }
    JXL_DASSERT(tree.size() == 2 * n + 1);
    SetDepth(tree[2 * n - 1], tree.data(), depth, 0);

    // We need to pack the Huffman tree in tree_limit bits.
    // If this was not successful, add fake entities to the lowest values
    // and retry.
    if (*std::max_element(&depth[0], &depth[length]) <= tree_limit) {
      break;
    }
  }
}

void Reverse(uint8_t* v, size_t start, size_t end) {
  --end;
  while (start < end) {
    uint8_t tmp = v[start];
    v[start] = v[end];
    v[end] = tmp;
    ++start;
    --end;
  }
}

void WriteHuffmanTreeRepetitions(const uint8_t previous_value,
                                 const uint8_t value, size_t repetitions,
                                 size_t* tree_size, uint8_t* tree,
                                 uint8_t* extra_bits_data) {
  JXL_DASSERT(repetitions > 0);
  if (previous_value != value) {
    tree[*tree_size] = value;
    extra_bits_data[*tree_size] = 0;
    ++(*tree_size);
    --repetitions;
  }
  if (repetitions == 7) {
    tree[*tree_size] = value;
    extra_bits_data[*tree_size] = 0;
    ++(*tree_size);
    --repetitions;
  }
  if (repetitions < 3) {
    for (size_t i = 0; i < repetitions; ++i) {
      tree[*tree_size] = value;
      extra_bits_data[*tree_size] = 0;
      ++(*tree_size);
    }
  } else {
    repetitions -= 3;
    size_t start = *tree_size;
    while (true) {
      tree[*tree_size] = 16;
      extra_bits_data[*tree_size] = repetitions & 0x3;
      ++(*tree_size);
      repetitions >>= 2;
      if (repetitions == 0) {
        break;
      }
      --repetitions;
    }
    Reverse(tree, start, *tree_size);
    Reverse(extra_bits_data, start, *tree_size);
  }
}

void WriteHuffmanTreeRepetitionsZeros(size_t repetitions, size_t* tree_size,
                                      uint8_t* tree, uint8_t* extra_bits_data) {
  if (repetitions == 11) {
    tree[*tree_size] = 0;
    extra_bits_data[*tree_size] = 0;
    ++(*tree_size);
    --repetitions;
  }
  if (repetitions < 3) {
    for (size_t i = 0; i < repetitions; ++i) {
      tree[*tree_size] = 0;
      extra_bits_data[*tree_size] = 0;
      ++(*tree_size);
    }
  } else {
    repetitions -= 3;
    size_t start = *tree_size;
    while (true) {
      tree[*tree_size] = 17;
      extra_bits_data[*tree_size] = repetitions & 0x7;
      ++(*tree_size);
      repetitions >>= 3;
      if (repetitions == 0) {
        break;
      }
      --repetitions;
    }
    Reverse(tree, start, *tree_size);
    Reverse(extra_bits_data, start, *tree_size);
  }
}

static void DecideOverRleUse(const uint8_t* depth, const size_t length,
                             bool* use_rle_for_non_zero,
                             bool* use_rle_for_zero) {
  size_t total_reps_zero = 0;
  size_t total_reps_non_zero = 0;
  size_t count_reps_zero = 1;
  size_t count_reps_non_zero = 1;
  for (size_t i = 0; i < length;) {
    const uint8_t value = depth[i];
    size_t reps = 1;
    for (size_t k = i + 1; k < length && depth[k] == value; ++k) {
      ++reps;
    }
    if (reps >= 3 && value == 0) {
      total_reps_zero += reps;
      ++count_reps_zero;
    }
    if (reps >= 4 && value != 0) {
      total_reps_non_zero += reps;
      ++count_reps_non_zero;
    }
    i += reps;
  }
  *use_rle_for_non_zero = total_reps_non_zero > count_reps_non_zero * 2;
  *use_rle_for_zero = total_reps_zero > count_reps_zero * 2;
}

void WriteHuffmanTree(const uint8_t* depth, size_t length, size_t* tree_size,
                      uint8_t* tree, uint8_t* extra_bits_data) {
  uint8_t previous_value = 8;

  // Throw away trailing zeros.
  size_t new_length = length;
  for (size_t i = 0; i < length; ++i) {
    if (depth[length - i - 1] == 0) {
      --new_length;
    } else {
      break;
    }
  }

  // First gather statistics on if it is a good idea to do rle.
  bool use_rle_for_non_zero = false;
  bool use_rle_for_zero = false;
  if (length > 50) {
    // Find rle coding for longer codes.
    // Shorter codes seem not to benefit from rle.
    DecideOverRleUse(depth, new_length, &use_rle_for_non_zero,
                     &use_rle_for_zero);
  }

  // Actual rle coding.
  for (size_t i = 0; i < new_length;) {
    const uint8_t value = depth[i];
    size_t reps = 1;
    if ((value != 0 && use_rle_for_non_zero) ||
        (value == 0 && use_rle_for_zero)) {
      for (size_t k = i + 1; k < new_length && depth[k] == value; ++k) {
        ++reps;
      }
    }
    if (value == 0) {
      WriteHuffmanTreeRepetitionsZeros(reps, tree_size, tree, extra_bits_data);
    } else {
      WriteHuffmanTreeRepetitions(previous_value, value, reps, tree_size, tree,
                                  extra_bits_data);
      previous_value = value;
    }
    i += reps;
  }
}

namespace {

uint16_t ReverseBits(int num_bits, uint16_t bits) {
  static const size_t kLut[16] = {// Pre-reversed 4-bit values.
                                  0x0, 0x8, 0x4, 0xc, 0x2, 0xa, 0x6, 0xe,
                                  0x1, 0x9, 0x5, 0xd, 0x3, 0xb, 0x7, 0xf};
  size_t retval = kLut[bits & 0xf];
  for (int i = 4; i < num_bits; i += 4) {
    retval <<= 4;
    bits = static_cast<uint16_t>(bits >> 4);
    retval |= kLut[bits & 0xf];
  }
  retval >>= (-num_bits & 0x3);
  return static_cast<uint16_t>(retval);
}

}  // namespace

void ConvertBitDepthsToSymbols(const uint8_t* depth, size_t len,
                               uint16_t* bits) {
  // In Brotli, all bit depths are [1..15]
  // 0 bit depth means that the symbol does not exist.
  const int kMaxBits = 16;  // 0..15 are values for bits
  uint16_t bl_count[kMaxBits] = {0};
  {
    for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
      ++bl_count[depth[i]];
    }
    bl_count[0] = 0;
  }
  uint16_t next_code[kMaxBits];
  next_code[0] = 0;
  {
    int code = 0;
    for (size_t i = 1; i < kMaxBits; ++i) {
      code = (code + bl_count[i - 1]) << 1;
      next_code[i] = static_cast<uint16_t>(code);
    }
  }
  for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
    if (depth[i]) {
      bits[i] = ReverseBits(depth[i], next_code[depth[i]]++);
    }
  }
}

}  // namespace jxl

Messung V0.5
C=82 H=76 G=78

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.5 Sekunden  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung und die Messung sind noch experimentell.