图像缩放算法（中篇）
图像缩放算法（中篇）
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转载别人的，但是这篇文章写得确实太好了，所以想分享出来。
原文地址：http://blog.chinaunix.net/uid-22915173-id-2185545.html
摘要:首先给出一个基本的图像缩放算法，然后一步一步的优化其速度和缩放质量；
高质量的快速的图像缩放 全文 分为:
上篇 近邻取样插值和其速度优化
中篇 二次线性插值和三次卷积插值
下篇 三次线性插值和MipMap链
正文：
为了便于讨论，这里只处理32bit的ARGB颜色；
代码使用C++;涉及到汇编优化的时候假定为x86平台;使用的编译器为vc2005;
为了代码的可读性,没有加入异常处理代码;
测试使用的CPU为AMD64x2 4200+(2.37G) 和 Intel Core2 4400(2.00G);
速度测试说明:
只测试内存数据到内存数据的缩放
测试图片都是800600缩放到1024768; fps表示每秒钟的帧数,值越大表示函数越快
A:近邻取样插值、二次线性插值、三次卷积插值 缩放效果对比
原图 近邻取样缩放到0.6倍 近邻取样缩放到1.6倍
二次线性插值缩放到0.6倍 二次线性插值缩放到1.6倍
三次卷积插值缩放到0.6倍 三次卷积插值缩放到1.6倍
原图 近邻取样缩放到8倍 二次线性插值缩放到8倍 三次卷积插值缩放到8倍 二次线性插值(近似公式)
近邻取样插值缩放简单、速度快，但很多时候缩放出的图片质量比较差(特别是对于人物、景色等),
图片的缩放有比较明显的锯齿；使用二次或更高次插值有利于改善缩放效果；
B: 首先定义图像数据结构:
#defineasm __asm
typedef unsignedcharTUInt8;// [0…255]
structTARGB32//32 bit color
{
TUInt8 b,g,r,a;//a is alpha
};
structTPicRegion//一块颜色数据区的描述，便于参数传递
{
TARGB32* pdata;//颜色数据首地址
longbyte_width;//一行数据的物理宽度(字节宽度)；
//abs(byte_width)有可能大于等于width*sizeof(TARGB32);
longwidth;//像素宽度
longheight;//像素高度
};
//那么访问一个点的函数可以写为：
inline TARGB32& Pixels(constTPicRegion& pic,constlongx,constlongy)
{
return( (TARGB32*)((TUInt8*)pic.pdata+pic.byte_width*y) )[x];
}
二次线性插值缩放：
C: 二次线性插值缩放原理和公式图示:
缩放后图片 原图片
(宽DW,高DH) (宽SW,高SH)
缩放映射原理:
(Sx-0)/(SW-0)=(Dx-0)/(DW-0) (Sy-0)/(SH-0)=(Dy-0)/(DH-0)
=> Sx=DxSW/DW Sy=DySH/DH
聚焦看看(Sx,Sy)坐标点(Sx,Sy为浮点数)附近的情况；
对于近邻取样插值的缩放算法，直接取Color0颜色作为缩放后点的颜色；
二次线性插值需要考虑(Sx,Sy)坐标点周围的4个颜色值Color0\Color1\Color2\Color3，
把(Sx,Sy)到A\B\C\D坐标点的距离作为系数来把4个颜色混合出缩放后点的颜色；
( u=Sx-floor(Sx); v=Sy-floor(Sy); 说明:floor函数的返回值为小于等于参数的最大整数 )
二次线性插值公式为:
tmpColor0=Color0*(1-u) + Color2u;
tmpColor1=Color1(1-u) + Color3u;
DstColor =tmpColor0(1-v) + tmpColor2*v;
展开公式为:
pm0=(1-u)(1-v);
pm1=v(1-u);
pm2=u*(1-v);
pm3=uv;
则颜色混合公式为:
DstColor = Color0pm0 + Color1pm1 + Color2pm2 + Color3*pm3;
参数函数图示：
二次线性插值函数图示
对于上面的公式，它将图片向右下各移动了半个像素，需要对此做一个修正；
=> Sx=(Dx+0.5)*SW/DW-0.5; Sy=(Dy+0.5)*SH/DH-0.5;
而实际的程序,还需要考虑到边界(访问源图片可能超界)对于算法的影响,边界的处理可能有各种
方案(不处理边界或边界回绕或边界饱和或边界映射或用背景颜色混合等;文章中默认使用边界饱和来处理超界);
比如:边界饱和函数:
//访问一个点的函数，(x,y)坐标可能超出图片边界； //边界处理模式:边界饱和
inline TARGB32 Pixels_Bound(constTPicRegion& pic,longx,longy)
{
//assert((pic.width>0)&&(pic.height>0));
boolIsInPic=true;
if(x<0) {x=0; IsInPic=false; }elseif(x>=pic.width ) {x=pic.width -1; IsInPic=false; }
if(y<0) {y=0; IsInPic=false; }elseif(y>=pic.height) {y=pic.height-1; IsInPic=false; }
TARGB32 result=Pixels(pic,x,y);
if(!IsInPic) result.a=0;
returnresult;
}
D: 二次线性插值缩放算法的一个参考实现：PicZoom_BilInear0
该函数并没有做什么优化，只是一个简单的浮点实现版本；
inlinevoidBilinear0(constTPicRegion& pic,floatfx,floatfy,TARGB32* result)
{
longx=(long)fx;if(x>fx) --x;//x=floor(fx);
longy=(long)fy;if(y>fy) --y;//y=floor(fy);
TARGB32 Color0=Pixels_Bound(pic,x,y);
TARGB32 Color2=Pixels_Bound(pic,x+1,y);
TARGB32 Color1=Pixels_Bound(pic,x,y+1);
TARGB32 Color3=Pixels_Bound(pic,x+1,y+1);
floatu=fx-x;
floatv=fy-y;
floatpm3=uv;
floatpm2=u(1-v);
floatpm1=v*(1-u);
floatpm0=(1-u)*(1-v);
result->a=(pm0Color0.a+pm1Color1.a+pm2Color2.a+pm3Color3.a);
result->r=(pm0Color0.r+pm1Color1.r+pm2Color2.r+pm3Color3.r);
result->g=(pm0Color0.g+pm1Color1.g+pm2Color2.g+pm3Color3.g);
result->b=(pm0Color0.b+pm1Color1.b+pm2Color2.b+pm3Color3.b);
}
voidPicZoom_Bilinear0(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
unsignedlongdst_width=Dst.width;
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
for(unsignedlongy=0;y
{
floatsrcy=(y+0.4999999)*Src.height/Dst.height-0.5;
for(unsignedlongx=0;x
{
floatsrcx=(x+0.4999999)Src.width/Dst.width-0.5;
Bilinear0(Src,srcx,srcy,&pDstLine[x]);
}
((TUInt8&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_BilInear0 8.3 fps
E: 把PicZoom_BilInear0的浮点计算改写为定点数实现：PicZoom_BilInear1
inlinevoidBilinear1(constTPicRegion& pic,constlongx_16,constlongy_16,TARGB32* result)
{
longx=x_16>>16;
longy=y_16>>16;
TARGB32 Color0=Pixels_Bound(pic,x,y);
TARGB32 Color2=Pixels_Bound(pic,x+1,y);
TARGB32 Color1=Pixels_Bound(pic,x,y+1);
TARGB32 Color3=Pixels_Bound(pic,x+1,y+1);
unsignedlongu_8=(x_16 & 0xFFFF)>>8;
unsignedlongv_8=(y_16 & 0xFFFF)>>8;
unsignedlongpm3_16=(u_8v_8);
unsignedlongpm2_16=(u_8(unsignedlong)(256-v_8));
unsignedlongpm1_16=(v_8*(unsignedlong)(256-u_8));
unsignedlongpm0_16=((256-u_8)*(256-v_8));
result->a=((pm0_16Color0.a+pm1_16Color1.a+pm2_16Color2.a+pm3_16Color3.a)>>16);
result->r=((pm0_16Color0.r+pm1_16Color1.r+pm2_16Color2.r+pm3_16Color3.r)>>16);
result->g=((pm0_16Color0.g+pm1_16Color1.g+pm2_16Color2.g+pm3_16Color3.g)>>16);
result->b=((pm0_16Color0.b+pm1_16Color1.b+pm2_16Color2.b+pm3_16Color3.b)>>16);
}
voidPicZoom_Bilinear1(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
longxrIntFloat_16=((Src.width)<<16)/Dst.width+1;
longyrIntFloat_16=((Src.height)<<16)/Dst.height+1;
constlongcsDErrorX=-(1<<15)+(xrIntFloat_16>>1);
constlongcsDErrorY=-(1<<15)+(yrIntFloat_16>>1);
unsignedlongdst_width=Dst.width;
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
longsrcy_16=csDErrorY;
longy;
for(y=0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear1(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_BilInear1 17.7 fps
F: 二次线性插值需要考略边界访问超界的问题，我们可以将边界区域和内部区域分开处理，这样就可以优化内部的插值实现函数了：比如不需要判断访问超界、减少颜色数据复制、减少一些不必要的重复坐标计算等等
inlinevoidBilinear2_Fast(TARGB32* PColor0,TARGB32* PColor1,unsignedlongu_8,unsignedlongv_8,TARGB32* result)
{
unsignedlongpm3_16=u_8*v_8;
unsignedlongpm2_16=(u_8<<8)-pm3_16;
unsignedlongpm1_16=(v_8<<8)-pm3_16;
unsignedlongpm0_16=(1<<16)-pm1_16-pm2_16-pm3_16;
result->a=((pm0_16PColor0[0].a+pm2_16PColor0[1].a+pm1_16PColor1[0].a+pm3_16PColor1[1].a)>>16);
result->r=((pm0_16PColor0[0].r+pm2_16PColor0[1].r+pm1_16PColor1[0].r+pm3_16PColor1[1].r)>>16);
result->g=((pm0_16PColor0[0].g+pm2_16PColor0[1].g+pm1_16PColor1[0].g+pm3_16PColor1[1].g)>>16);
result->b=((pm0_16PColor0[0].b+pm2_16PColor0[1].b+pm1_16PColor1[0].b+pm3_16PColor1[1].b)>>16);
}
inlinevoidBilinear2_Border(constTPicRegion& pic,constlongx_16,constlongy_16,TARGB32* result)
{
longx=(x_16>>16);
longy=(y_16>>16);
unsignedlongu_16=((unsignedshort)(x_16));
unsignedlongv_16=((unsignedshort)(y_16));
TARGB32 pixel[4];
pixel[0]=Pixels_Bound(pic,x,y);
pixel[1]=Pixels_Bound(pic,x+1,y);
pixel[2]=Pixels_Bound(pic,x,y+1);
pixel[3]=Pixels_Bound(pic,x+1,y+1);
Bilinear2_Fast(&pixel[0],&pixel[2],u_16>>8,v_16>>8,result);
}
voidPicZoom_Bilinear2(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
longxrIntFloat_16=((Src.width)<<16)/Dst.width+1;
longyrIntFloat_16=((Src.height)<<16)/Dst.height+1;
constlongcsDErrorX=-(1<<15)+(xrIntFloat_16>>1);
constlongcsDErrorY=-(1<<15)+(yrIntFloat_16>>1);
unsignedlongdst_width=Dst.width;
//计算出需要特殊处理的边界
longborder_y0=-csDErrorY/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr>=0; y0=csDErrorY => y>=-csDErrorY/yr
if(border_y0>=Dst.height) border_y0=Dst.height;
longborder_x0=-csDErrorX/xrIntFloat_16+1;
if(border_x0>=Dst.width ) border_x0=Dst.width;
longborder_y1=(((Src.height-2)<<16)-csDErrorY)/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr<=(height-2) => y<=(height-2-csDErrorY)/yr
if(border_y1 longborder_x1=(((Src.width-2)<<16)-csDErrorX)/xrIntFloat_16+1;
if(border_x1
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
longSrc_byte_width=Src.byte_width;
longsrcy_16=csDErrorY;
longy;
for(y=0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear2_Border(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
longx;
for(x=0;x
{
Bilinear2_Border(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
{
unsignedlongv_8=(srcy_16 & 0xFFFF)>>8;
TARGB32* PSrcLineColor= (TARGB32*)((TUInt8*)(Src.pdata)+Src_byte_width*(srcy_16>>16)) ;
for(unsignedlongx=border_x0;x
{
TARGB32* PColor0=&PSrcLineColor[srcx_16>>16];
TARGB32* PColor1=(TARGB32*)((TUInt8*)(PColor0)+Src_byte_width);
Bilinear2_Fast(PColor0,PColor1,(srcx_16 & 0xFFFF)>>8,v_8,&pDstLine[x]);
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
}
for(x=border_x1;x
{
Bilinear2_Border(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y1;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear2_Border(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_BilInear2 43.4 fps
(F’补充:
如果不想处理边界访问超界问题，可以考虑扩大源图片的尺寸，加一个边框 (“哨兵”优化)；
这样插值算法就不用考虑边界问题了，程序写起来也简单很多!
如果对缩放结果的边界像素级精度要求不是太高，我还有一个方案，一个稍微改变的缩放公式:
Sx=Dx*(SW-1)/DW； Sy=Dy*(SH-1)/DH； (源图片宽和高:SW>=2;SH>=2)
证明这个公式不会造成内存访问超界:
要求Dx=DW-1时: sx+1=int( (dw-1)/dw*(dw-1) ) +1 <= (sw-1)
有: int( (sw-1)(dw-1)/dw ) <=sw-2
(sw-1)(dw-1)/dw <(sw-1)
(dw-1) /dw<1
(dw-1)
比如，按这个公式的一个简单实现: (缩放效果见前面的"二次线性插值(近似公式)"图示)
voidPicZoom_ftBilinear_Common(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(2>Src.width)||(2>Src.height))return;
longxrIntFloat_16=((Src.width-1)<<16)/Dst.width;
longyrIntFloat_16=((Src.height-1)<<16)/Dst.height;
unsignedlongdst_width=Dst.width;
longSrc_byte_width=Src.byte_width;
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
longsrcy_16=0;
for(unsignedlongy=0;y
{
unsigned
longv_8=(srcy_16 & 0xFFFF)>>8;
TARGB32* PSrcLineColor= (TARGB32*)((TUInt8*)(Src.pdata)+Src_byte_width*(srcy_16>>16)) ;
longsrcx_16=0;
for(unsignedlongx=0;x
{
TARGB32* PColor0=&PSrcLineColor[srcx_16>>16];
Bilinear_Fast_Common(PColor0,(TARGB32*)((TUInt8*)(PColor0)+Src_byte_width),(srcx_16 & 0xFFFF)>>8,v_8,&pDstLine[x]);
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
}
)
G:利用单指令多数据处理的MMX指令一般都可以加快颜色的运算；在使用MMX改写之前，利用
32bit寄存器(或变量)来模拟单指令多数据处理；
数据储存原理:一个颜色数据分量只有一个字节,用2个字节来储存单个颜色分量的计算结果，
对于很多颜色计算来说精度就够了；那么一个32bit寄存器(或变量)就可以储存2个计算出的
临时颜色分量；从而达到了单个指令两路数据处理的目的;
单个指令两路数据处理的计算:
乘法： ((0x00AAa)<<16) | (0x00BBa) = 0x00AA00BB * a
可见只要保证0x00AAa和0x00BBa都小于(1<<16)那么乘法可以直接使用无符号数乘法了
加法: ((0x00AA+0x00CC)<<16) | (0x00BB+0x00DD) = 0x00AA00BB + 0x00CC00DD
可见只要0x00AA+0x00CC和0x00BB+0x00DD小于(1<<16)那么加法可以直接使用无符号数加法了
(移位、减法等稍微复杂一点,因为这里没有用到就不推倒运算公式了)
inlinevoidBilinear_Fast_Common(TARGB32* PColor0,TARGB32* PColor1,unsignedlongu_8,unsignedlongv_8,TARGB32* result)
{
unsignedlongpm3_8=(u_8*v_8)>>8;
unsignedlongpm2_8=u_8-pm3_8;
unsignedlongpm1_8=v_8-pm3_8;
unsignedlongpm0_8=256-pm1_8-pm2_8-pm3_8;
unsignedlongColor=(unsignedlong)(PColor0);
unsignedlongBR=(Color & 0x00FF00FF)*pm0_8;
unsignedlongGA=((Color & 0xFF00FF00)>>8)pm0_8;
Color=((unsignedlong)(PColor0))[1];
GA+=((Color & 0xFF00FF00)>>8)pm2_8;
BR+=(Color & 0x00FF00FF)pm2_8;
Color=(unsignedlong)(PColor1);
GA+=((Color & 0xFF00FF00)>>8)*pm1_8;
BR+=(Color & 0x00FF00FF)pm1_8;
Color=((unsignedlong)(PColor1))[1];
GA+=((Color & 0xFF00FF00)>>8)*pm3_8;
BR+=(Color & 0x00FF00FF)*pm3_8;
(unsignedlong)(result)=(GA & 0xFF00FF00)|((BR & 0xFF00FF00)>>8);
}
inlinevoidBilinear_Border_Common(constTPicRegion& pic,constlongx_16,constlongy_16,TARGB32* result)
{
longx=(x_16>>16);
longy=(y_16>>16);
unsignedlongu_16=((unsignedshort)(x_16));
unsignedlongv_16=((unsignedshort)(y_16));
TARGB32 pixel[4];
pixel[0]=Pixels_Bound(pic,x,y);
pixel[1]=Pixels_Bound(pic,x+1,y);
pixel[2]=Pixels_Bound(pic,x,y+1);
pixel[3]=Pixels_Bound(pic,x+1,y+1);
Bilinear_Fast_Common(&pixel[0],&pixel[2],u_16>>8,v_16>>8,result);
}
voidPicZoom_Bilinear_Common(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
longxrIntFloat_16=((Src.width)<<16)/Dst.width+1;
longyrIntFloat_16=((Src.height)<<16)/Dst.height+1;
constlongcsDErrorX=-(1<<15)+(xrIntFloat_16>>1);
constlongcsDErrorY=-(1<<15)+(yrIntFloat_16>>1);
unsignedlongdst_width=Dst.width;
//计算出需要特殊处理的边界
longborder_y0=-csDErrorY/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr>=0; y0=csDErrorY => y>=-csDErrorY/yr
if(border_y0>=Dst.height) border_y0=Dst.height;
longborder_x0=-csDErrorX/xrIntFloat_16+1;
if(border_x0>=Dst.width ) border_x0=Dst.width;
longborder_y1=(((Src.height-2)<<16)-csDErrorY)/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr<=(height-2) => y<=(height-2-csDErrorY)/yr
if(border_y1 longborder_x1=(((Src.width-2)<<16)-csDErrorX)/xrIntFloat_16+1;
if(border_x1
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
longSrc_byte_width=Src.byte_width;
longsrcy_16=csDErrorY;
longy;
for(y=0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear_Border_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
longx;
for(x=0;x
{
Bilinear_Border_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
{
unsignedlongv_8=(srcy_16 & 0xFFFF)>>8;
TARGB32* PSrcLineColor= (TARGB32*)((TUInt8*)(Src.pdata)+Src_byte_width*(srcy_16>>16)) ;
for(unsignedlongx=border_x0;x
{
TARGB32* PColor0=&PSrcLineColor[srcx_16>>16];
TARGB32* PColor1=(TARGB32*)((TUInt8*)(PColor0)+Src_byte_width);
Bilinear_Fast_Common(PColor0,PColor1,(srcx_16 & 0xFFFF)>>8,v_8,&pDstLine[x]);
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
}
for(x=border_x1;x
{
Bilinear_Border_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y1;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear_Border_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_BilInear_Common 65.3 fps
H:使用MMX指令改写:PicZoom_Bilinear_MMX
inlinevoidBilinear_Fast_MMX(TARGB32* PColor0,TARGB32* PColor1,unsignedlongu_8,unsignedlongv_8,TARGB32* result)
{
asm
{
MOVD MM6,v_8
MOVD MM5,u_8
mov edx,PColor0
mov eax,PColor1
PXOR mm7,mm7
MOVD MM2,dword ptr [eax]
MOVD MM0,dword ptr [eax+4]
PUNPCKLWD MM5,MM5
PUNPCKLWD MM6,MM6
MOVD MM3,dword ptr [edx]
MOVD MM1,dword ptr [edx+4]
PUNPCKLDQ MM5,MM5
PUNPCKLBW MM0,MM7
PUNPCKLBW MM1,MM7
PUNPCKLBW MM2,MM7
PUNPCKLBW MM3,MM7
PSUBw MM0,MM2
PSUBw MM1,MM3
PSLLw MM2,8
PSLLw MM3,8
PMULlw MM0,MM5
PMULlw MM1,MM5
PUNPCKLDQ MM6,MM6
PADDw MM0,MM2
PADDw MM1,MM3
PSRLw MM0,8
PSRLw MM1,8
PSUBw MM0,MM1
PSLLw MM1,8
PMULlw MM0,MM6
mov eax,result
PADDw MM0,MM1
PSRLw MM0,8
PACKUSwb MM0,MM7
movd [eax],MM0
//emms
}
}
voidBilinear_Border_MMX(constTPicRegion& pic,constlongx_16,constlongy_16,TARGB32* result)
{
longx=(x_16>>16);
longy=(y_16>>16);
unsignedlongu_16=((unsignedshort)(x_16));
unsignedlongv_16=((unsignedshort)(y_16));
TARGB32 pixel[4];
pixel[0]=Pixels_Bound(pic,x,y);
pixel[1]=Pixels_Bound(pic,x+1,y);
pixel[2]=Pixels_Bound(pic,x,y+1);
pixel[3]=Pixels_Bound(pic,x+1,y+1);
Bilinear_Fast_MMX(&pixel[0],&pixel[2],u_16>>8,v_16>>8,result);
}
voidPicZoom_Bilinear_MMX(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
longxrIntFloat_16=((Src.width)<<16)/Dst.width+1;
longyrIntFloat_16=((Src.height)<<16)/Dst.height+1;
constlongcsDErrorX=-(1<<15)+(xrIntFloat_16>>1);
constlongcsDErrorY=-(1<<15)+(yrIntFloat_16>>1);
unsignedlongdst_width=Dst.width;
//计算出需要特殊处理的边界
longborder_y0=-csDErrorY/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr>=0; y0=csDErrorY => y>=-csDErrorY/yr
if(border_y0>=Dst.height) border_y0=Dst.height;
longborder_x0=-csDErrorX/xrIntFloat_16+1;
if(border_x0>=Dst.width ) border_x0=Dst.width;
longborder_y1=(((Src.height-2)<<16)-csDErrorY)/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr<=(height-2) => y<=(height-2-csDErrorY)/yr
if(border_y1 longborder_x1=(((Src.width-2)<<16)-csDErrorX)/xrIntFloat_16+1;
if(border_x1
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
longSrc_byte_width=Src.byte_width;
longsrcy_16=csDErrorY;
longy;
for(y=0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
longx;
for(x=0;x
{
Bilinear_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
{
unsignedlongv_8=(srcy_16 & 0xFFFF)>>8;
TARGB32* PSrcLineColor= (TARGB32*)((TUInt8*)(Src.pdata)+Src_byte_width*(srcy_16>>16)) ;
for(unsignedlongx=border_x0;x
{
TARGB32* PColor0=&PSrcLineColor[srcx_16>>16];
TARGB32* PColor1=(TARGB32*)((TUInt8*)(PColor0)+Src_byte_width);
Bilinear_Fast_MMX(PColor0,PColor1,(srcx_16 & 0xFFFF)>>8,v_8,&pDstLine[x]);
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
}
for(x=border_x1;x
{
Bilinear_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y1;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
asm emms
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_BilInear_MMX 132.9 fps
H’ 对BilInear_MMX简单改进:PicZoom_Bilinear_MMX_Ex
voidPicZoom_Bilinear_MMX_Ex(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
longxrIntFloat_16=((Src.width)<<16)/Dst.width+1;
longyrIntFloat_16=((Src.height)<<16)/Dst.height+1;
constlongcsDErrorX=-(1<<15)+(xrIntFloat_16>>1);
constlongcsDErrorY=-(1<<15)+(yrIntFloat_16>>1);
unsignedlongdst_width=Dst.width;
//计算出需要特殊处理的边界
longborder_y0=-csDErrorY/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr>=0; y0=csDErrorY => y>=-csDErrorY/yr
if(border_y0>=Dst.height) border_y0=Dst.height;
longborder_x0=-csDErrorX/xrIntFloat_16+1;
if(border_x0>=Dst.width ) border_x0=Dst.width;
longborder_y1=(((Src.height-2)<<16)-csDErrorY)/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr<=(height-2) => y<=(height-2-csDErrorY)/yr
if(border_y1 longborder_x1=(((Src.width-2)<<16)-csDErrorX)/xrIntFloat_16+1;
if(border_x1
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
longSrc_byte_width=Src.byte_width;
longsrcy_16=csDErrorY;
longy;
for(y=0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
longx;
for(x=0;x
{
Bilinear_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
{
longdst_width_fast=border_x1-border_x0;
if(dst_width_fast>0)
{
unsignedlongv_8=(srcy_16 & 0xFFFF)>>8;
TARGB32* PSrcLineColor= (TARGB32*)((TUInt8*)(Src.pdata)+Src_byte_width*(srcy_16>>16)) ;
TARGB32* PSrcLineColorNext= (TARGB32*)((TUInt8*)(PSrcLineColor)+Src_byte_width) ;
TARGB32* pDstLine_Fast=&pDstLine[border_x0];
asm
{
movd mm6,v_8
pxor mm7,mm7//mm7=0
PUNPCKLWD MM6,MM6
PUNPCKLDQ MM6,MM6//mm6=v_8
mov esi,PSrcLineColor
mov ecx,PSrcLineColorNext
mov edx,srcx_16
mov ebx,dst_width_fast
mov edi,pDstLine_Fast
lea edi,[edi+ebx*4]
push ebp
mov ebp,xrIntFloat_16
neg ebx
loop_start:
mov eax,edx
shl eax,16
shr eax,24
//== movzx eax,dh //eax=u_8
MOVD MM5,eax
mov eax,edx
shr eax,16//srcx_16>>16
MOVD MM2,dword ptr [ecx+eax4]
MOVD MM0,dword ptr [ecx+eax4+4]
PUNPCKLWD MM5,MM5
MOVD MM3,dword ptr [esi+eax4]
MOVD MM1,dword ptr [esi+eax4+4]
PUNPCKLDQ MM5,MM5//mm5=u_8
PUNPCKLBW MM0,MM7
PUNPCKLBW MM1,MM7
PUNPCKLBW MM2,MM7
PUNPCKLBW MM3,MM7
PSUBw MM0,MM2
PSUBw MM1,MM3
PSLLw MM2,8
PSLLw MM3,8
PMULlw MM0,MM5
PMULlw MM1,MM5
PADDw MM0,MM2
PADDw MM1,MM3
PSRLw MM0,8
PSRLw MM1,8
PSUBw MM0,MM1
PSLLw MM1,8
PMULlw MM0,MM6
PADDw MM0,MM1
PSRLw MM0,8
PACKUSwb MM0,MM7
MOVd dword ptr [edi+ebx*4],MM0//write DstColor
add edx,ebp//srcx_16+=xrIntFloat_16
inc ebx
jnz loop_start
pop ebp
mov srcx_16,edx
}
}
}
for(x=border_x1;x
{
Bilinear_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y1;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
Bilinear_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
asm emms
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_Bilinear_MMX_Ex 157.0 fps
I: 把测试成绩放在一起：
//CPU: AMD64x2 4200+(2.37G) zoom 800600 to 1024768
//==============================================================================
// StretchBlt 232.7 fps
// PicZoom3_SSE 711.7 fps
//
// PicZoom_BilInear0 8.3 fps
// PicZoom_BilInear1 17.7 fps
// PicZoom_BilInear2 43.4 fps
// PicZoom_BilInear_Common 65.3 fps
// PicZoom_BilInear_MMX 132.9 fps
// PicZoom_BilInear_MMX_Ex 157.0 fps
补充Intel Core2 4400上的测试成绩:
//CPU: Intel Core2 4400(2.00G) zoom 800600 to 1024768
//==============================================================================
// PicZoom3_SSE 1099.7 fps
//
// PicZoom_BilInear0 10.7 fps
// PicZoom_BilInear1 24.2 fps
// PicZoom_BilInear2 54.3 fps
// PicZoom_BilInear_Common 59.8 fps
// PicZoom_BilInear_MMX 118.4 fps
// PicZoom_BilInear_MMX_Ex 142.9 fps
三次卷积插值:
J: 二次线性插值缩放出的图片很多时候让人感觉变得模糊(术语叫低通滤波)，特别是在放大
的时候；使用三次卷积插值来改善插值结果；三次卷积插值考虑映射点周围16个点(4x4)的颜色来
计算最终的混合颜色，如图；
P(0,0)所在像素为映射的点，加上它周围的15个点，按一定系数混合得到最终输出结果；
混合公式参见PicZoom_ThreeOrder0的实现；
插值曲线公式sin(xPI)/(xPI),如图:
三次卷积插值曲线sin(xPI)/(xPI) （其中PI=3.1415926…）
K:三次卷积插值缩放算法的一个参考实现：PicZoom_ThreeOrder0
该函数并没有做过多的优化，只是一个简单的浮点实现版本;
inlinedoubleSinXDivX(doublex)
{
//该函数计算插值曲线sin(xPI)/(xPI)的值 //PI=3.1415926535897932385;
//下面是它的近似拟合表达式
constfloata = -1;//a还可以取 a=-2,-1,-0.75,-0.5等等，起到调节锐化或模糊程度的作用
if(x<0) x=-x;//x=abs(x);
doublex2=xx;
doublex3=x2x;
if(x<=1)
return(a+2)x3 - (a+3)x2 + 1;
elseif(x<=2)
returnax3 - (5a)x2 + (8a)x - (4a);
else
return0;
}
inline TUInt8 border_color(longColor)
{
if(Color<=0)
return0;
elseif(Color>=255)
return255;
else
returnColor;
}
voidThreeOrder0(constTPicRegion& pic,constfloatfx,constfloatfy,TARGB32* result)
{
longx0=(long)fx;if(x0>fx) --x0;//x0=floor(fx);
longy0=(long)fy;if(y0>fy) --y0;//y0=floor(fy);
floatfu=fx-x0;
floatfv=fy-y0;
TARGB32 pixel[16];
longi,j;
for(i=0;i<4;++i)
{
for(j=0;j<4;++j)
{
longx=x0-1+j;
longy=y0-1+i;
pixel[i*4+j]=Pixels_Bound(pic,x,y);
}
}
floatafu[4],afv[4];
//
afu[0]=SinXDivX(1+fu);
afu[1]=SinXDivX(fu);
afu[2]=SinXDivX(1-fu);
afu[3]=SinXDivX(2-fu);
afv[0]=SinXDivX(1+fv);
afv[1]=SinXDivX(fv);
afv[2]=SinXDivX(1-fv);
afv[3]=SinXDivX(2-fv);
floatsR=0,sG=0,sB=0,sA=0;
for(i=0;i<4;++i)
{
floataR=0,aG=0,aB=0,aA=0;
for(longj=0;j<4;++j)
{
aA+=afu[j]pixel[i4+j].a;
aR+=afu[j]pixel[i4+j].r;
aG+=afu[j]pixel[i4+j].g;
aB+=afu[j]pixel[i4+j].b;
}
sA+=aAafv[i];
sR+=aRafv[i];
sG+=aGafv[i];
sB+=aBafv[i];
}
result->a=border_color((long)(sA+0.5));
result->r=border_color((long)(sR+0.5));
result->g=border_color((long)(sG+0.5));
result->b=border_color((long)(sB+0.5));
}
voidPicZoom_ThreeOrder0(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
unsignedlongdst_width=Dst.width;
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
for(unsignedlongy=0;y
{
floatsrcy=(y+0.4999999)*Src.height/Dst.height-0.5;
for(unsignedlongx=0;x
{
floatsrcx=(x+0.4999999)Src.width/Dst.width-0.5;
ThreeOrder0(Src,srcx,srcy,&pDstLine[x]);
}
((TUInt8&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_ThreeOrder0 3.6 fps
L: 使用定点数来优化缩放函数;边界和内部分开处理；对SinXDivX做一个查找表;对border_color做一个查找表；
staticlongSinXDivX_Table_8[(2<<8)+1];
class_CAutoInti_SinXDivX_Table {
private:
void_Inti_SinXDivX_Table()
{
for(longi=0;i<=(2<<8);++i)
SinXDivX_Table_8[i]=long(0.5+256SinXDivX(i(1.0/(256))))*1;
};
public:
_CAutoInti_SinXDivX_Table() { _Inti_SinXDivX_Table(); }
};
static_CAutoInti_SinXDivX_Table __tmp_CAutoInti_SinXDivX_Table;
//颜色查表
staticTUInt8 _color_table[2563];
staticconstTUInt8 color_table=&_color_table[256];
class_CAuto_inti_color_table
{
public:
_CAuto_inti_color_table() {
for(inti=0;i<256*3;++i)
_color_table[i]=border_color(i-256);
}
};
static_CAuto_inti_color_table _Auto_inti_color_table;
voidThreeOrder_Fast_Common(constTPicRegion& pic,constlongx_16,constlongy_16,TARGB32* result)
{
unsignedlongu_8=(unsignedchar)((x_16)>>8);
unsignedlongv_8=(unsignedchar)((y_16)>>8);
constTARGB32* pixel=&Pixels(pic,(x_16>>16)-1,(y_16>>16)-1);
longpic_byte_width=pic.byte_width;
longau_8[4],av_8[4];
//
au_8[0]=SinXDivX_Table_8[(1<<8)+u_8];
au_8[1]=SinXDivX_Table_8[u_8];
au_8[2]=SinXDivX_Table_8[(1<<8)-u_8];
au_8[3]=SinXDivX_Table_8[(2<<8)-u_8];
av_8[0]=SinXDivX_Table_8[(1<<8)+v_8];
av_8[1]=SinXDivX_Table_8[v_8];
av_8[2]=SinXDivX_Table_8[(1<<8)-v_8];
av_8[3]=SinXDivX_Table_8[(2<<8)-v_8];
longsR=0,sG=0,sB=0,sA=0;
for(longi=0;i<4;++i)
{
longaA=au_8[0]*pixel[0].a + au_8[1]*pixel[1].a + au_8[2]*pixel[2].a + au_8[3]*pixel[3].a;
longaR=au_8[0]*pixel[0].r + au_8[1]*pixel[1].r + au_8[2]*pixel[2].r + au_8[3]*pixel[3].r;
longaG=au_8[0]*pixel[0].g + au_8[1]*pixel[1].g + au_8[2]*pixel[2].g + au_8[3]pixel[3].g;
longaB=au_8[0]pixel[0].b + au_8[1]pixel[1].b + au_8[2]pixel[2].b + au_8[3]pixel[3].b;
sA+=aAav_8[i];
sR+=aRav_8[i];
sG+=aGav_8[i];
sB+=aBav_8[i];
((TUInt8&)pixel)+=pic_byte_width;
}
result->a=color_table[sA>>16];
result->r=color_table[sR>>16];
result->g=color_table[sG>>16];
result->b=color_table[sB>>16];
}
voidThreeOrder_Border_Common(constTPicRegion& pic,constlongx_16,constlongy_16,TARGB32* result)
{
longx0_sub1=(x_16>>16)-1;
longy0_sub1=(y_16>>16)-1;
unsignedlongu_16_add1=((unsignedshort)(x_16))+(1<<16);
unsignedlongv_16_add1=((unsignedshort)(y_16))+(1<<16);
TARGB32 pixel[16];
longi;
for(i=0;i<4;++i)
{
longy=y0_sub1+i;
pixel[i4+0]=Pixels_Bound(pic,x0_sub1+0,y);
pixel[i4+1]=Pixels_Bound(pic,x0_sub1+1,y);
pixel[i4+2]=Pixels_Bound(pic,x0_sub1+2,y);
pixel[i4+3]=Pixels_Bound(pic,x0_sub1+3,y);
}
TPicRegion npic;
npic.pdata =&pixel[0];
npic.byte_width=4*sizeof(TARGB32);
//npic.width =4;
//npic.height =4;
ThreeOrder_Fast_Common(npic,u_16_add1,v_16_add1,result);
}
voidPicZoom_ThreeOrder_Common(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
longxrIntFloat_16=((Src.width)<<16)/Dst.width+1;
longyrIntFloat_16=((Src.height)<<16)/Dst.height+1;
constlongcsDErrorX=-(1<<15)+(xrIntFloat_16>>1);
constlongcsDErrorY=-(1<<15)+(yrIntFloat_16>>1);
unsignedlongdst_width=Dst.width;
//计算出需要特殊处理的边界
longborder_y0=((1<<16)-csDErrorY)/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr>=1; y0=csDErrorY => y>=(1-csDErrorY)/yr
if(border_y0>=Dst.height) border_y0=Dst.height;
longborder_x0=((1<<16)-csDErrorX)/xrIntFloat_16+1;
if(border_x0>=Dst.width ) border_x0=Dst.width;
longborder_y1=(((Src.height-3)<<16)-csDErrorY)/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr<=(height-3) => y<=(height-3-csDErrorY)/yr
if(border_y1 longborder_x1=(((Src.width-3)<<16)-csDErrorX)/xrIntFloat_16+1;;
if(border_x1
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
longsrcy_16=csDErrorY;
longy;
for(y=0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
ThreeOrder_Border_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
longx;
for(x=0;x
{
ThreeOrder_Border_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
for(x=border_x0;x
{
ThreeOrder_Fast_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//fast !
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
for(x=border_x1;x
{
ThreeOrder_Border_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y1;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
ThreeOrder_Border_Common(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_ThreeOrder_Common 16.9 fps
M: 用MMX来优化ThreeOrder_Common函数:ThreeOrder_MMX
typedef unsignedlongTMMXData32;
staticTMMXData32 SinXDivX_Table_MMX[(2<<8)+1];
class_CAutoInti_SinXDivX_Table_MMX {
private:
void_Inti_SinXDivX_Table_MMX()
{
for(longi=0;i<=(2<<8);++i)
{
unsignedshortt=long(0.5+(1<<14)SinXDivX(i(1.0/(256))));
unsignedlongtl=t | (((unsignedlong)t)<<16);
SinXDivX_Table_MMX[i]=tl;
}
};
public:
_CAutoInti_SinXDivX_Table_MMX() { _Inti_SinXDivX_Table_MMX(); }
};
static_CAutoInti_SinXDivX_Table_MMX __tmp_CAutoInti_SinXDivX_Table_MMX;
void__declspec(naked) _private_ThreeOrder_Fast_MMX()
{
asm
{
movd mm1,dword ptr [edx]
movd mm2,dword ptr [edx+4]
movd mm3,dword ptr [edx+8]
movd mm4,dword ptr [edx+12]
movd mm5,dword ptr [(offset SinXDivX_Table_MMX)+2564+eax4]
movd mm6,dword ptr [(offset SinXDivX_Table_MMX)+eax4]
punpcklbw mm1,mm7
punpcklbw mm2,mm7
punpcklwd mm5,mm5
punpcklwd mm6,mm6
psllw mm1,7
psllw mm2,7
pmulhw mm1,mm5
pmulhw mm2,mm6
punpcklbw mm3,mm7
punpcklbw mm4,mm7
movd mm5,dword ptr [(offset SinXDivX_Table_MMX)+2564+ecx4]
movd mm6,dword ptr [(offset SinXDivX_Table_MMX)+5124+ecx*4]
punpcklwd mm5,mm5
punpcklwd mm6,mm6
psllw mm3,7
psllw mm4,7
pmulhw mm3,mm5
pmulhw mm4,mm6
paddsw mm1,mm2
paddsw mm3,mm4
movd mm6,dword ptr [ebx]//v
paddsw mm1,mm3
punpcklwd mm6,mm6
pmulhw mm1,mm6
add edx,esi//+pic.byte_width
paddsw mm0,mm1
ret
}
}
inlinevoidThreeOrder_Fast_MMX(constTPicRegion& pic,constlongx_16,constlongy_16,TARGB32* result)
{
asm
{
mov ecx,pic
mov eax,y_16
mov ebx,x_16
movzx edi,ah//v_8
mov edx,[ecx+TPicRegion::pdata]
shr eax,16
mov esi,[ecx+TPicRegion::byte_width]
dec eax
movzx ecx,bh//u_8
shr ebx,16
imul eax,esi
lea edx,[edx+ebx*4-4]
add edx,eax//pixel
mov eax,ecx
neg ecx
pxor mm7,mm7//0
//mov edx,pixel
pxor mm0,mm0//result=0
//lea eax,auv_7
lea ebx,[(offset SinXDivX_Table_MMX)+2564+edi4]
call _private_ThreeOrder_Fast_MMX
lea ebx,[(offset SinXDivX_Table_MMX)+edi4]
call _private_ThreeOrder_Fast_MMX
neg edi
lea ebx,[(offset SinXDivX_Table_MMX)+2564+edi4]
call _private_ThreeOrder_Fast_MMX
lea ebx,[(offset SinXDivX_Table_MMX)+5124+edi*4]
call _private_ThreeOrder_Fast_MMX
psraw mm0,3
mov eax,result
packuswb mm0,mm7
movd [eax],mm0
//emms
}
}
voidThreeOrder_Border_MMX(constTPicRegion& pic,constlongx_16,constlongy_16,TARGB32* result)
{
unsignedlongx0_sub1=(x_16>>16)-1;
unsignedlongy0_sub1=(y_16>>16)-1;
longu_16_add1=((unsignedshort)(x_16))+(1<<16);
longv_16_add1=((unsignedshort)(y_16))+(1<<16);
TARGB32 pixel[16];
for(longi=0;i<4;++i)
{
longy=y0_sub1+i;
pixel[i4+0]=Pixels_Bound(pic,x0_sub1 ,y);
pixel[i4+1]=Pixels_Bound(pic,x0_sub1+1,y);
pixel[i4+2]=Pixels_Bound(pic,x0_sub1+2,y);
pixel[i4+3]=Pixels_Bound(pic,x0_sub1+3,y);
}
TPicRegion npic;
npic.pdata =&pixel[0];
npic.byte_width=4*sizeof(TARGB32);
//npic.width =4;
//npic.height =4;
ThreeOrder_Fast_MMX(npic,u_16_add1,v_16_add1,result);
}
voidPicZoom_ThreeOrder_MMX(constTPicRegion& Dst,constTPicRegion& Src)
{
if( (0 == Dst.width)||(0 == Dst.height)
||(0 == Src.width)||(0 == Src.height))return;
longxrIntFloat_16=((Src.width)<<16)/Dst.width+1;
longyrIntFloat_16=((Src.height)<<16)/Dst.height+1;
constlongcsDErrorX=-(1<<15)+(xrIntFloat_16>>1);
constlongcsDErrorY=-(1<<15)+(yrIntFloat_16>>1);
unsignedlongdst_width=Dst.width;
//计算出需要特殊处理的边界
longborder_y0=((1<<16)-csDErrorY)/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr>=1; y0=csDErrorY => y>=(1-csDErrorY)/yr
if(border_y0>=Dst.height) border_y0=Dst.height;
longborder_x0=((1<<16)-csDErrorX)/xrIntFloat_16+1;
if(border_x0>=Dst.width ) border_x0=Dst.width;
longborder_y1=(((Src.height-3)<<16)-csDErrorY)/yrIntFloat_16+1;//y0+yyr<=(height-3) => y<=(height-3-csDErrorY)/yr
if(border_y1 longborder_x1=(((Src.width-3)<<16)-csDErrorX)/xrIntFloat_16+1;;
if(border_x1
TARGB32* pDstLine=Dst.pdata;
longsrcy_16=csDErrorY;
longy;
for(y=0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
ThreeOrder_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y0;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
longx;
for(x=0;x
{
ThreeOrder_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
for(x=border_x0;x
{
ThreeOrder_Fast_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//fast MMX !
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
for(x=border_x1;x
{
ThreeOrder_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
for(y=border_y1;y
{
longsrcx_16=csDErrorX;
for(unsignedlongx=0;x
{
ThreeOrder_Border_MMX(Src,srcx_16,srcy_16,&pDstLine[x]);
//border
srcx_16+=xrIntFloat_16;
}
srcy_16+=yrIntFloat_16;
((TUInt8*&)pDstLine)+=Dst.byte_width;
}
asm emms
}
//速度测试:
//==============================================================================
// PicZoom_ThreeOrder_MMX 34.3 fps
N：将测试结果放到一起：
//CPU: AMD64x2 4200+(2.37G) zoom 800600 to 1024768
//==============================================================================
// StretchBlt 232.7 fps
// PicZoom3_SSE 711.7 fps
// PicZoom_BilInear_MMX_Ex 157.0 fps
//
// PicZoom_ThreeOrder0 3.6 fps
// PicZoom_ThreeOrder_Common 16.9 fps
// PicZoom_ThreeOrder_MMX 34.3 fps
补充Intel Core2 4400上的测试成绩:
//CPU: Intel Core2 4400(2.00G) zoom 800600 to 1024768
//==============================================================================
// PicZoom3_SSE 1099.7 fps
// PicZoom_BilInear_MMX_Ex 142.9 fps
//
// PicZoom_ThreeOrder0 4.2 fps
// PicZoom_ThreeOrder_Common 17.6 fps
// PicZoom_ThreeOrder_MMX 34.4 fps
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