📄 dct_64.cpp
字号:
/*********************************************************************
*利用zhao等人论文原理，手动展开迭代的DCT变换程序 *
*以下程序中N＝64 *
*其中f为64位的输入流，F为经过DCT变换后的64位输出流 *
**********************************************************************/
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#define c_pi_1_128 0.99969881869620 //表示cos(PI*(奇数)/128)的值,以下类似
#define c_pi_3_128 0.99729045667869
#define c_pi_5_128 0.99247953459871
#define c_pi_7_128 0.98527764238894
#define c_pi_9_128 0.97570213003853
#define c_pi_11_128 0.96377606579544
#define c_pi_13_128 0.94952818059304
#define c_pi_15_128 0.93299279883474
#define c_pi_17_128 0.91420975570353
#define c_pi_19_128 0.89322430119552
#define c_pi_21_128 0.87008699110871
#define c_pi_23_128 0.84485356524971
#define c_pi_25_128 0.81758481315158
#define c_pi_27_128 0.78834642762661
#define c_pi_29_128 0.75720884650648
#define c_pi_31_128 0.72424708295147
#define c_pi_33_128 0.68954054473707
#define c_pi_35_128 0.65317284295378
#define c_pi_37_128 0.61523159058063
#define c_pi_39_128 0.57580819141785
#define c_pi_41_128 0.53499761988710
#define c_pi_43_128 0.49289819222978
#define c_pi_45_128 0.44961132965461
#define c_pi_47_128 0.40524131400499
#define c_pi_49_128 0.35989503653499
#define c_pi_51_128 0.31368174039889
#define c_pi_53_128 0.26671275747490
#define c_pi_55_128 0.21910124015687
#define c_pi_57_128 0.17096188876030
#define c_pi_59_128 0.12241067519922
#define c_pi_61_128 0.07356456359967
#define c_pi_63_128 0.02454122852291
#define c_pi_1_64 0.99879545620517 //表示cos(PI*(奇数)/64)的值,以下类似
#define c_pi_3_64 0.98917650996478
#define c_pi_5_64 0.97003125319454
#define c_pi_7_64 0.94154406518302
#define c_pi_9_64 0.90398929312344
#define c_pi_11_64 0.85772861000027
#define c_pi_13_64 0.80320753148064
#define c_pi_15_64 0.74095112535496
#define c_pi_17_64 0.67155895484702
#define c_pi_19_64 0.59569930449243
#define c_pi_21_64 0.51410274419322
#define c_pi_23_64 0.42755509343028
#define c_pi_25_64 0.33688985339222
#define c_pi_27_64 0.24298017990326
#define c_pi_29_64 0.14673047445536
#define c_pi_31_64 0.04906767432742
#define c_pi_1_32 0.99518472667220 //表示cos(PI*(奇数)/32)的值,以下类似
#define c_pi_3_32 0.95694033573221
#define c_pi_5_32 0.88192126434836
#define c_pi_7_32 0.77301045336274
#define c_pi_9_32 0.63439328416365
#define c_pi_11_32 0.47139673682600
#define c_pi_13_32 0.29028467725446
#define c_pi_15_32 0.09801714032956
#define c_pi_1_16 0.98078528040323 //表示cos(PI*(奇数)/16)的值,以下类似
#define c_pi_3_16 0.83146961230255
#define c_pi_5_16 0.55557023301960
#define c_pi_7_16 0.19509032201613
#define c_pi_1_8 0.92387953251129 //表示cos(PI*(奇数)/8)的值,以下类似
#define c_pi_3_8 0.38268343236509
#define c_pi_1_4 0.70710678118655 //表示cos(PI*(奇数)/4)的值,以下类似
double * DCT_64(double * f)
{
/*double f[]={1,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0,
0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0,
0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0,
0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0, 0,0,0,0};
*/
double * F,* t0,* t1,* t2,* t3,* t4,* t5,* t6,* t7;
//01 f[64]乘以A64分解式的右侧
// 64次加法 0次乘法
{
t0=(double *)malloc(512);
t0[0]=f[0]+f[63]; t0[32]=f[0]-f[63];
t0[1]=f[1]+f[62]; t0[33]=f[1]-f[62];
t0[2]=f[2]+f[61]; t0[34]=f[2]-f[61];
t0[3]=f[3]+f[60]; t0[35]=f[3]-f[60];
t0[4]=f[4]+f[59]; t0[36]=f[4]-f[59];
t0[5]=f[5]+f[58]; t0[37]=f[5]-f[58];
t0[6]=f[6]+f[57]; t0[38]=f[6]-f[57];
t0[7]=f[7]+f[56]; t0[39]=f[7]-f[56];
t0[8]=f[8]+f[55]; t0[40]=f[8]-f[55];
t0[9]=f[9]+f[54]; t0[41]=f[9]-f[54];
t0[10]=f[10]+f[53]; t0[42]=f[10]-f[53];
t0[11]=f[11]+f[52]; t0[43]=f[11]-f[51];
t0[12]=f[12]+f[51]; t0[44]=f[12]-f[51];
t0[13]=f[13]+f[50]; t0[45]=f[13]-f[50];
t0[14]=f[14]+f[49]; t0[46]=f[14]-f[49];
t0[15]=f[15]+f[48]; t0[47]=f[15]-f[48];
t0[16]=f[16]+f[47]; t0[48]=f[16]-f[47];
t0[17]=f[17]+f[46]; t0[49]=f[17]-f[46];
t0[18]=f[18]+f[45]; t0[50]=f[18]-f[45];
t0[19]=f[19]+f[44]; t0[51]=f[19]-f[44];
t0[20]=f[20]+f[43]; t0[52]=f[20]-f[43];
t0[21]=f[21]+f[42]; t0[53]=f[21]-f[42];
t0[22]=f[22]+f[41]; t0[54]=f[22]-f[41];
t0[23]=f[23]+f[40]; t0[55]=f[23]-f[40];
t0[24]=f[24]+f[39]; t0[56]=f[24]-f[39];
t0[25]=f[25]+f[38]; t0[57]=f[25]-f[38];
t0[26]=f[26]+f[37]; t0[58]=f[26]-f[37];
t0[27]=f[27]+f[36]; t0[59]=f[27]-f[36];
t0[28]=f[28]+f[35]; t0[60]=f[28]-f[35];
t0[29]=f[29]+f[34]; t0[61]=f[29]-f[34];
t0[30]=f[30]+f[33]; t0[62]=f[30]-f[33];
t0[31]=f[31]+f[32]; t0[63]=f[31]-f[32];
}
//02 t0[0]--t0[31]乘以A32
{
//02_1 t0[0]--t0[31]乘以A32分解式右侧的矩阵
// 32次加法 0 次乘法
{
t1=(double *)malloc(256); //为t1 分配32 个double的空间
t1[0]=t0[0]+t0[31]; t1[16]=t0[0]-t0[31];
t1[1]=t0[1]+t0[30]; t1[17]=t0[1]-t0[30];
t1[2]=t0[2]+t0[29]; t1[18]=t0[2]-t0[29];
t1[3]=t0[3]+t0[28]; t1[19]=t0[3]-t0[28];
t1[4]=t0[4]+t0[27]; t1[20]=t0[4]-t0[27];
t1[5]=t0[5]+t0[26]; t1[21]=t0[5]-t0[26];
t1[6]=t0[6]+t0[25]; t1[22]=t0[6]-t0[25];
t1[7]=t0[7]+t0[24]; t1[23]=t0[7]-t0[24];
t1[8]=t0[8]+t0[23]; t1[24]=t0[8]-t0[23];
t1[9]=t0[9]+t0[22]; t1[25]=t0[9]-t0[22];
t1[10]=t0[10]+t0[21]; t1[26]=t0[10]-t0[21];
t1[11]=t0[11]+t0[20]; t1[27]=t0[11]-t0[20];
t1[12]=t0[12]+t0[19]; t1[28]=t0[12]-t0[19];
t1[13]=t0[13]+t0[18]; t1[29]=t0[13]-t0[18];
t1[14]=t0[14]+t0[17]; t1[30]=t0[14]-t0[17];
t1[15]=t0[15]+t0[16]; t1[31]=t0[15]-t0[16];
}
//02_2 t1[0]--t1[15]乘以A16 记录在f[0]--f[15]里
//
{
//02_2_1 t1[16]乘以A16分解式右侧的矩阵
// 16次加法 0 次乘法
{
t2=(double *)malloc(128); //为t2 分配16 个double的空间
t2[0]=t1[0]+t1[15]; t2[8]=t1[0]-t1[15];
t2[1]=t1[1]+t1[14]; t2[9]=t1[1]-t1[14];
t2[2]=t1[2]+t1[13]; t2[10]=t1[2]-t1[13];
t2[3]=t1[3]+t1[12]; t2[11]=t1[3]-t1[12];
t2[4]=t1[4]+t1[11]; t2[12]=t1[4]-t1[11];
t2[5]=t1[5]+t1[10]; t2[13]=t1[5]-t1[10];
t2[6]=t1[6]+t1[9]; t2[14]=t1[6]-t1[9];
t2[7]=t1[7]+t1[8]; t2[15]=t1[7]-t1[8];
}
//02_2_2 t2[0]--t2[7]乘以A8 最后仍保存到t2[0]--t2[7]里
//
{
//02_2_2_1 t2[0]--t2[7]乘以A8后分解式右侧的矩阵
// 8次加法 0次乘法
{
t3=(double *)malloc(64); //为t3 分配8 个double的空间
t3[0]=t2[0]+t2[7]; t3[4]=t2[0]-t2[7];
t3[1]=t2[1]+t2[6]; t3[5]=t2[1]-t2[6];
t3[2]=t2[2]+t2[5]; t3[6]=t2[2]-t2[5];
t3[3]=t2[3]+t2[4]; t3[7]=t2[3]-t2[4];
}
//02_2_2_2 t3[0]--t3[3]乘以A4
//
{
//02_2_2_2_1 t3[0]--t3[3]乘以A4分解式右侧的矩阵
// 4次加法 0次乘法
{
t4=(double *)malloc(32); //为t4 分配4 个double的空间
t4[0]=t3[0]+t3[3]; t4[2]=t3[0]-t3[3];
t4[1]=t3[1]+t3[2]; t4[3]=t3[1]-t3[2];
}
//02_2_2_2_2 t4[0]--t4[1]乘以A2 这时可以直接乘了！！！！
// 2 次加法 1 次乘法
{
t5=(double *)malloc(32); //为t5 分配4 个double的空间
t5[0]=t4[0]+t4[1];
t5[1]=(t4[0]-t4[1])*c_pi_1_4;
}
//02_2_2_2_3 t4[2]--t4[3]乘以B2
// 4次加法 3次乘法
{
t4[2]*=c_pi_1_8; t4[3]*=c_pi_3_8;
t5[2]=t4[2]+t4[3]; t5[3]=(t4[2]-t4[3])*c_pi_1_4;
t5[3]=t5[3]+t5[3];
t5[3]=t5[3]-t5[2];
}// 此时 t5 记录的是P4之前的列向量
//02_2_2_2_4 t5乘以P4 用t4记录
{
t4[0]=t5[0];
t4[1]=t5[2];
t4[2]=t5[1];
t4[3]=t5[3];
}
}//此时 t4[0]--t4[3]记录的是乘以A4后的t3[0]--t3[3]元素 t5 已没用
//02_2_2_3 t3[4]--t3[7]乘以B4
//
{
//02_2_2_3_1 t3[4]--t3[7]乘以B4分解式最右侧的以 cos(PI*(2*i+1)/2/8)为对角元的对角阵
// 0次加法 4次乘法
{
t3[4]*=c_pi_1_16; t3[5]*=c_pi_3_16;
t3[6]*=c_pi_5_16; t3[7]*=c_pi_7_16;
}
//02_2_2_3_2 接下来 t3[4]--t3[7]乘以A4
{
//02_2_2_3_2_1 t3[4]--t3[7]乘以A4分解式右侧的矩阵 t5记录
// 4次加法 0次乘法
{
t5[0]=t3[4]+t3[7]; t5[2]=t3[4]-t3[7];
t5[1]=t3[5]+t3[6]; t5[3]=t3[5]-t3[6];
}
//02_2_2_3_2_2 t5[0]--t5[1]乘以乘以A2 这时可以直接乘了！！！！
// 2 次加法 1 次乘法
{
t6=(double *)malloc(32); //为t6 分配4 个double的空间
t6[0]=t5[0]+t5[1];
t6[1]=(t5[0]-t5[1])*c_pi_1_4;
}
//02_2_2_3_2_3 t5[2]--t5[3]乘以B2
// 4次加法 3次乘法
{
t5[2]*=c_pi_1_8; t5[3]*=c_pi_3_8;
t6[2]=t5[2]+t5[3]; t6[3]=(t5[2]-t5[3])*c_pi_1_4;
t6[3]=t6[3]+t6[3];
t6[3]=t6[3]-t6[2];
}// 此时 t6 记录的是P4之前的列向量
//02_2_2_3_2_4 t6乘以P4 用t5记录
//
{
t5[0]=t6[0];
t5[1]=t6[2];
t5[2]=t6[1];
t5[3]=t6[3];
}//此时 t5[0]--t5[3]记录的是乘以A4后的t3[4]--t3[7]元素 t6 已没用
}
//02_2_2_3_3 t5[0]--t5[3]乘以 一二阵 和 正负一阵
// 9次加法 0次乘法
{
t5[1]=t5[1]+t5[1]; t5[2]=t5[2]+t5[2]; t5[3]=t5[3]+t5[3];
t6[0]=t5[0];
t6[1]=t5[1]-t5[0];
t6[2]=t5[0]-t5[1]+t5[2];
t6[3]=t5[1]-t5[0]+t5[3]-t5[2];
}
}// 此时t6[0]--t6[3]记录的是t3[4]--t3[7]乘以B4后的元素
//02_2_2_4 P8之前的t3[0]--t3[7]乘以P8, 仍记录在t2[0]--t2[7]里
//
{
t2[0]=t4[0];
t2[1]=t6[0];
t2[2]=t4[1];
t2[3]=t6[1];
t2[4]=t4[2];
t2[5]=t6[2];
t2[6]=t4[3];
t2[7]=t6[3];
}
}//此时 t2[0]--t2[7]记录的是乘完A8的t2[0]--t2[7]
//02_2_3 t2[8]--t2[15]乘以B8 仍保存到t2[8]--t2[15]里
{
//02_2_3_1 t2[8]--t2[15]乘以B8分解式最右侧的以 cos(PI*(2*i+1)/2/16)为对角元的对角阵
// 0次加法 8次乘法
{
t2[8]*=c_pi_1_32; t2[9]*=c_pi_3_32;
t2[10]*=c_pi_5_32; t2[11]*=c_pi_7_32;
t2[12]*=c_pi_9_32; t2[13]*=c_pi_11_32;
t2[14]*=c_pi_13_32; t2[15]*=c_pi_15_32;
}
//02_2_3_2 接下来 t2[8]--t2[15]乘以A8
{
//02_2_3_2_1 tt2[8]--t2[15]乘以A8后分解式右侧的矩阵
// 8次加法 0次乘法
{
free(t4);
t4=(double *)malloc(64); //重新为t4 分配8 个double的空间
t4[0]=t2[8]+t2[15]; t4[4]=t2[8]-t2[15];
t4[1]=t2[9]+t2[14]; t4[5]=t2[9]-t2[14];
t4[2]=t2[10]+t2[13]; t4[6]=t2[10]-t2[13];
t4[3]=t2[11]+t2[12]; t4[7]=t2[11]-t2[12];
}
//02_2_3_2_2 t4[0]--t4[3]乘以A4
{
//02_2_3_2_2_1 t4[0]--t4[3]乘以A4分解式右侧的矩阵
// 4次加法 0次乘法
{
t5[0]=t4[0]+t4[3]; t5[2]=t4[0]-t4[3];
t5[1]=t4[1]+t4[2]; t5[3]=t4[1]-t4[2];
}
//02_2_3_2_2_2 t5[0]--t5[1]乘以A2 这时可以直接乘了！！！！
// 2 次加法 1 次乘法
{
t6[0]=t5[0]+t5[1];
t6[1]=(t5[0]-t5[1])*c_pi_1_4;
}
//02_2_3_2_2_3 t5[2]--t5[3]乘以B2
// 4次加法 3次乘法
{
t5[2]*=c_pi_1_8; t5[3]*=c_pi_3_8;
t6[2]=t5[2]+t5[3]; t6[3]=(t5[2]-t5[3])*c_pi_1_4;
t6[3]=t6[3]+t6[3];
t6[3]=t6[3]-t6[2];
}// 此时 t6 记录的是P4之前的列向量
//02_2_3_2_2_4 t6乘以P4 用t5记录
{
t5[0]=t6[0];
t5[1]=t6[2];
t5[2]=t6[1];
t5[3]=t6[3];
}
}//此时 t5[0]--t5[3]记录的是乘以A4后的t4[0]--t4[3]元素 t6 已没用
//02_2_3_2_3 t4[4]--t4[7]乘以B4
//
{
//02_2_3_2_3_1 t4[4]--t4[7]乘以B4分解式最右侧的以 cos(PI*(2*i+1)/2/8)为对角元的对角阵
// 0次加法 4次乘法
{
t4[4]*=c_pi_1_16; t4[5]*=c_pi_3_16;
t4[6]*=c_pi_5_16; t4[7]*=c_pi_7_16;
}
//02_2_3_2_3_2 接下来 t4[4]--t4[7]乘以A4
{
//02_2_3_2_3_2_1 t4[4]--t4[7]乘以A4分解式右侧的矩阵 t6记录
// 4次加法 0次乘法
{
t6[0]=t4[4]+t4[7]; t6[2]=t4[4]-t4[7];
t6[1]=t4[5]+t4[6]; t6[3]=t4[5]-t4[6];
}
//02_2_3_2_3_2_2 t6[0]--t6[1]乘以乘以A2 这时可以直接乘了！！！！
// 2 次加法 1 次乘法
{
t7=(double *)malloc(32); //为t7 分配4 个double的空间
t7[0]=t6[0]+t6[1];
t7[1]=(t6[0]-t6[1])*c_pi_1_4;
}
//02_2_3_2_3_2_3 t6[2]--t6[3]乘以B2
// 4次加法 3次乘法
{
t6[2]*=c_pi_1_8; t6[3]*=c_pi_3_8;
t7[2]=t6[2]+t6[3]; t7[3]=(t6[2]-t6[3])*c_pi_1_4;
t7[3]=t7[3]+t7[3];
t7[3]=t7[3]-t7[2];
}// 此时 t7 记录的是P4之前的列向量
//02_2_3_2_3_2_4 t7乘以P4 用t6记录
//
{
t6[0]=t7[0];
t6[1]=t7[2];
t6[2]=t7[1];
t6[3]=t7[3];
}//此时 t6[0]--t6[3]记录的是乘以A4后的t4[4]--t4[7]元素 t7 已没用
}
//02_2_3_2_3_3 t6[0]--t6[3]乘以 一二阵 和 正负一阵
// 9次加法 0次乘法
{
t6[1]=t6[1]+t6[1]; t6[2]=t6[2]+t6[2]; t6[3]=t6[3]+t6[3];
t7[0]=t6[0];
t7[1]=t6[1]-t6[0];
t7[2]=t6[0]-t6[1]+t6[2];
t7[3]=t6[1]-t6[0]+t6[3]-t6[2];
}// 此时t7[0]--t7[3]记录的是t4[4]--t4[7]乘以B4后的元素
}
//02_2_3_2_4 P8之前的43[0]--t4[7]乘以P8,记录在t4[0]--t4[7]里
{
t4[0]=t5[0];
t4[1]=t7[0];
t4[2]=t5[1];
t4[3]=t7[1];
t4[4]=t5[2];
t4[5]=t7[2];
t4[6]=t5[3];
t4[7]=t7[3];
}
}//此时t4[0]--t4[7]记录的是乘完A8后的t2[8]--t2[15]
//02_2_3_3 t4[0]--t4[7]乘以 一二阵 和 正负一阵，得到 ,记录在t2[8]--t2[15]里
{
t4[1]=t4[1]+t4[1];
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