libopenjpeg/jp2.c

   1 /*
   2 * Copyright (c) 2003-2004, Yannick Verschueren
   3 * Copyright (c) 2003-2004,  Communications and remote sensing Laboratory, Universite catholique de Louvain, Belgium
   4 * All rights reserved.
   5 *
   6 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7 * modification, are permitted provided that the following conditions
   8 * are met:
   9 * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11 * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13 *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14 *
  15 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS `AS IS'
  16 * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17 * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18 * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
  19 * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  20 * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  21 * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  22 * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  23 * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  24 * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  25 * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26 */
  27
  28 #include <stdio.h>
  29 #include <stdlib.h>
  30 #include <string.h>
  31
  32 #include "j2k.h"
  33 #include "jp2.h"
  34 #include "cio.h"
  35 #include "tcd.h"
  36 #include "int.h"
  37
  38 #define JPIP_JPIP 0x6a706970
  39
  40 #define JP2_JP   0x6a502020
  41 #define JP2_FTYP 0x66747970
  42 #define JP2_JP2H 0x6a703268
  43 #define JP2_IHDR 0x69686472
  44 #define JP2_COLR 0x636f6c72
  45 #define JP2_JP2C 0x6a703263
  46 #define JP2_URL  0x75726c20
  47 #define JP2_DBTL 0x6474626c
  48 #define JP2_BPCC 0x62706363
  49 #define JP2_JP2  0x6a703220
  50
  51 /*
  52 *
  53 * Read box headers
  54 *
  55 */
  56
  57 int jp2_read_boxhdr(jp2_box_t * box)
  58 {
  59   box->init_pos = cio_tell();
  60   box->length = cio_read(4);
  61   box->type = cio_read(4);
  62   if (box->length == 1) {
  63     if (cio_read(4) != 0) {
  64       fprintf(stderr, "Error: Cannot handle box sizes higher than 2^32\n");
  65       return 1;
  66     };
  67     box->length = cio_read(4);
  68   }
  69   return 0;
  70 }
  71
  72 /*
  73 *
  74 * Initialisation of a Standard JP2 structure
  75 */
  76
  77 int jp2_init_stdjp2(jp2_struct_t * jp2_struct, j2k_image_t * img)
  78 {
  79   int depth_0, sign, depth, i;
  80
  81   jp2_struct->h = img->y1 - img->y0;    // HEIGHT
  82   jp2_struct->w = img->x1 - img->x0;    // WIDTH
  83   jp2_struct->numcomps = img->numcomps; // NC
  84   jp2_struct->comps = (jp2_comps_t *) malloc(jp2_struct->numcomps * sizeof(jp2_comps_t));
  85
  86   depth_0 = img->comps[0].prec - 1;
  87   sign = img->comps[0].sgnd;
  88   jp2_struct->bpc = depth_0 + (sign << 7);
  89
  90   for (i = 1; i < img->numcomps; i++) {
  91     depth = img->comps[i].prec - 1;
  92     sign = img->comps[i].sgnd;
  93     if (depth_0 != depth)
  94       jp2_struct->bpc = 255;
  95   }
  96
  97
  98
  99   jp2_struct->C = 7;            // C : Always 7
 100   jp2_struct->UnkC = 0;         // UnkC, colorspace specified in colr box
 101   jp2_struct->IPR = 0;          // IPR, no intellectual property
 102
 103   for (i = 0; i < img->numcomps; i++)
 104     jp2_struct->comps[i].bpcc =
 105       img->comps[i].prec - 1 + (img->comps[i].sgnd << 7);
 106
 107   jp2_struct->precedence = 0;   // PRECEDENCE
 108   jp2_struct->approx = 0;       // APPROX
 109
 110   if ((img->numcomps == 1 || img->numcomps == 3)
 111       && (jp2_struct->bpc != 255))
 112     jp2_struct->meth = 1;
 113   else
 114     jp2_struct->meth = 2;
 115
 116   if (jp2_struct->meth == 1) {
 117     if (img->color_space == 1)
 118       jp2_struct->enumcs = 16;
 119     else if (img->color_space == 2)
 120       jp2_struct->enumcs = 17;
 121     else if (img->color_space == 3)
 122       jp2_struct->enumcs = 18;  // YUV
 123   } else
 124     jp2_struct->enumcs = 0;     // PROFILE (??)
 125
 126   jp2_struct->brand = JP2_JP2;  /* BR         */
 127   jp2_struct->minversion = 0;   /* MinV       */
 128   jp2_struct->numcl = 1;
 129   jp2_struct->cl = (int *) malloc(jp2_struct->numcl * sizeof(int));
 130   jp2_struct->cl[0] = JP2_JP2;  /* CL0 : JP2  */
 131   return 0;
 132 }
 133
 134
 135 void jp2_write_url(char *Idx_file)
 136 {
 137   unsigned int i;
 138   char str[256];
 139   jp2_box_t box;
 140
 141   sprintf(str, "%s", Idx_file);
 142
 143
 144   box.init_pos = cio_tell();
 145   cio_skip(4);
 146   cio_write(JP2_URL, 4);        // DBTL
 147   cio_write(0, 1);              // VERS
 148   cio_write(0, 3);              // FLAG
 149
 150   for (i = 0; i < strlen(str); i++) {
 151     cio_write(str[i], 1);
 152   }
 153
 154   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 155   cio_seek(box.init_pos);
 156   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 157   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 158 }
 159
 160 /*
 161 * Read the IHDR box
 162 *
 163 * Image Header box
 164 *
 165 */
 166 int jp2_read_ihdr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 167 {
 168   jp2_box_t box;
 169
 170   jp2_read_boxhdr(&box);
 171   if (JP2_IHDR != box.type) {
 172     fprintf(stderr, "Error: Expected IHDR Marker\n");
 173     return 1;
 174   }
 175
 176   jp2_struct->h = cio_read(4);  // HEIGHT
 177   jp2_struct->w = cio_read(4);  // WIDTH
 178   jp2_struct->numcomps = cio_read(2);   // NC
 179
 180   jp2_struct->bpc = cio_read(1);        // BPC
 181
 182   jp2_struct->C = cio_read(1);  // C
 183   jp2_struct->UnkC = cio_read(1);       // UnkC
 184   jp2_struct->IPR = cio_read(1);        // IPR
 185
 186   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 187     fprintf(stderr, "Error with IHDR Box\n");
 188     return 1;
 189   }
 190   return 0;
 191 }
 192
 193 void jp2_write_ihdr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 194 {
 195   jp2_box_t box;
 196
 197   box.init_pos = cio_tell();
 198   cio_skip(4);
 199   cio_write(JP2_IHDR, 4);       // IHDR
 200
 201   cio_write(jp2_struct->h, 4);  // HEIGHT
 202   cio_write(jp2_struct->w, 4);  // WIDTH
 203   cio_write(jp2_struct->numcomps, 2);   // NC
 204
 205   cio_write(jp2_struct->bpc, 1);        // BPC
 206
 207   cio_write(jp2_struct->C, 1);  // C : Always 7
 208   cio_write(jp2_struct->UnkC, 1);       // UnkC, colorspace unknow
 209   cio_write(jp2_struct->IPR, 1);        // IPR, no intellectual property
 210
 211   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 212   cio_seek(box.init_pos);
 213   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 214   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 215 }
 216
 217
 218 void jp2_write_bpcc(jp2_struct_t * jp2_struct)
 219 {
 220   unsigned int i;
 221   jp2_box_t box;
 222
 223   box.init_pos = cio_tell();
 224   cio_skip(4);
 225   cio_write(JP2_BPCC, 4);       // BPCC
 226
 227   for (i = 0; i < jp2_struct->numcomps; i++)
 228     cio_write(jp2_struct->comps[i].bpcc, 1);
 229
 230   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 231   cio_seek(box.init_pos);
 232   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 233   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 234 }
 235
 236
 237 int jp2_read_bpcc(jp2_struct_t * jp2_struct)
 238 {
 239   unsigned int i;
 240   jp2_box_t box;
 241
 242   jp2_read_boxhdr(&box);
 243   if (JP2_BPCC != box.type) {
 244     fprintf(stderr, "Error: Expected BPCC Marker\n");
 245     return 1;
 246   }
 247
 248   for (i = 0; i < jp2_struct->numcomps; i++)
 249     jp2_struct->comps[i].bpcc = cio_read(1);
 250
 251   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 252     fprintf(stderr, "Error with BPCC Box\n");
 253     return 1;
 254   }
 255   return 0;
 256 }
 257
 258 void jp2_write_colr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 259 {
 260   jp2_box_t box;
 261
 262   box.init_pos = cio_tell();
 263   cio_skip(4);
 264   cio_write(JP2_COLR, 4);       // COLR
 265
 266   cio_write(jp2_struct->meth, 1);       // METH
 267   cio_write(jp2_struct->precedence, 1); // PRECEDENCE
 268   cio_write(jp2_struct->approx, 1);     // APPROX
 269
 270   if (jp2_struct->meth == 1)
 271     cio_write(jp2_struct->enumcs, 4);   // EnumCS
 272   else
 273     cio_write(0, 1);            // PROFILE (??)
 274
 275   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 276   cio_seek(box.init_pos);
 277   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 278   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 279 }
 280
 281 int jp2_read_colr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 282 {
 283   jp2_box_t box;
 284
 285   jp2_read_boxhdr(&box);
 286   if (JP2_COLR != box.type) {
 287     fprintf(stderr, "Error: Expected COLR Marker\n");
 288     return 1;
 289   }
 290
 291   jp2_struct->meth = cio_read(1);       // METH
 292   jp2_struct->precedence = cio_read(1); // PRECEDENCE
 293   jp2_struct->approx = cio_read(1);     // APPROX
 294
 295   if (jp2_struct->meth == 1)
 296     jp2_struct->enumcs = cio_read(4);   // EnumCS
 297   else
 298     cio_read(1);                // PROFILE
 299
 300   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 301     fprintf(stderr, "Error with BPCC Box\n");
 302     return 1;
 303   }
 304   return 0;
 305 }
 306
 307 /*
 308 * Write the JP2H box
 309 *
 310 * JP2 Header box
 311 *
 312 */
 313 void jp2_write_jp2h(jp2_struct_t * jp2_struct)
 314 {
 315   jp2_box_t box;
 316
 317   box.init_pos = cio_tell();
 318   cio_skip(4);;
 319   cio_write(JP2_JP2H, 4);       /* JP2H */
 320
 321   jp2_write_ihdr(jp2_struct);
 322
 323   if (jp2_struct->bpc == 255)
 324     jp2_write_bpcc(jp2_struct);
 325   jp2_write_colr(jp2_struct);
 326
 327   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 328   cio_seek(box.init_pos);
 329   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 330   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 331 }
 332
 333
 334 /*
 335 * Read the JP2H box
 336 *
 337 * JP2 Header box
 338 *
 339 */
 340 int jp2_read_jp2h(jp2_struct_t * jp2_struct)
 341 {
 342   jp2_box_t box;
 343
 344   jp2_read_boxhdr(&box);
 345   if (JP2_JP2H != box.type) {
 346     fprintf(stderr, "Error: Expected JP2H Marker\n");
 347     return 1;
 348   }
 349
 350   if (jp2_read_ihdr(jp2_struct))
 351     return 1;
 352
 353   if (jp2_struct->bpc == 255)
 354     if (jp2_read_bpcc(jp2_struct))
 355       return 1;
 356   if (jp2_read_colr(jp2_struct))
 357     return 1;
 358
 359   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 360     fprintf(stderr, "Error with JP2H Box\n");
 361     return 1;
 362   }
 363   return 0;
 364 }
 365
 366 /*
 367 * Write the FTYP box
 368 *
 369 * File type box
 370 *
 371 */
 372 void jp2_write_ftyp(jp2_struct_t * jp2_struct)
 373 {
 374   unsigned int i;
 375   jp2_box_t box;
 376
 377   box.init_pos = cio_tell();
 378   cio_skip(4);
 379   cio_write(JP2_FTYP, 4);       /* FTYP       */
 380
 381   cio_write(jp2_struct->brand, 4);      /* BR         */
 382   cio_write(jp2_struct->minversion, 4); /* MinV       */
 383
 384   for (i = 0; i < jp2_struct->numcl; i++)
 385     cio_write(jp2_struct->cl[i], 4);    /* CL           */
 386
 387   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 388   cio_seek(box.init_pos);
 389   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 390   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 391 }
 392
 393 /*
 394 * Read the FTYP box
 395 *
 396 * File type box
 397 *
 398 */
 399 int jp2_read_ftyp(jp2_struct_t * jp2_struct)
 400 {
 401   int i;
 402   jp2_box_t box;
 403
 404   jp2_read_boxhdr(&box);
 405
 406   if (JP2_FTYP != box.type) {
 407     fprintf(stderr, "Error: Excpected FTYP Marker\n");
 408     return 1;
 409   }
 410
 411   jp2_struct->brand = cio_read(4);      /* BR              */
 412   jp2_struct->minversion = cio_read(4); /* MinV            */
 413   jp2_struct->numcl = (box.length - 16) / 4;
 414   jp2_struct->cl =
 415     (unsigned int *) malloc(jp2_struct->numcl * sizeof(unsigned int));
 416
 417   for (i = 0; i < (int)jp2_struct->numcl; i++)
 418     jp2_struct->cl[i] = cio_read(4);    /* CLi */
 419
 420   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 421     fprintf(stderr, "Error with FTYP Box\n");
 422     return 1;
 423   }
 424   return 0;
 425 }
 426
 427 int jp2_write_jp2c(j2k_image_t * img, j2k_cp_t * cp, char *jp2_buffer,
 428                    char *index)
 429 {
 430   int len;
 431   jp2_box_t box;
 432
 433   box.init_pos = cio_tell();
 434   cio_skip(4);
 435   cio_write(JP2_JP2C, 4);       // JP2C
 436
 437   len = j2k_encode(img, cp, jp2_buffer, cp->tdx * cp->tdy * cp->th * cp->tw * 2, index);
 438
 439   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 440   cio_seek(box.init_pos);
 441   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 442   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 443   return box.length;
 444 }
 445
 446
 447 int jp2_read_jp2c(unsigned char *src, int len, jp2_struct_t * jp2_struct,
 448                   j2k_cp_t * cp)
 449 {
 450   jp2_box_t box;
 451
 452   jp2_read_boxhdr(&box);
 453   if (JP2_JP2C != box.type) {
 454     fprintf(stderr, "Error: Expected JP2C Marker\n");
 455     return 1;
 456   }
 457
 458   src += cio_tell();
 459
 460   if (j2k_decode(src, len, jp2_struct->image, cp) == 0) {
 461     fprintf(stderr, "JP2F box: failed to decode J2K bitstream image!\n");
 462     return 1;
 463   }
 464
 465   return 0;
 466 }
 467
 468 void jp2_write_jp()
 469 {
 470   jp2_box_t box;
 471
 472   box.init_pos = cio_tell();
 473   cio_skip(4);
 474   cio_write(JP2_JP, 4);         // JP
 475   cio_write(0x0d0a870a, 4);
 476
 477   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 478   cio_seek(box.init_pos);
 479   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 480   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 481 }
 482
 483 /*
 484 * Read the JP box
 485 *
 486 * JPEG 2000 signature
 487 *
 488 * return 1 if error else 0
 489 */
 490 int jp2_read_jp()
 491 {
 492   jp2_box_t box;
 493
 494   jp2_read_boxhdr(&box);
 495   if (JP2_JP != box.type) {
 496     fprintf(stderr, "Error: Expected JP Marker\n");
 497     return 1;
 498   }
 499   if (0x0d0a870a != cio_read(4)) {
 500     fprintf(stderr, "Error with JP Marker\n");
 501     return 1;
 502   }
 503   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 504     fprintf(stderr, "Error with JP Box size\n");
 505     return 1;
 506   }
 507   return 0;
 508
 509 }
 510
 511 int jp2_decode(unsigned char *src, int len, jp2_struct_t * jp2_struct,
 512                j2k_cp_t * cp)
 513 {
 514   cio_init(src, len);
 515
 516   if (jp2_read_jp())
 517     return 1;
 518   if (jp2_read_ftyp(jp2_struct))
 519     return 1;
 520   if (jp2_read_jp2h(jp2_struct))
 521     return 1;
 522   if (jp2_read_jp2c(src, len, jp2_struct, cp))
 523     return 1;
 524   return 0;
 525 }
 526
 527 int jp2_encode(jp2_struct_t * jp2_struct, j2k_cp_t * cp, char *output,
 528                char *index)
 529 {
 530   int len;
 531
 532   jp2_write_jp();
 533   jp2_write_ftyp(jp2_struct);
 534   jp2_write_jp2h(jp2_struct);
 535   len = jp2_write_jp2c(jp2_struct->image, cp, output, index);
 536
 537   return cio_tell();
 538 }