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
  82   jp2_struct->h = img->y1 - img->y0;    // HEIGHT
  83   jp2_struct->w = img->x1 - img->x0;    // WIDTH
  84   jp2_struct->numcomps = img->numcomps; // NC
  85   jp2_struct->comps = (jp2_comps_t *) malloc(sizeof(jp2_comps_t));
  86
  87   depth_0 = img->comps[0].prec - 1;
  88   sign = img->comps[0].sgnd;
  89   jp2_struct->bpc = depth_0 + (sign << 7);
  90
  91   for (i = 1; i < img->numcomps; i++) {
  92     depth = img->comps[i].prec - 1;
  93     sign = img->comps[i].sgnd;
  94     if (depth_0 != depth)
  95       jp2_struct->bpc = 255;
  96   }
  97
  98
  99
 100   jp2_struct->C = 7;            // C : Always 7
 101   jp2_struct->UnkC = 0;         // UnkC, colorspace specified in colr box
 102   jp2_struct->IPR = 0;          // IPR, no intellectual property
 103
 104   for (i = 0; i < img->numcomps; i++)
 105     jp2_struct->comps[i].bpcc =
 106       img->comps[i].prec - 1 + (img->comps[i].sgnd << 7);
 107
 108   jp2_struct->precedence = 0;   // PRECEDENCE
 109   jp2_struct->approx = 0;       // APPROX
 110
 111   if ((img->numcomps == 1 || img->numcomps == 3)
 112       && (jp2_struct->bpc != 255))
 113     jp2_struct->meth = 1;
 114   else
 115     jp2_struct->meth = 2;
 116
 117   if (jp2_struct->meth == 1) {
 118     if (img->color_space == 1)
 119       jp2_struct->enumcs = 16;
 120     else if (img->color_space == 2)
 121       jp2_struct->enumcs = 17;
 122     else if (img->color_space == 3)
 123       jp2_struct->enumcs = 18;  // YUV
 124   } else
 125     jp2_struct->enumcs = 0;     // PROFILE (??)
 126
 127   jp2_struct->brand = JP2_JP2;  /* BR         */
 128   jp2_struct->minversion = 0;   /* MinV       */
 129   jp2_struct->numcl = 1;
 130   jp2_struct->cl = (int *) malloc(jp2_struct->numcl * sizeof(int));
 131   jp2_struct->cl[0] = JP2_JP2;  /* CL0 : JP2  */
 132   return 0;
 133 }
 134
 135
 136 void jp2_write_url(char *Idx_file)
 137 {
 138   unsigned int i;
 139   char str[256];
 140   jp2_box_t box;
 141
 142   sprintf(str, "%s", Idx_file);
 143
 144
 145   box.init_pos = cio_tell();
 146   cio_skip(4);
 147   cio_write(JP2_URL, 4);        // DBTL
 148   cio_write(0, 1);              // VERS
 149   cio_write(0, 3);              // FLAG
 150
 151   for (i = 0; i < strlen(str); i++) {
 152     cio_write(str[i], 1);
 153   }
 154
 155   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 156   cio_seek(box.init_pos);
 157   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 158   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 159 }
 160
 161 /*
 162 * Read the IHDR box
 163 *
 164 * Image Header box
 165 *
 166 */
 167 int jp2_read_ihdr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 168 {
 169   jp2_box_t box;
 170
 171   jp2_read_boxhdr(&box);
 172   if (JP2_IHDR != box.type) {
 173     fprintf(stderr, "Error: Expected IHDR Marker\n");
 174     return 1;
 175   }
 176
 177   jp2_struct->h = cio_read(4);  // HEIGHT
 178   jp2_struct->w = cio_read(4);  // WIDTH
 179   jp2_struct->numcomps = cio_read(2);   // NC
 180
 181   jp2_struct->bpc = cio_read(1);        // BPC
 182
 183   jp2_struct->C = cio_read(1);  // C
 184   jp2_struct->UnkC = cio_read(1);       // UnkC
 185   jp2_struct->IPR = cio_read(1);        // IPR
 186
 187   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 188     fprintf(stderr, "Error with IHDR Box\n");
 189     return 1;
 190   }
 191   return 0;
 192 }
 193
 194 void jp2_write_ihdr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 195 {
 196   jp2_box_t box;
 197
 198   box.init_pos = cio_tell();
 199   cio_skip(4);
 200   cio_write(JP2_IHDR, 4);       // IHDR
 201
 202   cio_write(jp2_struct->h, 4);  // HEIGHT
 203   cio_write(jp2_struct->w, 4);  // WIDTH
 204   cio_write(jp2_struct->numcomps, 2);   // NC
 205
 206   cio_write(jp2_struct->bpc, 1);        // BPC
 207
 208   cio_write(jp2_struct->C, 1);  // C : Always 7
 209   cio_write(jp2_struct->UnkC, 1);       // UnkC, colorspace unknow
 210   cio_write(jp2_struct->IPR, 1);        // IPR, no intellectual property
 211
 212   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 213   cio_seek(box.init_pos);
 214   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 215   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 216 }
 217
 218
 219 void jp2_write_bpcc(jp2_struct_t * jp2_struct)
 220 {
 221   unsigned int i;
 222   jp2_box_t box;
 223
 224   box.init_pos = cio_tell();
 225   cio_skip(4);
 226   cio_write(JP2_BPCC, 4);       // BPCC
 227
 228   for (i = 0; i < jp2_struct->numcomps; i++)
 229     cio_write(jp2_struct->comps[i].bpcc, 1);
 230
 231   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 232   cio_seek(box.init_pos);
 233   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 234   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 235 }
 236
 237
 238 int jp2_read_bpcc(jp2_struct_t * jp2_struct)
 239 {
 240   unsigned int i;
 241   jp2_box_t box;
 242
 243   jp2_read_boxhdr(&box);
 244   if (JP2_BPCC != box.type) {
 245     fprintf(stderr, "Error: Expected BPCC Marker\n");
 246     return 1;
 247   }
 248
 249   for (i = 0; i < jp2_struct->numcomps; i++)
 250     jp2_struct->comps[i].bpcc = cio_read(1);
 251
 252   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 253     fprintf(stderr, "Error with BPCC Box\n");
 254     return 1;
 255   }
 256   return 0;
 257 }
 258
 259 void jp2_write_colr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 260 {
 261   jp2_box_t box;
 262
 263   box.init_pos = cio_tell();
 264   cio_skip(4);
 265   cio_write(JP2_COLR, 4);       // COLR
 266
 267   cio_write(jp2_struct->meth, 1);       // METH
 268   cio_write(jp2_struct->precedence, 1); // PRECEDENCE
 269   cio_write(jp2_struct->approx, 1);     // APPROX
 270
 271   if (jp2_struct->meth == 1)
 272     cio_write(jp2_struct->enumcs, 4);   // EnumCS
 273   else
 274     cio_write(0, 1);            // PROFILE (??)
 275
 276   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 277   cio_seek(box.init_pos);
 278   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 279   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 280 }
 281
 282 int jp2_read_colr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 283 {
 284   jp2_box_t box;
 285
 286   jp2_read_boxhdr(&box);
 287   if (JP2_COLR != box.type) {
 288     fprintf(stderr, "Error: Expected COLR Marker\n");
 289     return 1;
 290   }
 291
 292   jp2_struct->meth = cio_read(1);       // METH
 293   jp2_struct->precedence = cio_read(1); // PRECEDENCE
 294   jp2_struct->approx = cio_read(1);     // APPROX
 295
 296   if (jp2_struct->meth == 1)
 297     jp2_struct->enumcs = cio_read(4);   // EnumCS
 298   else
 299     cio_read(1);                // PROFILE
 300
 301   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 302     fprintf(stderr, "Error with BPCC Box\n");
 303     return 1;
 304   }
 305   return 0;
 306 }
 307
 308 /*
 309 * Write the JP2H box
 310 *
 311 * JP2 Header box
 312 *
 313 */
 314 void jp2_write_jp2h(jp2_struct_t * jp2_struct)
 315 {
 316   jp2_box_t box;
 317
 318   box.init_pos = cio_tell();
 319   cio_skip(4);;
 320   cio_write(JP2_JP2H, 4);       /* JP2H */
 321
 322   jp2_write_ihdr(jp2_struct);
 323
 324   if (jp2_struct->bpc == 255)
 325     jp2_write_bpcc(jp2_struct);
 326   jp2_write_colr(jp2_struct);
 327
 328   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 329   cio_seek(box.init_pos);
 330   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 331   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 332 }
 333
 334
 335 /*
 336 * Read the JP2H box
 337 *
 338 * JP2 Header box
 339 *
 340 */
 341 int jp2_read_jp2h(jp2_struct_t * jp2_struct)
 342 {
 343   jp2_box_t box;
 344
 345   jp2_read_boxhdr(&box);
 346   if (JP2_JP2H != box.type) {
 347     fprintf(stderr, "Error: Expected JP2H Marker\n");
 348     return 1;
 349   }
 350
 351   if (jp2_read_ihdr(jp2_struct))
 352     return 1;
 353
 354   if (jp2_struct->bpc == 255)
 355     if (jp2_read_bpcc(jp2_struct))
 356       return 1;
 357   if (jp2_read_colr(jp2_struct))
 358     return 1;
 359
 360   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 361     fprintf(stderr, "Error with JP2H Box\n");
 362     return 1;
 363   }
 364   return 0;
 365 }
 366
 367 /*
 368 * Write the FTYP box
 369 *
 370 * File type box
 371 *
 372 */
 373 void jp2_write_ftyp(jp2_struct_t * jp2_struct)
 374 {
 375   unsigned int i;
 376   jp2_box_t box;
 377
 378   box.init_pos = cio_tell();
 379   cio_skip(4);
 380   cio_write(JP2_FTYP, 4);       /* FTYP       */
 381
 382   cio_write(jp2_struct->brand, 4);      /* BR         */
 383   cio_write(jp2_struct->minversion, 4); /* MinV       */
 384
 385   for (i = 0; i < jp2_struct->numcl; i++)
 386     cio_write(jp2_struct->cl[i], 4);    /* CL           */
 387
 388   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 389   cio_seek(box.init_pos);
 390   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 391   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 392 }
 393
 394 /*
 395 * Read the FTYP box
 396 *
 397 * File type box
 398 *
 399 */
 400 int jp2_read_ftyp(jp2_struct_t * jp2_struct)
 401 {
 402   int i;
 403   jp2_box_t box;
 404
 405   jp2_read_boxhdr(&box);
 406
 407   if (JP2_FTYP != box.type) {
 408     fprintf(stderr, "Error: Excpected FTYP Marker\n");
 409     return 1;
 410   }
 411
 412   jp2_struct->brand = cio_read(4);      /* BR              */
 413   jp2_struct->minversion = cio_read(4); /* MinV            */
 414   jp2_struct->numcl = (box.length - 16) / 4;
 415   jp2_struct->cl =
 416     (unsigned int *) malloc(jp2_struct->numcl * sizeof(unsigned int));
 417
 418   for (i = jp2_struct->numcl; i > 0; i--)
 419     jp2_struct->cl[i] = cio_read(4);    /* CLi */
 420
 421   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 422     fprintf(stderr, "Error with FTYP Box\n");
 423     return 1;
 424   }
 425   return 0;
 426 }
 427
 428 int jp2_write_jp2c(j2k_image_t * img, j2k_cp_t * cp, char *jp2_buffer,
 429                    char *index)
 430 {
 431   int len;
 432   jp2_box_t box;
 433
 434   box.init_pos = cio_tell();
 435   cio_skip(4);
 436   cio_write(JP2_JP2C, 4);       // JP2C
 437
 438   len = j2k_encode(img, cp, jp2_buffer, cp->tdx * cp->tdy * 2, index);
 439
 440   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 441   cio_seek(box.init_pos);
 442   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 443   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 444   return box.length;
 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 }