714ace0462de5b4d2fa6689eda836a85cac08a8f
[openjpeg.git] / libopenjpeg / jp2.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2002-2007, Communications and Remote Sensing Laboratory, Universite catholique de Louvain (UCL), Belgium
3  * Copyright (c) 2002-2007, Professor Benoit Macq
4  * Copyright (c) 2002-2003, Yannick Verschueren
5  * Copyright (c) 2005, Herve Drolon, FreeImage Team
6  * All rights reserved.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS `AS IS'
18  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
21  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
22  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
23  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
24  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
25  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
26  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
27  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
28  */
29 #ifndef __JP2_H
30 #define __JP2_H
31 /**
32 @file jp2.h
33 @brief The JPEG-2000 file format Reader/Writer (JP2)
34
35 */
36
37 /** @defgroup JP2 JP2 - JPEG-2000 file format reader/writer */
38 /*@{*/
39
40 #define JPIP_JPIP 0x6a706970
41
42 #define JP2_JP   0x6a502020             /**< JPEG 2000 signature box */
43 #define JP2_FTYP 0x66747970             /**< File type box */
44
45 #define JP2_JP2H 0x6a703268             /**< JP2 header box (super-box) */
46 #define         JP2_IHDR 0x69686472             /**< Image header box */
47 #define         JP2_BPCC 0x62706363             /**< Bits per component box */
48 #define         JP2_COLR 0x636f6c72             /**< Colour specification box */
49 #define         JP2_PCLR 0x70636c72             /**< Palette box */
50 #define         JP2_CMAP 0x636d6170             /**< Component Mapping box */
51 #define         JP2_CDEF 0x63646566             /**< Channel Definition box */
52 /* For the future MSD */
53 /* #define JP2_RES 0x72657320 */        /**< Resolution box (super-box) */
54
55 #define JP2_JP2C 0x6a703263             /**< Contiguous codestream box */
56
57 /* For the future MSD */
58 /* #define JP2_JP2I 0x6a703269 */       /**< Intellectual property box */
59 /* #define JP2_XML  0x786d6c20 */       /**< XML box */
60 /* #define JP2_UUID 0x75756994 */       /**< UUID box */
61 /* #define JP2_UINF 0x75696e66 */       /**< UUID info box (super-box) */
62 /* #define JP2_ULST 0x756c7374 */       /**< UUID list box */
63 #define         JP2_URL  0x75726c20             /**< Data entry URL box */
64
65 #define JP2_DTBL 0x6474626c             /**< Data Reference box */
66
67 #define JP2_JP2  0x6a703220             /**< File type fields */
68
69
70 /* ----------------------------------------------------------------------- */
71
72 typedef enum
73 {
74         JP2_STATE_NONE                  = 0x0,
75         JP2_STATE_SIGNATURE             = 0x1,
76         JP2_STATE_FILE_TYPE             = 0x2,
77         JP2_STATE_HEADER                = 0x4,
78         JP2_STATE_CODESTREAM    = 0x8,
79         JP2_STATE_END_CODESTREAM        = 0x10,
80         JP2_STATE_UNKNOWN               = 0x7fffffff /* ISO C restricts enumerator values to range of 'int' */
81 }
82 JP2_STATE;
83
84 typedef enum
85 {
86         JP2_IMG_STATE_NONE                      = 0x0,
87         JP2_IMG_STATE_UNKNOWN           = 0x7fffffff
88 }
89 JP2_IMG_STATE;
90
91 /** 
92 Channel description: channel index, type, assocation
93 */
94 typedef struct opj_jp2_cdef_info
95 {
96     unsigned short cn, typ, asoc;
97 } opj_jp2_cdef_info_t;
98
99 /** 
100 Channel descriptions and number of descriptions
101 */
102 typedef struct opj_jp2_cdef
103 {
104     opj_jp2_cdef_info_t *info;
105     unsigned short n;
106 } opj_jp2_cdef_t;
107
108 /** 
109 Component mappings: channel index, mapping type, palette index
110 */
111 typedef struct opj_jp2_cmap_comp
112 {
113     unsigned short cmp;
114     unsigned char mtyp, pcol;
115 } opj_jp2_cmap_comp_t;
116
117 /** 
118 Palette data: table entries, palette columns
119 */
120 typedef struct opj_jp2_pclr
121 {
122     unsigned int *entries;
123     unsigned char *channel_sign;
124     unsigned char *channel_size;
125     opj_jp2_cmap_comp_t *cmap;
126     unsigned short nr_entries, nr_channels;
127 } opj_jp2_pclr_t;
128
129 /** 
130 Collector for ICC profile, palette, component mapping, channel description 
131 */
132 typedef struct opj_jp2_color
133 {
134     unsigned char *icc_profile_buf;
135     int icc_profile_len;
136
137     opj_jp2_cdef_t *jp2_cdef;
138     opj_jp2_pclr_t *jp2_pclr;
139     unsigned char jp2_has_colr;
140 } opj_jp2_color_t;
141
142 /** 
143 JP2 component
144 */
145 typedef struct opj_jp2_comps {
146   int depth;              
147   int sgnd;                
148   OPJ_UINT32 bpcc;
149 } opj_jp2_comps_t;
150
151 /**
152 JPEG-2000 file format reader/writer
153 */
154 typedef struct opj_jp2 {
155         /** codec context */
156         opj_common_ptr cinfo;
157         /** handle to the J2K codec  */
158         opj_j2k_t *j2k;
159         unsigned int w;
160         unsigned int h;
161         unsigned int numcomps;
162         unsigned int bpc;
163         unsigned int C;
164         unsigned int UnkC;
165         unsigned int IPR;
166         unsigned int meth;
167         unsigned int approx;
168         unsigned int enumcs;
169         unsigned int precedence;
170         unsigned int brand;
171         unsigned int minversion;
172         unsigned int numcl;
173         unsigned int *cl;
174         opj_jp2_comps_t *comps;
175         unsigned int j2k_codestream_offset;
176         unsigned int j2k_codestream_length;
177         opj_bool jpip_on;
178         opj_bool ignore_pclr_cmap_cdef;
179 } opj_jp2_t;
180
181 /**
182 JPEG-2000 file format reader/writer
183 */
184 typedef struct opj_jp2_v2
185 {
186         /** handle to the J2K codec  */
187         struct opj_j2k_v2 *j2k;
188         /** list of validation procedures */
189         struct opj_procedure_list * m_validation_list;
190         /** list of execution procedures */
191         struct opj_procedure_list * m_procedure_list;
192
193         /* width of image */
194         OPJ_UINT32 w;
195         /* height of image */
196         OPJ_UINT32 h;
197         /* number of components in the image */
198         OPJ_UINT32 numcomps;
199         OPJ_UINT32 bpc;
200         OPJ_UINT32 C;
201         OPJ_UINT32 UnkC;
202         OPJ_UINT32 IPR;
203         OPJ_UINT32 meth;
204         OPJ_UINT32 approx;
205         OPJ_UINT32 enumcs;
206         OPJ_UINT32 precedence;
207         OPJ_UINT32 brand;
208         OPJ_UINT32 minversion;
209         OPJ_UINT32 numcl;
210         OPJ_UINT32 *cl;
211         opj_jp2_comps_t *comps;
212         OPJ_UINT32 j2k_codestream_offset;
213         OPJ_UINT32 jp2_state;
214         OPJ_UINT32 jp2_img_state;
215
216         opj_jp2_color_t color;
217     
218     opj_bool ignore_pclr_cmap_cdef;
219 }
220 opj_jp2_v2_t;
221
222 /**
223 JP2 Box
224 */
225 typedef struct opj_jp2_box {
226   OPJ_UINT32 length;
227   OPJ_UINT32 type;
228   OPJ_INT32 init_pos;
229 } opj_jp2_box_t;
230
231 typedef struct opj_jp2_header_handler
232 {
233         /* marker value */
234         int id;
235         /* action linked to the marker */
236         opj_bool (*handler) (opj_jp2_v2_t *jp2, unsigned char * p_header_data, OPJ_UINT32 p_header_size, struct opj_event_mgr * p_manager);
237 }
238 opj_jp2_header_handler_t;
239
240
241 typedef struct opj_jp2_img_header_writer_handler 
242 {
243         /* action to perform */
244         unsigned char* (*handler) (opj_jp2_v2_t *jp2,   unsigned int * p_data_size);
245         /* result of the action : data */
246         unsigned char *                 m_data;
247         /* size of data */
248         unsigned int                    m_size;
249
250 opj_jp2_img_header_writer_handler_t;
251
252 /** @name Exported functions */
253 /*@{*/
254 /* ----------------------------------------------------------------------- */
255 /**
256 Write the JP2H box - JP2 Header box (used in MJ2)
257 @param jp2 JP2 handle
258 @param cio Output buffer stream
259 */
260 void jp2_write_jp2h(opj_jp2_t *jp2, opj_cio_t *cio);
261
262 /**
263  * Writes the Jpeg2000 file Header box - JP2 Header box (warning, this is a super box).
264  *
265  * @param       cio                     the stream to write data to.
266  * @param       jp2                     the jpeg2000 file codec.
267  * @param       p_manager       user event manager.
268  *
269  * @return true if writting was successful.
270 */
271 opj_bool jp2_write_jp2h_v2( opj_jp2_v2_t *jp2,
272                                                         struct opj_stream_private *cio,
273                                                         struct opj_event_mgr * p_manager );
274
275 /**
276 Read the JP2H box - JP2 Header box (used in MJ2)
277 @param jp2 JP2 handle
278 @param cio Input buffer stream
279 @param ext Collector for profile, cdef and pclr data
280 @return Returns true if successful, returns false otherwise
281 */
282 opj_bool jp2_read_jp2h(opj_jp2_t *jp2, opj_cio_t *cio, opj_jp2_color_t *color);
283 /**
284 Creates a JP2 decompression structure
285 @param cinfo Codec context info
286 @return Returns a handle to a JP2 decompressor if successful, returns NULL otherwise
287 */
288 opj_jp2_t* jp2_create_decompress(opj_common_ptr cinfo);
289 /**
290 Destroy a JP2 decompressor handle
291 @param jp2 JP2 decompressor handle to destroy
292 */
293 void jp2_destroy_decompress(opj_jp2_t *jp2);
294
295 /**
296 Setup the decoder decoding parameters using user parameters.
297 Decoding parameters are returned in jp2->j2k->cp.
298 @param jp2 JP2 decompressor handle
299 @param parameters decompression parameters
300 */
301 void jp2_setup_decoder_v2(opj_jp2_v2_t *jp2, opj_dparameters_t *parameters);
302 /**
303 Decode an image from a JPEG-2000 file stream
304 @param jp2 JP2 decompressor handle
305 @param cio Input buffer stream
306 @param cstr_info Codestream information structure if required, NULL otherwise
307 @return Returns a decoded image if successful, returns NULL otherwise
308 */
309 opj_image_t* opj_jp2_decode(opj_jp2_t *jp2, opj_cio_t *cio, opj_codestream_info_t *cstr_info);
310
311 /**
312  * Decode an image from a JPEG-2000 file stream
313  * @param jp2 JP2 decompressor handle
314  * @param cio Input buffer stream
315  * @param cstr_info Codestream information structure if required, NULL otherwise
316  * @return Returns a decoded image if successful, returns NULL otherwise
317 */
318 opj_bool jp2_decode_v2( opj_jp2_v2_t *jp2,
319                                                 struct opj_stream_private *cio,
320                                                 opj_image_t* p_image,
321                                                 struct opj_event_mgr * p_manager);
322
323
324 /**
325 Creates a JP2 compression structure
326 @param cinfo Codec context info
327 @return Returns a handle to a JP2 compressor if successful, returns NULL otherwise
328 */
329 opj_jp2_t* jp2_create_compress(opj_common_ptr cinfo);
330 /**
331 Destroy a JP2 compressor handle
332 @param jp2 JP2 compressor handle to destroy
333 */
334 void jp2_destroy_compress(opj_jp2_t *jp2);
335 /**
336 Setup the encoder parameters using the current image and using user parameters. 
337 Coding parameters are returned in jp2->j2k->cp. 
338 @param jp2 JP2 compressor handle
339 @param parameters compression parameters
340 @param image input filled image
341 */
342 void jp2_setup_encoder( opj_jp2_v2_t *jp2, 
343                                                 opj_cparameters_t *parameters, 
344                                                 opj_image_t *image, 
345                                                 struct opj_event_mgr * p_manager);
346 /**
347 Encode an image into a JPEG-2000 file stream
348 @param jp2 JP2 compressor handle
349 @param cio Output buffer stream
350 @param image Image to encode
351 @param cstr_info Codestream information structure if required, NULL otherwise
352 @return Returns true if successful, returns false otherwise
353 */
354 opj_bool opj_jp2_encode(opj_jp2_t *jp2, opj_cio_t *cio, opj_image_t *image, opj_codestream_info_t *cstr_info);
355
356 /**
357 Encode an image into a JPEG-2000 file stream
358 @param jp2                      JP2 compressor handle
359 @param stream           Output buffer stream
360 @param p_manager        event manager
361 @return Returns true if successful, returns false otherwise
362 */
363 opj_bool opj_jp2_encode_v2(     opj_jp2_v2_t *jp2, 
364                                                         opj_stream_private_t *stream, 
365                                                         opj_event_mgr_t * p_manager);
366
367
368 /**
369  * Starts a compression scheme, i.e. validates the codec parameters, writes the header.
370  *
371  * @param       jp2             the jpeg2000 file codec.
372  * @param       cio             the stream object.
373  *
374  * @return true if the codec is valid.
375  */
376 opj_bool jp2_start_compress(opj_jp2_v2_t *jp2,
377                                                         struct opj_stream_private *cio,
378                                                         struct opj_image * p_image,
379                                                         struct opj_event_mgr * p_manager);
380
381
382 /**
383  * Ends the compression procedures and possibiliy add data to be read after the
384  * codestream.
385  */
386 opj_bool jp2_end_compress(      opj_jp2_v2_t *jp2,
387                                                         struct opj_stream_private *cio,
388                                                         struct opj_event_mgr * p_manager);
389
390 /* ----------------------------------------------------------------------- */
391
392 /**
393  * Ends the decompression procedures and possibiliy add data to be read after the
394  * codestream.
395  */
396 opj_bool jp2_end_decompress(opj_jp2_v2_t *jp2, struct opj_stream_private *cio, struct opj_event_mgr * p_manager);
397
398 /**
399  * Reads a jpeg2000 file header structure.
400  *
401  * @param cio the stream to read data from.
402  * @param jp2 the jpeg2000 file header structure.
403  * @param p_manager the user event manager.
404  *
405  * @return true if the box is valid.
406  */
407 opj_bool jp2_read_header(       struct opj_stream_private *p_stream,
408                                                         opj_jp2_v2_t *jp2,
409                                                         opj_image_t ** p_img_header,
410                                                         struct opj_event_mgr * p_manager
411                                                         );
412
413 /**
414  * Reads a tile header.
415  * @param       p_j2k           the jpeg2000 codec.
416  * @param       p_stream                        the stream to write data to.
417  * @param       p_manager       the user event manager.
418  */
419 opj_bool jp2_read_tile_header (
420                                          opj_jp2_v2_t * p_j2k,
421                                          OPJ_UINT32 * p_tile_index,
422                                          OPJ_UINT32 * p_data_size,
423                                          OPJ_INT32 * p_tile_x0,
424                                          OPJ_INT32 * p_tile_y0,
425                                          OPJ_INT32 * p_tile_x1,
426                                          OPJ_INT32 * p_tile_y1,
427                                          OPJ_UINT32 * p_nb_comps,
428                                          opj_bool * p_go_on,
429                                          struct opj_stream_private *p_stream,
430                                          struct opj_event_mgr * p_manager
431                                         );
432
433
434
435 /**
436  * Writes a tile.
437  * @param       p_j2k           the jpeg2000 codec.
438  * @param       p_stream                        the stream to write data to.
439  * @param       p_manager       the user event manager.
440  */
441 opj_bool jp2_write_tile (       opj_jp2_v2_t *p_jp2,
442                                                         OPJ_UINT32 p_tile_index,
443                                                         OPJ_BYTE * p_data,
444                                                         OPJ_UINT32 p_data_size,
445                                                         struct opj_stream_private *p_stream,
446                                                         struct opj_event_mgr * p_manager );
447
448 /**
449  * Decode tile data.
450  * @param       p_j2k           the jpeg2000 codec.
451  * @param       p_stream                        the stream to write data to.
452  * @param       p_manager       the user event manager.
453  */
454 opj_bool jp2_decode_tile (
455                                         opj_jp2_v2_t * p_jp2,
456                                         OPJ_UINT32 p_tile_index,
457                                         OPJ_BYTE * p_data,
458                                         OPJ_UINT32 p_data_size,
459                                         struct opj_stream_private *p_stream,
460                                         struct opj_event_mgr * p_manager
461                                         );
462
463 /**
464  * Creates a jpeg2000 file decompressor.
465  *
466  * @return      an empty jpeg2000 file codec.
467  */
468 opj_jp2_v2_t* jp2_create (opj_bool p_is_decoder);
469
470 /**
471 Destroy a JP2 decompressor handle
472 @param jp2 JP2 decompressor handle to destroy
473 */
474 void jp2_destroy(opj_jp2_v2_t *jp2);
475
476
477 /**
478  * Sets the given area to be decoded. This function should be called right after opj_read_header and before any tile header reading.
479  *
480  * @param       p_jp2                   the jpeg2000 codec.
481  * @param       p_end_x                 the right position of the rectangle to decode (in image coordinates).
482  * @param       p_start_y               the up position of the rectangle to decode (in image coordinates).
483  * @param       p_end_y                 the bottom position of the rectangle to decode (in image coordinates).
484  * @param       p_manager               the user event manager
485  *
486  * @return      true                    if the area could be set.
487  */
488 opj_bool jp2_set_decode_area(   opj_jp2_v2_t *p_jp2,
489                                                                 opj_image_t* p_image,
490                                                                 OPJ_INT32 p_start_x, OPJ_INT32 p_start_y,
491                                                                 OPJ_INT32 p_end_x, OPJ_INT32 p_end_y,
492                                                                 struct opj_event_mgr * p_manager );
493
494 opj_bool jp2_get_tile(  opj_jp2_v2_t *p_jp2,
495                                                 opj_stream_private_t *p_stream,
496                                                 opj_image_t* p_image,
497                                                 struct opj_event_mgr * p_manager,
498                                                 OPJ_UINT32 tile_index );
499
500
501 /**
502  * Dump some elements from the JP2 decompression structure .
503  *
504  *@param p_jp2                          the jp2 codec.
505  *@param flag                           flag to describe what elments are dump.
506  *@param out_stream                     output stream where dump the elements.
507  *
508 */
509 void jp2_dump (opj_jp2_v2_t* p_jp2, OPJ_INT32 flag, FILE* out_stream);
510
511 /**
512  * Get the codestream info from a JPEG2000 codec.
513  *
514  *@param        p_jp2                           jp2 codec.
515  *
516  *@return       the codestream information extract from the jpg2000 codec
517  */
518 opj_codestream_info_v2_t* jp2_get_cstr_info(opj_jp2_v2_t* p_jp2);
519
520 /**
521  * Get the codestream index from a JPEG2000 codec.
522  *
523  *@param        p_jp2                           jp2 codec.
524  *
525  *@return       the codestream index extract from the jpg2000 codec
526  */
527 opj_codestream_index_t* jp2_get_cstr_index(opj_jp2_v2_t* p_jp2);
528
529 opj_bool jp2_set_decoded_resolution_factor(opj_jp2_v2_t *p_jp2, OPJ_UINT32 res_factor, opj_event_mgr_t * p_manager);
530
531 /*@}*/
532
533 /*@}*/
534
535 #endif /* __JP2_H */
536