src/bin/common/color.c

   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) 2001-2003, David Janssens
   5  * Copyright (c) 2002-2003, Yannick Verschueren
   6  * Copyright (c) 2003-2007, Francois-Olivier Devaux and Antonin Descampe
   7  * Copyright (c) 2005, Herve Drolon, FreeImage Team
   8  * All rights reserved.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS `AS IS'
  20  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
  23  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  24  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  25  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  26  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  27  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  28  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  29  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  30  */
  31
  32 #include <stdio.h>
  33 #include <string.h>
  34 #include <stdlib.h>
  35 #include <math.h>
  36
  37 #include "opj_config.h"
  38 #include "openjpeg.h"
  39 #include "color.h"
  40
  41 #ifdef HAVE_LIBLCMS2
  42 #include <lcms2.h>
  43 #endif
  44 #ifdef HAVE_LIBLCMS1
  45 #include <lcms.h>
  46 #endif
  47
  48 #ifdef CLRSPC_GRAY
  49 #define OPJ_CLRSPC_GRAY CLRSPC_GRAY
  50 #endif
  51
  52 #ifdef CLRSPC_SRGB
  53 #define OPJ_CLRSPC_SRGB CLRSPC_SRGB
  54 #endif
  55
  56 /*--------------------------------------------------------
  57 Matrix for sYCC, Amendment 1 to IEC 61966-2-1
  58
  59 Y :   0.299   0.587    0.114   :R
  60 Cb:  -0.1687 -0.3312   0.5     :G
  61 Cr:   0.5    -0.4187  -0.0812  :B
  62
  63 Inverse:
  64
  65 R: 1        -3.68213e-05    1.40199      :Y
  66 G: 1.00003  -0.344125      -0.714128     :Cb - 2^(prec - 1)
  67 B: 0.999823  1.77204       -8.04142e-06  :Cr - 2^(prec - 1)
  68
  69 -----------------------------------------------------------*/
  70 static void sycc_to_rgb(int offset, int upb, int y, int cb, int cr,
  71         int *out_r, int *out_g, int *out_b)
  72 {
  73         int r, g, b;
  74
  75         cb -= offset; cr -= offset;
  76         r = y + (int)(1.402 * (float)cr);
  77         if(r < 0) r = 0; else if(r > upb) r = upb; *out_r = r;
  78
  79         g = y - (int)(0.344 * (float)cb + 0.714 * (float)cr);
  80         if(g < 0) g = 0; else if(g > upb) g = upb; *out_g = g;
  81
  82         b = y + (int)(1.772 * (float)cb);
  83         if(b < 0) b = 0; else if(b > upb) b = upb; *out_b = b;
  84 }
  85
  86 static void sycc444_to_rgb(opj_image_t *img)
  87 {
  88         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b;
  89         const int *y, *cb, *cr;
  90         int maxw, maxh, max, i, offset, upb;
  91
  92         i = img->comps[0].prec;
  93         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
  94
  95         maxw = img->comps[0].w; maxh = img->comps[0].h;
  96         max = maxw * maxh;
  97
  98         y = img->comps[0].data;
  99         cb = img->comps[1].data;
 100         cr = img->comps[2].data;
 101
 102         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 103         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 104         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 105
 106         for(i = 0; i < max; ++i)
 107    {
 108         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 109
 110         ++y; ++cb; ++cr; ++r; ++g; ++b;
 111    }
 112         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 113         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 114         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 115
 116 }/* sycc444_to_rgb() */
 117
 118 static void sycc422_to_rgb(opj_image_t *img)
 119 {
 120         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b;
 121         const int *y, *cb, *cr;
 122         int maxw, maxh, max, offset, upb;
 123         int i, j;
 124
 125         i = img->comps[0].prec;
 126         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
 127
 128         maxw = img->comps[0].w; maxh = img->comps[0].h;
 129         max = maxw * maxh;
 130
 131         y = img->comps[0].data;
 132         cb = img->comps[1].data;
 133         cr = img->comps[2].data;
 134
 135         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 136         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 137         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 138
 139         for(i=0; i < maxh; ++i)
 140    {
 141         for(j=0; j < maxw; j += 2)
 142   {
 143         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 144
 145         ++y; ++r; ++g; ++b;
 146
 147         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 148
 149         ++y; ++r; ++g; ++b; ++cb; ++cr;
 150   }
 151    }
 152         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 153         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 154         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 155
 156         img->comps[1].w = maxw; img->comps[1].h = maxh;
 157         img->comps[2].w = maxw; img->comps[2].h = maxh;
 158         img->comps[1].dx = img->comps[0].dx;
 159         img->comps[2].dx = img->comps[0].dx;
 160         img->comps[1].dy = img->comps[0].dy;
 161         img->comps[2].dy = img->comps[0].dy;
 162
 163 }/* sycc422_to_rgb() */
 164
 165 static void sycc420_to_rgb(opj_image_t *img)
 166 {
 167         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b, *nr, *ng, *nb;
 168         const int *y, *cb, *cr, *ny;
 169         int maxw, maxh, max, offset, upb;
 170         int i, j;
 171
 172         i = img->comps[0].prec;
 173         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
 174
 175         maxw = img->comps[0].w; maxh = img->comps[0].h;
 176         max = maxw * maxh;
 177
 178         y = img->comps[0].data;
 179         cb = img->comps[1].data;
 180         cr = img->comps[2].data;
 181
 182         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 183         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 184         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 185
 186         for(i=0; i < maxh; i += 2)
 187    {
 188         ny = y + maxw;
 189         nr = r + maxw; ng = g + maxw; nb = b + maxw;
 190
 191         for(j=0; j < maxw;  j += 2)
 192   {
 193         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 194
 195         ++y; ++r; ++g; ++b;
 196
 197         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 198
 199         ++y; ++r; ++g; ++b;
 200
 201         sycc_to_rgb(offset, upb, *ny, *cb, *cr, nr, ng, nb);
 202
 203         ++ny; ++nr; ++ng; ++nb;
 204
 205         sycc_to_rgb(offset, upb, *ny, *cb, *cr, nr, ng, nb);
 206
 207         ++ny; ++nr; ++ng; ++nb; ++cb; ++cr;
 208   }
 209         y += maxw; r += maxw; g += maxw; b += maxw;
 210    }
 211         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 212         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 213         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 214
 215         img->comps[1].w = maxw; img->comps[1].h = maxh;
 216         img->comps[2].w = maxw; img->comps[2].h = maxh;
 217         img->comps[1].dx = img->comps[0].dx;
 218         img->comps[2].dx = img->comps[0].dx;
 219         img->comps[1].dy = img->comps[0].dy;
 220         img->comps[2].dy = img->comps[0].dy;
 221
 222 }/* sycc420_to_rgb() */
 223
 224 void color_sycc_to_rgb(opj_image_t *img)
 225 {
 226         if(img->numcomps < 3)
 227    {
 228         img->color_space = OPJ_CLRSPC_GRAY;
 229         return;
 230    }
 231
 232         if((img->comps[0].dx == 1)
 233         && (img->comps[1].dx == 2)
 234         && (img->comps[2].dx == 2)
 235         && (img->comps[0].dy == 1)
 236         && (img->comps[1].dy == 2)
 237         && (img->comps[2].dy == 2))/* horizontal and vertical sub-sample */
 238   {
 239         sycc420_to_rgb(img);
 240   }
 241         else
 242         if((img->comps[0].dx == 1)
 243         && (img->comps[1].dx == 2)
 244         && (img->comps[2].dx == 2)
 245         && (img->comps[0].dy == 1)
 246         && (img->comps[1].dy == 1)
 247         && (img->comps[2].dy == 1))/* horizontal sub-sample only */
 248   {
 249         sycc422_to_rgb(img);
 250   }
 251         else
 252         if((img->comps[0].dx == 1)
 253         && (img->comps[1].dx == 1)
 254         && (img->comps[2].dx == 1)
 255         && (img->comps[0].dy == 1)
 256         && (img->comps[1].dy == 1)
 257         && (img->comps[2].dy == 1))/* no sub-sample */
 258   {
 259         sycc444_to_rgb(img);
 260   }
 261         else
 262   {
 263         fprintf(stderr,"%s:%d:color_sycc_to_rgb\n\tCAN NOT CONVERT\n",
 264          __FILE__,__LINE__);
 265         return;
 266   }
 267         img->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 268
 269 }/* color_sycc_to_rgb() */
 270
 271 #if defined(HAVE_LIBLCMS2) || defined(HAVE_LIBLCMS1)
 272 #ifdef HAVE_LIBLCMS1
 273 /* Bob Friesenhahn proposed:*/
 274 #define cmsSigXYZData   icSigXYZData
 275 #define cmsSigLabData   icSigLabData
 276 #define cmsSigCmykData  icSigCmykData
 277 #define cmsSigYCbCrData icSigYCbCrData
 278 #define cmsSigLuvData   icSigLuvData
 279 #define cmsSigGrayData  icSigGrayData
 280 #define cmsSigRgbData   icSigRgbData
 281 #define cmsUInt32Number DWORD
 282
 283 #define cmsColorSpaceSignature icColorSpaceSignature
 284 #define cmsGetHeaderRenderingIntent cmsTakeRenderingIntent
 285
 286 #endif /* HAVE_LIBLCMS1 */
 287
 288 void color_apply_icc_profile(opj_image_t *image)
 289 {
 290         cmsHPROFILE in_prof, out_prof;
 291         cmsHTRANSFORM transform;
 292         cmsColorSpaceSignature in_space, out_space;
 293         cmsUInt32Number intent, in_type, out_type, nr_samples;
 294         int *r, *g, *b;
 295         int prec, i, max, max_w, max_h;
 296         OPJ_COLOR_SPACE oldspace;
 297
 298         in_prof =
 299          cmsOpenProfileFromMem(image->icc_profile_buf, image->icc_profile_len);
 300
 301         if(in_prof == NULL) return;
 302
 303         in_space = cmsGetPCS(in_prof);
 304         out_space = cmsGetColorSpace(in_prof);
 305         intent = cmsGetHeaderRenderingIntent(in_prof);
 306
 307
 308         max_w = image->comps[0].w; max_h = image->comps[0].h;
 309         prec = image->comps[0].prec;
 310         oldspace = image->color_space;
 311
 312         if(out_space == cmsSigRgbData) /* enumCS 16 */
 313    {
 314         in_type = TYPE_RGB_16;
 315         out_type = TYPE_RGB_16;
 316         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 317         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 318    }
 319         else
 320         if(out_space == cmsSigGrayData) /* enumCS 17 */
 321    {
 322         in_type = TYPE_GRAY_8;
 323         out_type = TYPE_RGB_8;
 324         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 325         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 326    }
 327         else
 328         if(out_space == cmsSigYCbCrData) /* enumCS 18 */
 329    {
 330         in_type = TYPE_YCbCr_16;
 331         out_type = TYPE_RGB_16;
 332         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 333         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 334    }
 335         else
 336    {
 337 #ifdef DEBUG_PROFILE
 338 fprintf(stderr,"%s:%d: color_apply_icc_profile\n\tICC Profile has unknown "
 339 "output colorspace(%#x)(%c%c%c%c)\n\tICC Profile ignored.\n",
 340 __FILE__,__LINE__,out_space,
 341 (out_space>>24) & 0xff,(out_space>>16) & 0xff,
 342 (out_space>>8) & 0xff, out_space & 0xff);
 343 #endif
 344         return;
 345    }
 346
 347 #ifdef DEBUG_PROFILE
 348 fprintf(stderr,"%s:%d:color_apply_icc_profile\n\tchannels(%d) prec(%d) w(%d) h(%d)"
 349 "\n\tprofile: in(%p) out(%p)\n",__FILE__,__LINE__,image->numcomps,prec,
 350 max_w,max_h, (void*)in_prof,(void*)out_prof);
 351
 352 fprintf(stderr,"\trender_intent (%u)\n\t"
 353 "color_space: in(%#x)(%c%c%c%c)   out:(%#x)(%c%c%c%c)\n\t"
 354 "       type: in(%u)              out:(%u)\n",
 355 intent,
 356 in_space,
 357 (in_space>>24) & 0xff,(in_space>>16) & 0xff,
 358 (in_space>>8) & 0xff, in_space & 0xff,
 359
 360 out_space,
 361 (out_space>>24) & 0xff,(out_space>>16) & 0xff,
 362 (out_space>>8) & 0xff, out_space & 0xff,
 363
 364 in_type,out_type
 365  );
 366 #endif /* DEBUG_PROFILE */
 367
 368         transform = cmsCreateTransform(in_prof, in_type,
 369          out_prof, out_type, intent, 0);
 370
 371 #ifdef HAVE_LIBLCMS2
 372 /* Possible for: LCMS_VERSION >= 2000 :*/
 373         cmsCloseProfile(in_prof);
 374         cmsCloseProfile(out_prof);
 375 #endif
 376
 377         if(transform == NULL)
 378    {
 379 #ifdef DEBUG_PROFILE
 380 fprintf(stderr,"%s:%d:color_apply_icc_profile\n\tcmsCreateTransform failed. "
 381 "ICC Profile ignored.\n",__FILE__,__LINE__);
 382 #endif
 383         image->color_space = oldspace;
 384 #ifdef HAVE_LIBLCMS1
 385         cmsCloseProfile(in_prof);
 386         cmsCloseProfile(out_prof);
 387 #endif
 388         return;
 389    }
 390
 391         if(image->numcomps > 2)/* RGB, RGBA */
 392    {
 393         unsigned short *inbuf, *outbuf, *in, *out;
 394         max = max_w * max_h; nr_samples = max * 3 * sizeof(unsigned short);
 395         in = inbuf = (unsigned short*)malloc(nr_samples);
 396         out = outbuf = (unsigned short*)malloc(nr_samples);
 397
 398         r = image->comps[0].data;
 399         g = image->comps[1].data;
 400         b = image->comps[2].data;
 401
 402         for(i = 0; i < max; ++i)
 403   {
 404         *in++ = (unsigned short)*r++;
 405         *in++ = (unsigned short)*g++;
 406         *in++ = (unsigned short)*b++;
 407   }
 408
 409         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, max);
 410
 411         r = image->comps[0].data;
 412         g = image->comps[1].data;
 413         b = image->comps[2].data;
 414
 415         for(i = 0; i < max; ++i)
 416   {
 417         *r++ = (int)*out++;
 418         *g++ = (int)*out++;
 419         *b++ = (int)*out++;
 420   }
 421         free(inbuf); free(outbuf);
 422    }
 423         else /* GRAY, GRAYA */
 424    {
 425         unsigned char *in, *inbuf, *out, *outbuf;
 426
 427         max = max_w * max_h; nr_samples = max * 3 * sizeof(unsigned char);
 428         in = inbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 429         out = outbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 430
 431         image->comps = (opj_image_comp_t*)
 432          realloc(image->comps, (image->numcomps+2)*sizeof(opj_image_comp_t));
 433
 434         if(image->numcomps == 2)
 435          image->comps[3] = image->comps[1];
 436
 437         image->comps[1] = image->comps[0];
 438         image->comps[2] = image->comps[0];
 439
 440         image->comps[1].data = (int*)calloc(max, sizeof(int));
 441         image->comps[2].data = (int*)calloc(max, sizeof(int));
 442
 443         image->numcomps += 2;
 444
 445         r = image->comps[0].data;
 446
 447         for(i = 0; i < max; ++i)
 448   {
 449         *in++ = (unsigned char)*r++;
 450   }
 451         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, max);
 452
 453         r = image->comps[0].data;
 454         g = image->comps[1].data;
 455         b = image->comps[2].data;
 456
 457         for(i = 0; i < max; ++i)
 458   {
 459         *r++ = (int)*out++; *g++ = (int)*out++; *b++ = (int)*out++;
 460   }
 461         free(inbuf); free(outbuf);
 462
 463    }/* if(image->numcomps */
 464
 465         cmsDeleteTransform(transform);
 466
 467 #ifdef HAVE_LIBLCMS1
 468         cmsCloseProfile(in_prof);
 469         cmsCloseProfile(out_prof);
 470 #endif
 471 }/* color_apply_icc_profile() */
 472
 473 #endif /* HAVE_LIBLCMS2 || HAVE_LIBLCMS1 */
 474