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 #include <assert.h>
  37
  38 #include "opj_apps_config.h"
  39 #include "openjpeg.h"
  40 #include "color.h"
  41
  42 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS2
  43 #include <lcms2.h>
  44 #endif
  45 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS1
  46 #include <lcms.h>
  47 #endif
  48
  49 #ifdef OPJ_USE_LEGACY
  50 #define OPJ_CLRSPC_GRAY CLRSPC_GRAY
  51 #define OPJ_CLRSPC_SRGB CLRSPC_SRGB
  52 #endif
  53
  54 /*--------------------------------------------------------
  55 Matrix for sYCC, Amendment 1 to IEC 61966-2-1
  56
  57 Y :   0.299   0.587    0.114   :R
  58 Cb:  -0.1687 -0.3312   0.5     :G
  59 Cr:   0.5    -0.4187  -0.0812  :B
  60
  61 Inverse:
  62
  63 R: 1        -3.68213e-05    1.40199      :Y
  64 G: 1.00003  -0.344125      -0.714128     :Cb - 2^(prec - 1)
  65 B: 0.999823  1.77204       -8.04142e-06  :Cr - 2^(prec - 1)
  66
  67 -----------------------------------------------------------*/
  68 static void sycc_to_rgb(int offset, int upb, int y, int cb, int cr,
  69         int *out_r, int *out_g, int *out_b)
  70 {
  71         int r, g, b;
  72
  73         cb -= offset; cr -= offset;
  74         r = y + (int)(1.402 * (float)cr);
  75         if(r < 0) r = 0; else if(r > upb) r = upb; *out_r = r;
  76
  77         g = y - (int)(0.344 * (float)cb + 0.714 * (float)cr);
  78         if(g < 0) g = 0; else if(g > upb) g = upb; *out_g = g;
  79
  80         b = y + (int)(1.772 * (float)cb);
  81         if(b < 0) b = 0; else if(b > upb) b = upb; *out_b = b;
  82 }
  83
  84 static void sycc444_to_rgb(opj_image_t *img)
  85 {
  86         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b;
  87         const int *y, *cb, *cr;
  88         int maxw, maxh, max, i, offset, upb;
  89
  90         i = (int)img->comps[0].prec;
  91         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
  92
  93         maxw = (int)img->comps[0].w; maxh = (int)img->comps[0].h;
  94         max = maxw * maxh;
  95
  96         y = img->comps[0].data;
  97         cb = img->comps[1].data;
  98         cr = img->comps[2].data;
  99
 100         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 101         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 102         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 103
 104         for(i = 0; i < max; ++i)
 105    {
 106         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 107
 108         ++y; ++cb; ++cr; ++r; ++g; ++b;
 109    }
 110         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 111         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 112         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 113
 114 }/* sycc444_to_rgb() */
 115
 116 static void sycc422_to_rgb(opj_image_t *img)
 117 {
 118         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b;
 119         const int *y, *cb, *cr;
 120         int maxw, maxh, max, offset, upb;
 121         int i, j;
 122
 123         i = (int)img->comps[0].prec;
 124         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
 125
 126         maxw = (int)img->comps[0].w; maxh = (int)img->comps[0].h;
 127         max = maxw * maxh;
 128
 129         y = img->comps[0].data;
 130         cb = img->comps[1].data;
 131         cr = img->comps[2].data;
 132
 133         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 134         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 135         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 136
 137         for(i=0; i < maxh; ++i)
 138    {
 139         for(j=0; j < maxw; j += 2)
 140   {
 141         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 142
 143         ++y; ++r; ++g; ++b;
 144
 145         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 146
 147         ++y; ++r; ++g; ++b; ++cb; ++cr;
 148   }
 149    }
 150         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 151         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 152         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 153
 154 #if defined(USE_JPWL) || defined(USE_MJ2)
 155         img->comps[1].w = maxw; img->comps[1].h = maxh;
 156         img->comps[2].w = maxw; img->comps[2].h = maxh;
 157 #else
 158         img->comps[1].w = (OPJ_UINT32)maxw; img->comps[1].h = (OPJ_UINT32)maxh;
 159         img->comps[2].w = (OPJ_UINT32)maxw; img->comps[2].h = (OPJ_UINT32)maxh;
 160 #endif
 161         img->comps[1].dx = img->comps[0].dx;
 162         img->comps[2].dx = img->comps[0].dx;
 163         img->comps[1].dy = img->comps[0].dy;
 164         img->comps[2].dy = img->comps[0].dy;
 165
 166 }/* sycc422_to_rgb() */
 167
 168 static void sycc420_to_rgb(opj_image_t *img)
 169 {
 170         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b, *nr, *ng, *nb;
 171         const int *y, *cb, *cr, *ny;
 172         int maxw, maxh, max, offset, upb;
 173         int i, j;
 174
 175         i = (int)img->comps[0].prec;
 176         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
 177
 178         maxw = (int)img->comps[0].w; maxh = (int)img->comps[0].h;
 179         max = maxw * maxh;
 180
 181         y = img->comps[0].data;
 182         cb = img->comps[1].data;
 183         cr = img->comps[2].data;
 184
 185         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 186         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 187         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 188
 189         for(i=0; i < maxh; i += 2)
 190    {
 191         ny = y + maxw;
 192         nr = r + maxw; ng = g + maxw; nb = b + maxw;
 193
 194         for(j=0; j < maxw;  j += 2)
 195   {
 196         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 197
 198         ++y; ++r; ++g; ++b;
 199
 200         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 201
 202         ++y; ++r; ++g; ++b;
 203
 204         sycc_to_rgb(offset, upb, *ny, *cb, *cr, nr, ng, nb);
 205
 206         ++ny; ++nr; ++ng; ++nb;
 207
 208         sycc_to_rgb(offset, upb, *ny, *cb, *cr, nr, ng, nb);
 209
 210         ++ny; ++nr; ++ng; ++nb; ++cb; ++cr;
 211   }
 212         y += maxw; r += maxw; g += maxw; b += maxw;
 213    }
 214         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 215         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 216         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 217
 218 #if defined(USE_JPWL) || defined(USE_MJ2)
 219         img->comps[1].w = maxw; img->comps[1].h = maxh;
 220         img->comps[2].w = maxw; img->comps[2].h = maxh;
 221 #else
 222         img->comps[1].w = (OPJ_UINT32)maxw; img->comps[1].h = (OPJ_UINT32)maxh;
 223         img->comps[2].w = (OPJ_UINT32)maxw; img->comps[2].h = (OPJ_UINT32)maxh;
 224 #endif
 225         img->comps[1].dx = img->comps[0].dx;
 226         img->comps[2].dx = img->comps[0].dx;
 227         img->comps[1].dy = img->comps[0].dy;
 228         img->comps[2].dy = img->comps[0].dy;
 229
 230 }/* sycc420_to_rgb() */
 231
 232 void color_sycc_to_rgb(opj_image_t *img)
 233 {
 234         if(img->numcomps < 3)
 235    {
 236         img->color_space = OPJ_CLRSPC_GRAY;
 237         return;
 238    }
 239
 240         if((img->comps[0].dx == 1)
 241         && (img->comps[1].dx == 2)
 242         && (img->comps[2].dx == 2)
 243         && (img->comps[0].dy == 1)
 244         && (img->comps[1].dy == 2)
 245         && (img->comps[2].dy == 2))/* horizontal and vertical sub-sample */
 246   {
 247         sycc420_to_rgb(img);
 248   }
 249         else
 250         if((img->comps[0].dx == 1)
 251         && (img->comps[1].dx == 2)
 252         && (img->comps[2].dx == 2)
 253         && (img->comps[0].dy == 1)
 254         && (img->comps[1].dy == 1)
 255         && (img->comps[2].dy == 1))/* horizontal sub-sample only */
 256   {
 257         sycc422_to_rgb(img);
 258   }
 259         else
 260         if((img->comps[0].dx == 1)
 261         && (img->comps[1].dx == 1)
 262         && (img->comps[2].dx == 1)
 263         && (img->comps[0].dy == 1)
 264         && (img->comps[1].dy == 1)
 265         && (img->comps[2].dy == 1))/* no sub-sample */
 266   {
 267         sycc444_to_rgb(img);
 268   }
 269         else
 270   {
 271         fprintf(stderr,"%s:%d:color_sycc_to_rgb\n\tCAN NOT CONVERT\n",
 272          __FILE__,__LINE__);
 273         return;
 274   }
 275         img->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 276
 277 }/* color_sycc_to_rgb() */
 278
 279 #if defined(OPJ_HAVE_LIBLCMS2) || defined(OPJ_HAVE_LIBLCMS1)
 280 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS1
 281 /* Bob Friesenhahn proposed:*/
 282 #define cmsSigXYZData   icSigXYZData
 283 #define cmsSigLabData   icSigLabData
 284 #define cmsSigCmykData  icSigCmykData
 285 #define cmsSigYCbCrData icSigYCbCrData
 286 #define cmsSigLuvData   icSigLuvData
 287 #define cmsSigGrayData  icSigGrayData
 288 #define cmsSigRgbData   icSigRgbData
 289 #define cmsUInt32Number DWORD
 290
 291 #define cmsColorSpaceSignature icColorSpaceSignature
 292 #define cmsGetHeaderRenderingIntent cmsTakeRenderingIntent
 293
 294 #endif /* OPJ_HAVE_LIBLCMS1 */
 295
 296 /*#define DEBUG_PROFILE*/
 297 void color_apply_icc_profile(opj_image_t *image)
 298 {
 299         cmsHPROFILE in_prof, out_prof;
 300         cmsHTRANSFORM transform;
 301         cmsColorSpaceSignature in_space, out_space;
 302         cmsUInt32Number intent, in_type, out_type, nr_samples;
 303         int *r, *g, *b;
 304         int prec, i, max, max_w, max_h;
 305         OPJ_COLOR_SPACE oldspace;
 306
 307         in_prof =
 308          cmsOpenProfileFromMem(image->icc_profile_buf, image->icc_profile_len);
 309 #ifdef DEBUG_PROFILE
 310   FILE *icm = fopen("debug.icm","wb");
 311   fwrite( image->icc_profile_buf,1, image->icc_profile_len,icm);
 312   fclose(icm);
 313 #endif
 314
 315         if(in_prof == NULL) return;
 316
 317         in_space = cmsGetPCS(in_prof);
 318         out_space = cmsGetColorSpace(in_prof);
 319         intent = cmsGetHeaderRenderingIntent(in_prof);
 320
 321
 322         max_w = (int)image->comps[0].w;
 323   max_h = (int)image->comps[0].h;
 324         prec = (int)image->comps[0].prec;
 325         oldspace = image->color_space;
 326
 327         if(out_space == cmsSigRgbData) /* enumCS 16 */
 328    {
 329   if( prec <= 8 )
 330 {
 331         in_type = TYPE_RGB_8;
 332         out_type = TYPE_RGB_8;
 333 }
 334 else
 335 {
 336         in_type = TYPE_RGB_16;
 337         out_type = TYPE_RGB_16;
 338 }
 339         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 340         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 341    }
 342         else
 343         if(out_space == cmsSigGrayData) /* enumCS 17 */
 344    {
 345         in_type = TYPE_GRAY_8;
 346         out_type = TYPE_RGB_8;
 347         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 348         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 349    }
 350         else
 351         if(out_space == cmsSigYCbCrData) /* enumCS 18 */
 352    {
 353         in_type = TYPE_YCbCr_16;
 354         out_type = TYPE_RGB_16;
 355         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 356         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 357    }
 358         else
 359    {
 360 #ifdef DEBUG_PROFILE
 361 fprintf(stderr,"%s:%d: color_apply_icc_profile\n\tICC Profile has unknown "
 362 "output colorspace(%#x)(%c%c%c%c)\n\tICC Profile ignored.\n",
 363 __FILE__,__LINE__,out_space,
 364 (out_space>>24) & 0xff,(out_space>>16) & 0xff,
 365 (out_space>>8) & 0xff, out_space & 0xff);
 366 #endif
 367         return;
 368    }
 369
 370 #ifdef DEBUG_PROFILE
 371 fprintf(stderr,"%s:%d:color_apply_icc_profile\n\tchannels(%d) prec(%d) w(%d) h(%d)"
 372 "\n\tprofile: in(%p) out(%p)\n",__FILE__,__LINE__,image->numcomps,prec,
 373 max_w,max_h, (void*)in_prof,(void*)out_prof);
 374
 375 fprintf(stderr,"\trender_intent (%u)\n\t"
 376 "color_space: in(%#x)(%c%c%c%c)   out:(%#x)(%c%c%c%c)\n\t"
 377 "       type: in(%u)              out:(%u)\n",
 378 intent,
 379 in_space,
 380 (in_space>>24) & 0xff,(in_space>>16) & 0xff,
 381 (in_space>>8) & 0xff, in_space & 0xff,
 382
 383 out_space,
 384 (out_space>>24) & 0xff,(out_space>>16) & 0xff,
 385 (out_space>>8) & 0xff, out_space & 0xff,
 386
 387 in_type,out_type
 388  );
 389 #else
 390   (void)prec;
 391   (void)in_space;
 392 #endif /* DEBUG_PROFILE */
 393
 394         transform = cmsCreateTransform(in_prof, in_type,
 395          out_prof, out_type, intent, 0);
 396
 397 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS2
 398 /* Possible for: LCMS_VERSION >= 2000 :*/
 399         cmsCloseProfile(in_prof);
 400         cmsCloseProfile(out_prof);
 401 #endif
 402
 403         if(transform == NULL)
 404    {
 405 #ifdef DEBUG_PROFILE
 406 fprintf(stderr,"%s:%d:color_apply_icc_profile\n\tcmsCreateTransform failed. "
 407 "ICC Profile ignored.\n",__FILE__,__LINE__);
 408 #endif
 409         image->color_space = oldspace;
 410 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS1
 411         cmsCloseProfile(in_prof);
 412         cmsCloseProfile(out_prof);
 413 #endif
 414         return;
 415    }
 416
 417         if(image->numcomps > 2)/* RGB, RGBA */
 418    {
 419   if( prec <= 8 )
 420 {
 421         unsigned char *inbuf, *outbuf, *in, *out;
 422         max = max_w * max_h;
 423   nr_samples = (cmsUInt32Number)max * 3 * (cmsUInt32Number)sizeof(unsigned char);
 424         in = inbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 425         out = outbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 426
 427         r = image->comps[0].data;
 428         g = image->comps[1].data;
 429         b = image->comps[2].data;
 430
 431         for(i = 0; i < max; ++i)
 432   {
 433         *in++ = (unsigned char)*r++;
 434         *in++ = (unsigned char)*g++;
 435         *in++ = (unsigned char)*b++;
 436   }
 437
 438         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, (cmsUInt32Number)max);
 439
 440         r = image->comps[0].data;
 441         g = image->comps[1].data;
 442         b = image->comps[2].data;
 443
 444         for(i = 0; i < max; ++i)
 445   {
 446         *r++ = (int)*out++;
 447         *g++ = (int)*out++;
 448         *b++ = (int)*out++;
 449   }
 450         free(inbuf); free(outbuf);
 451 }
 452 else
 453 {
 454         unsigned short *inbuf, *outbuf, *in, *out;
 455         max = max_w * max_h;
 456   nr_samples = (cmsUInt32Number)max * 3 * (cmsUInt32Number)sizeof(unsigned short);
 457         in = inbuf = (unsigned short*)malloc(nr_samples);
 458         out = outbuf = (unsigned short*)malloc(nr_samples);
 459
 460         r = image->comps[0].data;
 461         g = image->comps[1].data;
 462         b = image->comps[2].data;
 463
 464         for(i = 0; i < max; ++i)
 465   {
 466         *in++ = (unsigned short)*r++;
 467         *in++ = (unsigned short)*g++;
 468         *in++ = (unsigned short)*b++;
 469   }
 470
 471         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, (cmsUInt32Number)max);
 472
 473         r = image->comps[0].data;
 474         g = image->comps[1].data;
 475         b = image->comps[2].data;
 476
 477         for(i = 0; i < max; ++i)
 478   {
 479         *r++ = (int)*out++;
 480         *g++ = (int)*out++;
 481         *b++ = (int)*out++;
 482   }
 483         free(inbuf); free(outbuf);
 484 }
 485    }
 486         else /* GRAY, GRAYA */
 487    {
 488         unsigned char *in, *inbuf, *out, *outbuf;
 489   max = max_w * max_h;
 490   nr_samples = (cmsUInt32Number)max * 3 * sizeof(unsigned char);
 491         in = inbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 492         out = outbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 493
 494         image->comps = (opj_image_comp_t*)
 495          realloc(image->comps, (image->numcomps+2)*sizeof(opj_image_comp_t));
 496
 497         if(image->numcomps == 2)
 498          image->comps[3] = image->comps[1];
 499
 500         image->comps[1] = image->comps[0];
 501         image->comps[2] = image->comps[0];
 502
 503         image->comps[1].data = (int*)calloc((size_t)max, sizeof(int));
 504         image->comps[2].data = (int*)calloc((size_t)max, sizeof(int));
 505
 506         image->numcomps += 2;
 507
 508         r = image->comps[0].data;
 509
 510         for(i = 0; i < max; ++i)
 511   {
 512         *in++ = (unsigned char)*r++;
 513   }
 514         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, (cmsUInt32Number)max);
 515
 516         r = image->comps[0].data;
 517         g = image->comps[1].data;
 518         b = image->comps[2].data;
 519
 520         for(i = 0; i < max; ++i)
 521   {
 522         *r++ = (int)*out++; *g++ = (int)*out++; *b++ = (int)*out++;
 523   }
 524         free(inbuf); free(outbuf);
 525
 526    }/* if(image->numcomps */
 527
 528         cmsDeleteTransform(transform);
 529
 530 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS1
 531         cmsCloseProfile(in_prof);
 532         cmsCloseProfile(out_prof);
 533 #endif
 534 }/* color_apply_icc_profile() */
 535
 536 #endif /* OPJ_HAVE_LIBLCMS2 || OPJ_HAVE_LIBLCMS1 */
 537