libopenjpeg/j2k.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) 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 #ifndef __J2K_H
  32 #define __J2K_H
  33 /**
  34 @file j2k.h
  35 @brief The JPEG-2000 Codestream Reader/Writer (J2K)
  36
  37 The functions in J2K.C have for goal to read/write the several parts of the codestream: markers and data.
  38 */
  39
  40 /** @defgroup J2K J2K - JPEG-2000 codestream reader/writer */
  41 /*@{*/
  42
  43 #define J2K_CP_CSTY_PRT 0x01
  44 #define J2K_CP_CSTY_SOP 0x02
  45 #define J2K_CP_CSTY_EPH 0x04
  46 #define J2K_CCP_CSTY_PRT 0x01
  47 #define J2K_CCP_CBLKSTY_LAZY 0x01
  48 #define J2K_CCP_CBLKSTY_RESET 0x02
  49 #define J2K_CCP_CBLKSTY_TERMALL 0x04
  50 #define J2K_CCP_CBLKSTY_VSC 0x08
  51 #define J2K_CCP_CBLKSTY_PTERM 0x10
  52 #define J2K_CCP_CBLKSTY_SEGSYM 0x20
  53 #define J2K_CCP_QNTSTY_NOQNT 0
  54 #define J2K_CCP_QNTSTY_SIQNT 1
  55 #define J2K_CCP_QNTSTY_SEQNT 2
  56
  57 /* ----------------------------------------------------------------------- */
  58
  59 #define J2K_MS_SOC 0xff4f       /**< SOC marker value */
  60 #define J2K_MS_SOT 0xff90       /**< SOT marker value */
  61 #define J2K_MS_SOD 0xff93       /**< SOD marker value */
  62 #define J2K_MS_EOC 0xffd9       /**< EOC marker value */
  63 #define J2K_MS_SIZ 0xff51       /**< SIZ marker value */
  64 #define J2K_MS_COD 0xff52       /**< COD marker value */
  65 #define J2K_MS_COC 0xff53       /**< COC marker value */
  66 #define J2K_MS_RGN 0xff5e       /**< RGN marker value */
  67 #define J2K_MS_QCD 0xff5c       /**< QCD marker value */
  68 #define J2K_MS_QCC 0xff5d       /**< QCC marker value */
  69 #define J2K_MS_POC 0xff5f       /**< POC marker value */
  70 #define J2K_MS_TLM 0xff55       /**< TLM marker value */
  71 #define J2K_MS_PLM 0xff57       /**< PLM marker value */
  72 #define J2K_MS_PLT 0xff58       /**< PLT marker value */
  73 #define J2K_MS_PPM 0xff60       /**< PPM marker value */
  74 #define J2K_MS_PPT 0xff61       /**< PPT marker value */
  75 #define J2K_MS_SOP 0xff91       /**< SOP marker value */
  76 #define J2K_MS_EPH 0xff92       /**< EPH marker value */
  77 #define J2K_MS_CRG 0xff63       /**< CRG marker value */
  78 #define J2K_MS_COM 0xff64       /**< COM marker value */
  79 /* UniPG>> */
  80 #ifdef USE_JPWL
  81 #define J2K_MS_EPC 0xff68       /**< EPC marker value (Part11) */
  82 #define J2K_MS_EPB 0xff66       /**< EPB marker value (Part11) */
  83 #define J2K_MS_ESD 0xff67       /**< ESD marker value (Part11) */
  84 #define J2K_MS_RED 0xff69       /**< RED marker value (Part11) */
  85 #endif /* USE_JPWL */
  86 /* <<UniPG */
  87
  88 /* ----------------------------------------------------------------------- */
  89
  90 /**
  91 Values that specify the status of the decoding process when decoding the main header.
  92 These values may be combined with a | operator.
  93 */
  94 typedef enum J2K_STATUS {
  95         J2K_STATE_MHSOC  = 0x0001, /**< a SOC marker is expected */
  96         J2K_STATE_MHSIZ  = 0x0002, /**< a SIZ marker is expected */
  97         J2K_STATE_MH     = 0x0004, /**< the decoding process is in the main header */
  98         J2K_STATE_TPHSOT = 0x0008, /**< the decoding process is in a tile part header and expects a SOT marker */
  99         J2K_STATE_TPH    = 0x0010, /**< the decoding process is in a tile part header */
 100         J2K_STATE_MT     = 0x0020, /**< the EOC marker has just been read */
 101         J2K_STATE_NEOC   = 0x0040  /**< the decoding process must not expect a EOC marker because the codestream is truncated */
 102 } J2K_STATUS;
 103
 104 /* ----------------------------------------------------------------------- */
 105
 106 /**
 107 Quantization stepsize
 108 */
 109 typedef struct opj_stepsize {
 110         /** exponent */
 111         int expn;
 112         /** mantissa */
 113         int mant;
 114 } opj_stepsize_t;
 115
 116 /**
 117 Tile-component coding parameters
 118 */
 119 typedef struct opj_tccp {
 120         /** coding style */
 121         int csty;
 122         /** number of resolutions */
 123         int numresolutions;
 124         /** code-blocks width */
 125         int cblkw;
 126         /** code-blocks height */
 127         int cblkh;
 128         /** code-block coding style */
 129         int cblksty;
 130         /** discrete wavelet transform identifier */
 131         int qmfbid;
 132         /** quantisation style */
 133         int qntsty;
 134         /** stepsizes used for quantization */
 135         opj_stepsize_t stepsizes[J2K_MAXBANDS];
 136         /** number of guard bits */
 137         int numgbits;
 138         /** Region Of Interest shift */
 139         int roishift;
 140         /** precinct width */
 141         int prcw[J2K_MAXRLVLS];
 142         /** precinct height */
 143         int prch[J2K_MAXRLVLS];
 144 } opj_tccp_t;
 145
 146 /**
 147 Tile coding parameters :
 148 this structure is used to store coding/decoding parameters common to all
 149 tiles (information like COD, COC in main header)
 150 */
 151 typedef struct opj_tcp {
 152         /** 1 : first part-tile of a tile */
 153         int first;
 154         /** coding style */
 155         int csty;
 156         /** progression order */
 157         OPJ_PROG_ORDER prg;
 158         /** number of layers */
 159         int numlayers;
 160         /** multi-component transform identifier */
 161         int mct;
 162         /** rates of layers */
 163         float rates[100];
 164         /** number of progression order changes */
 165         int numpocs;
 166         /** indicates if a POC marker has been used O:NO, 1:YES */
 167         int POC;
 168         /** progression order changes */
 169         opj_poc_t pocs[32];
 170         /** packet header store there for futur use in t2_decode_packet */
 171         unsigned char *ppt_data;
 172         /** pointer remaining on the first byte of the first header if ppt is used */
 173         unsigned char *ppt_data_first;
 174         /** If ppt == 1 --> there was a PPT marker for the present tile */
 175         int ppt;
 176         /** used in case of multiple marker PPT (number of info already stored) */
 177         int ppt_store;
 178         /** ppmbug1 */
 179         int ppt_len;
 180         /** add fixed_quality */
 181         float distoratio[100];
 182         /** tile-component coding parameters */
 183         opj_tccp_t *tccps;
 184 } opj_tcp_t;
 185
 186 /**
 187 Coding parameters
 188 */
 189 typedef struct opj_cp {
 190         /** Digital cinema profile*/
 191         OPJ_CINEMA_MODE cinema;
 192         /** Size of the image in bits*/
 193         int img_size;
 194         /** Rsiz*/
 195         OPJ_RSIZ_CAPABILITIES rsiz;
 196         /** allocation by rate/distortion */
 197         int disto_alloc;
 198         /** allocation by fixed layer */
 199         int fixed_alloc;
 200         /** add fixed_quality */
 201         int fixed_quality;
 202         /** if != 0, then original dimension divided by 2^(reduce); if == 0 or not used, image is decoded to the full resolution */
 203         int reduce;
 204         /** if != 0, then only the first "layer" layers are decoded; if == 0 or not used, all the quality layers are decoded */
 205         int layer;
 206         /** if == NO_LIMITATION, decode entire codestream; if == LIMIT_TO_MAIN_HEADER then only decode the main header */
 207         OPJ_LIMIT_DECODING limit_decoding;
 208         /** 0 = no index || 1 = index */
 209         int index_on;
 210         /** XTOsiz */
 211         int tx0;
 212         /** YTOsiz */
 213         int ty0;
 214         /** XTsiz */
 215         int tdx;
 216         /** YTsiz */
 217         int tdy;
 218         /** comment for coding */
 219         char *comment;
 220         /** number of tiles in width */
 221         int tw;
 222         /** number of tiles in heigth */
 223         int th;
 224         /** ID number of the tiles present in the codestream */
 225         int *tileno;
 226         /** size of the vector tileno */
 227         int tileno_size;
 228         /** packet header store there for futur use in t2_decode_packet */
 229         unsigned char *ppm_data;
 230         /** pointer remaining on the first byte of the first header if ppm is used */
 231         unsigned char *ppm_data_first;
 232         /** if ppm == 1 --> there was a PPM marker for the present tile */
 233         int ppm;
 234         /** use in case of multiple marker PPM (number of info already store) */
 235         int ppm_store;
 236         /** use in case of multiple marker PPM (case on non-finished previous info) */
 237         int ppm_previous;
 238         /** ppmbug1 */
 239         int ppm_len;
 240         /** tile coding parameters */
 241         opj_tcp_t *tcps;
 242         /** fixed layer */
 243         int *matrice;
 244 /* UniPG>> */
 245 #ifdef USE_JPWL
 246         /** enables writing of EPC in MH, thus activating JPWL */
 247         bool epc_on;
 248         /** enables writing of EPB, in case of activated JPWL */
 249         bool epb_on;
 250         /** enables writing of ESD, in case of activated JPWL */
 251         bool esd_on;
 252         /** enables writing of informative techniques of ESD, in case of activated JPWL */
 253         bool info_on;
 254         /** enables writing of RED, in case of activated JPWL */
 255         bool red_on;
 256         /** error protection method for MH (0,1,16,32,37-128) */
 257         int hprot_MH;
 258         /** tile number of header protection specification (>=0) */
 259         int hprot_TPH_tileno[JPWL_MAX_NO_TILESPECS];
 260         /** error protection methods for TPHs (0,1,16,32,37-128) */
 261         int hprot_TPH[JPWL_MAX_NO_TILESPECS];
 262         /** tile number of packet protection specification (>=0) */
 263         int pprot_tileno[JPWL_MAX_NO_PACKSPECS];
 264         /** packet number of packet protection specification (>=0) */
 265         int pprot_packno[JPWL_MAX_NO_PACKSPECS];
 266         /** error protection methods for packets (0,1,16,32,37-128) */
 267         int pprot[JPWL_MAX_NO_PACKSPECS];
 268         /** enables writing of ESD, (0/2/4 bytes) */
 269         int sens_size;
 270         /** sensitivity addressing size (0=auto/2/4 bytes) */
 271         int sens_addr;
 272         /** sensitivity range (0-3) */
 273         int sens_range;
 274         /** sensitivity method for MH (-1,0-7) */
 275         int sens_MH;
 276         /** tile number of sensitivity specification (>=0) */
 277         int sens_TPH_tileno[JPWL_MAX_NO_TILESPECS];
 278         /** sensitivity methods for TPHs (-1,0-7) */
 279         int sens_TPH[JPWL_MAX_NO_TILESPECS];
 280         /** enables JPWL correction at the decoder */
 281         bool correct;
 282         /** expected number of components at the decoder */
 283         int exp_comps;
 284         /** maximum number of tiles at the decoder */
 285         int max_tiles;
 286 #endif /* USE_JPWL */
 287 /* <<UniPG */
 288 } opj_cp_t;
 289
 290 /**
 291 Information concerning a packet inside tile
 292 */
 293 typedef struct opj_packet_info {
 294         /** start position */
 295         int start_pos;
 296         /** end position */
 297         int end_pos;
 298         /** ADD for Marcela */
 299         double disto;
 300 } opj_packet_info_t;
 301
 302 /**
 303 Index structure : information regarding tiles inside image
 304 */
 305 typedef struct opj_tile_info {
 306         /** value of thresh for each layer by tile cfr. Marcela   */
 307         double *thresh;
 308         /** number of tile */
 309         int num_tile;
 310         /** start position */
 311         int start_pos;
 312         /** end position of the header */
 313         int end_header;
 314         /** end position */
 315         int end_pos;
 316         /** precinct number for each resolution level (width) */
 317         int pw[33];
 318         /** precinct number for each resolution level (height) */
 319         int ph[33];
 320         /** precinct size (in power of 2), in X for each resolution level */
 321         int pdx[33];
 322         /** precinct size (in power of 2), in Y for each resolution level */
 323         int pdy[33];
 324         /** information concerning packets inside tile */
 325         opj_packet_info_t *packet;
 326         /** add fixed_quality */
 327         int nbpix;
 328         /** add fixed_quality */
 329         double distotile;
 330 } opj_tile_info_t;
 331
 332 /**
 333 Index structure
 334 */
 335 typedef struct opj_image_info {
 336         /** 0 = no index || 1 = index */
 337         int index_on;
 338         /** maximum distortion reduction on the whole image (add for Marcela) */
 339         double D_max;
 340         /** packet number */
 341         int num;
 342         /** writing the packet in the index with t2_encode_packets */
 343         int index_write;
 344         /** image width */
 345         int image_w;
 346         /** image height */
 347         int image_h;
 348         /** progression order */
 349         OPJ_PROG_ORDER prog;
 350         /** tile size in x */
 351         int tile_x;
 352         /** tile size in y */
 353         int tile_y;
 354         /** */
 355         int tile_Ox;
 356         /** */
 357         int tile_Oy;
 358         /** number of tiles in X */
 359         int tw;
 360         /** number of tiles in Y */
 361         int th;
 362         /** component numbers */
 363         int comp;
 364         /** number of layer */
 365         int layer;
 366         /** number of decomposition */
 367         int decomposition;
 368         /** main header position */
 369         int main_head_end;
 370         /** codestream's size */
 371         int codestream_size;
 372         /** information regarding tiles inside image */
 373         opj_tile_info_t *tile;
 374 } opj_image_info_t;
 375
 376 /**
 377 JPEG-2000 codestream reader/writer
 378 */
 379 typedef struct opj_j2k {
 380         /** codec context */
 381         opj_common_ptr cinfo;
 382
 383         /** locate in which part of the codestream the decoder is (main header, tile header, end) */
 384         int state;
 385         /** number of the tile curently concern by coding/decoding */
 386         int curtileno;
 387         /**
 388         locate the position of the end of the tile in the codestream,
 389         used to detect a truncated codestream (in j2k_read_sod)
 390         */
 391         unsigned char *eot;
 392         /**
 393         locate the start position of the SOT marker of the current coded tile:
 394         after encoding the tile, a jump (in j2k_write_sod) is done to the SOT marker to store the value of its length.
 395         */
 396         int sot_start;
 397         int sod_start;
 398         /**
 399         as the J2K-file is written in several parts during encoding,
 400         it enables to make the right correction in position return by cio_tell
 401         */
 402         int pos_correction;
 403         /** array used to store the data of each tile */
 404         unsigned char **tile_data;
 405         /** array used to store the length of each tile */
 406         int *tile_len;
 407         /**
 408         decompression only :
 409         store decoding parameters common to all tiles (information like COD, COC in main header)
 410         */
 411         opj_tcp_t *default_tcp;
 412         /** pointer to the encoded / decoded image */
 413         opj_image_t *image;
 414         /** pointer to the coding parameters */
 415         opj_cp_t *cp;
 416         /** helper used to write the index file */
 417         opj_image_info_t *image_info;
 418         /** pointer to the byte i/o stream */
 419         opj_cio_t *cio;
 420 } opj_j2k_t;
 421
 422 /** @name Exported functions */
 423 /*@{*/
 424 /* ----------------------------------------------------------------------- */
 425 /**
 426 Creates a J2K decompression structure
 427 @param cinfo Codec context info
 428 @return Returns a handle to a J2K decompressor if successful, returns NULL otherwise
 429 */
 430 opj_j2k_t* j2k_create_decompress(opj_common_ptr cinfo);
 431 /**
 432 Destroy a J2K decompressor handle
 433 @param j2k J2K decompressor handle to destroy
 434 */
 435 void j2k_destroy_decompress(opj_j2k_t *j2k);
 436 /**
 437 Setup the decoder decoding parameters using user parameters.
 438 Decoding parameters are returned in j2k->cp.
 439 @param j2k J2K decompressor handle
 440 @param parameters decompression parameters
 441 */
 442 void j2k_setup_decoder(opj_j2k_t *j2k, opj_dparameters_t *parameters);
 443 /**
 444 Decode an image from a JPEG-2000 codestream
 445 @param j2k J2K decompressor handle
 446 @param cio Input buffer stream
 447 @return Returns a decoded image if successful, returns NULL otherwise
 448 */
 449 opj_image_t* j2k_decode(opj_j2k_t *j2k, opj_cio_t *cio);
 450 /**
 451 Decode an image form a JPT-stream (JPEG 2000, JPIP)
 452 @param j2k J2K decompressor handle
 453 @param cio Input buffer stream
 454 @return Returns a decoded image if successful, returns NULL otherwise
 455 */
 456 opj_image_t* j2k_decode_jpt_stream(opj_j2k_t *j2k, opj_cio_t *cio);
 457 /**
 458 Creates a J2K compression structure
 459 @param cinfo Codec context info
 460 @return Returns a handle to a J2K compressor if successful, returns NULL otherwise
 461 */
 462 opj_j2k_t* j2k_create_compress(opj_common_ptr cinfo);
 463 /**
 464 Destroy a J2K compressor handle
 465 @param j2k J2K compressor handle to destroy
 466 */
 467 void j2k_destroy_compress(opj_j2k_t *j2k);
 468 /**
 469 Setup the encoder parameters using the current image and using user parameters.
 470 Coding parameters are returned in j2k->cp.
 471 @param j2k J2K compressor handle
 472 @param parameters compression parameters
 473 @param image input filled image
 474 */
 475 void j2k_setup_encoder(opj_j2k_t *j2k, opj_cparameters_t *parameters, opj_image_t *image);
 476 /**
 477 Encode an image into a JPEG-2000 codestream
 478 @param j2k J2K compressor handle
 479 @param cio Output buffer stream
 480 @param image Image to encode
 481 @param index Name of the index file if required, NULL otherwise
 482 @return Returns true if successful, returns false otherwise
 483 */
 484 bool j2k_encode(opj_j2k_t *j2k, opj_cio_t *cio, opj_image_t *image, char *index);
 485 /* ----------------------------------------------------------------------- */
 486 /*@}*/
 487
 488 /*@}*/
 489
 490 #endif /* __J2K_H */