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     if (box->length == 0)
  69       box->length = cio_numbytesleft() + 12;
  70   }
  71   else if (box->length == 0) {
  72     box->length = cio_numbytesleft() + 8;
  73   }
  74   return 0;
  75 }
  76
  77 /*
  78 *
  79 * Initialisation of a Standard JP2 structure
  80 */
  81
  82 int jp2_init_stdjp2(jp2_struct_t * jp2_struct, j2k_image_t * img)
  83 {
  84   int depth_0, sign, depth, i;
  85
  86   jp2_struct->h = img->y1 - img->y0;    // HEIGHT
  87   jp2_struct->w = img->x1 - img->x0;    // WIDTH
  88   jp2_struct->numcomps = img->numcomps; // NC
  89   jp2_struct->comps = (jp2_comps_t *) malloc(jp2_struct->numcomps * sizeof(jp2_comps_t));
  90
  91   depth_0 = img->comps[0].prec - 1;
  92   sign = img->comps[0].sgnd;
  93   jp2_struct->bpc = depth_0 + (sign << 7);
  94
  95   for (i = 1; i < img->numcomps; i++) {
  96     depth = img->comps[i].prec - 1;
  97     sign = img->comps[i].sgnd;
  98     if (depth_0 != depth)
  99       jp2_struct->bpc = 255;
 100   }
 101
 102
 103
 104   jp2_struct->C = 7;            // C : Always 7
 105   jp2_struct->UnkC = 0;         // UnkC, colorspace specified in colr box
 106   jp2_struct->IPR = 0;          // IPR, no intellectual property
 107
 108   for (i = 0; i < img->numcomps; i++)
 109     jp2_struct->comps[i].bpcc =
 110       img->comps[i].prec - 1 + (img->comps[i].sgnd << 7);
 111
 112   jp2_struct->precedence = 0;   // PRECEDENCE
 113   jp2_struct->approx = 0;       // APPROX
 114
 115   if ((img->numcomps == 1 || img->numcomps == 3)
 116       && (jp2_struct->bpc != 255))
 117     jp2_struct->meth = 1;
 118   else
 119     jp2_struct->meth = 2;
 120
 121   if (jp2_struct->meth == 1) {
 122     if (img->color_space == 1)
 123       jp2_struct->enumcs = 16;
 124     else if (img->color_space == 2)
 125       jp2_struct->enumcs = 17;
 126     else if (img->color_space == 3)
 127       jp2_struct->enumcs = 18;  // YUV
 128   } else
 129     jp2_struct->enumcs = 0;     // PROFILE (??)
 130
 131   jp2_struct->brand = JP2_JP2;  /* BR         */
 132   jp2_struct->minversion = 0;   /* MinV       */
 133   jp2_struct->numcl = 1;
 134   jp2_struct->cl = (int *) malloc(jp2_struct->numcl * sizeof(int));
 135   jp2_struct->cl[0] = JP2_JP2;  /* CL0 : JP2  */
 136   return 0;
 137 }
 138
 139
 140 void jp2_write_url(char *Idx_file)
 141 {
 142   unsigned int i;
 143   char str[256];
 144   jp2_box_t box;
 145
 146   sprintf(str, "%s", Idx_file);
 147
 148
 149   box.init_pos = cio_tell();
 150   cio_skip(4);
 151   cio_write(JP2_URL, 4);        // DBTL
 152   cio_write(0, 1);              // VERS
 153   cio_write(0, 3);              // FLAG
 154
 155   for (i = 0; i < strlen(str); i++) {
 156     cio_write(str[i], 1);
 157   }
 158
 159   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 160   cio_seek(box.init_pos);
 161   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 162   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 163 }
 164
 165 /*
 166 * Read the IHDR box
 167 *
 168 * Image Header box
 169 *
 170 */
 171 int jp2_read_ihdr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 172 {
 173   jp2_box_t box;
 174
 175   jp2_read_boxhdr(&box);
 176   if (JP2_IHDR != box.type) {
 177     fprintf(stderr, "Error: Expected IHDR Marker\n");
 178     return 1;
 179   }
 180
 181   jp2_struct->h = cio_read(4);  // HEIGHT
 182   jp2_struct->w = cio_read(4);  // WIDTH
 183   jp2_struct->numcomps = cio_read(2);   // NC
 184
 185   jp2_struct->bpc = cio_read(1);        // BPC
 186
 187   jp2_struct->C = cio_read(1);  // C
 188   jp2_struct->UnkC = cio_read(1);       // UnkC
 189   jp2_struct->IPR = cio_read(1);        // IPR
 190
 191   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 192     fprintf(stderr, "Error with IHDR Box\n");
 193     return 1;
 194   }
 195   return 0;
 196 }
 197
 198 void jp2_write_ihdr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 199 {
 200   jp2_box_t box;
 201
 202   box.init_pos = cio_tell();
 203   cio_skip(4);
 204   cio_write(JP2_IHDR, 4);       // IHDR
 205
 206   cio_write(jp2_struct->h, 4);  // HEIGHT
 207   cio_write(jp2_struct->w, 4);  // WIDTH
 208   cio_write(jp2_struct->numcomps, 2);   // NC
 209
 210   cio_write(jp2_struct->bpc, 1);        // BPC
 211
 212   cio_write(jp2_struct->C, 1);  // C : Always 7
 213   cio_write(jp2_struct->UnkC, 1);       // UnkC, colorspace unknow
 214   cio_write(jp2_struct->IPR, 1);        // IPR, no intellectual property
 215
 216   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 217   cio_seek(box.init_pos);
 218   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 219   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 220 }
 221
 222
 223 void jp2_write_bpcc(jp2_struct_t * jp2_struct)
 224 {
 225   unsigned int i;
 226   jp2_box_t box;
 227
 228   box.init_pos = cio_tell();
 229   cio_skip(4);
 230   cio_write(JP2_BPCC, 4);       // BPCC
 231
 232   for (i = 0; i < jp2_struct->numcomps; i++)
 233     cio_write(jp2_struct->comps[i].bpcc, 1);
 234
 235   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 236   cio_seek(box.init_pos);
 237   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 238   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 239 }
 240
 241
 242 int jp2_read_bpcc(jp2_struct_t * jp2_struct)
 243 {
 244   unsigned int i;
 245   jp2_box_t box;
 246
 247   jp2_read_boxhdr(&box);
 248   if (JP2_BPCC != box.type) {
 249     fprintf(stderr, "Error: Expected BPCC Marker\n");
 250     return 1;
 251   }
 252
 253   for (i = 0; i < jp2_struct->numcomps; i++)
 254     jp2_struct->comps[i].bpcc = cio_read(1);
 255
 256   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 257     fprintf(stderr, "Error with BPCC Box\n");
 258     return 1;
 259   }
 260   return 0;
 261 }
 262
 263 void jp2_write_colr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 264 {
 265   jp2_box_t box;
 266
 267   box.init_pos = cio_tell();
 268   cio_skip(4);
 269   cio_write(JP2_COLR, 4);       // COLR
 270
 271   cio_write(jp2_struct->meth, 1);       // METH
 272   cio_write(jp2_struct->precedence, 1); // PRECEDENCE
 273   cio_write(jp2_struct->approx, 1);     // APPROX
 274
 275   if (jp2_struct->meth == 1)
 276     cio_write(jp2_struct->enumcs, 4);   // EnumCS
 277   else
 278     cio_write(0, 1);            // PROFILE (??)
 279
 280   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 281   cio_seek(box.init_pos);
 282   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 283   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 284 }
 285
 286 int jp2_read_colr(jp2_struct_t * jp2_struct)
 287 {
 288   jp2_box_t box;
 289
 290   jp2_read_boxhdr(&box);
 291   if (JP2_COLR != box.type) {
 292     fprintf(stderr, "Error: Expected COLR Marker\n");
 293     return 1;
 294   }
 295
 296   jp2_struct->meth = cio_read(1);       // METH
 297   jp2_struct->precedence = cio_read(1); // PRECEDENCE
 298   jp2_struct->approx = cio_read(1);     // APPROX
 299
 300   if (jp2_struct->meth == 1)
 301     jp2_struct->enumcs = cio_read(4);   // EnumCS
 302   else
 303     cio_read(1);                // PROFILE
 304
 305   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 306     fprintf(stderr, "Error with BPCC Box\n");
 307     return 1;
 308   }
 309   return 0;
 310 }
 311
 312 /*
 313 * Write the JP2H box
 314 *
 315 * JP2 Header box
 316 *
 317 */
 318 void jp2_write_jp2h(jp2_struct_t * jp2_struct)
 319 {
 320   jp2_box_t box;
 321
 322   box.init_pos = cio_tell();
 323   cio_skip(4);;
 324   cio_write(JP2_JP2H, 4);       /* JP2H */
 325
 326   jp2_write_ihdr(jp2_struct);
 327
 328   if (jp2_struct->bpc == 255)
 329     jp2_write_bpcc(jp2_struct);
 330   jp2_write_colr(jp2_struct);
 331
 332   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 333   cio_seek(box.init_pos);
 334   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 335   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 336 }
 337
 338
 339 /*
 340 * Read the JP2H box
 341 *
 342 * JP2 Header box
 343 *
 344 */
 345 int jp2_read_jp2h(jp2_struct_t * jp2_struct)
 346 {
 347   jp2_box_t box;
 348
 349   jp2_read_boxhdr(&box);
 350   if (JP2_JP2H != box.type) {
 351     fprintf(stderr, "Error: Expected JP2H Marker\n");
 352     return 1;
 353   }
 354
 355   if (jp2_read_ihdr(jp2_struct))
 356     return 1;
 357
 358   if (jp2_struct->bpc == 255)
 359     if (jp2_read_bpcc(jp2_struct))
 360       return 1;
 361   if (jp2_read_colr(jp2_struct))
 362     return 1;
 363
 364   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 365     fprintf(stderr, "Error with JP2H Box\n");
 366     return 1;
 367   }
 368   return 0;
 369 }
 370
 371 /*
 372 * Write the FTYP box
 373 *
 374 * File type box
 375 *
 376 */
 377 void jp2_write_ftyp(jp2_struct_t * jp2_struct)
 378 {
 379   unsigned int i;
 380   jp2_box_t box;
 381
 382   box.init_pos = cio_tell();
 383   cio_skip(4);
 384   cio_write(JP2_FTYP, 4);       /* FTYP       */
 385
 386   cio_write(jp2_struct->brand, 4);      /* BR         */
 387   cio_write(jp2_struct->minversion, 4); /* MinV       */
 388
 389   for (i = 0; i < jp2_struct->numcl; i++)
 390     cio_write(jp2_struct->cl[i], 4);    /* CL           */
 391
 392   box.length = cio_tell() - box.init_pos;
 393   cio_seek(box.init_pos);
 394   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 395   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 396 }
 397
 398 /*
 399 * Read the FTYP box
 400 *
 401 * File type box
 402 *
 403 */
 404 int jp2_read_ftyp(jp2_struct_t * jp2_struct)
 405 {
 406   int i;
 407   jp2_box_t box;
 408
 409   jp2_read_boxhdr(&box);
 410
 411   if (JP2_FTYP != box.type) {
 412     fprintf(stderr, "Error: Excpected FTYP Marker\n");
 413     return 1;
 414   }
 415
 416   jp2_struct->brand = cio_read(4);      /* BR              */
 417   jp2_struct->minversion = cio_read(4); /* MinV            */
 418   jp2_struct->numcl = (box.length - 16) / 4;
 419   jp2_struct->cl =
 420     (unsigned int *) malloc(jp2_struct->numcl * sizeof(unsigned int));
 421
 422   for (i = 0; i < (int)jp2_struct->numcl; i++)
 423     jp2_struct->cl[i] = cio_read(4);    /* CLi */
 424
 425   if (cio_tell() - box.init_pos != box.length) {
 426     fprintf(stderr, "Error with FTYP Box\n");
 427     return 1;
 428   }
 429   return 0;
 430 }
 431
 432 int jp2_write_jp2c(jp2_struct_t * jp2_struct, char *j2k_codestream)
 433 {
 434   jp2_box_t box;
 435
 436   box.init_pos = cio_tell();
 437   cio_skip(4);
 438   cio_write(JP2_JP2C, 4);       // JP2C
 439
 440   jp2_struct->j2k_codestream_offset = cio_tell();
 441   memcpy(cio_getbp(),j2k_codestream, jp2_struct->j2k_codestream_len);
 442
 443   box.length = 8 + jp2_struct->j2k_codestream_len;
 444   cio_seek(box.init_pos);
 445   cio_write(box.length, 4);     /*    L       */
 446   cio_seek(box.init_pos + box.length);
 447
 448   return box.length;
 449 }
 450
 451
 452 int jp2_read_jp2c(unsigned char *src, jp2_struct_t * jp2_struct)
 453 {
 454   jp2_box_t box;
 455
 456   jp2_read_boxhdr(&box);
 457   if (JP2_JP2C != box.type) {
 458     fprintf(stderr, "Error: Expected JP2C Marker\n");
 459     return 1;
 460   }
 461
 462   jp2_struct->j2k_codestream_offset = cio_tell();
 463   jp2_struct->j2k_codestream_len = box.length - 8;
 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
 512 int jp2_read_struct(unsigned char *src, jp2_struct_t * jp2_struct, int len)
 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, jp2_struct))
 523     return 1;
 524   return 0;
 525 }
 526
 527 int jp2_wrap_j2k(jp2_struct_t * jp2_struct, char *j2k_codestream, char *output)
 528 {
 529   jp2_write_jp();
 530   jp2_write_ftyp(jp2_struct);
 531   jp2_write_jp2h(jp2_struct);
 532   jp2_write_jp2c(jp2_struct, j2k_codestream);
 533
 534   return cio_tell();
 535 }