src/bin/common/color.c

   1 /*
   2  * The copyright in this software is being made available under the 2-clauses
   3  * BSD License, included below. This software may be subject to other third
   4  * party and contributor rights, including patent rights, and no such rights
   5  * are granted under this license.
   6  *
   7  * Copyright (c) 2002-2014, Universite catholique de Louvain (UCL), Belgium
   8  * Copyright (c) 2002-2014, Professor Benoit Macq
   9  * Copyright (c) 2001-2003, David Janssens
  10  * Copyright (c) 2002-2003, Yannick Verschueren
  11  * Copyright (c) 2003-2007, Francois-Olivier Devaux
  12  * Copyright (c) 2003-2014, Antonin Descampe
  13  * Copyright (c) 2005, Herve Drolon, FreeImage Team
  14  * All rights reserved.
  15  *
  16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  17  * modification, are permitted provided that the following conditions
  18  * are met:
  19  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  21  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  23  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS `AS IS'
  26  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
  29  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  30  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  31  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  32  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  33  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  34  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  35  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  36  */
  37
  38 #include <stdio.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include <stdlib.h>
  41 #include <math.h>
  42 #include <assert.h>
  43
  44 #include "opj_apps_config.h"
  45 #include "openjpeg.h"
  46 #include "color.h"
  47
  48 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS2
  49 #include <lcms2.h>
  50 #endif
  51 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS1
  52 #include <lcms.h>
  53 #endif
  54
  55 #ifdef OPJ_USE_LEGACY
  56 #define OPJ_CLRSPC_GRAY CLRSPC_GRAY
  57 #define OPJ_CLRSPC_SRGB CLRSPC_SRGB
  58 #endif
  59
  60 /*--------------------------------------------------------
  61 Matrix for sYCC, Amendment 1 to IEC 61966-2-1
  62
  63 Y :   0.299   0.587    0.114   :R
  64 Cb:  -0.1687 -0.3312   0.5     :G
  65 Cr:   0.5    -0.4187  -0.0812  :B
  66
  67 Inverse:
  68
  69 R: 1        -3.68213e-05    1.40199      :Y
  70 G: 1.00003  -0.344125      -0.714128     :Cb - 2^(prec - 1)
  71 B: 0.999823  1.77204       -8.04142e-06  :Cr - 2^(prec - 1)
  72
  73 -----------------------------------------------------------*/
  74 static void sycc_to_rgb(int offset, int upb, int y, int cb, int cr,
  75         int *out_r, int *out_g, int *out_b)
  76 {
  77         int r, g, b;
  78
  79         cb -= offset; cr -= offset;
  80         r = y + (int)(1.402 * (float)cr);
  81         if(r < 0) r = 0; else if(r > upb) r = upb; *out_r = r;
  82
  83         g = y - (int)(0.344 * (float)cb + 0.714 * (float)cr);
  84         if(g < 0) g = 0; else if(g > upb) g = upb; *out_g = g;
  85
  86         b = y + (int)(1.772 * (float)cb);
  87         if(b < 0) b = 0; else if(b > upb) b = upb; *out_b = b;
  88 }
  89
  90 static void sycc444_to_rgb(opj_image_t *img)
  91 {
  92         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b;
  93         const int *y, *cb, *cr;
  94         int maxw, maxh, max, i, offset, upb;
  95
  96         i = (int)img->comps[0].prec;
  97         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
  98
  99         maxw = (int)img->comps[0].w; maxh = (int)img->comps[0].h;
 100         max = maxw * maxh;
 101
 102         y = img->comps[0].data;
 103         cb = img->comps[1].data;
 104         cr = img->comps[2].data;
 105
 106         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 107         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 108         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 109
 110         for(i = 0; i < max; ++i)
 111    {
 112         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 113
 114         ++y; ++cb; ++cr; ++r; ++g; ++b;
 115    }
 116         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 117         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 118         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 119
 120 }/* sycc444_to_rgb() */
 121
 122 static void sycc422_to_rgb(opj_image_t *img)
 123 {
 124         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b;
 125         const int *y, *cb, *cr;
 126         int maxw, maxh, max, offset, upb;
 127         int i, j;
 128
 129         i = (int)img->comps[0].prec;
 130         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
 131
 132         maxw = (int)img->comps[0].w; maxh = (int)img->comps[0].h;
 133         max = maxw * maxh;
 134
 135         y = img->comps[0].data;
 136         cb = img->comps[1].data;
 137         cr = img->comps[2].data;
 138
 139         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 140         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 141         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 142
 143         for(i=0; i < maxh; ++i)
 144    {
 145         for(j=0; j < maxw; j += 2)
 146   {
 147         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 148
 149         ++y; ++r; ++g; ++b;
 150
 151         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 152
 153         ++y; ++r; ++g; ++b; ++cb; ++cr;
 154   }
 155    }
 156         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 157         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 158         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 159
 160 #if defined(USE_JPWL) || defined(USE_MJ2)
 161         img->comps[1].w = maxw; img->comps[1].h = maxh;
 162         img->comps[2].w = maxw; img->comps[2].h = maxh;
 163 #else
 164         img->comps[1].w = (OPJ_UINT32)maxw; img->comps[1].h = (OPJ_UINT32)maxh;
 165         img->comps[2].w = (OPJ_UINT32)maxw; img->comps[2].h = (OPJ_UINT32)maxh;
 166 #endif
 167         img->comps[1].dx = img->comps[0].dx;
 168         img->comps[2].dx = img->comps[0].dx;
 169         img->comps[1].dy = img->comps[0].dy;
 170         img->comps[2].dy = img->comps[0].dy;
 171
 172 }/* sycc422_to_rgb() */
 173
 174 static void sycc420_to_rgb(opj_image_t *img)
 175 {
 176         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b, *nr, *ng, *nb;
 177         const int *y, *cb, *cr, *ny;
 178         int maxw, maxh, max, offset, upb;
 179         int i, j;
 180
 181         i = (int)img->comps[0].prec;
 182         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
 183
 184         maxw = (int)img->comps[0].w; maxh = (int)img->comps[0].h;
 185         max = maxw * maxh;
 186
 187         y = img->comps[0].data;
 188         cb = img->comps[1].data;
 189         cr = img->comps[2].data;
 190
 191         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 192         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 193         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * (size_t)max);
 194
 195         for(i=0; i < maxh; i += 2)
 196    {
 197         ny = y + maxw;
 198         nr = r + maxw; ng = g + maxw; nb = b + maxw;
 199
 200         for(j=0; j < maxw;  j += 2)
 201   {
 202         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 203
 204         ++y; ++r; ++g; ++b;
 205
 206         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 207
 208         ++y; ++r; ++g; ++b;
 209
 210         sycc_to_rgb(offset, upb, *ny, *cb, *cr, nr, ng, nb);
 211
 212         ++ny; ++nr; ++ng; ++nb;
 213
 214         sycc_to_rgb(offset, upb, *ny, *cb, *cr, nr, ng, nb);
 215
 216         ++ny; ++nr; ++ng; ++nb; ++cb; ++cr;
 217   }
 218         y += maxw; r += maxw; g += maxw; b += maxw;
 219    }
 220         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 221         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 222         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 223
 224 #if defined(USE_JPWL) || defined(USE_MJ2)
 225         img->comps[1].w = maxw; img->comps[1].h = maxh;
 226         img->comps[2].w = maxw; img->comps[2].h = maxh;
 227 #else
 228         img->comps[1].w = (OPJ_UINT32)maxw; img->comps[1].h = (OPJ_UINT32)maxh;
 229         img->comps[2].w = (OPJ_UINT32)maxw; img->comps[2].h = (OPJ_UINT32)maxh;
 230 #endif
 231         img->comps[1].dx = img->comps[0].dx;
 232         img->comps[2].dx = img->comps[0].dx;
 233         img->comps[1].dy = img->comps[0].dy;
 234         img->comps[2].dy = img->comps[0].dy;
 235
 236 }/* sycc420_to_rgb() */
 237
 238 void color_sycc_to_rgb(opj_image_t *img)
 239 {
 240         if(img->numcomps < 3)
 241    {
 242         img->color_space = OPJ_CLRSPC_GRAY;
 243         return;
 244    }
 245
 246         if((img->comps[0].dx == 1)
 247         && (img->comps[1].dx == 2)
 248         && (img->comps[2].dx == 2)
 249         && (img->comps[0].dy == 1)
 250         && (img->comps[1].dy == 2)
 251         && (img->comps[2].dy == 2))/* horizontal and vertical sub-sample */
 252   {
 253         sycc420_to_rgb(img);
 254   }
 255         else
 256         if((img->comps[0].dx == 1)
 257         && (img->comps[1].dx == 2)
 258         && (img->comps[2].dx == 2)
 259         && (img->comps[0].dy == 1)
 260         && (img->comps[1].dy == 1)
 261         && (img->comps[2].dy == 1))/* horizontal sub-sample only */
 262   {
 263         sycc422_to_rgb(img);
 264   }
 265         else
 266         if((img->comps[0].dx == 1)
 267         && (img->comps[1].dx == 1)
 268         && (img->comps[2].dx == 1)
 269         && (img->comps[0].dy == 1)
 270         && (img->comps[1].dy == 1)
 271         && (img->comps[2].dy == 1))/* no sub-sample */
 272   {
 273         sycc444_to_rgb(img);
 274   }
 275         else
 276   {
 277         fprintf(stderr,"%s:%d:color_sycc_to_rgb\n\tCAN NOT CONVERT\n",
 278          __FILE__,__LINE__);
 279         return;
 280   }
 281         img->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 282
 283 }/* color_sycc_to_rgb() */
 284
 285 #if defined(OPJ_HAVE_LIBLCMS2) || defined(OPJ_HAVE_LIBLCMS1)
 286 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS1
 287 /* Bob Friesenhahn proposed:*/
 288 #define cmsSigXYZData   icSigXYZData
 289 #define cmsSigLabData   icSigLabData
 290 #define cmsSigCmykData  icSigCmykData
 291 #define cmsSigYCbCrData icSigYCbCrData
 292 #define cmsSigLuvData   icSigLuvData
 293 #define cmsSigGrayData  icSigGrayData
 294 #define cmsSigRgbData   icSigRgbData
 295 #define cmsUInt32Number DWORD
 296
 297 #define cmsColorSpaceSignature icColorSpaceSignature
 298 #define cmsGetHeaderRenderingIntent cmsTakeRenderingIntent
 299
 300 #endif /* OPJ_HAVE_LIBLCMS1 */
 301
 302 /*#define DEBUG_PROFILE*/
 303 void color_apply_icc_profile(opj_image_t *image)
 304 {
 305         cmsHPROFILE in_prof, out_prof;
 306         cmsHTRANSFORM transform;
 307         cmsColorSpaceSignature in_space, out_space;
 308         cmsUInt32Number intent, in_type, out_type, nr_samples;
 309         int *r, *g, *b;
 310         int prec, i, max, max_w, max_h;
 311         OPJ_COLOR_SPACE oldspace;
 312
 313         in_prof =
 314          cmsOpenProfileFromMem(image->icc_profile_buf, image->icc_profile_len);
 315 #ifdef DEBUG_PROFILE
 316   FILE *icm = fopen("debug.icm","wb");
 317   fwrite( image->icc_profile_buf,1, image->icc_profile_len,icm);
 318   fclose(icm);
 319 #endif
 320
 321         if(in_prof == NULL) return;
 322
 323         in_space = cmsGetPCS(in_prof);
 324         out_space = cmsGetColorSpace(in_prof);
 325         intent = cmsGetHeaderRenderingIntent(in_prof);
 326
 327
 328         max_w = (int)image->comps[0].w;
 329   max_h = (int)image->comps[0].h;
 330         prec = (int)image->comps[0].prec;
 331         oldspace = image->color_space;
 332
 333         if(out_space == cmsSigRgbData) /* enumCS 16 */
 334    {
 335   if( prec <= 8 )
 336 {
 337         in_type = TYPE_RGB_8;
 338         out_type = TYPE_RGB_8;
 339 }
 340 else
 341 {
 342         in_type = TYPE_RGB_16;
 343         out_type = TYPE_RGB_16;
 344 }
 345         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 346         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 347    }
 348         else
 349         if(out_space == cmsSigGrayData) /* enumCS 17 */
 350    {
 351         in_type = TYPE_GRAY_8;
 352         out_type = TYPE_RGB_8;
 353         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 354         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 355    }
 356         else
 357         if(out_space == cmsSigYCbCrData) /* enumCS 18 */
 358    {
 359         in_type = TYPE_YCbCr_16;
 360         out_type = TYPE_RGB_16;
 361         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 362         image->color_space = OPJ_CLRSPC_SRGB;
 363    }
 364         else
 365    {
 366 #ifdef DEBUG_PROFILE
 367 fprintf(stderr,"%s:%d: color_apply_icc_profile\n\tICC Profile has unknown "
 368 "output colorspace(%#x)(%c%c%c%c)\n\tICC Profile ignored.\n",
 369 __FILE__,__LINE__,out_space,
 370 (out_space>>24) & 0xff,(out_space>>16) & 0xff,
 371 (out_space>>8) & 0xff, out_space & 0xff);
 372 #endif
 373         return;
 374    }
 375
 376 #ifdef DEBUG_PROFILE
 377 fprintf(stderr,"%s:%d:color_apply_icc_profile\n\tchannels(%d) prec(%d) w(%d) h(%d)"
 378 "\n\tprofile: in(%p) out(%p)\n",__FILE__,__LINE__,image->numcomps,prec,
 379 max_w,max_h, (void*)in_prof,(void*)out_prof);
 380
 381 fprintf(stderr,"\trender_intent (%u)\n\t"
 382 "color_space: in(%#x)(%c%c%c%c)   out:(%#x)(%c%c%c%c)\n\t"
 383 "       type: in(%u)              out:(%u)\n",
 384 intent,
 385 in_space,
 386 (in_space>>24) & 0xff,(in_space>>16) & 0xff,
 387 (in_space>>8) & 0xff, in_space & 0xff,
 388
 389 out_space,
 390 (out_space>>24) & 0xff,(out_space>>16) & 0xff,
 391 (out_space>>8) & 0xff, out_space & 0xff,
 392
 393 in_type,out_type
 394  );
 395 #else
 396   (void)prec;
 397   (void)in_space;
 398 #endif /* DEBUG_PROFILE */
 399
 400         transform = cmsCreateTransform(in_prof, in_type,
 401          out_prof, out_type, intent, 0);
 402
 403 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS2
 404 /* Possible for: LCMS_VERSION >= 2000 :*/
 405         cmsCloseProfile(in_prof);
 406         cmsCloseProfile(out_prof);
 407 #endif
 408
 409         if(transform == NULL)
 410    {
 411 #ifdef DEBUG_PROFILE
 412 fprintf(stderr,"%s:%d:color_apply_icc_profile\n\tcmsCreateTransform failed. "
 413 "ICC Profile ignored.\n",__FILE__,__LINE__);
 414 #endif
 415         image->color_space = oldspace;
 416 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS1
 417         cmsCloseProfile(in_prof);
 418         cmsCloseProfile(out_prof);
 419 #endif
 420         return;
 421    }
 422
 423         if(image->numcomps > 2)/* RGB, RGBA */
 424    {
 425   if( prec <= 8 )
 426 {
 427         unsigned char *inbuf, *outbuf, *in, *out;
 428         max = max_w * max_h;
 429   nr_samples = (cmsUInt32Number)max * 3 * (cmsUInt32Number)sizeof(unsigned char);
 430         in = inbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 431         out = outbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 432
 433         r = image->comps[0].data;
 434         g = image->comps[1].data;
 435         b = image->comps[2].data;
 436
 437         for(i = 0; i < max; ++i)
 438   {
 439         *in++ = (unsigned char)*r++;
 440         *in++ = (unsigned char)*g++;
 441         *in++ = (unsigned char)*b++;
 442   }
 443
 444         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, (cmsUInt32Number)max);
 445
 446         r = image->comps[0].data;
 447         g = image->comps[1].data;
 448         b = image->comps[2].data;
 449
 450         for(i = 0; i < max; ++i)
 451   {
 452         *r++ = (int)*out++;
 453         *g++ = (int)*out++;
 454         *b++ = (int)*out++;
 455   }
 456         free(inbuf); free(outbuf);
 457 }
 458 else
 459 {
 460         unsigned short *inbuf, *outbuf, *in, *out;
 461         max = max_w * max_h;
 462   nr_samples = (cmsUInt32Number)max * 3 * (cmsUInt32Number)sizeof(unsigned short);
 463         in = inbuf = (unsigned short*)malloc(nr_samples);
 464         out = outbuf = (unsigned short*)malloc(nr_samples);
 465
 466         r = image->comps[0].data;
 467         g = image->comps[1].data;
 468         b = image->comps[2].data;
 469
 470         for(i = 0; i < max; ++i)
 471   {
 472         *in++ = (unsigned short)*r++;
 473         *in++ = (unsigned short)*g++;
 474         *in++ = (unsigned short)*b++;
 475   }
 476
 477         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, (cmsUInt32Number)max);
 478
 479         r = image->comps[0].data;
 480         g = image->comps[1].data;
 481         b = image->comps[2].data;
 482
 483         for(i = 0; i < max; ++i)
 484   {
 485         *r++ = (int)*out++;
 486         *g++ = (int)*out++;
 487         *b++ = (int)*out++;
 488   }
 489         free(inbuf); free(outbuf);
 490 }
 491    }
 492         else /* GRAY, GRAYA */
 493    {
 494         unsigned char *in, *inbuf, *out, *outbuf;
 495   max = max_w * max_h;
 496   nr_samples = (cmsUInt32Number)max * 3 * sizeof(unsigned char);
 497         in = inbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 498         out = outbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 499
 500         image->comps = (opj_image_comp_t*)
 501          realloc(image->comps, (image->numcomps+2)*sizeof(opj_image_comp_t));
 502
 503         if(image->numcomps == 2)
 504          image->comps[3] = image->comps[1];
 505
 506         image->comps[1] = image->comps[0];
 507         image->comps[2] = image->comps[0];
 508
 509         image->comps[1].data = (int*)calloc((size_t)max, sizeof(int));
 510         image->comps[2].data = (int*)calloc((size_t)max, sizeof(int));
 511
 512         image->numcomps += 2;
 513
 514         r = image->comps[0].data;
 515
 516         for(i = 0; i < max; ++i)
 517   {
 518         *in++ = (unsigned char)*r++;
 519   }
 520         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, (cmsUInt32Number)max);
 521
 522         r = image->comps[0].data;
 523         g = image->comps[1].data;
 524         b = image->comps[2].data;
 525
 526         for(i = 0; i < max; ++i)
 527   {
 528         *r++ = (int)*out++; *g++ = (int)*out++; *b++ = (int)*out++;
 529   }
 530         free(inbuf); free(outbuf);
 531
 532    }/* if(image->numcomps */
 533
 534         cmsDeleteTransform(transform);
 535
 536 #ifdef OPJ_HAVE_LIBLCMS1
 537         cmsCloseProfile(in_prof);
 538         cmsCloseProfile(out_prof);
 539 #endif
 540 }/* color_apply_icc_profile() */
 541
 542 #endif /* OPJ_HAVE_LIBLCMS2 || OPJ_HAVE_LIBLCMS1 */
 543