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