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_config.h"
  38 #include "openjpeg.h"
  39 #include "color.h"
  40
  41 #ifdef HAVE_LIBLCMS2
  42 #include <lcms2.h>
  43 #endif
  44 #ifdef HAVE_LIBLCMS1
  45 #include <lcms.h>
  46 #endif
  47
  48 /*--------------------------------------------------------
  49 Matrix for sYCC, Amendment 1 to IEC 61966-2-1
  50
  51 Y :   0.299   0.587    0.114   :R
  52 Cb:  -0.1687 -0.3312   0.5     :G
  53 Cr:   0.5    -0.4187  -0.0812  :B
  54
  55 Inverse:
  56
  57 R: 1        -3.68213e-05    1.40199      :Y
  58 G: 1.00003  -0.344125      -0.714128     :Cb - 2^(prec - 1)
  59 B: 0.999823  1.77204       -8.04142e-06  :Cr - 2^(prec - 1)
  60
  61 -----------------------------------------------------------*/
  62 static void sycc_to_rgb(int offset, int upb, int y, int cb, int cr,
  63         int *out_r, int *out_g, int *out_b)
  64 {
  65         int r, g, b;
  66
  67         cb -= offset; cr -= offset;
  68         r = y + (int)(1.402 * (float)cr);
  69         if(r < 0) r = 0; else if(r > upb) r = upb; *out_r = r;
  70
  71         g = y - (int)(0.344 * (float)cb + 0.714 * (float)cr);
  72         if(g < 0) g = 0; else if(g > upb) g = upb; *out_g = g;
  73
  74         b = y + (int)(1.772 * (float)cb);
  75         if(b < 0) b = 0; else if(b > upb) b = upb; *out_b = b;
  76 }
  77
  78 static void sycc444_to_rgb(opj_image_t *img)
  79 {
  80         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b;
  81         const int *y, *cb, *cr;
  82         int maxw, maxh, max, i, offset, upb;
  83
  84         i = img->comps[0].prec;
  85         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
  86
  87         maxw = img->comps[0].w; maxh = img->comps[0].h;
  88         max = maxw * maxh;
  89
  90         y = img->comps[0].data;
  91         cb = img->comps[1].data;
  92         cr = img->comps[2].data;
  93
  94         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
  95         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
  96         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
  97
  98         for(i = 0; i < max; ++i)
  99    {
 100         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 101
 102         ++y; ++cb; ++cr; ++r; ++g; ++b;
 103    }
 104         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 105         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 106         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 107
 108 }/* sycc444_to_rgb() */
 109
 110 static void sycc422_to_rgb(opj_image_t *img)
 111 {
 112         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b;
 113         const int *y, *cb, *cr;
 114         int maxw, maxh, max, offset, upb;
 115         int i, j;
 116
 117         i = img->comps[0].prec;
 118         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
 119
 120         maxw = img->comps[0].w; maxh = img->comps[0].h;
 121         max = maxw * maxh;
 122
 123         y = img->comps[0].data;
 124         cb = img->comps[1].data;
 125         cr = img->comps[2].data;
 126
 127         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 128         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 129         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 130
 131         for(i=0; i < maxh; ++i)
 132    {
 133         for(j=0; j < maxw; j += 2)
 134   {
 135         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 136
 137         ++y; ++r; ++g; ++b;
 138
 139         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 140
 141         ++y; ++r; ++g; ++b; ++cb; ++cr;
 142   }
 143    }
 144         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 145         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 146         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 147
 148         img->comps[1].w = maxw; img->comps[1].h = maxh;
 149         img->comps[2].w = maxw; img->comps[2].h = maxh;
 150         img->comps[1].dx = img->comps[0].dx;
 151         img->comps[2].dx = img->comps[0].dx;
 152         img->comps[1].dy = img->comps[0].dy;
 153         img->comps[2].dy = img->comps[0].dy;
 154
 155 }/* sycc422_to_rgb() */
 156
 157 static void sycc420_to_rgb(opj_image_t *img)
 158 {
 159         int *d0, *d1, *d2, *r, *g, *b, *nr, *ng, *nb;
 160         const int *y, *cb, *cr, *ny;
 161         int maxw, maxh, max, offset, upb;
 162         int i, j;
 163
 164         i = img->comps[0].prec;
 165         offset = 1<<(i - 1); upb = (1<<i)-1;
 166
 167         maxw = img->comps[0].w; maxh = img->comps[0].h;
 168         max = maxw * maxh;
 169
 170         y = img->comps[0].data;
 171         cb = img->comps[1].data;
 172         cr = img->comps[2].data;
 173
 174         d0 = r = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 175         d1 = g = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 176         d2 = b = (int*)malloc(sizeof(int) * max);
 177
 178         for(i=0; i < maxh; i += 2)
 179    {
 180         ny = y + maxw;
 181         nr = r + maxw; ng = g + maxw; nb = b + maxw;
 182
 183         for(j=0; j < maxw;  j += 2)
 184   {
 185         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 186
 187         ++y; ++r; ++g; ++b;
 188
 189         sycc_to_rgb(offset, upb, *y, *cb, *cr, r, g, b);
 190
 191         ++y; ++r; ++g; ++b;
 192
 193         sycc_to_rgb(offset, upb, *ny, *cb, *cr, nr, ng, nb);
 194
 195         ++ny; ++nr; ++ng; ++nb;
 196
 197         sycc_to_rgb(offset, upb, *ny, *cb, *cr, nr, ng, nb);
 198
 199         ++ny; ++nr; ++ng; ++nb; ++cb; ++cr;
 200   }
 201         y += maxw; r += maxw; g += maxw; b += maxw;
 202    }
 203         free(img->comps[0].data); img->comps[0].data = d0;
 204         free(img->comps[1].data); img->comps[1].data = d1;
 205         free(img->comps[2].data); img->comps[2].data = d2;
 206
 207         img->comps[1].w = maxw; img->comps[1].h = maxh;
 208         img->comps[2].w = maxw; img->comps[2].h = maxh;
 209         img->comps[1].dx = img->comps[0].dx;
 210         img->comps[2].dx = img->comps[0].dx;
 211         img->comps[1].dy = img->comps[0].dy;
 212         img->comps[2].dy = img->comps[0].dy;
 213
 214 }/* sycc420_to_rgb() */
 215
 216 void color_sycc_to_rgb(opj_image_t *img)
 217 {
 218         if(img->numcomps < 3)
 219    {
 220         img->color_space = CLRSPC_GRAY;
 221         return;
 222    }
 223
 224         if((img->comps[0].dx == 1)
 225         && (img->comps[1].dx == 2)
 226         && (img->comps[2].dx == 2)
 227         && (img->comps[0].dy == 1)
 228         && (img->comps[1].dy == 2)
 229         && (img->comps[2].dy == 2))/* horizontal and vertical sub-sample */
 230   {
 231         sycc420_to_rgb(img);
 232   }
 233         else
 234         if((img->comps[0].dx == 1)
 235         && (img->comps[1].dx == 2)
 236         && (img->comps[2].dx == 2)
 237         && (img->comps[0].dy == 1)
 238         && (img->comps[1].dy == 1)
 239         && (img->comps[2].dy == 1))/* horizontal sub-sample only */
 240   {
 241         sycc422_to_rgb(img);
 242   }
 243         else
 244         if((img->comps[0].dx == 1)
 245         && (img->comps[1].dx == 1)
 246         && (img->comps[2].dx == 1)
 247         && (img->comps[0].dy == 1)
 248         && (img->comps[1].dy == 1)
 249         && (img->comps[2].dy == 1))/* no sub-sample */
 250   {
 251         sycc444_to_rgb(img);
 252   }
 253         else
 254   {
 255         fprintf(stderr,"%s:%d:color_sycc_to_rgb\n\tCAN NOT CONVERT\n",
 256          __FILE__,__LINE__);
 257         return;
 258   }
 259         img->color_space = CLRSPC_SRGB;
 260
 261 }/* color_sycc_to_rgb() */
 262
 263 #if defined(HAVE_LIBLCMS2) || defined(HAVE_LIBLCMS1)
 264 #ifdef HAVE_LIBLCMS1
 265 /* Bob Friesenhahn proposed:*/
 266 #define cmsSigXYZData   icSigXYZData
 267 #define cmsSigLabData   icSigLabData
 268 #define cmsSigCmykData  icSigCmykData
 269 #define cmsSigYCbCrData icSigYCbCrData
 270 #define cmsSigLuvData   icSigLuvData
 271 #define cmsSigGrayData  icSigGrayData
 272 #define cmsSigRgbData   icSigRgbData
 273 #define cmsUInt32Number DWORD
 274
 275 #define cmsColorSpaceSignature icColorSpaceSignature
 276 #define cmsGetHeaderRenderingIntent cmsTakeRenderingIntent
 277
 278 #endif /* HAVE_LIBLCMS1 */
 279
 280 void color_apply_icc_profile(opj_image_t *image)
 281 {
 282         cmsHPROFILE in_prof, out_prof;
 283         cmsHTRANSFORM transform;
 284         cmsColorSpaceSignature in_space, out_space;
 285         cmsUInt32Number intent, in_type, out_type, nr_samples;
 286         int *r, *g, *b;
 287         int prec, i, max, max_w, max_h;
 288         OPJ_COLOR_SPACE oldspace;
 289
 290         in_prof =
 291          cmsOpenProfileFromMem(image->icc_profile_buf, image->icc_profile_len);
 292
 293         if(in_prof == NULL) return;
 294
 295         in_space = cmsGetPCS(in_prof);
 296         out_space = cmsGetColorSpace(in_prof);
 297         intent = cmsGetHeaderRenderingIntent(in_prof);
 298
 299
 300         max_w = image->comps[0].w; max_h = image->comps[0].h;
 301         prec = image->comps[0].prec;
 302         oldspace = image->color_space;
 303
 304         if(out_space == cmsSigRgbData) /* enumCS 16 */
 305    {
 306         in_type = TYPE_RGB_16;
 307         out_type = TYPE_RGB_16;
 308         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 309         image->color_space = CLRSPC_SRGB;
 310    }
 311         else
 312         if(out_space == cmsSigGrayData) /* enumCS 17 */
 313    {
 314         in_type = TYPE_GRAY_8;
 315         out_type = TYPE_RGB_8;
 316         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 317         image->color_space = CLRSPC_SRGB;
 318    }
 319         else
 320         if(out_space == cmsSigYCbCrData) /* enumCS 18 */
 321    {
 322         in_type = TYPE_YCbCr_16;
 323         out_type = TYPE_RGB_16;
 324         out_prof = cmsCreate_sRGBProfile();
 325         image->color_space = CLRSPC_SRGB;
 326    }
 327         else
 328    {
 329 #ifdef DEBUG_PROFILE
 330 fprintf(stderr,"%s:%d: color_apply_icc_profile\n\tICC Profile has unknown "
 331 "output colorspace(%#x)(%c%c%c%c)\n\tICC Profile ignored.\n",
 332 __FILE__,__LINE__,out_space,
 333 (out_space>>24) & 0xff,(out_space>>16) & 0xff,
 334 (out_space>>8) & 0xff, out_space & 0xff);
 335 #endif
 336         return;
 337    }
 338
 339 #ifdef DEBUG_PROFILE
 340 fprintf(stderr,"%s:%d:color_apply_icc_profile\n\tchannels(%d) prec(%d) w(%d) h(%d)"
 341 "\n\tprofile: in(%p) out(%p)\n",__FILE__,__LINE__,image->numcomps,prec,
 342 max_w,max_h, (void*)in_prof,(void*)out_prof);
 343
 344 fprintf(stderr,"\trender_intent (%u)\n\t"
 345 "color_space: in(%#x)(%c%c%c%c)   out:(%#x)(%c%c%c%c)\n\t"
 346 "       type: in(%u)              out:(%u)\n",
 347 intent,
 348 in_space,
 349 (in_space>>24) & 0xff,(in_space>>16) & 0xff,
 350 (in_space>>8) & 0xff, in_space & 0xff,
 351
 352 out_space,
 353 (out_space>>24) & 0xff,(out_space>>16) & 0xff,
 354 (out_space>>8) & 0xff, out_space & 0xff,
 355
 356 in_type,out_type
 357  );
 358 #endif /* DEBUG_PROFILE */
 359
 360         transform = cmsCreateTransform(in_prof, in_type,
 361          out_prof, out_type, intent, 0);
 362
 363 #ifdef HAVE_LIBLCMS2
 364 /* Possible for: LCMS_VERSION >= 2000 :*/
 365         cmsCloseProfile(in_prof);
 366         cmsCloseProfile(out_prof);
 367 #endif
 368
 369         if(transform == NULL)
 370    {
 371 #ifdef DEBUG_PROFILE
 372 fprintf(stderr,"%s:%d:color_apply_icc_profile\n\tcmsCreateTransform failed. "
 373 "ICC Profile ignored.\n",__FILE__,__LINE__);
 374 #endif
 375         image->color_space = oldspace;
 376 #ifdef HAVE_LIBLCMS1
 377         cmsCloseProfile(in_prof);
 378         cmsCloseProfile(out_prof);
 379 #endif
 380         return;
 381    }
 382
 383         if(image->numcomps > 2)/* RGB, RGBA */
 384    {
 385         unsigned short *inbuf, *outbuf, *in, *out;
 386         max = max_w * max_h; nr_samples = max * 3 * sizeof(unsigned short);
 387         in = inbuf = (unsigned short*)malloc(nr_samples);
 388         out = outbuf = (unsigned short*)malloc(nr_samples);
 389
 390         r = image->comps[0].data;
 391         g = image->comps[1].data;
 392         b = image->comps[2].data;
 393
 394         for(i = 0; i < max; ++i)
 395   {
 396         *in++ = (unsigned short)*r++;
 397         *in++ = (unsigned short)*g++;
 398         *in++ = (unsigned short)*b++;
 399   }
 400
 401         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, max);
 402
 403         r = image->comps[0].data;
 404         g = image->comps[1].data;
 405         b = image->comps[2].data;
 406
 407         for(i = 0; i < max; ++i)
 408   {
 409         *r++ = (int)*out++;
 410         *g++ = (int)*out++;
 411         *b++ = (int)*out++;
 412   }
 413         free(inbuf); free(outbuf);
 414    }
 415         else /* GRAY, GRAYA */
 416    {
 417         unsigned char *in, *inbuf, *out, *outbuf;
 418
 419         max = max_w * max_h; nr_samples = max * 3 * sizeof(unsigned char);
 420         in = inbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 421         out = outbuf = (unsigned char*)malloc(nr_samples);
 422
 423         image->comps = (opj_image_comp_t*)
 424          realloc(image->comps, (image->numcomps+2)*sizeof(opj_image_comp_t));
 425
 426         if(image->numcomps == 2)
 427          image->comps[3] = image->comps[1];
 428
 429         image->comps[1] = image->comps[0];
 430         image->comps[2] = image->comps[0];
 431
 432         image->comps[1].data = (int*)calloc(max, sizeof(int));
 433         image->comps[2].data = (int*)calloc(max, sizeof(int));
 434
 435         image->numcomps += 2;
 436
 437         r = image->comps[0].data;
 438
 439         for(i = 0; i < max; ++i)
 440   {
 441         *in++ = (unsigned char)*r++;
 442   }
 443         cmsDoTransform(transform, inbuf, outbuf, max);
 444
 445         r = image->comps[0].data;
 446         g = image->comps[1].data;
 447         b = image->comps[2].data;
 448
 449         for(i = 0; i < max; ++i)
 450   {
 451         *r++ = (int)*out++; *g++ = (int)*out++; *b++ = (int)*out++;
 452   }
 453         free(inbuf); free(outbuf);
 454
 455    }/* if(image->numcomps */
 456
 457         cmsDeleteTransform(transform);
 458
 459 #ifdef HAVE_LIBLCMS1
 460         cmsCloseProfile(in_prof);
 461         cmsCloseProfile(out_prof);
 462 #endif
 463 }/* color_apply_icc_profile() */
 464
 465 #endif /* HAVE_LIBLCMS2 || HAVE_LIBLCMS1 */
 466