libs/jpeg6/jdcolor.cpp

   1 /*
   2  * jdcolor.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1991-1995, Thomas G. Lane.
   5  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
   6  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
   7  *
   8  * This file contains output colorspace conversion routines.
   9  */
  10
  11 #define JPEG_INTERNALS
  12 #include "jinclude.h"
  13 #include "radiant_jpeglib.h"
  14
  15
  16 /* Private subobject */
  17
  18 typedef struct {
  19   struct jpeg_color_deconverter pub; /* public fields */
  20
  21   /* Private state for YCC->RGB conversion */
  22   int * Cr_r_tab;               /* => table for Cr to R conversion */
  23   int * Cb_b_tab;               /* => table for Cb to B conversion */
  24   INT32 * Cr_g_tab;             /* => table for Cr to G conversion */
  25   INT32 * Cb_g_tab;             /* => table for Cb to G conversion */
  26 } my_color_deconverter;
  27
  28 typedef my_color_deconverter * my_cconvert_ptr;
  29
  30
  31 /**************** YCbCr -> RGB conversion: most common case **************/
  32
  33 /*
  34  * YCbCr is defined per CCIR 601-1, except that Cb and Cr are
  35  * normalized to the range 0..MAXJSAMPLE rather than -0.5 .. 0.5.
  36  * The conversion equations to be implemented are therefore
  37  *      R = Y                + 1.40200 * Cr
  38  *      G = Y - 0.34414 * Cb - 0.71414 * Cr
  39  *      B = Y + 1.77200 * Cb
  40  * where Cb and Cr represent the incoming values less CENTERJSAMPLE.
  41  * (These numbers are derived from TIFF 6.0 section 21, dated 3-June-92.)
  42  *
  43  * To avoid floating-point arithmetic, we represent the fractional constants
  44  * as integers scaled up by 2^16 (about 4 digits precision); we have to divide
  45  * the products by 2^16, with appropriate rounding, to get the correct answer.
  46  * Notice that Y, being an integral input, does not contribute any fraction
  47  * so it need not participate in the rounding.
  48  *
  49  * For even more speed, we avoid doing any multiplications in the inner loop
  50  * by precalculating the constants times Cb and Cr for all possible values.
  51  * For 8-bit JSAMPLEs this is very reasonable (only 256 entries per table);
  52  * for 12-bit samples it is still acceptable.  It's not very reasonable for
  53  * 16-bit samples, but if you want lossless storage you shouldn't be changing
  54  * colorspace anyway.
  55  * The Cr=>R and Cb=>B values can be rounded to integers in advance; the
  56  * values for the G calculation are left scaled up, since we must add them
  57  * together before rounding.
  58  */
  59
  60 #define SCALEBITS       16      /* speediest right-shift on some machines */
  61 #define ONE_HALF        ((INT32) 1 << (SCALEBITS-1))
  62 #define FIX(x)          ((INT32) ((x) * (1L<<SCALEBITS) + 0.5))
  63
  64
  65 /*
  66  * Initialize tables for YCC->RGB colorspace conversion.
  67  */
  68
  69 LOCAL void
  70 build_ycc_rgb_table (j_decompress_ptr cinfo)
  71 {
  72   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
  73   int i;
  74   INT32 x;
  75   SHIFT_TEMPS
  76
  77   cconvert->Cr_r_tab = (int *)
  78     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  79                                 (MAXJSAMPLE+1) * SIZEOF(int));
  80   cconvert->Cb_b_tab = (int *)
  81     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  82                                 (MAXJSAMPLE+1) * SIZEOF(int));
  83   cconvert->Cr_g_tab = (INT32 *)
  84     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  85                                 (MAXJSAMPLE+1) * SIZEOF(INT32));
  86   cconvert->Cb_g_tab = (INT32 *)
  87     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  88                                 (MAXJSAMPLE+1) * SIZEOF(INT32));
  89
  90   for (i = 0, x = -CENTERJSAMPLE; i <= MAXJSAMPLE; i++, x++) {
  91     /* i is the actual input pixel value, in the range 0..MAXJSAMPLE */
  92     /* The Cb or Cr value we are thinking of is x = i - CENTERJSAMPLE */
  93     /* Cr=>R value is nearest int to 1.40200 * x */
  94     cconvert->Cr_r_tab[i] = (int)
  95                     RIGHT_SHIFT(FIX(1.40200) * x + ONE_HALF, SCALEBITS);
  96     /* Cb=>B value is nearest int to 1.77200 * x */
  97     cconvert->Cb_b_tab[i] = (int)
  98                     RIGHT_SHIFT(FIX(1.77200) * x + ONE_HALF, SCALEBITS);
  99     /* Cr=>G value is scaled-up -0.71414 * x */
 100     cconvert->Cr_g_tab[i] = (- FIX(0.71414)) * x;
 101     /* Cb=>G value is scaled-up -0.34414 * x */
 102     /* We also add in ONE_HALF so that need not do it in inner loop */
 103     cconvert->Cb_g_tab[i] = (- FIX(0.34414)) * x + ONE_HALF;
 104   }
 105 }
 106
 107
 108 /*
 109  * Convert some rows of samples to the output colorspace.
 110  *
 111  * Note that we change from noninterleaved, one-plane-per-component format
 112  * to interleaved-pixel format.  The output buffer is therefore three times
 113  * as wide as the input buffer.
 114  * A starting row offset is provided only for the input buffer.  The caller
 115  * can easily adjust the passed output_buf value to accommodate any row
 116  * offset required on that side.
 117  */
 118
 119 METHODDEF void
 120 ycc_rgb_convert (j_decompress_ptr cinfo,
 121                  JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION input_row,
 122                  JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 123 {
 124   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
 125   register int y, cb, cr;
 126   register JSAMPROW outptr;
 127   register JSAMPROW inptr0, inptr1, inptr2;
 128   register JDIMENSION col;
 129   JDIMENSION num_cols = cinfo->output_width;
 130   /* copy these pointers into registers if possible */
 131   register JSAMPLE * range_limit = cinfo->sample_range_limit;
 132   register int * Crrtab = cconvert->Cr_r_tab;
 133   register int * Cbbtab = cconvert->Cb_b_tab;
 134   register INT32 * Crgtab = cconvert->Cr_g_tab;
 135   register INT32 * Cbgtab = cconvert->Cb_g_tab;
 136   SHIFT_TEMPS
 137
 138   while (--num_rows >= 0) {
 139     inptr0 = input_buf[0][input_row];
 140     inptr1 = input_buf[1][input_row];
 141     inptr2 = input_buf[2][input_row];
 142     input_row++;
 143     outptr = *output_buf++;
 144     for (col = 0; col < num_cols; col++) {
 145       y  = GETJSAMPLE(inptr0[col]);
 146       cb = GETJSAMPLE(inptr1[col]);
 147       cr = GETJSAMPLE(inptr2[col]);
 148       /* Range-limiting is essential due to noise introduced by DCT losses. */
 149       outptr[RGB_RED] =   range_limit[y + Crrtab[cr]];
 150       outptr[RGB_GREEN] = range_limit[y +
 151                               ((int) RIGHT_SHIFT(Cbgtab[cb] + Crgtab[cr],
 152                                                  SCALEBITS))];
 153       outptr[RGB_BLUE] =  range_limit[y + Cbbtab[cb]];
 154       outptr += RGB_PIXELSIZE;
 155     }
 156   }
 157 }
 158
 159
 160 /**************** Cases other than YCbCr -> RGB **************/
 161
 162
 163 /*
 164  * Color conversion for no colorspace change: just copy the data,
 165  * converting from separate-planes to interleaved representation.
 166  */
 167
 168 METHODDEF void
 169 null_convert (j_decompress_ptr cinfo,
 170               JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION input_row,
 171               JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 172 {
 173   register JSAMPROW inptr, outptr;
 174   register JDIMENSION count;
 175   register int num_components = cinfo->num_components;
 176   JDIMENSION num_cols = cinfo->output_width;
 177   int ci;
 178
 179   while (--num_rows >= 0) {
 180     for (ci = 0; ci < num_components; ci++) {
 181       inptr = input_buf[ci][input_row];
 182       outptr = output_buf[0] + ci;
 183       for (count = num_cols; count > 0; count--) {
 184         *outptr = *inptr++;     /* needn't bother with GETJSAMPLE() here */
 185         outptr += num_components;
 186       }
 187     }
 188     input_row++;
 189     output_buf++;
 190   }
 191 }
 192
 193
 194 /*
 195  * Color conversion for grayscale: just copy the data.
 196  * This also works for YCbCr -> grayscale conversion, in which
 197  * we just copy the Y (luminance) component and ignore chrominance.
 198  */
 199
 200 METHODDEF void
 201 grayscale_convert (j_decompress_ptr cinfo,
 202                    JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION input_row,
 203                    JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 204 {
 205   jcopy_sample_rows(input_buf[0], (int) input_row, output_buf, 0,
 206                     num_rows, cinfo->output_width);
 207 }
 208
 209
 210 /*
 211  * Adobe-style YCCK->CMYK conversion.
 212  * We convert YCbCr to R=1-C, G=1-M, and B=1-Y using the same
 213  * conversion as above, while passing K (black) unchanged.
 214  * We assume build_ycc_rgb_table has been called.
 215  */
 216
 217 METHODDEF void
 218 ycck_cmyk_convert (j_decompress_ptr cinfo,
 219                    JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION input_row,
 220                    JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
 221 {
 222   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
 223   register int y, cb, cr;
 224   register JSAMPROW outptr;
 225   register JSAMPROW inptr0, inptr1, inptr2, inptr3;
 226   register JDIMENSION col;
 227   JDIMENSION num_cols = cinfo->output_width;
 228   /* copy these pointers into registers if possible */
 229   register JSAMPLE * range_limit = cinfo->sample_range_limit;
 230   register int * Crrtab = cconvert->Cr_r_tab;
 231   register int * Cbbtab = cconvert->Cb_b_tab;
 232   register INT32 * Crgtab = cconvert->Cr_g_tab;
 233   register INT32 * Cbgtab = cconvert->Cb_g_tab;
 234   SHIFT_TEMPS
 235
 236   while (--num_rows >= 0) {
 237     inptr0 = input_buf[0][input_row];
 238     inptr1 = input_buf[1][input_row];
 239     inptr2 = input_buf[2][input_row];
 240     inptr3 = input_buf[3][input_row];
 241     input_row++;
 242     outptr = *output_buf++;
 243     for (col = 0; col < num_cols; col++) {
 244       y  = GETJSAMPLE(inptr0[col]);
 245       cb = GETJSAMPLE(inptr1[col]);
 246       cr = GETJSAMPLE(inptr2[col]);
 247       /* Range-limiting is essential due to noise introduced by DCT losses. */
 248       outptr[0] = range_limit[MAXJSAMPLE - (y + Crrtab[cr])];   /* red */
 249       outptr[1] = range_limit[MAXJSAMPLE - (y +                 /* green */
 250                               ((int) RIGHT_SHIFT(Cbgtab[cb] + Crgtab[cr],
 251                                                  SCALEBITS)))];
 252       outptr[2] = range_limit[MAXJSAMPLE - (y + Cbbtab[cb])];   /* blue */
 253       /* K passes through unchanged */
 254       outptr[3] = inptr3[col];  /* don't need GETJSAMPLE here */
 255       outptr += 4;
 256     }
 257   }
 258 }
 259
 260
 261 /*
 262  * Empty method for start_pass.
 263  */
 264
 265 METHODDEF void
 266 start_pass_dcolor (j_decompress_ptr cinfo)
 267 {
 268   /* no work needed */
 269 }
 270
 271
 272 /*
 273  * Module initialization routine for output colorspace conversion.
 274  */
 275
 276 GLOBAL void
 277 jinit_color_deconverter (j_decompress_ptr cinfo)
 278 {
 279   my_cconvert_ptr cconvert;
 280   int ci;
 281
 282   cconvert = (my_cconvert_ptr)
 283     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
 284                                 SIZEOF(my_color_deconverter));
 285   cinfo->cconvert = (struct jpeg_color_deconverter *) cconvert;
 286   cconvert->pub.start_pass = start_pass_dcolor;
 287
 288   /* Make sure num_components agrees with jpeg_color_space */
 289   switch (cinfo->jpeg_color_space) {
 290   case JCS_GRAYSCALE:
 291     if (cinfo->num_components != 1)
 292       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
 293     break;
 294
 295   case JCS_RGB:
 296   case JCS_YCbCr:
 297     if (cinfo->num_components != 3)
 298       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
 299     break;
 300
 301   case JCS_CMYK:
 302   case JCS_YCCK:
 303     if (cinfo->num_components != 4)
 304       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
 305     break;
 306
 307   default:                      /* JCS_UNKNOWN can be anything */
 308     if (cinfo->num_components < 1)
 309       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
 310     break;
 311   }
 312
 313   /* Set out_color_components and conversion method based on requested space.
 314    * Also clear the component_needed flags for any unused components,
 315    * so that earlier pipeline stages can avoid useless computation.
 316    */
 317
 318   switch (cinfo->out_color_space) {
 319   case JCS_GRAYSCALE:
 320     cinfo->out_color_components = 1;
 321     if (cinfo->jpeg_color_space == JCS_GRAYSCALE ||
 322         cinfo->jpeg_color_space == JCS_YCbCr) {
 323       cconvert->pub.color_convert = grayscale_convert;
 324       /* For color->grayscale conversion, only the Y (0) component is needed */
 325       for (ci = 1; ci < cinfo->num_components; ci++)
 326         cinfo->comp_info[ci].component_needed = FALSE;
 327     } else
 328       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
 329     break;
 330
 331   case JCS_RGB:
 332     cinfo->out_color_components = RGB_PIXELSIZE;
 333     if (cinfo->jpeg_color_space == JCS_YCbCr) {
 334       cconvert->pub.color_convert = ycc_rgb_convert;
 335       build_ycc_rgb_table(cinfo);
 336     } else if (cinfo->jpeg_color_space == JCS_RGB && RGB_PIXELSIZE == 3) {
 337       cconvert->pub.color_convert = null_convert;
 338     } else
 339       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
 340     break;
 341
 342   case JCS_CMYK:
 343     cinfo->out_color_components = 4;
 344     if (cinfo->jpeg_color_space == JCS_YCCK) {
 345       cconvert->pub.color_convert = ycck_cmyk_convert;
 346       build_ycc_rgb_table(cinfo);
 347     } else if (cinfo->jpeg_color_space == JCS_CMYK) {
 348       cconvert->pub.color_convert = null_convert;
 349     } else
 350       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
 351     break;
 352
 353   default:
 354     /* Permit null conversion to same output space */
 355     if (cinfo->out_color_space == cinfo->jpeg_color_space) {
 356       cinfo->out_color_components = cinfo->num_components;
 357       cconvert->pub.color_convert = null_convert;
 358     } else                      /* unsupported non-null conversion */
 359       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
 360     break;
 361   }
 362
 363   if (cinfo->quantize_colors)
 364     cinfo->output_components = 1; /* single colormapped output component */
 365   else
 366     cinfo->output_components = cinfo->out_color_components;
 367 }