home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ rtsi.com / 2014.01.www.rtsi.com.tar / www.rtsi.com / OS9 / OSK / GRAPHICS / jpeglib_5a.lzh / JPEG_5A / jdcolor.c < prev    next >
Text File  |  1995-01-14  |  12KB  |  368 lines
  1. /*
  2.  * jdcolor.c
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 1991-1994, 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 "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 for YCC->RGB colorspace conversion.
  67.  */
  68.  
  69. METHODDEF void
  70. ycc_rgb_start (j_decompress_ptr cinfo)
  71. {
  72.   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
  73.   INT32 i, x;
  74.   SHIFT_TEMPS
  75.  
  76.   cconvert->Cr_r_tab = (int *)
  77.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  78.                 (MAXJSAMPLE+1) * SIZEOF(int));
  79.   cconvert->Cb_b_tab = (int *)
  80.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  81.                 (MAXJSAMPLE+1) * SIZEOF(int));
  82.   cconvert->Cr_g_tab = (INT32 *)
  83.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  84.                 (MAXJSAMPLE+1) * SIZEOF(INT32));
  85.   cconvert->Cb_g_tab = (INT32 *)
  86.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  87.                 (MAXJSAMPLE+1) * SIZEOF(INT32));
  88.  
  89.   for (i = 0, x = -CENTERJSAMPLE; i <= MAXJSAMPLE; i++, x++) {
  90.     /* i is the actual input pixel value, in the range 0..MAXJSAMPLE */
  91.     /* The Cb or Cr value we are thinking of is x = i - CENTERJSAMPLE */
  92.     /* Cr=>R value is nearest int to 1.40200 * x */
  93.     cconvert->Cr_r_tab[i] = (int)
  94.             RIGHT_SHIFT(FIX(1.40200) * x + ONE_HALF, SCALEBITS);
  95.     /* Cb=>B value is nearest int to 1.77200 * x */
  96.     cconvert->Cb_b_tab[i] = (int)
  97.             RIGHT_SHIFT(FIX(1.77200) * x + ONE_HALF, SCALEBITS);
  98.     /* Cr=>G value is scaled-up -0.71414 * x */
  99.     cconvert->Cr_g_tab[i] = (- FIX(0.71414)) * x;
  100.     /* Cb=>G value is scaled-up -0.34414 * x */
  101.     /* We also add in ONE_HALF so that need not do it in inner loop */
  102.     cconvert->Cb_g_tab[i] = (- FIX(0.34414)) * x + ONE_HALF;
  103.   }
  104. }
  105.  
  106.  
  107. /*
  108.  * Convert some rows of samples to the output colorspace.
  109.  *
  110.  * Note that we change from noninterleaved, one-plane-per-component format
  111.  * to interleaved-pixel format.  The output buffer is therefore three times
  112.  * as wide as the input buffer.
  113.  * A starting row offset is provided only for the input buffer.  The caller
  114.  * can easily adjust the passed output_buf value to accommodate any row
  115.  * offset required on that side.
  116.  */
  117.  
  118. METHODDEF void
  119. ycc_rgb_convert (j_decompress_ptr cinfo,
  120.          JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION input_row,
  121.          JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  122. {
  123.   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
  124.   register int y, cb, cr;
  125.   register JSAMPROW outptr;
  126.   register JSAMPROW inptr0, inptr1, inptr2;
  127.   register JDIMENSION col;
  128.   JDIMENSION num_cols = cinfo->output_width;
  129.   /* copy these pointers into registers if possible */
  130.   register JSAMPLE * range_limit = cinfo->sample_range_limit;
  131.   register int * Crrtab = cconvert->Cr_r_tab;
  132.   register int * Cbbtab = cconvert->Cb_b_tab;
  133.   register INT32 * Crgtab = cconvert->Cr_g_tab;
  134.   register INT32 * Cbgtab = cconvert->Cb_g_tab;
  135.   SHIFT_TEMPS
  136.  
  137.   while (--num_rows >= 0) {
  138.     inptr0 = input_buf[0][input_row];
  139.     inptr1 = input_buf[1][input_row];
  140.     inptr2 = input_buf[2][input_row];
  141.     input_row++;
  142.     outptr = *output_buf++;
  143.     for (col = 0; col < num_cols; col++) {
  144.       y  = GETJSAMPLE(inptr0[col]);
  145.       cb = GETJSAMPLE(inptr1[col]);
  146.       cr = GETJSAMPLE(inptr2[col]);
  147.       /* Range-limiting is essential due to noise introduced by DCT losses. */
  148.       outptr[RGB_RED] =   range_limit[y + Crrtab[cr]];
  149.       outptr[RGB_GREEN] = range_limit[y +
  150.                   ((int) RIGHT_SHIFT(Cbgtab[cb] + Crgtab[cr],
  151.                          SCALEBITS))];
  152.       outptr[RGB_BLUE] =  range_limit[y + Cbbtab[cb]];
  153.       outptr += RGB_PIXELSIZE;
  154.     }
  155.   }
  156. }
  157.  
  158.  
  159. /**************** Cases other than YCbCr -> RGB **************/
  160.  
  161.  
  162. /*
  163.  * Color conversion for no colorspace change: just copy the data,
  164.  * converting from separate-planes to interleaved representation.
  165.  */
  166.  
  167. METHODDEF void
  168. null_convert (j_decompress_ptr cinfo,
  169.           JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION input_row,
  170.           JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  171. {
  172.   register JSAMPROW inptr, outptr;
  173.   register JDIMENSION count;
  174.   register int num_components = cinfo->output_components;
  175.   JDIMENSION num_cols = cinfo->output_width;
  176.   int ci;
  177.  
  178.   while (--num_rows >= 0) {
  179.     for (ci = 0; ci < num_components; ci++) {
  180.       inptr = input_buf[ci][input_row];
  181.       outptr = output_buf[0] + ci;
  182.       for (count = num_cols; count > 0; count--) {
  183.     *outptr = *inptr++;    /* needn't bother with GETJSAMPLE() here */
  184.     outptr += num_components;
  185.       }
  186.     }
  187.     input_row++;
  188.     output_buf++;
  189.   }
  190. }
  191.  
  192.  
  193. /*
  194.  * Color conversion for grayscale: just copy the data.
  195.  * This also works for YCbCr -> grayscale conversion, in which
  196.  * we just copy the Y (luminance) component and ignore chrominance.
  197.  */
  198.  
  199. METHODDEF void
  200. grayscale_convert (j_decompress_ptr cinfo,
  201.            JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION input_row,
  202.            JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  203. {
  204.   jcopy_sample_rows(input_buf[0], (int) input_row, output_buf, 0,
  205.             num_rows, cinfo->output_width);
  206. }
  207.  
  208.  
  209. /*
  210.  * Adobe-style YCCK->CMYK conversion.
  211.  * We convert YCbCr to R=1-C, G=1-M, and B=1-Y using the same
  212.  * conversion as above, while passing K (black) unchanged.
  213.  * We assume ycc_rgb_start has been called.
  214.  */
  215.  
  216. METHODDEF void
  217. ycck_cmyk_convert (j_decompress_ptr cinfo,
  218.            JSAMPIMAGE input_buf, JDIMENSION input_row,
  219.            JSAMPARRAY output_buf, int num_rows)
  220. {
  221.   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
  222.   register int y, cb, cr;
  223.   register JSAMPROW outptr;
  224.   register JSAMPROW inptr0, inptr1, inptr2, inptr3;
  225.   register JDIMENSION col;
  226.   JDIMENSION num_cols = cinfo->output_width;
  227.   /* copy these pointers into registers if possible */
  228.   register JSAMPLE * range_limit = cinfo->sample_range_limit;
  229.   register int * Crrtab = cconvert->Cr_r_tab;
  230.   register int * Cbbtab = cconvert->Cb_b_tab;
  231.   register INT32 * Crgtab = cconvert->Cr_g_tab;
  232.   register INT32 * Cbgtab = cconvert->Cb_g_tab;
  233.   SHIFT_TEMPS
  234.  
  235.   while (--num_rows >= 0) {
  236.     inptr0 = input_buf[0][input_row];
  237.     inptr1 = input_buf[1][input_row];
  238.     inptr2 = input_buf[2][input_row];
  239.     inptr3 = input_buf[3][input_row];
  240.     input_row++;
  241.     outptr = *output_buf++;
  242.     for (col = 0; col < num_cols; col++) {
  243.       y  = GETJSAMPLE(inptr0[col]);
  244.       cb = GETJSAMPLE(inptr1[col]);
  245.       cr = GETJSAMPLE(inptr2[col]);
  246.       /* Range-limiting is essential due to noise introduced by DCT losses. */
  247.       outptr[0] = range_limit[MAXJSAMPLE - (y + Crrtab[cr])];    /* red */
  248.       outptr[1] = range_limit[MAXJSAMPLE - (y +            /* green */
  249.                   ((int) RIGHT_SHIFT(Cbgtab[cb] + Crgtab[cr],
  250.                          SCALEBITS)))];
  251.       outptr[2] = range_limit[MAXJSAMPLE - (y + Cbbtab[cb])];    /* blue */
  252.       /* K passes through unchanged */
  253.       outptr[3] = inptr3[col];    /* don't need GETJSAMPLE here */
  254.       outptr += 4;
  255.     }
  256.   }
  257. }
  258.  
  259.  
  260. /*
  261.  * Empty method for start_pass.
  262.  */
  263.  
  264. METHODDEF void
  265. null_method (j_decompress_ptr cinfo)
  266. {
  267.   /* no work needed */
  268. }
  269.  
  270.  
  271. /*
  272.  * Module initialization routine for output colorspace conversion.
  273.  */
  274.  
  275. GLOBAL void
  276. jinit_color_deconverter (j_decompress_ptr cinfo)
  277. {
  278.   my_cconvert_ptr cconvert;
  279.   int ci;
  280.  
  281.   cconvert = (my_cconvert_ptr)
  282.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  283.                 SIZEOF(my_color_deconverter));
  284.   cinfo->cconvert = (struct jpeg_color_deconverter *) cconvert;
  285.   /* set start_pass to null method until we find out differently */
  286.   cconvert->pub.start_pass = null_method;
  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.start_pass = ycc_rgb_start;
  335.       cconvert->pub.color_convert = ycc_rgb_convert;
  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.start_pass = ycc_rgb_start;
  346.       cconvert->pub.color_convert = ycck_cmyk_convert;
  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. }
  368.