home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Amiga Tools 4 / Amiga Tools 4.iso / grafix / tools / jpeg / jpeg-6a / jdcolor.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1996-01-06  |  12KB  |  368 lines
  1. /*
  2.  * jdcolor.c
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 1991-1996, 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 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. }
  368.