jccolor.c
上传用户:wuyixingx
上传日期:2007-01-08
资源大小:745k
文件大小:15k
源码类别:

图形图象

开发平台:

C/C++

  1. /*
  2.  * jccolor.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 input colorspace conversion routines.
  9.  */
  10. #define JPEG_INTERNALS
  11. #include "jinclude.h"
  12. #include "jpeglib.h"
  13. /* Private subobject */
  14. typedef struct {
  15.   struct jpeg_color_converter pub; /* public fields */
  16.   /* Private state for RGB->YCC conversion */
  17.   INT32 * rgb_ycc_tab; /* => table for RGB to YCbCr conversion */
  18. } my_color_converter;
  19. typedef my_color_converter * my_cconvert_ptr;
  20. /**************** RGB -> YCbCr conversion: most common case **************/
  21. /*
  22.  * YCbCr is defined per CCIR 601-1, except that Cb and Cr are
  23.  * normalized to the range 0..MAXJSAMPLE rather than -0.5 .. 0.5.
  24.  * The conversion equations to be implemented are therefore
  25.  * Y  =  0.29900 * R + 0.58700 * G + 0.11400 * B
  26.  * Cb = -0.16874 * R - 0.33126 * G + 0.50000 * B  + CENTERJSAMPLE
  27.  * Cr =  0.50000 * R - 0.41869 * G - 0.08131 * B  + CENTERJSAMPLE
  28.  * (These numbers are derived from TIFF 6.0 section 21, dated 3-June-92.)
  29.  * Note: older versions of the IJG code used a zero offset of MAXJSAMPLE/2,
  30.  * rather than CENTERJSAMPLE, for Cb and Cr.  This gave equal positive and
  31.  * negative swings for Cb/Cr, but meant that grayscale values (Cb=Cr=0)
  32.  * were not represented exactly.  Now we sacrifice exact representation of
  33.  * maximum red and maximum blue in order to get exact grayscales.
  34.  *
  35.  * To avoid floating-point arithmetic, we represent the fractional constants
  36.  * as integers scaled up by 2^16 (about 4 digits precision); we have to divide
  37.  * the products by 2^16, with appropriate rounding, to get the correct answer.
  38.  *
  39.  * For even more speed, we avoid doing any multiplications in the inner loop
  40.  * by precalculating the constants times R,G,B for all possible values.
  41.  * For 8-bit JSAMPLEs this is very reasonable (only 256 entries per table);
  42.  * for 12-bit samples it is still acceptable.  It's not very reasonable for
  43.  * 16-bit samples, but if you want lossless storage you shouldn't be changing
  44.  * colorspace anyway.
  45.  * The CENTERJSAMPLE offsets and the rounding fudge-factor of 0.5 are included
  46.  * in the tables to save adding them separately in the inner loop.
  47.  */
  48. #define SCALEBITS 16 /* speediest right-shift on some machines */
  49. #define CBCR_OFFSET ((INT32) CENTERJSAMPLE << SCALEBITS)
  50. #define ONE_HALF ((INT32) 1 << (SCALEBITS-1))
  51. #define FIX(x) ((INT32) ((x) * (1L<<SCALEBITS) + 0.5))
  52. /* We allocate one big table and divide it up into eight parts, instead of
  53.  * doing eight alloc_small requests.  This lets us use a single table base
  54.  * address, which can be held in a register in the inner loops on many
  55.  * machines (more than can hold all eight addresses, anyway).
  56.  */
  57. #define R_Y_OFF 0 /* offset to R => Y section */
  58. #define G_Y_OFF (1*(MAXJSAMPLE+1)) /* offset to G => Y section */
  59. #define B_Y_OFF (2*(MAXJSAMPLE+1)) /* etc. */
  60. #define R_CB_OFF (3*(MAXJSAMPLE+1))
  61. #define G_CB_OFF (4*(MAXJSAMPLE+1))
  62. #define B_CB_OFF (5*(MAXJSAMPLE+1))
  63. #define R_CR_OFF B_CB_OFF /* B=>Cb, R=>Cr are the same */
  64. #define G_CR_OFF (6*(MAXJSAMPLE+1))
  65. #define B_CR_OFF (7*(MAXJSAMPLE+1))
  66. #define TABLE_SIZE (8*(MAXJSAMPLE+1))
  67. /*
  68.  * Initialize for RGB->YCC colorspace conversion.
  69.  */
  70. METHODDEF(void)
  71. rgb_ycc_start (j_compress_ptr cinfo)
  72. {
  73.   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
  74.   INT32 * rgb_ycc_tab;
  75.   INT32 i;
  76.   /* Allocate and fill in the conversion tables. */
  77.   cconvert->rgb_ycc_tab = rgb_ycc_tab = (INT32 *)
  78.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  79. (TABLE_SIZE * SIZEOF(INT32)));
  80.   for (i = 0; i <= MAXJSAMPLE; i++) {
  81.     rgb_ycc_tab[i+R_Y_OFF] = FIX(0.29900) * i;
  82.     rgb_ycc_tab[i+G_Y_OFF] = FIX(0.58700) * i;
  83.     rgb_ycc_tab[i+B_Y_OFF] = FIX(0.11400) * i     + ONE_HALF;
  84.     rgb_ycc_tab[i+R_CB_OFF] = (-FIX(0.16874)) * i;
  85.     rgb_ycc_tab[i+G_CB_OFF] = (-FIX(0.33126)) * i;
  86.     /* We use a rounding fudge-factor of 0.5-epsilon for Cb and Cr.
  87.      * This ensures that the maximum output will round to MAXJSAMPLE
  88.      * not MAXJSAMPLE+1, and thus that we don't have to range-limit.
  89.      */
  90.     rgb_ycc_tab[i+B_CB_OFF] = FIX(0.50000) * i    + CBCR_OFFSET + ONE_HALF-1;
  91. /*  B=>Cb and R=>Cr tables are the same
  92.     rgb_ycc_tab[i+R_CR_OFF] = FIX(0.50000) * i    + CBCR_OFFSET + ONE_HALF-1;
  93. */
  94.     rgb_ycc_tab[i+G_CR_OFF] = (-FIX(0.41869)) * i;
  95.     rgb_ycc_tab[i+B_CR_OFF] = (-FIX(0.08131)) * i;
  96.   }
  97. }
  98. /*
  99.  * Convert some rows of samples to the JPEG colorspace.
  100.  *
  101.  * Note that we change from the application's interleaved-pixel format
  102.  * to our internal noninterleaved, one-plane-per-component format.
  103.  * The input buffer is therefore three times as wide as the output buffer.
  104.  *
  105.  * A starting row offset is provided only for the output buffer.  The caller
  106.  * can easily adjust the passed input_buf value to accommodate any row
  107.  * offset required on that side.
  108.  */
  109. METHODDEF(void)
  110. rgb_ycc_convert (j_compress_ptr cinfo,
  111.  JSAMPARRAY input_buf, JSAMPIMAGE output_buf,
  112.  JDIMENSION output_row, int num_rows)
  113. {
  114.   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
  115.   register int r, g, b;
  116.   register INT32 * ctab = cconvert->rgb_ycc_tab;
  117.   register JSAMPROW inptr;
  118.   register JSAMPROW outptr0, outptr1, outptr2;
  119.   register JDIMENSION col;
  120.   JDIMENSION num_cols = cinfo->image_width;
  121.   while (--num_rows >= 0) {
  122.     inptr = *input_buf++;
  123.     outptr0 = output_buf[0][output_row];
  124.     outptr1 = output_buf[1][output_row];
  125.     outptr2 = output_buf[2][output_row];
  126.     output_row++;
  127.     for (col = 0; col < num_cols; col++) {
  128.       r = GETJSAMPLE(inptr[RGB_RED]);
  129.       g = GETJSAMPLE(inptr[RGB_GREEN]);
  130.       b = GETJSAMPLE(inptr[RGB_BLUE]);
  131.       inptr += RGB_PIXELSIZE;
  132.       /* If the inputs are 0..MAXJSAMPLE, the outputs of these equations
  133.        * must be too; we do not need an explicit range-limiting operation.
  134.        * Hence the value being shifted is never negative, and we don't
  135.        * need the general RIGHT_SHIFT macro.
  136.        */
  137.       /* Y */
  138.       outptr0[col] = (JSAMPLE)
  139. ((ctab[r+R_Y_OFF] + ctab[g+G_Y_OFF] + ctab[b+B_Y_OFF])
  140.  >> SCALEBITS);
  141.       /* Cb */
  142.       outptr1[col] = (JSAMPLE)
  143. ((ctab[r+R_CB_OFF] + ctab[g+G_CB_OFF] + ctab[b+B_CB_OFF])
  144.  >> SCALEBITS);
  145.       /* Cr */
  146.       outptr2[col] = (JSAMPLE)
  147. ((ctab[r+R_CR_OFF] + ctab[g+G_CR_OFF] + ctab[b+B_CR_OFF])
  148.  >> SCALEBITS);
  149.     }
  150.   }
  151. }
  152. /**************** Cases other than RGB -> YCbCr **************/
  153. /*
  154.  * Convert some rows of samples to the JPEG colorspace.
  155.  * This version handles RGB->grayscale conversion, which is the same
  156.  * as the RGB->Y portion of RGB->YCbCr.
  157.  * We assume rgb_ycc_start has been called (we only use the Y tables).
  158.  */
  159. METHODDEF(void)
  160. rgb_gray_convert (j_compress_ptr cinfo,
  161.   JSAMPARRAY input_buf, JSAMPIMAGE output_buf,
  162.   JDIMENSION output_row, int num_rows)
  163. {
  164.   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
  165.   register int r, g, b;
  166.   register INT32 * ctab = cconvert->rgb_ycc_tab;
  167.   register JSAMPROW inptr;
  168.   register JSAMPROW outptr;
  169.   register JDIMENSION col;
  170.   JDIMENSION num_cols = cinfo->image_width;
  171.   while (--num_rows >= 0) {
  172.     inptr = *input_buf++;
  173.     outptr = output_buf[0][output_row];
  174.     output_row++;
  175.     for (col = 0; col < num_cols; col++) {
  176.       r = GETJSAMPLE(inptr[RGB_RED]);
  177.       g = GETJSAMPLE(inptr[RGB_GREEN]);
  178.       b = GETJSAMPLE(inptr[RGB_BLUE]);
  179.       inptr += RGB_PIXELSIZE;
  180.       /* Y */
  181.       outptr[col] = (JSAMPLE)
  182. ((ctab[r+R_Y_OFF] + ctab[g+G_Y_OFF] + ctab[b+B_Y_OFF])
  183.  >> SCALEBITS);
  184.     }
  185.   }
  186. }
  187. /*
  188.  * Convert some rows of samples to the JPEG colorspace.
  189.  * This version handles Adobe-style CMYK->YCCK conversion,
  190.  * where we convert R=1-C, G=1-M, and B=1-Y to YCbCr using the same
  191.  * conversion as above, while passing K (black) unchanged.
  192.  * We assume rgb_ycc_start has been called.
  193.  */
  194. METHODDEF(void)
  195. cmyk_ycck_convert (j_compress_ptr cinfo,
  196.    JSAMPARRAY input_buf, JSAMPIMAGE output_buf,
  197.    JDIMENSION output_row, int num_rows)
  198. {
  199.   my_cconvert_ptr cconvert = (my_cconvert_ptr) cinfo->cconvert;
  200.   register int r, g, b;
  201.   register INT32 * ctab = cconvert->rgb_ycc_tab;
  202.   register JSAMPROW inptr;
  203.   register JSAMPROW outptr0, outptr1, outptr2, outptr3;
  204.   register JDIMENSION col;
  205.   JDIMENSION num_cols = cinfo->image_width;
  206.   while (--num_rows >= 0) {
  207.     inptr = *input_buf++;
  208.     outptr0 = output_buf[0][output_row];
  209.     outptr1 = output_buf[1][output_row];
  210.     outptr2 = output_buf[2][output_row];
  211.     outptr3 = output_buf[3][output_row];
  212.     output_row++;
  213.     for (col = 0; col < num_cols; col++) {
  214.       r = MAXJSAMPLE - GETJSAMPLE(inptr[0]);
  215.       g = MAXJSAMPLE - GETJSAMPLE(inptr[1]);
  216.       b = MAXJSAMPLE - GETJSAMPLE(inptr[2]);
  217.       /* K passes through as-is */
  218.       outptr3[col] = inptr[3]; /* don't need GETJSAMPLE here */
  219.       inptr += 4;
  220.       /* If the inputs are 0..MAXJSAMPLE, the outputs of these equations
  221.        * must be too; we do not need an explicit range-limiting operation.
  222.        * Hence the value being shifted is never negative, and we don't
  223.        * need the general RIGHT_SHIFT macro.
  224.        */
  225.       /* Y */
  226.       outptr0[col] = (JSAMPLE)
  227. ((ctab[r+R_Y_OFF] + ctab[g+G_Y_OFF] + ctab[b+B_Y_OFF])
  228.  >> SCALEBITS);
  229.       /* Cb */
  230.       outptr1[col] = (JSAMPLE)
  231. ((ctab[r+R_CB_OFF] + ctab[g+G_CB_OFF] + ctab[b+B_CB_OFF])
  232.  >> SCALEBITS);
  233.       /* Cr */
  234.       outptr2[col] = (JSAMPLE)
  235. ((ctab[r+R_CR_OFF] + ctab[g+G_CR_OFF] + ctab[b+B_CR_OFF])
  236.  >> SCALEBITS);
  237.     }
  238.   }
  239. }
  240. /*
  241.  * Convert some rows of samples to the JPEG colorspace.
  242.  * This version handles grayscale output with no conversion.
  243.  * The source can be either plain grayscale or YCbCr (since Y == gray).
  244.  */
  245. METHODDEF(void)
  246. grayscale_convert (j_compress_ptr cinfo,
  247.    JSAMPARRAY input_buf, JSAMPIMAGE output_buf,
  248.    JDIMENSION output_row, int num_rows)
  249. {
  250.   register JSAMPROW inptr;
  251.   register JSAMPROW outptr;
  252.   register JDIMENSION col;
  253.   JDIMENSION num_cols = cinfo->image_width;
  254.   int instride = cinfo->input_components;
  255.   while (--num_rows >= 0) {
  256.     inptr = *input_buf++;
  257.     outptr = output_buf[0][output_row];
  258.     output_row++;
  259.     for (col = 0; col < num_cols; col++) {
  260.       outptr[col] = inptr[0]; /* don't need GETJSAMPLE() here */
  261.       inptr += instride;
  262.     }
  263.   }
  264. }
  265. /*
  266.  * Convert some rows of samples to the JPEG colorspace.
  267.  * This version handles multi-component colorspaces without conversion.
  268.  * We assume input_components == num_components.
  269.  */
  270. METHODDEF(void)
  271. null_convert (j_compress_ptr cinfo,
  272.       JSAMPARRAY input_buf, JSAMPIMAGE output_buf,
  273.       JDIMENSION output_row, int num_rows)
  274. {
  275.   register JSAMPROW inptr;
  276.   register JSAMPROW outptr;
  277.   register JDIMENSION col;
  278.   register int ci;
  279.   int nc = cinfo->num_components;
  280.   JDIMENSION num_cols = cinfo->image_width;
  281.   while (--num_rows >= 0) {
  282.     /* It seems fastest to make a separate pass for each component. */
  283.     for (ci = 0; ci < nc; ci++) {
  284.       inptr = *input_buf;
  285.       outptr = output_buf[ci][output_row];
  286.       for (col = 0; col < num_cols; col++) {
  287. outptr[col] = inptr[ci]; /* don't need GETJSAMPLE() here */
  288. inptr += nc;
  289.       }
  290.     }
  291.     input_buf++;
  292.     output_row++;
  293.   }
  294. }
  295. /*
  296.  * Empty method for start_pass.
  297.  */
  298. METHODDEF(void)
  299. null_method (j_compress_ptr cinfo)
  300. {
  301.   /* no work needed */
  302. }
  303. /*
  304.  * Module initialization routine for input colorspace conversion.
  305.  */
  306. GLOBAL(void)
  307. jinit_color_converter (j_compress_ptr cinfo)
  308. {
  309.   my_cconvert_ptr cconvert;
  310.   cconvert = (my_cconvert_ptr)
  311.     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
  312. SIZEOF(my_color_converter));
  313.   cinfo->cconvert = (struct jpeg_color_converter *) cconvert;
  314.   /* set start_pass to null method until we find out differently */
  315.   cconvert->pub.start_pass = null_method;
  316.   /* Make sure input_components agrees with in_color_space */
  317.   switch (cinfo->in_color_space) {
  318.   case JCS_GRAYSCALE:
  319.     if (cinfo->input_components != 1)
  320.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_IN_COLORSPACE);
  321.     break;
  322.   case JCS_RGB:
  323. #if RGB_PIXELSIZE != 3
  324.     if (cinfo->input_components != RGB_PIXELSIZE)
  325.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_IN_COLORSPACE);
  326.     break;
  327. #endif /* else share code with YCbCr */
  328.   case JCS_YCbCr:
  329.     if (cinfo->input_components != 3)
  330.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_IN_COLORSPACE);
  331.     break;
  332.   case JCS_CMYK:
  333.   case JCS_YCCK:
  334.     if (cinfo->input_components != 4)
  335.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_IN_COLORSPACE);
  336.     break;
  337.   default: /* JCS_UNKNOWN can be anything */
  338.     if (cinfo->input_components < 1)
  339.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_IN_COLORSPACE);
  340.     break;
  341.   }
  342.   /* Check num_components, set conversion method based on requested space */
  343.   switch (cinfo->jpeg_color_space) {
  344.   case JCS_GRAYSCALE:
  345.     if (cinfo->num_components != 1)
  346.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
  347.     if (cinfo->in_color_space == JCS_GRAYSCALE)
  348.       cconvert->pub.color_convert = grayscale_convert;
  349.     else if (cinfo->in_color_space == JCS_RGB) {
  350.       cconvert->pub.start_pass = rgb_ycc_start;
  351.       cconvert->pub.color_convert = rgb_gray_convert;
  352.     } else if (cinfo->in_color_space == JCS_YCbCr)
  353.       cconvert->pub.color_convert = grayscale_convert;
  354.     else
  355.       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
  356.     break;
  357.   case JCS_RGB:
  358.     if (cinfo->num_components != 3)
  359.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
  360.     if (cinfo->in_color_space == JCS_RGB && RGB_PIXELSIZE == 3)
  361.       cconvert->pub.color_convert = null_convert;
  362.     else
  363.       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
  364.     break;
  365.   case JCS_YCbCr:
  366.     if (cinfo->num_components != 3)
  367.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
  368.     if (cinfo->in_color_space == JCS_RGB) {
  369.       cconvert->pub.start_pass = rgb_ycc_start;
  370.       cconvert->pub.color_convert = rgb_ycc_convert;
  371.     } else if (cinfo->in_color_space == JCS_YCbCr)
  372.       cconvert->pub.color_convert = null_convert;
  373.     else
  374.       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
  375.     break;
  376.   case JCS_CMYK:
  377.     if (cinfo->num_components != 4)
  378.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
  379.     if (cinfo->in_color_space == JCS_CMYK)
  380.       cconvert->pub.color_convert = null_convert;
  381.     else
  382.       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
  383.     break;
  384.   case JCS_YCCK:
  385.     if (cinfo->num_components != 4)
  386.       ERREXIT(cinfo, JERR_BAD_J_COLORSPACE);
  387.     if (cinfo->in_color_space == JCS_CMYK) {
  388.       cconvert->pub.start_pass = rgb_ycc_start;
  389.       cconvert->pub.color_convert = cmyk_ycck_convert;
  390.     } else if (cinfo->in_color_space == JCS_YCCK)
  391.       cconvert->pub.color_convert = null_convert;
  392.     else
  393.       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
  394.     break;
  395.   default: /* allow null conversion of JCS_UNKNOWN */
  396.     if (cinfo->jpeg_color_space != cinfo->in_color_space ||
  397. cinfo->num_components != cinfo->input_components)
  398.       ERREXIT(cinfo, JERR_CONVERSION_NOTIMPL);
  399.     cconvert->pub.color_convert = null_convert;
  400.     break;
  401.   }
  402. }