runtime/contrib/style_transfer_app/src/bitmap_helper.cc

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2019 Samsung Electronics Co., Ltd. All Rights Reserved
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *    http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16 /* Copyright 2017 The TensorFlow Authors. All Rights Reserved.
  17
  18 Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  19 you may not use this file except in compliance with the License.
  20 You may obtain a copy of the License at
  21
  22     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  23
  24 Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  25 distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  26 WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  27 See the License for the specific language governing permissions and
  28 limitations under the License.
  29 ==============================================================================*/
  30
  31 #include <cassert>
  32 #include <cstdint>
  33 #include <cstdio>
  34 #include <cstdlib>
  35 #include <fstream>
  36 #include <iostream>
  37
  38 #include <unistd.h> // NOLINT(build/include_order)
  39
  40 #include "bitmap_helper.h"
  41
  42 #define LOG(x) std::cerr
  43
  44 namespace StyleTransferApp
  45 {
  46
  47 unsigned char *BitmapHelper::createBitmapFileHeader(int height, int width, int paddingSize)
  48 {
  49   int fileSize = fileHeaderSize + infoHeaderSize + (bytesPerPixel * width + paddingSize) * height;
  50
  51   static unsigned char fileHeader[] = {
  52       0, 0,       /// signature
  53       0, 0, 0, 0, /// image file size in bytes
  54       0, 0, 0, 0, /// reserved
  55       0, 0, 0, 0, /// start of pixel array
  56   };
  57
  58   fileHeader[0] = (unsigned char)('B');
  59   fileHeader[1] = (unsigned char)('M');
  60   fileHeader[2] = (unsigned char)(fileSize);
  61   fileHeader[3] = (unsigned char)(fileSize >> 8);
  62   fileHeader[4] = (unsigned char)(fileSize >> 16);
  63   fileHeader[5] = (unsigned char)(fileSize >> 24);
  64   fileHeader[10] = (unsigned char)(fileHeaderSize + infoHeaderSize);
  65
  66   return fileHeader;
  67 }
  68
  69 unsigned char *BitmapHelper::createBitmapInfoHeader(int height, int width)
  70 {
  71   static unsigned char infoHeader[] = {
  72       0, 0, 0, 0, /// header size
  73       0, 0, 0, 0, /// image width
  74       0, 0, 0, 0, /// image height
  75       0, 0,       /// number of color planes
  76       0, 0,       /// bits per pixel
  77       0, 0, 0, 0, /// compression
  78       0, 0, 0, 0, /// image size
  79       0, 0, 0, 0, /// horizontal resolution
  80       0, 0, 0, 0, /// vertical resolution
  81       0, 0, 0, 0, /// colors in color table
  82       0, 0, 0, 0, /// important color count
  83   };
  84
  85   // Minus height means top to bottom write
  86   height = -height;
  87
  88   infoHeader[0] = (unsigned char)(infoHeaderSize);
  89   infoHeader[4] = (unsigned char)(width);
  90   infoHeader[5] = (unsigned char)(width >> 8);
  91   infoHeader[6] = (unsigned char)(width >> 16);
  92   infoHeader[7] = (unsigned char)(width >> 24);
  93   infoHeader[8] = (unsigned char)(height);
  94   infoHeader[9] = (unsigned char)(height >> 8);
  95   infoHeader[10] = (unsigned char)(height >> 16);
  96   infoHeader[11] = (unsigned char)(height >> 24);
  97   infoHeader[12] = (unsigned char)(1);
  98   infoHeader[14] = (unsigned char)(bytesPerPixel * 8);
  99
 100   return infoHeader;
 101 }
 102
 103 std::vector<uint8_t> BitmapHelper::decode_bmp(const uint8_t *input, int row_size, int width,
 104                                               int height, int channels, bool top_down)
 105 {
 106   std::vector<uint8_t> output(height * width * channels);
 107   for (int i = 0; i < height; i++)
 108   {
 109     int src_pos;
 110     int dst_pos;
 111
 112     for (int j = 0; j < width; j++)
 113     {
 114       if (!top_down)
 115       {
 116         src_pos = ((height - 1 - i) * row_size) + j * channels;
 117       }
 118       else
 119       {
 120         src_pos = i * row_size + j * channels;
 121       }
 122
 123       dst_pos = (i * width + j) * channels;
 124
 125       switch (channels)
 126       {
 127         case 1:
 128           output[dst_pos] = input[src_pos];
 129           break;
 130         case 3:
 131           // BGR -> RGB
 132           output[dst_pos] = input[src_pos + 2];
 133           output[dst_pos + 1] = input[src_pos + 1];
 134           output[dst_pos + 2] = input[src_pos];
 135           break;
 136         case 4:
 137           // BGRA -> RGBA
 138           output[dst_pos] = input[src_pos + 2];
 139           output[dst_pos + 1] = input[src_pos + 1];
 140           output[dst_pos + 2] = input[src_pos];
 141           output[dst_pos + 3] = input[src_pos + 3];
 142           break;
 143         default:
 144           LOG(FATAL) << "Unexpected number of channels: " << channels;
 145           break;
 146       }
 147     }
 148   }
 149   return output;
 150 }
 151
 152 int BitmapHelper::read_bmp(const std::string &input_bmp_name, std::vector<float> &input,
 153                            int model_width, int model_height)
 154 {
 155   int begin, end;
 156   int width, height, channels;
 157
 158   std::ifstream file(input_bmp_name, std::ios::in | std::ios::binary);
 159   if (!file)
 160   {
 161     LOG(FATAL) << "Error opening " << input_bmp_name << "\n";
 162     exit(-1);
 163   }
 164
 165   begin = file.tellg();
 166   file.seekg(0, std::ios::end);
 167   end = file.tellg();
 168   size_t len = end - begin;
 169
 170   std::vector<uint8_t> img_bytes(len);
 171   file.seekg(0, std::ios::beg);
 172   file.read(reinterpret_cast<char *>(img_bytes.data()), len);
 173   const int32_t header_size = *(reinterpret_cast<const int32_t *>(img_bytes.data() + 10));
 174   width = *(reinterpret_cast<const int32_t *>(img_bytes.data() + 18));
 175   height = *(reinterpret_cast<const int32_t *>(img_bytes.data() + 22));
 176   const int32_t bpp = *(reinterpret_cast<const int32_t *>(img_bytes.data() + 28));
 177   channels = bpp / 8;
 178
 179   // TODO: Implement resize function
 180   assert(model_width == width);
 181   assert(model_height == height);
 182
 183   // there may be padding bytes when the width is not a multiple of 4 bytes
 184   // 8 * channels == bits per pixel
 185   const int row_size = (8 * channels * width + 31) / 32 * 4;
 186
 187   // if height is negative, data layout is top down
 188   // otherwise, it's bottom up
 189   bool top_down = (height < 0);
 190
 191   // Decode image, allocating tensor once the image size is known
 192   const uint8_t *bmp_pixels = &img_bytes[header_size];
 193   std::vector<uint8_t> bmp =
 194       decode_bmp(bmp_pixels, row_size, width, abs(height), channels, top_down);
 195   for (uint32_t j = 0; j < bmp.size(); j++)
 196   {
 197     input.push_back(static_cast<float>(bmp[j]));
 198   }
 199   return 0;
 200 }
 201
 202 int BitmapHelper::write_bmp(const std::string &output_bmp_name, std::vector<float> &output,
 203                             int width, int height, int channels)
 204 {
 205   std::ofstream file(output_bmp_name, std::ios::out | std::ios::binary);
 206   if (!file)
 207   {
 208     LOG(FATAL) << "Error opening " << output_bmp_name << "\n";
 209     exit(-1);
 210   }
 211
 212   unsigned char padding[3] = {0, 0, 0};
 213   int paddingSize = (4 - (width * channels) % 4) % 4;
 214
 215   const unsigned char *fileHeader = createBitmapFileHeader(height, width, paddingSize);
 216   const unsigned char *infoHeader = createBitmapInfoHeader(height, width);
 217
 218   file.write((char *)fileHeader, fileHeaderSize);
 219   file.write((char *)infoHeader, infoHeaderSize);
 220
 221   // RGB to BGR
 222   for (int i = 0; i < output.size(); i += 3)
 223   {
 224     file << static_cast<unsigned char>(output[i + 2]);
 225     file << static_cast<unsigned char>(output[i + 1]);
 226     file << static_cast<unsigned char>(output[i]);
 227     for (int j = 0; j < paddingSize; j++)
 228     {
 229       file << padding;
 230     }
 231   }
 232   file.close();
 233   return 0;
 234 }
 235
 236 } // namespace StyleTransferApp