tjexample.c

   1 /*
   2  * Copyright (C)2011-2012, 2014-2015, 2017, 2019, 2021-2023
   3  *           D. R. Commander.  All Rights Reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
   7  *
   8  * - Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
   9  *   this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
  11  *   this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  12  *   and/or other materials provided with the distribution.
  13  * - Neither the name of the libjpeg-turbo Project nor the names of its
  14  *   contributors may be used to endorse or promote products derived from this
  15  *   software without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS",
  18  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE
  21  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  22  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  23  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  24  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  25  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  26  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  27  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  28  */
  29
  30 /*
  31  * This program demonstrates how to compress, decompress, and transform JPEG
  32  * images using the TurboJPEG C API
  33  */
  34
  35 #ifdef _MSC_VER
  36 #define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE
  37 #endif
  38
  39 #include <stdio.h>
  40 #include <stdlib.h>
  41 #include <string.h>
  42 #include <errno.h>
  43 #include <turbojpeg.h>
  44
  45
  46 #ifdef _WIN32
  47 #define strcasecmp  stricmp
  48 #define strncasecmp  strnicmp
  49 #endif
  50
  51 #define THROW(action, message) { \
  52   printf("ERROR in line %d while %s:\n%s\n", __LINE__, action, message); \
  53   retval = -1;  goto bailout; \
  54 }
  55
  56 #define THROW_TJ(action)  THROW(action, tj3GetErrorStr(tjInstance))
  57
  58 #define THROW_UNIX(action)  THROW(action, strerror(errno))
  59
  60 #define DEFAULT_SUBSAMP  TJSAMP_444
  61 #define DEFAULT_QUALITY  95
  62
  63
  64 const char *subsampName[TJ_NUMSAMP] = {
  65   "4:4:4", "4:2:2", "4:2:0", "Grayscale", "4:4:0", "4:1:1", "4:4:1"
  66 };
  67
  68 const char *colorspaceName[TJ_NUMCS] = {
  69   "RGB", "YCbCr", "GRAY", "CMYK", "YCCK"
  70 };
  71
  72 tjscalingfactor *scalingFactors = NULL;
  73 int numScalingFactors = 0;
  74
  75
  76 /* DCT filter example.  This produces a negative of the image. */
  77
  78 static int customFilter(short *coeffs, tjregion arrayRegion,
  79                         tjregion planeRegion, int componentIndex,
  80                         int transformIndex, tjtransform *transform)
  81 {
  82   int i;
  83
  84   for (i = 0; i < arrayRegion.w * arrayRegion.h; i++)
  85     coeffs[i] = -coeffs[i];
  86
  87   return 0;
  88 }
  89
  90
  91 static void usage(char *programName)
  92 {
  93   int i;
  94
  95   printf("\nUSAGE: %s <Input image> <Output image> [options]\n\n",
  96          programName);
  97
  98   printf("Input and output images can be in Windows BMP or PBMPLUS (PPM/PGM) format.  If\n");
  99   printf("either filename ends in a .jpg extension, then the TurboJPEG API will be used\n");
 100   printf("to compress or decompress the image.\n\n");
 101
 102   printf("Compression Options (used if the output image is a JPEG image)\n");
 103   printf("--------------------------------------------------------------\n\n");
 104
 105   printf("-subsamp <444|422|420|gray> = Apply this level of chrominance subsampling when\n");
 106   printf("     compressing the output image.  The default is to use the same level of\n");
 107   printf("     subsampling as in the input image, if the input image is also a JPEG\n");
 108   printf("     image, or to use grayscale if the input image is a grayscale non-JPEG\n");
 109   printf("     image, or to use %s subsampling otherwise.\n\n",
 110          subsampName[DEFAULT_SUBSAMP]);
 111
 112   printf("-q <1-100> = Compress the output image with this JPEG quality level\n");
 113   printf("     (default = %d).\n\n", DEFAULT_QUALITY);
 114
 115   printf("Decompression Options (used if the input image is a JPEG image)\n");
 116   printf("---------------------------------------------------------------\n\n");
 117
 118   printf("-scale M/N = Scale the input image by a factor of M/N when decompressing it.\n");
 119   printf("(M/N = ");
 120   for (i = 0; i < numScalingFactors; i++) {
 121     printf("%d/%d", scalingFactors[i].num, scalingFactors[i].denom);
 122     if (numScalingFactors == 2 && i != numScalingFactors - 1)
 123       printf(" or ");
 124     else if (numScalingFactors > 2) {
 125       if (i != numScalingFactors - 1)
 126         printf(", ");
 127       if (i == numScalingFactors - 2)
 128         printf("or ");
 129     }
 130   }
 131   printf(")\n\n");
 132
 133   printf("-hflip, -vflip, -transpose, -transverse, -rot90, -rot180, -rot270 =\n");
 134   printf("     Perform one of these lossless transform operations on the input image\n");
 135   printf("     prior to decompressing it (these options are mutually exclusive.)\n\n");
 136
 137   printf("-grayscale = Perform lossless grayscale conversion on the input image prior\n");
 138   printf("     to decompressing it (can be combined with the other transform operations\n");
 139   printf("     above.)\n\n");
 140
 141   printf("-crop WxH+X+Y = Perform lossless cropping on the input image prior to\n");
 142   printf("     decompressing it.  X and Y specify the upper left corner of the cropping\n");
 143   printf("     region, and W and H specify the width and height of the cropping region.\n");
 144   printf("     X and Y must be evenly divible by the MCU block size (8x8 if the input\n");
 145   printf("     image was compressed using no subsampling or grayscale, 16x8 if it was\n");
 146   printf("     compressed using 4:2:2 subsampling, or 16x16 if it was compressed using\n");
 147   printf("     4:2:0 subsampling.)\n\n");
 148
 149   printf("General Options\n");
 150   printf("---------------\n\n");
 151
 152   printf("-fastupsample = Use the fastest chrominance upsampling algorithm available\n\n");
 153
 154   printf("-fastdct = Use the fastest DCT/IDCT algorithm available\n\n");
 155
 156   exit(1);
 157 }
 158
 159
 160 int main(int argc, char **argv)
 161 {
 162   tjscalingfactor scalingFactor = TJUNSCALED;
 163   int outSubsamp = -1, outQual = -1;
 164   tjtransform xform;
 165   int fastUpsample = 0, fastDCT = 0;
 166   int width, height;
 167   char *inFormat, *outFormat;
 168   FILE *jpegFile = NULL;
 169   unsigned char *imgBuf = NULL, *jpegBuf = NULL;
 170   int retval = 0, i, pixelFormat = TJPF_UNKNOWN;
 171   tjhandle tjInstance = NULL;
 172
 173   if ((scalingFactors = tj3GetScalingFactors(&numScalingFactors)) == NULL)
 174     THROW_TJ("getting scaling factors");
 175   memset(&xform, 0, sizeof(tjtransform));
 176
 177   if (argc < 3)
 178     usage(argv[0]);
 179
 180   /* Parse arguments. */
 181   for (i = 3; i < argc; i++) {
 182     if (!strncasecmp(argv[i], "-sc", 3) && i < argc - 1) {
 183       int match = 0, temp1 = 0, temp2 = 0, j;
 184
 185       if (sscanf(argv[++i], "%d/%d", &temp1, &temp2) < 2)
 186         usage(argv[0]);
 187       for (j = 0; j < numScalingFactors; j++) {
 188         if ((double)temp1 / (double)temp2 == (double)scalingFactors[j].num /
 189                                              (double)scalingFactors[j].denom) {
 190           scalingFactor = scalingFactors[j];
 191           match = 1;
 192           break;
 193         }
 194       }
 195       if (match != 1)
 196         usage(argv[0]);
 197     } else if (!strncasecmp(argv[i], "-su", 3) && i < argc - 1) {
 198       i++;
 199       if (!strncasecmp(argv[i], "g", 1))
 200         outSubsamp = TJSAMP_GRAY;
 201       else if (!strcasecmp(argv[i], "444"))
 202         outSubsamp = TJSAMP_444;
 203       else if (!strcasecmp(argv[i], "422"))
 204         outSubsamp = TJSAMP_422;
 205       else if (!strcasecmp(argv[i], "420"))
 206         outSubsamp = TJSAMP_420;
 207       else
 208         usage(argv[0]);
 209     } else if (!strncasecmp(argv[i], "-q", 2) && i < argc - 1) {
 210       outQual = atoi(argv[++i]);
 211       if (outQual < 1 || outQual > 100)
 212         usage(argv[0]);
 213     } else if (!strncasecmp(argv[i], "-g", 2))
 214       xform.options |= TJXOPT_GRAY;
 215     else if (!strcasecmp(argv[i], "-hflip"))
 216       xform.op = TJXOP_HFLIP;
 217     else if (!strcasecmp(argv[i], "-vflip"))
 218       xform.op = TJXOP_VFLIP;
 219     else if (!strcasecmp(argv[i], "-transpose"))
 220       xform.op = TJXOP_TRANSPOSE;
 221     else if (!strcasecmp(argv[i], "-transverse"))
 222       xform.op = TJXOP_TRANSVERSE;
 223     else if (!strcasecmp(argv[i], "-rot90"))
 224       xform.op = TJXOP_ROT90;
 225     else if (!strcasecmp(argv[i], "-rot180"))
 226       xform.op = TJXOP_ROT180;
 227     else if (!strcasecmp(argv[i], "-rot270"))
 228       xform.op = TJXOP_ROT270;
 229     else if (!strcasecmp(argv[i], "-custom"))
 230       xform.customFilter = customFilter;
 231     else if (!strncasecmp(argv[i], "-c", 2) && i < argc - 1) {
 232       if (sscanf(argv[++i], "%dx%d+%d+%d", &xform.r.w, &xform.r.h, &xform.r.x,
 233                  &xform.r.y) < 4 ||
 234           xform.r.x < 0 || xform.r.y < 0 || xform.r.w < 1 || xform.r.h < 1)
 235         usage(argv[0]);
 236       xform.options |= TJXOPT_CROP;
 237     } else if (!strcasecmp(argv[i], "-fastupsample")) {
 238       printf("Using fast upsampling code\n");
 239       fastUpsample = 1;
 240     } else if (!strcasecmp(argv[i], "-fastdct")) {
 241       printf("Using fastest DCT/IDCT algorithm\n");
 242       fastDCT = 1;
 243     } else usage(argv[0]);
 244   }
 245
 246   /* Determine input and output image formats based on file extensions. */
 247   inFormat = strrchr(argv[1], '.');
 248   outFormat = strrchr(argv[2], '.');
 249   if (inFormat == NULL || outFormat == NULL || strlen(inFormat) < 2 ||
 250       strlen(outFormat) < 2)
 251     usage(argv[0]);
 252   inFormat = &inFormat[1];
 253   outFormat = &outFormat[1];
 254
 255   if (!strcasecmp(inFormat, "jpg")) {
 256     /* Input image is a JPEG image.  Decompress and/or transform it. */
 257     long size;
 258     int inSubsamp, inColorspace;
 259     int doTransform = (xform.op != TJXOP_NONE || xform.options != 0 ||
 260                        xform.customFilter != NULL);
 261     size_t jpegSize;
 262
 263     /* Read the JPEG file into memory. */
 264     if ((jpegFile = fopen(argv[1], "rb")) == NULL)
 265       THROW_UNIX("opening input file");
 266     if (fseek(jpegFile, 0, SEEK_END) < 0 || ((size = ftell(jpegFile)) < 0) ||
 267         fseek(jpegFile, 0, SEEK_SET) < 0)
 268       THROW_UNIX("determining input file size");
 269     if (size == 0)
 270       THROW("determining input file size", "Input file contains no data");
 271     jpegSize = size;
 272     if ((jpegBuf = tj3Alloc(jpegSize)) == NULL)
 273       THROW_UNIX("allocating JPEG buffer");
 274     if (fread(jpegBuf, jpegSize, 1, jpegFile) < 1)
 275       THROW_UNIX("reading input file");
 276     fclose(jpegFile);  jpegFile = NULL;
 277
 278     if (doTransform) {
 279       /* Transform it. */
 280       unsigned char *dstBuf = NULL;  /* Dynamically allocate the JPEG buffer */
 281       size_t dstSize = 0;
 282
 283       if ((tjInstance = tj3Init(TJINIT_TRANSFORM)) == NULL)
 284         THROW_TJ("initializing transformer");
 285       xform.options |= TJXOPT_TRIM;
 286       if (tj3Transform(tjInstance, jpegBuf, jpegSize, 1, &dstBuf, &dstSize,
 287                        &xform) < 0) {
 288         tj3Free(dstBuf);
 289         THROW_TJ("transforming input image");
 290       }
 291       tj3Free(jpegBuf);
 292       jpegBuf = dstBuf;
 293       jpegSize = dstSize;
 294     } else {
 295       if ((tjInstance = tj3Init(TJINIT_DECOMPRESS)) == NULL)
 296         THROW_TJ("initializing decompressor");
 297     }
 298     if (tj3Set(tjInstance, TJPARAM_FASTUPSAMPLE, fastUpsample) < 0)
 299       THROW_TJ("setting TJPARAM_FASTUPSAMPLE");
 300     if (tj3Set(tjInstance, TJPARAM_FASTDCT, fastDCT) < 0)
 301       THROW_TJ("setting TJPARAM_FASTDCT");
 302
 303     if (tj3DecompressHeader(tjInstance, jpegBuf, jpegSize) < 0)
 304       THROW_TJ("reading JPEG header");
 305     width = tj3Get(tjInstance, TJPARAM_JPEGWIDTH);
 306     height = tj3Get(tjInstance, TJPARAM_JPEGHEIGHT);
 307     inSubsamp = tj3Get(tjInstance, TJPARAM_SUBSAMP);
 308     inColorspace = tj3Get(tjInstance, TJPARAM_COLORSPACE);
 309
 310     if (tj3Get(tjInstance, TJPARAM_LOSSLESS))
 311       scalingFactor = TJUNSCALED;
 312
 313     printf("%s Image:  %d x %d pixels, %s subsampling, %s colorspace\n",
 314            (doTransform ? "Transformed" : "Input"), width, height,
 315            subsampName[inSubsamp], colorspaceName[inColorspace]);
 316
 317     if (!strcasecmp(outFormat, "jpg") && doTransform &&
 318         scalingFactor.num == 1 && scalingFactor.denom == 1 && outSubsamp < 0 &&
 319         outQual < 0) {
 320       /* Input image has been transformed, and no re-compression options
 321          have been selected.  Write the transformed image to disk and exit. */
 322       if ((jpegFile = fopen(argv[2], "wb")) == NULL)
 323         THROW_UNIX("opening output file");
 324       if (fwrite(jpegBuf, jpegSize, 1, jpegFile) < 1)
 325         THROW_UNIX("writing output file");
 326       fclose(jpegFile);  jpegFile = NULL;
 327       goto bailout;
 328     }
 329
 330     /* Scaling and/or a non-JPEG output image format and/or compression options
 331        have been selected, so we need to decompress the input/transformed
 332        image. */
 333     if (tj3SetScalingFactor(tjInstance, scalingFactor) < 0)
 334       THROW_TJ("setting scaling factor");
 335     width = TJSCALED(width, scalingFactor);
 336     height = TJSCALED(height, scalingFactor);
 337     if (outSubsamp < 0)
 338       outSubsamp = inSubsamp;
 339
 340     pixelFormat = TJPF_BGRX;
 341     if ((unsigned long long)width * height * tjPixelSize[pixelFormat] >
 342         (unsigned long long)((size_t)-1))
 343       THROW("allocating uncompressed image buffer", "Image is too large");
 344     if ((imgBuf =
 345          (unsigned char *)malloc(sizeof(unsigned char) * width * height *
 346                                  tjPixelSize[pixelFormat])) == NULL)
 347       THROW_UNIX("allocating uncompressed image buffer");
 348
 349     if (tj3Decompress8(tjInstance, jpegBuf, jpegSize, imgBuf, 0,
 350                        pixelFormat) < 0)
 351       THROW_TJ("decompressing JPEG image");
 352     tj3Free(jpegBuf);  jpegBuf = NULL;
 353     tj3Destroy(tjInstance);  tjInstance = NULL;
 354   } else {
 355     /* Input image is not a JPEG image.  Load it into memory. */
 356     if ((tjInstance = tj3Init(TJINIT_COMPRESS)) == NULL)
 357       THROW_TJ("initializing compressor");
 358     if ((imgBuf = tj3LoadImage8(tjInstance, argv[1], &width, 1, &height,
 359                                 &pixelFormat)) == NULL)
 360       THROW_TJ("loading input image");
 361     if (outSubsamp < 0) {
 362       if (pixelFormat == TJPF_GRAY)
 363         outSubsamp = TJSAMP_GRAY;
 364       else
 365         outSubsamp = TJSAMP_444;
 366     }
 367     printf("Input Image:  %d x %d pixels\n", width, height);
 368   }
 369
 370   printf("Output Image (%s):  %d x %d pixels", outFormat, width, height);
 371
 372   if (!strcasecmp(outFormat, "jpg")) {
 373     /* Output image format is JPEG.  Compress the uncompressed image. */
 374     size_t jpegSize = 0;
 375
 376     jpegBuf = NULL;  /* Dynamically allocate the JPEG buffer */
 377
 378     if (outQual < 0)
 379       outQual = DEFAULT_QUALITY;
 380     printf(", %s subsampling, quality = %d\n", subsampName[outSubsamp],
 381            outQual);
 382
 383     if (!tjInstance && (tjInstance = tj3Init(TJINIT_COMPRESS)) == NULL)
 384       THROW_TJ("initializing compressor");
 385     if (tj3Set(tjInstance, TJPARAM_SUBSAMP, outSubsamp) < 0)
 386       THROW_TJ("setting TJPARAM_SUBSAMP");
 387     if (tj3Set(tjInstance, TJPARAM_QUALITY, outQual) < 0)
 388       THROW_TJ("setting TJPARAM_QUALITY");
 389     if (tj3Set(tjInstance, TJPARAM_FASTDCT, fastDCT) < 0)
 390       THROW_TJ("setting TJPARAM_FASTDCT");
 391     if (tj3Compress8(tjInstance, imgBuf, width, 0, height, pixelFormat,
 392                      &jpegBuf, &jpegSize) < 0)
 393       THROW_TJ("compressing image");
 394     tj3Destroy(tjInstance);  tjInstance = NULL;
 395
 396     /* Write the JPEG image to disk. */
 397     if ((jpegFile = fopen(argv[2], "wb")) == NULL)
 398       THROW_UNIX("opening output file");
 399     if (fwrite(jpegBuf, jpegSize, 1, jpegFile) < 1)
 400       THROW_UNIX("writing output file");
 401     tj3Destroy(tjInstance);  tjInstance = NULL;
 402     fclose(jpegFile);  jpegFile = NULL;
 403     tj3Free(jpegBuf);  jpegBuf = NULL;
 404   } else {
 405     /* Output image format is not JPEG.  Save the uncompressed image
 406        directly to disk. */
 407     printf("\n");
 408     if (tj3SaveImage8(tjInstance, argv[2], imgBuf, width, 0, height,
 409                       pixelFormat) < 0)
 410       THROW_TJ("saving output image");
 411   }
 412
 413 bailout:
 414   tj3Free(imgBuf);
 415   tj3Destroy(tjInstance);
 416   tj3Free(jpegBuf);
 417   if (jpegFile) fclose(jpegFile);
 418   return retval;
 419 }