tjexample.c

   1 /*
   2  * Copyright (C)2011-2012, 2014-2015, 2017, 2019 D. R. Commander.
   3  *                                               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 #include <stdio.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <errno.h>
  39 #include <turbojpeg.h>
  40
  41
  42 #ifdef _WIN32
  43 #define strcasecmp  stricmp
  44 #define strncasecmp  strnicmp
  45 #endif
  46
  47 #define THROW(action, message) { \
  48   printf("ERROR in line %d while %s:\n%s\n", __LINE__, action, message); \
  49   retval = -1;  goto bailout; \
  50 }
  51
  52 #define THROW_TJ(action)  THROW(action, tjGetErrorStr2(tjInstance))
  53
  54 #define THROW_UNIX(action)  THROW(action, strerror(errno))
  55
  56 #define DEFAULT_SUBSAMP  TJSAMP_444
  57 #define DEFAULT_QUALITY  95
  58
  59
  60 const char *subsampName[TJ_NUMSAMP] = {
  61   "4:4:4", "4:2:2", "4:2:0", "Grayscale", "4:4:0", "4:1:1"
  62 };
  63
  64 const char *colorspaceName[TJ_NUMCS] = {
  65   "RGB", "YCbCr", "GRAY", "CMYK", "YCCK"
  66 };
  67
  68 tjscalingfactor *scalingFactors = NULL;
  69 int numScalingFactors = 0;
  70
  71
  72 /* DCT filter example.  This produces a negative of the image. */
  73
  74 static int customFilter(short *coeffs, tjregion arrayRegion,
  75                         tjregion planeRegion, int componentIndex,
  76                         int transformIndex, tjtransform *transform)
  77 {
  78   int i;
  79
  80   for (i = 0; i < arrayRegion.w * arrayRegion.h; i++)
  81     coeffs[i] = -coeffs[i];
  82
  83   return 0;
  84 }
  85
  86
  87 static void usage(char *programName)
  88 {
  89   int i;
  90
  91   printf("\nUSAGE: %s <Input image> <Output image> [options]\n\n",
  92          programName);
  93
  94   printf("Input and output images can be in Windows BMP or PBMPLUS (PPM/PGM) format.  If\n");
  95   printf("either filename ends in a .jpg extension, then the TurboJPEG API will be used\n");
  96   printf("to compress or decompress the image.\n\n");
  97
  98   printf("Compression Options (used if the output image is a JPEG image)\n");
  99   printf("--------------------------------------------------------------\n\n");
 100
 101   printf("-subsamp <444|422|420|gray> = Apply this level of chrominance subsampling when\n");
 102   printf("     compressing the output image.  The default is to use the same level of\n");
 103   printf("     subsampling as in the input image, if the input image is also a JPEG\n");
 104   printf("     image, or to use grayscale if the input image is a grayscale non-JPEG\n");
 105   printf("     image, or to use %s subsampling otherwise.\n\n",
 106          subsampName[DEFAULT_SUBSAMP]);
 107
 108   printf("-q <1-100> = Compress the output image with this JPEG quality level\n");
 109   printf("     (default = %d).\n\n", DEFAULT_QUALITY);
 110
 111   printf("Decompression Options (used if the input image is a JPEG image)\n");
 112   printf("---------------------------------------------------------------\n\n");
 113
 114   printf("-scale M/N = Scale the input image by a factor of M/N when decompressing it.\n");
 115   printf("(M/N = ");
 116   for (i = 0; i < numScalingFactors; i++) {
 117     printf("%d/%d", scalingFactors[i].num, scalingFactors[i].denom);
 118     if (numScalingFactors == 2 && i != numScalingFactors - 1)
 119       printf(" or ");
 120     else if (numScalingFactors > 2) {
 121       if (i != numScalingFactors - 1)
 122         printf(", ");
 123       if (i == numScalingFactors - 2)
 124         printf("or ");
 125     }
 126   }
 127   printf(")\n\n");
 128
 129   printf("-hflip, -vflip, -transpose, -transverse, -rot90, -rot180, -rot270 =\n");
 130   printf("     Perform one of these lossless transform operations on the input image\n");
 131   printf("     prior to decompressing it (these options are mutually exclusive.)\n\n");
 132
 133   printf("-grayscale = Perform lossless grayscale conversion on the input image prior\n");
 134   printf("     to decompressing it (can be combined with the other transform operations\n");
 135   printf("     above.)\n\n");
 136
 137   printf("-crop WxH+X+Y = Perform lossless cropping on the input image prior to\n");
 138   printf("     decompressing it.  X and Y specify the upper left corner of the cropping\n");
 139   printf("     region, and W and H specify the width and height of the cropping region.\n");
 140   printf("     X and Y must be evenly divible by the MCU block size (8x8 if the input\n");
 141   printf("     image was compressed using no subsampling or grayscale, 16x8 if it was\n");
 142   printf("     compressed using 4:2:2 subsampling, or 16x16 if it was compressed using\n");
 143   printf("     4:2:0 subsampling.)\n\n");
 144
 145   printf("General Options\n");
 146   printf("---------------\n\n");
 147
 148   printf("-fastupsample = Use the fastest chrominance upsampling algorithm available in\n");
 149   printf("     the underlying codec.\n\n");
 150
 151   printf("-fastdct = Use the fastest DCT/IDCT algorithms available in the underlying\n");
 152   printf("     codec.\n\n");
 153
 154   printf("-accuratedct = Use the most accurate DCT/IDCT algorithms available in the\n");
 155   printf("     underlying codec.\n\n");
 156
 157   exit(1);
 158 }
 159
 160
 161 int main(int argc, char **argv)
 162 {
 163   tjscalingfactor scalingFactor = { 1, 1 };
 164   int outSubsamp = -1, outQual = -1;
 165   tjtransform xform;
 166   int flags = 0;
 167   int width, height;
 168   char *inFormat, *outFormat;
 169   FILE *jpegFile = NULL;
 170   unsigned char *imgBuf = NULL, *jpegBuf = NULL;
 171   int retval = 0, i, pixelFormat = TJPF_UNKNOWN;
 172   tjhandle tjInstance = NULL;
 173
 174   if ((scalingFactors = tjGetScalingFactors(&numScalingFactors)) == NULL)
 175     THROW_TJ("getting scaling factors");
 176   memset(&xform, 0, sizeof(tjtransform));
 177
 178   if (argc < 3)
 179     usage(argv[0]);
 180
 181   /* Parse arguments. */
 182   for (i = 3; i < argc; i++) {
 183     if (!strncasecmp(argv[i], "-sc", 3) && i < argc - 1) {
 184       int match = 0, temp1 = 0, temp2 = 0, j;
 185
 186       if (sscanf(argv[++i], "%d/%d", &temp1, &temp2) < 2)
 187         usage(argv[0]);
 188       for (j = 0; j < numScalingFactors; j++) {
 189         if ((double)temp1 / (double)temp2 == (double)scalingFactors[j].num /
 190                                              (double)scalingFactors[j].denom) {
 191           scalingFactor = scalingFactors[j];
 192           match = 1;
 193           break;
 194         }
 195       }
 196       if (match != 1)
 197         usage(argv[0]);
 198     } else if (!strncasecmp(argv[i], "-su", 3) && i < argc - 1) {
 199       i++;
 200       if (!strncasecmp(argv[i], "g", 1))
 201         outSubsamp = TJSAMP_GRAY;
 202       else if (!strcasecmp(argv[i], "444"))
 203         outSubsamp = TJSAMP_444;
 204       else if (!strcasecmp(argv[i], "422"))
 205         outSubsamp = TJSAMP_422;
 206       else if (!strcasecmp(argv[i], "420"))
 207         outSubsamp = TJSAMP_420;
 208       else
 209         usage(argv[0]);
 210     } else if (!strncasecmp(argv[i], "-q", 2) && i < argc - 1) {
 211       outQual = atoi(argv[++i]);
 212       if (outQual < 1 || outQual > 100)
 213         usage(argv[0]);
 214     } else if (!strncasecmp(argv[i], "-g", 2))
 215       xform.options |= TJXOPT_GRAY;
 216     else if (!strcasecmp(argv[i], "-hflip"))
 217       xform.op = TJXOP_HFLIP;
 218     else if (!strcasecmp(argv[i], "-vflip"))
 219       xform.op = TJXOP_VFLIP;
 220     else if (!strcasecmp(argv[i], "-transpose"))
 221       xform.op = TJXOP_TRANSPOSE;
 222     else if (!strcasecmp(argv[i], "-transverse"))
 223       xform.op = TJXOP_TRANSVERSE;
 224     else if (!strcasecmp(argv[i], "-rot90"))
 225       xform.op = TJXOP_ROT90;
 226     else if (!strcasecmp(argv[i], "-rot180"))
 227       xform.op = TJXOP_ROT180;
 228     else if (!strcasecmp(argv[i], "-rot270"))
 229       xform.op = TJXOP_ROT270;
 230     else if (!strcasecmp(argv[i], "-custom"))
 231       xform.customFilter = customFilter;
 232     else if (!strncasecmp(argv[i], "-c", 2) && i < argc - 1) {
 233       if (sscanf(argv[++i], "%dx%d+%d+%d", &xform.r.w, &xform.r.h, &xform.r.x,
 234                  &xform.r.y) < 4 ||
 235           xform.r.x < 0 || xform.r.y < 0 || xform.r.w < 1 || xform.r.h < 1)
 236         usage(argv[0]);
 237       xform.options |= TJXOPT_CROP;
 238     } else if (!strcasecmp(argv[i], "-fastupsample")) {
 239       printf("Using fast upsampling code\n");
 240       flags |= TJFLAG_FASTUPSAMPLE;
 241     } else if (!strcasecmp(argv[i], "-fastdct")) {
 242       printf("Using fastest DCT/IDCT algorithm\n");
 243       flags |= TJFLAG_FASTDCT;
 244     } else if (!strcasecmp(argv[i], "-accuratedct")) {
 245       printf("Using most accurate DCT/IDCT algorithm\n");
 246       flags |= TJFLAG_ACCURATEDCT;
 247     } else usage(argv[0]);
 248   }
 249
 250   /* Determine input and output image formats based on file extensions. */
 251   inFormat = strrchr(argv[1], '.');
 252   outFormat = strrchr(argv[2], '.');
 253   if (inFormat == NULL || outFormat == NULL || strlen(inFormat) < 2 ||
 254       strlen(outFormat) < 2)
 255     usage(argv[0]);
 256   inFormat = &inFormat[1];
 257   outFormat = &outFormat[1];
 258
 259   if (!strcasecmp(inFormat, "jpg")) {
 260     /* Input image is a JPEG image.  Decompress and/or transform it. */
 261     long size;
 262     int inSubsamp, inColorspace;
 263     int doTransform = (xform.op != TJXOP_NONE || xform.options != 0 ||
 264                        xform.customFilter != NULL);
 265     unsigned long jpegSize;
 266
 267     /* Read the JPEG file into memory. */
 268     if ((jpegFile = fopen(argv[1], "rb")) == NULL)
 269       THROW_UNIX("opening input file");
 270     if (fseek(jpegFile, 0, SEEK_END) < 0 || ((size = ftell(jpegFile)) < 0) ||
 271         fseek(jpegFile, 0, SEEK_SET) < 0)
 272       THROW_UNIX("determining input file size");
 273     if (size == 0)
 274       THROW("determining input file size", "Input file contains no data");
 275     jpegSize = (unsigned long)size;
 276     if ((jpegBuf = (unsigned char *)tjAlloc(jpegSize)) == NULL)
 277       THROW_UNIX("allocating JPEG buffer");
 278     if (fread(jpegBuf, jpegSize, 1, jpegFile) < 1)
 279       THROW_UNIX("reading input file");
 280     fclose(jpegFile);  jpegFile = NULL;
 281
 282     if (doTransform) {
 283       /* Transform it. */
 284       unsigned char *dstBuf = NULL;  /* Dynamically allocate the JPEG buffer */
 285       unsigned long dstSize = 0;
 286
 287       if ((tjInstance = tjInitTransform()) == NULL)
 288         THROW_TJ("initializing transformer");
 289       xform.options |= TJXOPT_TRIM;
 290       if (tjTransform(tjInstance, jpegBuf, jpegSize, 1, &dstBuf, &dstSize,
 291                       &xform, flags) < 0)
 292         THROW_TJ("transforming input image");
 293       tjFree(jpegBuf);
 294       jpegBuf = dstBuf;
 295       jpegSize = dstSize;
 296     } else {
 297       if ((tjInstance = tjInitDecompress()) == NULL)
 298         THROW_TJ("initializing decompressor");
 299     }
 300
 301     if (tjDecompressHeader3(tjInstance, jpegBuf, jpegSize, &width, &height,
 302                             &inSubsamp, &inColorspace) < 0)
 303       THROW_TJ("reading JPEG header");
 304
 305     printf("%s Image:  %d x %d pixels, %s subsampling, %s colorspace\n",
 306            (doTransform ? "Transformed" : "Input"), width, height,
 307            subsampName[inSubsamp], colorspaceName[inColorspace]);
 308
 309     if (!strcasecmp(outFormat, "jpg") && doTransform &&
 310         scalingFactor.num == 1 && scalingFactor.denom == 1 && outSubsamp < 0 &&
 311         outQual < 0) {
 312       /* Input image has been transformed, and no re-compression options
 313          have been selected.  Write the transformed image to disk and exit. */
 314       if ((jpegFile = fopen(argv[2], "wb")) == NULL)
 315         THROW_UNIX("opening output file");
 316       if (fwrite(jpegBuf, jpegSize, 1, jpegFile) < 1)
 317         THROW_UNIX("writing output file");
 318       fclose(jpegFile);  jpegFile = NULL;
 319       goto bailout;
 320     }
 321
 322     /* Scaling and/or a non-JPEG output image format and/or compression options
 323        have been selected, so we need to decompress the input/transformed
 324        image. */
 325     width = TJSCALED(width, scalingFactor);
 326     height = TJSCALED(height, scalingFactor);
 327     if (outSubsamp < 0)
 328       outSubsamp = inSubsamp;
 329
 330     pixelFormat = TJPF_BGRX;
 331     if ((imgBuf = (unsigned char *)tjAlloc(width * height *
 332                                            tjPixelSize[pixelFormat])) == NULL)
 333       THROW_UNIX("allocating uncompressed image buffer");
 334
 335     if (tjDecompress2(tjInstance, jpegBuf, jpegSize, imgBuf, width, 0, height,
 336                       pixelFormat, flags) < 0)
 337       THROW_TJ("decompressing JPEG image");
 338     tjFree(jpegBuf);  jpegBuf = NULL;
 339     tjDestroy(tjInstance);  tjInstance = NULL;
 340   } else {
 341     /* Input image is not a JPEG image.  Load it into memory. */
 342     if ((imgBuf = tjLoadImage(argv[1], &width, 1, &height, &pixelFormat,
 343                               0)) == NULL)
 344       THROW_TJ("loading input image");
 345     if (outSubsamp < 0) {
 346       if (pixelFormat == TJPF_GRAY)
 347         outSubsamp = TJSAMP_GRAY;
 348       else
 349         outSubsamp = TJSAMP_444;
 350     }
 351     printf("Input Image:  %d x %d pixels\n", width, height);
 352   }
 353
 354   printf("Output Image (%s):  %d x %d pixels", outFormat, width, height);
 355
 356   if (!strcasecmp(outFormat, "jpg")) {
 357     /* Output image format is JPEG.  Compress the uncompressed image. */
 358     unsigned long jpegSize = 0;
 359
 360     jpegBuf = NULL;  /* Dynamically allocate the JPEG buffer */
 361
 362     if (outQual < 0)
 363       outQual = DEFAULT_QUALITY;
 364     printf(", %s subsampling, quality = %d\n", subsampName[outSubsamp],
 365            outQual);
 366
 367     if ((tjInstance = tjInitCompress()) == NULL)
 368       THROW_TJ("initializing compressor");
 369     if (tjCompress2(tjInstance, imgBuf, width, 0, height, pixelFormat,
 370                     &jpegBuf, &jpegSize, outSubsamp, outQual, flags) < 0)
 371       THROW_TJ("compressing image");
 372     tjDestroy(tjInstance);  tjInstance = NULL;
 373
 374     /* Write the JPEG image to disk. */
 375     if ((jpegFile = fopen(argv[2], "wb")) == NULL)
 376       THROW_UNIX("opening output file");
 377     if (fwrite(jpegBuf, jpegSize, 1, jpegFile) < 1)
 378       THROW_UNIX("writing output file");
 379     tjDestroy(tjInstance);  tjInstance = NULL;
 380     fclose(jpegFile);  jpegFile = NULL;
 381     tjFree(jpegBuf);  jpegBuf = NULL;
 382   } else {
 383     /* Output image format is not JPEG.  Save the uncompressed image
 384        directly to disk. */
 385     printf("\n");
 386     if (tjSaveImage(argv[2], imgBuf, width, 0, height, pixelFormat, 0) < 0)
 387       THROW_TJ("saving output image");
 388   }
 389
 390 bailout:
 391   tjFree(imgBuf);
 392   if (tjInstance) tjDestroy(tjInstance);
 393   tjFree(jpegBuf);
 394   if (jpegFile) fclose(jpegFile);
 395   return retval;
 396 }