]> Creatis software - gdcm.git/blob - src/gdcmJpeg.cxx
2004-03-24 Jean-Pierre Roux
[gdcm.git] / src / gdcmJpeg.cxx
1 // gdcmJpeg.cxx
2 //-----------------------------------------------------------------------------
3 #include <stdio.h>
4 #include "gdcmFile.h"
5
6 #define BITS_IN_JSAMPLE 8
7
8 #define DEBUG 0
9
10 /*
11 DICOM provides a mechanism for supporting the use of JPEG Image Compression 
12 through the Encapsulated Format (see PS 3.3 of the DICOM Standard). 
13 Annex A defines a number of Transfer Syntaxes which reference 
14 the JPEG Standard and provide a number of lossless (bit preserving) 
15 and lossy compression schemes.
16 In order to facilitate interoperability of implementations conforming 
17 to the DICOM Standard which elect to use one or more 
18 of the Transfer Syntaxes for JPEG Image Compression, the following policy is specified:
19
20   Any implementation which conforms to the DICOM Standard and has elected 
21   to support any one of the Transfer Syntaxes for lossless JPEG Image Compression, 
22   shall support the following lossless compression: 
23   The subset (first-order horizontal prediction [Selection Value 1) of JPEG Process 14 
24   (DPCM, non-hierarchical with Huffman coding) (see Annex F of the DICOM Standard).
25
26    Any implementation which conforms to the DICOM Standard and has elected 
27    to support any one of the Transfer Syntaxes for 8-bit lossy JPEG Image Compression, 
28    shall support the JPEG Baseline Compression (coding Process 1).
29
30    Any implementation which conforms to the DICOM Standard and has elected 
31    to support any one of the Transfer Syntaxes for 12-bit lossy JPEG Image Compression, 
32    shall support the JPEG Compression Process 4.
33
34 Note: The DICOM conformance statement shall differentiate between implementations 
35 that can simply receive JPEG encoded images and those that can receive and process 
36 JPEG encoded images (see PS 3.2 of the DICOM Standard).
37
38 The use of the DICOM Encapsulated Format to support JPEG Compressed Pixel Data 
39 implies that the Data Elements which are related to the Native Format Pixel Data encoding
40 (e.g. Bits Allocated, Bits Stored, High Bit, Pixel Representation, Rows, Columns, etc.) 
41 shall contain values which are consistent with the characteristics 
42 of the uncompressed pixel data from which the compressed Data Stream was derived. 
43 The Pixel Data characteristics included in the JPEG Interchange Format 
44 shall be used to decode the compressed data stream.
45
46 Run Length Encoding Compression
47
48 DICOM provides a mechanism for supporting the use of Run Length Encoding (RLE) 
49 Compression which is a byte oriented lossless compression scheme through 
50 the encapsulated Format (see PS 3.3 of this Standard). 
51 Annex G of the DICOM Standard defines RLE Compression and its Transfer Syntax.
52
53 Note: The RLE Compression algorithm described in Annex G 
54 of the DICOM Standard is the compression used in 
55 the TIFF 6.0 specification known as the "PackBits" scheme.
56
57 The use of the DICOM Encapsulated Format to support RLE Compressed Pixel Data 
58 implies that the Data Elements which are related to the Native Format Pixel Data encoding (
59 e.g. Bits Allocated, Bits Stored, High Bit, Pixel Representation, Rows, Columns, etc.) 
60 shall contain values which are consistent with the characteristics 
61 of the uncompressed pixel data from which the compressed data is derived
62 */
63
64 /*
65  * <setjmp.h> is used for the optional error recovery mechanism shown in
66  * the second part of the example.
67  */
68
69 /*
70  * Include file for users of JPEG library.
71  * You will need to have included system headers that define at least
72  * the typedefs FILE and size_t before you can include jpeglib.h.
73  * (stdio.h is sufficient on ANSI-conforming systems.)
74  * You may also wish to include "jerror.h".
75  */
76
77 extern "C" {
78 #include "jpeglib.h"
79 #include <setjmp.h>
80 }
81
82 /******************** JPEG DECOMPRESSION SAMPLE INTERFACE *******************/
83
84 /* This half of the example shows how to read data from the JPEG decompressor.
85  * It's a bit more refined than the above, in that we show:
86  *   (a) how to modify the JPEG library's standard error-reporting behavior;
87  *   (b) how to allocate workspace using the library's memory manager.
88  *
89  * Just to make this example a little different from the first one, we'll
90  * assume that we do not intend to put the whole image into an in-memory
91  * buffer, but to send it line-by-line someplace else.  We need a one-
92  * scanline-high JSAMPLE array as a work buffer, and we will let the JPEG
93  * memory manager allocate it for us.  This approach is actually quite useful
94  * because we don't need to remember to deallocate the buffer separately: it
95  * will go away automatically when the JPEG object is cleaned up.
96  */
97
98 /*
99  * ERROR HANDLING:
100  *
101  * The JPEG library's standard error handler (jerror.c) is divided into
102  * several "methods" which you can override individually.  This lets you
103  * adjust the behavior without duplicating a lot of code, which you might
104  * have to update with each future release.
105  *
106  * Our example here shows how to override the "error_exit" method so that
107  * control is returned to the library's caller when a fatal error occurs,
108  * rather than calling exit() as the standard error_exit method does.
109  *
110  * We use C's setjmp/longjmp facility to return control.  This means that the
111  * routine which calls the JPEG library must first execute a setjmp() call to
112  * establish the return point.  We want the replacement error_exit to do a
113  * longjmp().  But we need to make the setjmp buffer accessible to the
114  * error_exit routine.  To do this, we make a private extension of the
115  * standard JPEG error handler object.  (If we were using C++, we'd say we
116  * were making a subclass of the regular error handler.)
117  *
118  * Here's the extended error handler struct:
119  */
120
121 //-----------------------------------------------------------------------------
122 struct my_error_mgr {
123    struct jpeg_error_mgr pub;   /* "public" fields */
124    jmp_buf setjmp_buffer;       /* for return to caller */
125 };
126
127 //-----------------------------------------------------------------------------
128 typedef struct my_error_mgr * my_error_ptr;
129
130 /*
131  * Here's the routine that will replace the standard error_exit method:
132  */
133 METHODDEF(void) my_error_exit (j_common_ptr cinfo) {
134    /* cinfo->err really points to a my_error_mgr struct, so coerce pointer */
135    my_error_ptr myerr = (my_error_ptr) cinfo->err;
136
137    /* Always display the message. */
138    /* We could postpone this until after returning, if we chose. */
139    (*cinfo->err->output_message) (cinfo);
140
141    /* Return control to the setjmp point */
142    longjmp(myerr->setjmp_buffer, 1);
143 }
144
145 //-----------------------------------------------------------------------------
146 /*
147  * Sample routine for JPEG decompression.  We assume that the source file name
148  * is passed in.  We want to return 1 on success, 0 on error.
149  */
150  
151  /**
152  * \ingroup gdcmFile
153  * \brief   routine for JPEG decompression 
154  * @param fp pointer to an already open file descriptor 
155  *                      8 significant bits per pixel
156  * @param image_buffer to receive uncompressed pixels
157  * @return 1 on success, 0 on error
158  */
159  
160 bool gdcmFile::gdcm_read_JPEG_file (FILE *fp,void * image_buffer) {
161    char *pimage;
162
163    /* This struct contains the JPEG decompression parameters and pointers to
164     * working space (which is allocated as needed by the JPEG library).
165     */
166    struct jpeg_decompress_struct cinfo;
167
168    /* -------------- inside, we found :
169     * JDIMENSION image_width;   // input image width 
170     * JDIMENSION image_height;  // input image height 
171     * int input_components;             // nb of color components in input image 
172     * J_COLOR_SPACE in_color_space;     // colorspace of input image 
173     * double input_gamma;               // image gamma of input image 
174     * -------------- */
175
176    /* We use our private extension JPEG error handler.
177     * Note that this struct must live as long as the main JPEG parameter
178     * struct, to avoid dangling-pointer problems.
179     */
180    struct my_error_mgr jerr;
181    /* More stuff */
182
183    JSAMPARRAY buffer;           /* Output row buffer */
184   
185    // rappel :
186    // ------
187    // typedef unsigned char JSAMPLE;
188    // typedef JSAMPLE FAR *JSAMPROW;    /* ptr to one image row of pixel samples. */
189    // typedef JSAMPROW *JSAMPARRAY;     /* ptr to some rows (a 2-D sample array) */
190    // typedef JSAMPARRAY *JSAMPIMAGE;   /* a 3-D sample array: top index is color */
191
192    int row_stride;              /* physical row width in output buffer */
193   
194    if (DEBUG) printf("entree dans gdcmFile::gdcm_read_JPEG_file12, depuis gdcmJpeg\n");
195
196    /* In this example we want to open the input file before doing anything else,
197     * so that the setjmp() error recovery below can assume the file is open.
198     * VERY IMPORTANT: use "b" option to fopen() if you are on a machine that
199     * requires it in order to read binary files.
200     */
201     
202   /* Step 1: allocate and initialize JPEG decompression object */  
203   if (DEBUG)printf("Entree Step 1\n");
204   
205   /* We set up the normal JPEG error routines, then override error_exit. */
206   
207   cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr.pub);
208   jerr.pub.error_exit = my_error_exit;
209   
210   /* Establish the setjmp return context for my_error_exit to use. */  
211   if (setjmp(jerr.setjmp_buffer)) {
212     /* If we get here, the JPEG code has signaled an error.
213      * We need to clean up the JPEG object, close the input file, and return.
214      */
215     jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
216     return 0;
217   }
218   /* Now we can initialize the JPEG decompression object. */
219   jpeg_create_decompress(&cinfo);
220
221    /* Step 2: specify data source (eg, a file) */
222    if (DEBUG) printf("Entree Step 2\n");
223
224    jpeg_stdio_src(&cinfo, fp);
225
226    /* Step 3: read file parameters with jpeg_read_header() */
227    if (DEBUG) printf("Entree Step 3\n");
228
229    (void) jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);
230    
231    /* We can ignore the return value from jpeg_read_header since
232     *   (a) suspension is not possible with the stdio data source, and
233     *   (b) we passed TRUE to reject a tables-only JPEG file as an error.
234     * See libjpeg.doc for more info.
235     */
236
237    if (DEBUG) {   
238       printf("--------------Header contents :----------------\n");
239       printf("image_width %d image_height %d\n", 
240               cinfo.image_width , cinfo.image_height);
241       printf("bits of precision in image data  %d \n", 
242               cinfo.output_components);
243       printf("nb of color components returned  %d \n", 
244               cinfo.data_precision);
245    }
246
247
248    /*
249     * JDIMENSION image_width;   // input image width 
250     * JDIMENSION image_height;  // input image height 
251     * int output_components;    // # of color components returned 
252     * J_COLOR_SPACE in_color_space;     // colorspace of input image 
253     * double input_gamma;               // image gamma of input image
254     * int data_precision;               // bits of precision in image data 
255     */
256
257    /* Step 4: set parameters for decompression */
258    if (DEBUG) printf("Entree Step 4\n");
259    /* In this example, we don't need to change any of the defaults set by
260     * jpeg_read_header(), so we do nothing here.
261     */
262
263    /* Step 5: Start decompressor */
264    if (DEBUG) printf("Entree Step 5\n");
265
266    (void) jpeg_start_decompress(&cinfo);
267    /* We can ignore the return value since suspension is not possible
268     * with the stdio data source.
269     */
270
271    /* We may need to do some setup of our own at this point before reading
272     * the data.  After jpeg_start_decompress() we have the correct scaled
273     * output image dimensions available, as well as the output colormap
274     * if we asked for color quantization.
275     * In this example, we need to make an output work buffer of the right size.
276     */ 
277
278    /* JSAMPLEs per row in output buffer */
279    row_stride = cinfo.output_width * cinfo.output_components;
280   
281    if (DEBUG) printf ("cinfo.output_width %d cinfo.output_components %d  row_stride %d\n",
282                       cinfo.output_width, cinfo.output_components,row_stride);
283         
284    /* Make a one-row-high sample array that will go away when done with image */
285    buffer = (*cinfo.mem->alloc_sarray)
286             ((j_common_ptr) &cinfo, JPOOL_IMAGE, row_stride, 1);
287
288    /* Step 6: while (scan lines remain to be read) */
289    if (DEBUG)  printf("Entree Step 6\n"); 
290
291    /*           jpeg_read_scanlines(...); */
292
293    /* Here we use the library's state variable cinfo.output_scanline as the
294     * loop counter, so that we don't have to keep track ourselves.
295     */
296    if (DEBUG)  
297       printf ("cinfo.output_height %d  cinfo.output_width %d\n",
298                cinfo.output_height,cinfo.output_width);
299  
300    pimage=(char *)image_buffer;
301   
302    while (cinfo.output_scanline < cinfo.output_height) {
303       /* jpeg_read_scanlines expects an array of pointers to scanlines.
304        * Here the array is only one element long, but you could ask for
305        * more than one scanline at a time if that's more convenient.
306        */
307      
308      // l'image est deja allouée (et passée en param)
309      // on ecrit directement les pixels
310      // (on DEVRAIT pouvoir)
311     
312     //(void) jpeg_read_scanlines(&cinfo, pimage, 1);
313     
314      (void) jpeg_read_scanlines(&cinfo, buffer, 1);
315       
316      if ( BITS_IN_JSAMPLE == 8) {
317          memcpy( pimage, buffer[0],row_stride); 
318          pimage+=row_stride;
319      } else {
320          memcpy( pimage, buffer[0],row_stride*2 ); // FIXME : *2  car 16 bits?!?
321          pimage+=row_stride*2;                     // FIXME : *2 car 16 bits?!?     
322      }
323   }
324  
325   /* Step 7: Finish decompression */
326    if (DEBUG)  printf("Entree Step 7\n");
327    (void) jpeg_finish_decompress(&cinfo);
328    
329    /* We can ignore the return value since suspension is not possible
330     * with the stdio data source.
331     */
332
333    /* Step 8: Release JPEG decompression object */
334
335    if (DEBUG) printf("Entree Step 8\n");
336
337    /* This is an important step since it will release a good deal of memory. */
338
339    jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
340
341    /* After finish_decompress, we can close the input file.
342     * Here we postpone it until after no more JPEG errors are possible,
343     * so as to simplify the setjmp error logic above.  (Actually, I don't
344     * think that jpeg_destroy can do an error exit, but why assume anything...)
345     */
346
347    /* At this point you may want to check to see whether any corrupt-data
348     * warnings occurred (test whether jerr.pub.num_warnings is nonzero).
349     */
350
351    /* And we're done! */
352
353    return(true);
354 }
355
356 /*
357  * SOME FINE POINTS:
358  *
359  * In the above code, we ignored the return value of jpeg_read_scanlines,
360  * which is the number of scanlines actually read.  We could get away with
361  * this because we asked for only one line at a time and we weren't using
362  * a suspending data source.  See libjpeg.doc for more info.
363  *
364  * We cheated a bit by calling alloc_sarray() after jpeg_start_decompress();
365  * we should have done it beforehand to ensure that the space would be
366  * counted against the JPEG max_memory setting.  In some systems the above
367  * code would risk an out-of-memory error.  However, in general we don't
368  * know the output image dimensions before jpeg_start_decompress(), unless we
369  * call jpeg_calc_output_dimensions().  See libjpeg.doc for more about this.
370  *
371  * Scanlines are returned in the same order as they appear in the JPEG file,
372  * which is standardly top-to-bottom.  If you must emit data bottom-to-top,
373  * you can use one of the virtual arrays provided by the JPEG memory manager
374  * to invert the data.  See wrbmp.c for an example.
375  *
376  * As with compression, some operating modes may require temporary files.
377  * On some systems you may need to set up a signal handler to ensure that
378  * temporary files are deleted if the program is interrupted.  See libjpeg.doc.
379  */
380  
381 //-----------------------------------------------------------------------------