src/gdcmPixelWriteConvert.cxx

   1 /*=========================================================================
   2
   3   Program:   gdcm
   4   Module:    $RCSfile: gdcmPixelWriteConvert.cxx,v $
   5   Language:  C++
   6   Date:      $Date: 2007/09/15 11:10:37 $
   7   Version:   $Revision: 1.24 $
   8
   9   Copyright (c) CREATIS (Centre de Recherche et d'Applications en Traitement de
  10   l'Image). All rights reserved. See Doc/License.txt or
  11   http://www.creatis.insa-lyon.fr/Public/Gdcm/License.html for details.
  12
  13      This software is distributed WITHOUT ANY WARRANTY; without even
  14      the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15      PURPOSE.  See the above copyright notices for more information.
  16
  17 =========================================================================*/
  18
  19 #include "gdcmDebug.h"
  20 #include "gdcmPixelWriteConvert.h"
  21 #include "gdcmFile.h"
  22 #include "gdcmUtil.h"
  23
  24 #include <vector>
  25
  26 #define WITHOFFSETTABLE 1
  27
  28 namespace GDCM_NAME_SPACE
  29 {
  30 //-----------------------------------------------------------------------------
  31 // Public
  32
  33 //-----------------------------------------------------------------------------
  34 // Protected
  35
  36 //-----------------------------------------------------------------------------
  37 // Private
  38
  39 // Constructor / Destructor
  40 /**
  41  * \brief Constructor
  42  */
  43 PixelWriteConvert::PixelWriteConvert()
  44 {
  45    ReadData     = 0;
  46    ReadDataSize = 0;
  47
  48    UserData     = 0;
  49    UserDataSize = 0;
  50    Compressed   = false;
  51 }
  52
  53 /**
  54  * \brief Destructor
  55  */
  56 PixelWriteConvert::~PixelWriteConvert()
  57 {
  58    gdcmDebugMacro("PixelWriteConvert::~PixelWriteConvert()" );
  59    if( Compressed )
  60      {
  61      delete[] UserData;
  62      }
  63 }
  64
  65 /**
  66  * \brief   sets Read Data (and size)
  67  * @param   data data (uint8_t is for prototyping. if your data is not uint8_t
  68  *                     just cast the pointer for calling the method)
  69  * @param   size data size, in bytes
  70  */
  71 void PixelWriteConvert::SetReadData(uint8_t *data, size_t size)
  72 {
  73    ReadData = data;
  74    ReadDataSize = size;
  75 }
  76
  77 /**
  78  * \brief   Sets the internal pointer to the caller's inData
  79  *          image representation, WITHOUT COPYING THE DATA.
  80  *          - 'image' Pixels are presented as C-like 2D arrays : line per line.
  81  *          - 'volume'Pixels are presented as C-like 3D arrays : plane per plane
  82  * \warning Since the pixels are not copied, it is the caller's responsability
  83  *          not to deallocate its data before gdcm uses them (e.g. with
  84  *          the Write() method )
  85  * @param   data data (uint8_t is for prototyping. if your data is not uint8_t
  86  *                     just cast the pointer for calling the method)
  87  * @param   size size, in bytes.
  88  */
  89 void PixelWriteConvert::SetUserData(uint8_t *data, size_t size)
  90 {
  91    UserData = data;
  92    UserDataSize = size;
  93 }
  94
  95 /**
  96  * \brief   Get Data (UserData or ReadData)
  97  * @return  data (uint8_t is for prototyping. if your data is *not* uint8_t
  98  *                just cast the returned pointer)
  99  */
 100 uint8_t *PixelWriteConvert::GetData()
 101 {
 102    if ( UserData )
 103    {
 104       return UserData;
 105    }
 106    else
 107    {
 108       return ReadData;
 109    }
 110 }
 111
 112 /**
 113  * \brief   Get Data Size (UserData or ReadData)
 114  * @return  size, in bytes.
 115  */
 116 size_t PixelWriteConvert::GetDataSize()
 117 {
 118    if ( UserData )
 119    {
 120       return UserDataSize;
 121    }
 122    else
 123    {
 124       return ReadDataSize;
 125    }
 126 }
 127
 128
 129 typedef std::pair<size_t, uint32_t> JpegPair; //offset, jpeg size
 130 typedef std::vector<JpegPair> JpegVector;
 131
 132 bool gdcm_write_JPEG2000_file (std::ostream *of, char *inputdata, size_t inputlength,
 133   int image_width, int image_height, int numZ, int sample_pixel, int bitsallocated,
 134   int sign, int quality);
 135
 136
 137 void WriteDICOMItems(std::ostream *fp, JpegVector &v)
 138 {
 139   // Item tag:
 140   uint16_t group = 0xfffe;
 141   uint16_t elem  = 0xe000;
 142   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, group);
 143   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, elem);
 144   // Item Length
 145   uint32_t dummy = 0x12345678;
 146   size_t offset = fp->tellp();
 147   JpegPair jp;
 148   jp.first = offset;
 149   v.push_back(jp);
 150   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, dummy);
 151 }
 152
 153 // PS 3.5, page 66
 154 void EncodeWithoutBasicOffsetTable(std::ostream *fp, int numFrag)// JpegVector& v) //, uint32_t length)
 155 {
 156   assert( numFrag == 1);
 157
 158   // Item tag:
 159   uint16_t group = 0xfffe;
 160   uint16_t elem  = 0xe000;
 161   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, group);
 162   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, elem);
 163   // Item Length
 164   uint32_t item_length = 0x0000;
 165   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, item_length);
 166
 167 }
 168
 169 // PS 3.5, page 67
 170 void EncodeWithBasicOffsetTable(std::ostream *fp, int numFrag, size_t &start)
 171 {
 172   // Item tag:
 173   uint16_t group = 0xfffe;
 174   uint16_t elem  = 0xe000;
 175   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, group);
 176   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, elem);
 177   // Item Length
 178   uint32_t item_length = numFrag*4; // sizeof(uint32_t)
 179   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, item_length);
 180
 181   // Just prepare the space
 182   start = fp->tellp(); //to be able to rewind
 183   for(int i=0; i<numFrag;++i)
 184     {
 185     uint32_t dummy = 0x0000;
 186     GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, dummy);
 187     }
 188 }
 189
 190 void UpdateBasicOffsetTable(std::ostream *fp, JpegVector const &v, size_t pos)
 191 {
 192   JpegVector::const_iterator i;
 193   fp->seekp( pos );
 194   const JpegPair &first = v[0];
 195   for(i=v.begin(); i!=v.end(); ++i)
 196     {
 197     const JpegPair &jp = *i;
 198     if(i == v.begin() ){ assert( jp.first - first.first == 0); }
 199     uint32_t offset = (uint32_t)(jp.first - first.first);
 200     GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, offset);
 201     //std::cerr << "Updating Table:" << jp.first - first.first << std::endl;
 202     }
 203 }
 204
 205 void UpdateJpegFragmentSize(std::ostream *fp, JpegVector const &v)
 206 {
 207   JpegVector::const_iterator i;
 208   for(i= v.begin(); i!=v.end(); ++i)
 209     {
 210     const JpegPair &jp = *i;
 211     fp->seekp( jp.first );
 212     uint32_t length = jp.second;
 213     GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, length);
 214     //std::cerr << "Updating:" << jp.first << "," << jp.second << std::endl;
 215     }
 216 }
 217
 218 void CloseJpeg(std::ostream *fp, JpegVector &v)
 219 {
 220   // sequence terminator
 221   uint16_t group = 0xfffe;
 222   uint16_t elem  = 0xe0dd;
 223   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, group);
 224   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, elem);
 225
 226   uint32_t length = 0x0;
 227   GDCM_NAME_SPACE::binary_write(*fp, length);
 228
 229   // Jpeg is done, now update the frag length
 230   UpdateJpegFragmentSize(fp, v);
 231 }
 232
 233 // I need to pass the File*. I do not understand how PixelWriteConvert is supposed
 234 // to access this information otherwise
 235 // size can now be computed from File attributes (what an API...)
 236 void PixelWriteConvert::SetCompressJPEG2000UserData(uint8_t *data, size_t size, File *image)
 237 {
 238   Compressed = true;
 239   //char * userData = reinterpret_cast<char*>(UserData);
 240
 241    std::ostringstream *of = new std::ostringstream();
 242     int xsize = image->GetXSize();
 243     int ysize = image->GetYSize();
 244     int zsize = image->GetZSize();
 245     int samplesPerPixel = image->GetSamplesPerPixel();
 246    //std::cout << "X: " << xsize << std::endl;
 247    //std::cout << "Y: " << ysize << std::endl;
 248    //std::cout << "Sample: " << samplesPerPixel << std::endl;
 249     int bitsallocated = image->GetBitsAllocated();
 250     int sign = image->IsSignedPixelData();
 251     unsigned int fragment_size = xsize*ysize*samplesPerPixel * (bitsallocated / 8);
 252     //assert( fragment_size*zsize == size );
 253
 254     gdcmDebugMacro("fragment_size " << fragment_size << " zsize " << zsize << " size " << size);
 255     assert( abs((long)(fragment_size*zsize-size)) <=1 );
 256
 257    JpegVector JpegFragmentSize;
 258       gdcmDebugMacro("Call Encode..BasicOffsetTable " );
 259 #if WITHOFFSETTABLE
 260    size_t bots; //basic offset table start
 261    EncodeWithBasicOffsetTable(of, zsize, bots);
 262 #else
 263    EncodeWithoutBasicOffsetTable(of, 1);
 264 #endif
 265
 266    gdcmDebugMacro("Out of Encode..BasicOffsetTable " );
 267
 268    uint8_t *pImageData = data;
 269    for(int i=0; i<zsize;i++)
 270      {
 271      gdcmDebugMacro("Write fragment no " << i );
 272      WriteDICOMItems(of, JpegFragmentSize);
 273      size_t beg = of->tellp();
 274      gdcm_write_JPEG2000_file(of, (char*)pImageData,size,
 275        image->GetXSize(), image->GetYSize(), image->GetZSize(), image->GetSamplesPerPixel(),
 276        image->GetBitsAllocated(), sign, 100);
 277      //userData, UserDataSize);
 278      //     CreateOneFrame(of, pImageData, fragment_size, xsize, ysize, zsize,
 279      //       samplesPerPixel, quality, JpegFragmentSize);
 280      //assert( !(fragment_size % 2) );
 281      // Update the JpegVector with offset
 282      size_t end = of->tellp();
 283      //static int i = 0;
 284      JpegPair &jp = JpegFragmentSize[i];
 285      jp.second = (uint32_t)(end-beg);
 286      if( ((end-beg) % 2) )
 287        {
 288        of->put( '\0' );
 289        jp.second += 1;
 290        }
 291      assert( !(jp.second % 2) );
 292      //std::cerr << "DIFF: " << i <<" -> " << jp.second << std::endl;
 293      //++i;
 294      pImageData += fragment_size;
 295      }
 296    CloseJpeg(of, JpegFragmentSize);
 297 #if WITHOFFSETTABLE
 298    UpdateBasicOffsetTable(of, JpegFragmentSize, bots);
 299 #endif
 300
 301
 302    size_t of_size = of->str().size();
 303    UserData = new uint8_t[of_size];
 304    memcpy(UserData, of->str().c_str(), of_size);
 305    UserDataSize = of_size;
 306    delete of;
 307 }
 308
 309 bool gdcm_write_JPEG_file8 (std::ostream *fp, char *inputdata, size_t inputlength,
 310                            int image_width, int image_height, int numZ,
 311                            int sample_pixel, int bitsallocated, int quality);
 312 bool gdcm_write_JPEG_file12 (std::ostream *fp, char *inputdata, size_t inputlength,
 313                            int image_width, int image_height, int numZ,
 314                            int sample_pixel, int bitsallocated, int quality);
 315 bool gdcm_write_JPEG_file16 (std::ostream *fp, char *inputdata, size_t inputlength,
 316                            int image_width, int image_height, int numZ,
 317                            int sample_pixel, int bitsallocated, int quality);
 318
 319 void PixelWriteConvert::SetCompressJPEGUserData(uint8_t *data, size_t size, File *image)
 320 {
 321   (void)data;
 322   (void)size;
 323   (void)image;
 324   Compressed = true;
 325   //char * userData = reinterpret_cast<char*>(UserData);
 326
 327    std::ostringstream *of = new std::ostringstream();
 328     int xsize = image->GetXSize();
 329     int ysize = image->GetYSize();
 330     int zsize = image->GetZSize();
 331
 332     int samplesPerPixel = image->GetSamplesPerPixel();
 333     int bitsAllocated   = image->GetBitsAllocated();
 334     int bitsStored      = image->GetBitsStored();
 335
 336    //std::cout << "X: " << xsize << std::endl;
 337    //std::cout << "Y: " << ysize << std::endl;
 338    //std::cout << "Sample: " << samplesPerPixel << std::endl;
 339
 340     gdcmDebugMacro( "bitsAllocated " << bitsAllocated << " bitsStored " <<bitsStored <<
 341                     std::endl);
 342
 343
 344     unsigned int fragment_size = xsize*ysize*samplesPerPixel * (bitsAllocated / 8);
 345     gdcmDebugMacro("fragment_size " << fragment_size << " zsize " << zsize << " size " << size);
 346     assert( abs((long)(fragment_size*zsize-size)) <=1 );
 347
 348    JpegVector JpegFragmentSize;
 349 #if WITHOFFSETTABLE
 350    size_t bots; //basic offset table start
 351    EncodeWithBasicOffsetTable(of, zsize, bots);
 352 #else
 353    EncodeWithoutBasicOffsetTable(of, 1);
 354 #endif
 355
 356       // to avoid major troubles when BitsStored == 8 && BitsAllocated==16 !
 357
 358    if (bitsStored == 8 && bitsAllocated == 16)
 359       bitsStored = 16;
 360
 361    uint8_t *pImageData = data;
 362    for(int i=0; i<zsize;i++)
 363      {
 364      gdcmDebugMacro("Write fragment no " << i );
 365      WriteDICOMItems(of, JpegFragmentSize);
 366      size_t beg = of->tellp();
 367      if( bitsStored == 8 )
 368        {
 369        gdcm_write_JPEG_file8(of, (char*)pImageData,size,
 370          xsize, ysize, zsize, samplesPerPixel,
 371          bitsAllocated, 100 );
 372        }
 373      else if (bitsStored <= 12)
 374        {
 375        assert( bitsStored >= 8 );
 376        gdcm_write_JPEG_file12(of, (char*)pImageData, size,
 377          xsize, ysize, zsize, samplesPerPixel,
 378          bitsAllocated, 100);
 379        }
 380      else if (bitsStored <= 16)
 381        {
 382        assert( bitsStored >= 12 );
 383        gdcm_write_JPEG_file16(of, (char*)pImageData,size,
 384          xsize, ysize, zsize, samplesPerPixel,
 385          bitsAllocated, 100);
 386        }
 387      else if (bitsStored <= 32)  // if we are lucky (?), it will compress as a 2 bytes stream
 388        {                            // (Actually it doesn't !)
 389        // Just to allow ctest not to abort on 32bits per pixel image RTDOSE.dcm
 390        assert( bitsStored >= 16 );
 391        gdcmDebugMacro( "Warning : bitsStored>16 not supported by JPEG !" );
 392        gdcm_write_JPEG_file16(of, (char*)pImageData, size,
 393          xsize, ysize, zsize, samplesPerPixel,
 394          bitsAllocated, 100);
 395        }
 396      else
 397        {
 398        std::cerr << "Major pb : bitsStored =" << bitsStored << std::endl;
 399        abort();
 400        }
 401     size_t end = of->tellp();
 402     //static int i = 0;
 403     JpegPair &jp = JpegFragmentSize[i];
 404     jp.second = (uint32_t)(end-beg);
 405     if( ((end-beg) % 2) )
 406       {
 407       of->put( '\0' );
 408       jp.second += 1;
 409       }
 410     assert( !(jp.second % 2) );
 411     //std::cerr << "DIFF: " << i <<" -> " << jp.second << std::endl;
 412     //++i;
 413
 414   //JpegPair &jp = v[0];
 415   //jp.second = 15328;
 416
 417      //userData, UserDataSize);
 418      //     CreateOneFrame(of, pImageData, fragment_size, xsize, ysize, zsize,
 419      //       samplesPerPixel, quality, JpegFragmentSize);
 420      //assert( !(fragment_size % 2) );
 421      pImageData += fragment_size;
 422      }
 423    CloseJpeg(of, JpegFragmentSize);
 424 #if WITHOFFSETTABLE
 425    UpdateBasicOffsetTable(of, JpegFragmentSize, bots);
 426 #endif
 427
 428    size_t of_size = of->str().size();
 429    UserData = new uint8_t[of_size];
 430    memcpy(UserData, of->str().c_str(), of_size);
 431    UserDataSize = of_size;
 432    delete of;
 433 }
 434
 435
 436 //-----------------------------------------------------------------------------
 437 // Protected
 438 //bool PixelWriteConvert::CompressJPEG2000(uint8_t *data, size_t size)
 439 //{
 440 //}
 441
 442 //-----------------------------------------------------------------------------
 443 // Private
 444
 445 //-----------------------------------------------------------------------------
 446 // Print
 447
 448 //-----------------------------------------------------------------------------
 449 } // end namespace gdcm