lib/pdf/bbox.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <memory.h>
   4 #include <math.h>
   5 #include <assert.h>
   6 #include "../types.h"
   7 #include "../mem.h"
   8
   9 typedef struct _ibbox {
  10     int xmin,ymin,xmax,ymax;
  11     struct _ibbox*next;
  12 } ibbox_t;
  13
  14 ibbox_t* ibbox_new(int x1, int y1, int x2, int y2)
  15 {
  16     ibbox_t*b = (ibbox_t*)rfx_calloc(sizeof(ibbox_t));
  17     b->xmin = x1;
  18     b->ymin = y1;
  19     b->xmax = x2;
  20     b->ymax = y2;
  21     return b;
  22 }
  23
  24 void ibbox_destroy(ibbox_t*b)
  25 {
  26     while(b) {
  27         ibbox_t*next = b->next;
  28         free(b);
  29         b = next;
  30     }
  31 }
  32
  33 ibbox_t*get_bitmap_bboxes_simple(unsigned char*alpha, int width, int height)
  34 {
  35     int ymin = -1;
  36     int ymax = -1;
  37     int xmin = width;
  38     int xmax = 0;
  39
  40     int x,y;
  41     for(y=0;y<height;y++) {
  42         unsigned char*a = &alpha[y*width];
  43         for(x=0;x<width;x++) {
  44             if(a[x]) break;
  45         }
  46         int left = x; //first occupied pixel from left
  47         int right = x+1; //last non-occupied pixel from right
  48         for(;x<width;x++) {
  49             if(a[x]) right=x+1;
  50         }
  51
  52         if(left!=width) {
  53             if(ymin<0)
  54                 ymin=y;
  55             ymax=y+1;
  56             if(left<xmin) xmin = left;
  57             if(right>xmax) xmax = right;
  58         }
  59     }
  60     ibbox_t* bbox = 0;
  61     if(xmin<xmax || ymin<ymax) {
  62         bbox = ibbox_new(xmin, ymin, xmax, ymax);
  63     }
  64     return bbox;
  65 }
  66
  67 typedef struct _head {
  68     ptroff_t magic;
  69     ibbox_t bbox;
  70     int nr;
  71     int pos;
  72     int rank;
  73     int x,y;
  74     char seen;
  75     struct _head*next;
  76     struct _head*prev;
  77 } head_t;
  78
  79 typedef struct _context {
  80     void**group;
  81     unsigned char*alpha;
  82     int width;
  83     int height;
  84     head_t*heads;
  85     int count;
  86 } context_t;
  87
  88 #define HEAD_MAGIC ((ptroff_t)-1)
  89
  90 static head_t*head_new(context_t*context, int x, int y)
  91 {
  92     int pos = context->width*y+x;
  93     head_t*h = rfx_calloc(sizeof(head_t));
  94     h->magic = HEAD_MAGIC;
  95     h->nr = context->count++;
  96     h->pos = pos;
  97     h->x = x;
  98     h->y = y;
  99     h->bbox.xmin = h->bbox.xmax = x;
 100     h->bbox.ymin = h->bbox.ymax = y;
 101     h->next = context->heads;
 102     context->heads = h;
 103     if(h->next) {
 104         h->next->prev = h;
 105     }
 106     return h;
 107 }
 108
 109 static void head_delete(context_t*context, head_t*h)
 110 {
 111     if(h->prev) {
 112         h->prev->next = h->next;
 113     }
 114     if(h->next) {
 115         h->next->prev = h->prev;
 116     }
 117     if(h==context->heads) {
 118         assert(!h->prev);
 119         context->heads = h->next;
 120     }
 121     free(h);
 122 }
 123
 124 #define POINTS_TO_HEAD(ptr) (((head_t*)(ptr))->magic==HEAD_MAGIC)
 125
 126 static inline void link_to(context_t*context, int from, int to)
 127 {
 128     // path compression
 129     void**data = context->group;
 130     int head = to;
 131     assert(data[head]);
 132     while(!POINTS_TO_HEAD(data[head])) {
 133         assert(data[head]!=(void*)&data[head]); // check that we're not in an infinite loop
 134         head=(void**)data[head]-(void**)data;
 135     }
 136     head_t*h = (head_t*)data[head];
 137     int x = from%context->width;
 138     int y = from/context->width;
 139     if(x < h->bbox.xmin) h->bbox.xmin = x;
 140     if(y < h->bbox.ymin) h->bbox.ymin = y;
 141     if(x > h->bbox.xmax) h->bbox.xmax = x;
 142     if(y > h->bbox.ymax) h->bbox.ymax = y;
 143
 144     data[from] = (void*)&data[head];
 145 }
 146 static char ibbox_does_overlap(ibbox_t*b1, ibbox_t*b2)
 147 {
 148     if(b1->xmax < b2->xmin) return 0;
 149     if(b2->xmax < b1->xmin) return 0;
 150     if(b1->ymax < b2->ymin) return 0;
 151     if(b2->ymax < b1->ymin) return 0;
 152     return 1;
 153 }
 154 static void ibbox_expand(ibbox_t*src, ibbox_t*add)
 155 {
 156     if(add->xmin < src->xmin)
 157         src->xmin = add->xmin;
 158     if(add->ymin < src->ymin)
 159         src->ymin = add->ymin;
 160     if(add->xmax > src->xmax)
 161         src->xmax = add->xmax;
 162     if(add->ymax > src->ymax)
 163         src->ymax = add->ymax;
 164 }
 165 static inline void merge(context_t*context, int set1, int set2)
 166 {
 167     void**data = context->group;
 168     assert(data[set1]);
 169     assert(data[set2]);
 170     int head1 = set1;
 171     int head2 = set2;
 172     while(!POINTS_TO_HEAD(data[head1])) {
 173         head1=(void**)data[head1]-(void**)data;
 174     }
 175     while(!POINTS_TO_HEAD(data[head2])) {
 176         head2=(void**)data[head2]-(void**)data;
 177     }
 178     head_t*h1 = (head_t*)data[head1];
 179     head_t*h2 = (head_t*)data[head2];
 180     if(h1==h2)
 181         return;
 182
 183     if(h1->rank>h2->rank) {
 184         h1->rank++;
 185         ibbox_expand(&h1->bbox,&h2->bbox);
 186         data[head2] = (void*)&data[head1];
 187         head_delete(context, h2);
 188     } else {
 189         h2->rank++;
 190         ibbox_expand(&h2->bbox,&h1->bbox);
 191         data[head1] = (void*)&data[head2];
 192         head_delete(context, h1);
 193     }
 194 }
 195
 196 static void** annotate(context_t*context)
 197 {
 198     unsigned char*alpha = context->alpha;
 199     int width = context->width;
 200     int height = context->height;
 201     void** group = rfx_calloc(width*height*sizeof(void*));
 202     context->group = group;
 203     int x,y;
 204
 205     for(x=1;x<width;x++) {
 206         if(alpha[x]) {
 207             if(group[x-1])
 208                 link_to(context,x,x-1);
 209             else
 210                 group[x]=head_new(context,x,0);
 211         }
 212     }
 213     int pos = 0;
 214     for(y=1;y<height;y++) {
 215         pos += width;
 216         if(alpha[pos]) {
 217             if(group[pos-width])
 218                 link_to(context,pos,pos-width);
 219             else
 220                 group[pos]=head_new(context,0,y);
 221         }
 222         for(x=1;x<width;x++) {
 223             /* once this code is stable we should copy&paste it
 224                out of the loop, change the loop end to width-1 and
 225                add the pos-width+1 case */
 226             if(alpha[pos+x]) {
 227                 if(group[pos+x-width]) {
 228                     link_to(context,pos+x,pos+x-width);
 229                     if(group[pos+x-1])
 230                         merge(context,pos+x,pos+x-1);
 231                 } else if(group[pos+x-1]) {
 232                     link_to(context,pos+x,pos+x-1);
 233                 } else if(group[pos+x-width-1]) {
 234                     link_to(context,pos+x,pos+x-width-1);
 235                 } else {
 236                     group[pos+x]=head_new(context,x,y);
 237                 }
 238             }
 239         }
 240     }
 241     return group;
 242 }
 243
 244 static void overlap_bboxes(context_t*context)
 245 {
 246     char changed;
 247     do {
 248         head_t*h1 = context->heads;
 249         changed = 0;
 250         while(h1) {
 251             head_t*next = h1->next;
 252             head_t*h2 = context->heads;
 253             while(h2) {
 254                 if(h1!=h2) {
 255                     if(ibbox_does_overlap(&h1->bbox, &h2->bbox)) {
 256                         merge(context, h1->pos, h2->pos);
 257                         changed = 1;
 258                         break;
 259                     }
 260                 }
 261                 h2 = h2->next;
 262             }
 263             h1 = next;
 264         }
 265     } while(changed);
 266 }
 267
 268 typedef struct _circle_coord {
 269     S16 x,y;
 270 } circle_coord_t;
 271
 272 static int compare_circle_coord(const void *_v1, const void *_v2)
 273 {
 274     circle_coord_t*v1=(circle_coord_t*)_v1;
 275     circle_coord_t*v2=(circle_coord_t*)_v2;
 276     return (v1->x*v1->x + v1->y*v1->y) - (v2->x*v2->x + v2->y*v2->y);
 277 }
 278
 279 static head_t* search_vicinity(context_t*context, head_t*h, int max_radius, double*cos, double*sin)
 280 {
 281     static circle_coord_t*circle_order = 0;
 282     static int circle_order_size = 0;
 283
 284     if(!circle_order) {
 285         circle_order_size = (max_radius*(max_radius+1))/2;
 286         circle_order = malloc(sizeof(circle_coord_t)*circle_order_size);
 287         int x,y;
 288         int i = 0;
 289         for(y=0;y<max_radius;y++) {
 290             for(x=0;x<=y;x++) {
 291                 circle_order[i].x=x;
 292                 circle_order[i].y=y;
 293                 i++;
 294             }
 295         }
 296         assert(i==circle_order_size);
 297         qsort(circle_order, circle_order_size, sizeof(circle_coord_t), compare_circle_coord);
 298     }
 299
 300     int t;
 301     void**data = context->group;
 302     int signx[4] = {-1,1,-1,1};
 303     int signy[4] = {-1,-1,1,1};
 304     for(t=1;t<circle_order_size;t++) {
 305         int xx = circle_order[t].x;
 306         int yy = circle_order[t].y;
 307         int s;
 308         for(s=0;s<4;s++) {
 309             int x=h->x+xx*signx[s];
 310             int y=h->y+yy*signy[s];
 311             if(x>=0 && y>=0 && x<context->width && y<context->height) {
 312                 int pos = y*context->width+x;
 313                 if(data[pos]) {
 314                     while(!POINTS_TO_HEAD(data[pos])) {
 315                         pos=(void**)data[pos]-(void**)data;
 316                     }
 317                     head_t*new_head = (head_t*)data[pos];
 318                     if(new_head != h) {
 319                         return new_head;
 320                     }
 321                 }
 322             }
 323         }
 324     }
 325     return 0;
 326 }
 327
 328 static void fix_small_boxes(context_t*context)
 329 {
 330     double sintab[256];
 331     double costab[256];
 332     int t;
 333     for(t=0;t<256;t++) {
 334         sintab[t] = sin(t*M_PI/128);
 335         costab[t] = cos(t*M_PI/128);
 336     }
 337
 338     head_t*h = context->heads;
 339     while(h) {
 340         h->seen = 0;
 341         h = h->next;
 342     }
 343
 344     char changed;
 345     do {
 346         changed = 0;
 347         head_t*h = context->heads;
 348         while(h) {
 349             head_t*next = h->next;
 350             if(!h->seen) {
 351                 if(h->bbox.xmax - h->bbox.xmin < 32
 352                 || h->bbox.ymax - h->bbox.ymin < 32) {
 353                     head_t*other = search_vicinity(context, h, 64, costab, sintab);
 354                     if(other) {
 355                         merge(context, h->pos, other->pos);
 356                         changed = 1;
 357                         break;
 358                     } else {
 359                         //printf("nothing in the vicinity of %d,%d,%d,%d\n", h->bbox);
 360                         h->seen = 1;
 361                     }
 362                 } /*else {
 363                     printf("area %d,%d,%d,%d is large enough (%dx%d)\n",
 364                             h->bbox.xmin,
 365                             h->bbox.ymin,
 366                             h->bbox.xmax,
 367                             h->bbox.ymax,
 368                             h->bbox.xmax - h->bbox.xmin,
 369                             h->bbox.ymax - h->bbox.ymin);
 370                 } */
 371             }
 372             h = next;
 373         }
 374     } while(changed);
 375 }
 376
 377 static void display(context_t*context)
 378 {
 379     int width = context->width;
 380     int height = context->height;
 381     void**group = context->group;
 382
 383     int x,y;
 384     for(y=0;y<height;y++) {
 385         for(x=0;x<width;x++) {
 386             if(!group[y*width+x]) {
 387                 printf(" -- ");
 388             } else if(POINTS_TO_HEAD(group[y*width+x])) {
 389                 printf("g%02d ", ((head_t*)group[y*width+x])->nr);
 390             } else {
 391                 printf("x%02d ", (void**)group[y*width+x]-(void**)group);
 392             }
 393         }
 394         printf("\n");
 395     }
 396
 397     head_t*h = context->heads;
 398     while(h) {
 399         printf("head: %d\n", h->nr);
 400         printf(" pos: %d/%d\n", h->pos%width, h->pos/width);
 401         printf(" bbox: [%d/%d,%d/%d]\n", h->bbox.xmin, h->bbox.ymin, h->bbox.xmax, h->bbox.ymax);
 402         h = h->next;
 403     }
 404 }
 405
 406 ibbox_t*get_bitmap_bboxes(unsigned char*alpha, int width, int height)
 407 {
 408     int size = width*height;
 409     if(width<=1 || height<=1)
 410         return get_bitmap_bboxes_simple(alpha, width, height);
 411
 412     context_t context;
 413     context.alpha = alpha;
 414     context.width = width;
 415     context.height = height;
 416     context.heads = 0;
 417     context.count = 1;
 418
 419     void**group = annotate(&context);
 420     fix_small_boxes(&context);
 421     overlap_bboxes(&context);
 422 #ifdef MAIN
 423     display(&context);
 424 #endif
 425
 426     ibbox_t*bboxes = 0;
 427
 428     head_t*h = context.heads;
 429     while(h) {
 430         head_t*next = h->next;
 431         ibbox_t*bbox = malloc(sizeof(ibbox_t));
 432         memcpy(bbox, &h->bbox, sizeof(ibbox_t));
 433
 434         /* ibbox_t defines the open upper bound */
 435         bbox->xmax++;
 436         bbox->ymax++;
 437
 438         bbox->next = bboxes;
 439         bboxes = bbox;
 440         free(h);
 441         h = next;
 442     }
 443     free(context.group);
 444     return bboxes;
 445 }
 446
 447 #ifdef MAIN
 448 int main(int argn, char*argv[])
 449 {
 450     unsigned char alpha[8*8]=
 451         "\0\0\1\0\0\0\0\0"
 452         "\1\0\0\1\0\1\0\0"
 453         "\0\0\0\0\0\0\1\0"
 454         "\0\0\1\0\1\0\0\0"
 455         "\1\0\1\0\1\0\0\0"
 456         "\1\0\1\1\1\0\0\1"
 457         "\1\0\0\0\0\0\1\0"
 458         "\1\1\1\0\0\0\0\0";
 459
 460     get_bitmap_bboxes(alpha, 8,8);
 461 }
 462 #endif