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 }
 122
 123 #define POINTS_TO_HEAD(ptr) (((head_t*)(ptr))->magic==HEAD_MAGIC)
 124
 125 static inline void link_to(context_t*context, int from, int to)
 126 {
 127     // path compression
 128     void**data = context->group;
 129     int head = to;
 130     assert(data[head]);
 131     while(!POINTS_TO_HEAD(data[head])) {
 132         assert(data[head]!=(void*)&data[head]); // check that we're not in an infinite loop
 133         head=(void**)data[head]-(void**)data;
 134     }
 135     head_t*h = (head_t*)data[head];
 136     int x = from%context->width;
 137     int y = from/context->width;
 138     if(x < h->bbox.xmin) h->bbox.xmin = x;
 139     if(y < h->bbox.ymin) h->bbox.ymin = y;
 140     if(x > h->bbox.xmax) h->bbox.xmax = x;
 141     if(y > h->bbox.ymax) h->bbox.ymax = y;
 142
 143     data[from] = (void*)&data[head];
 144 }
 145 static char ibbox_does_overlap(ibbox_t*b1, ibbox_t*b2)
 146 {
 147     if(b1->xmax < b2->xmin) return 0;
 148     if(b2->xmax < b1->xmin) return 0;
 149     if(b1->ymax < b2->ymin) return 0;
 150     if(b2->ymax < b1->ymin) return 0;
 151     return 1;
 152 }
 153 static void ibbox_expand(ibbox_t*src, ibbox_t*add)
 154 {
 155     if(add->xmin < src->xmin)
 156         src->xmin = add->xmin;
 157     if(add->ymin < src->ymin)
 158         src->ymin = add->ymin;
 159     if(add->xmax > src->xmax)
 160         src->xmax = add->xmax;
 161     if(add->ymax > src->ymax)
 162         src->ymax = add->ymax;
 163 }
 164 static inline void merge(context_t*context, int set1, int set2)
 165 {
 166     void**data = context->group;
 167     assert(data[set1]);
 168     assert(data[set2]);
 169     int head1 = set1;
 170     int head2 = set2;
 171     while(!POINTS_TO_HEAD(data[head1])) {
 172         head1=(void**)data[head1]-(void**)data;
 173     }
 174     while(!POINTS_TO_HEAD(data[head2])) {
 175         head2=(void**)data[head2]-(void**)data;
 176     }
 177     head_t*h1 = (head_t*)data[head1];
 178     head_t*h2 = (head_t*)data[head2];
 179     if(h1==h2)
 180         return;
 181
 182     if(h1->rank>h2->rank) {
 183         h1->rank++;
 184         ibbox_expand(&h1->bbox,&h2->bbox);
 185         data[head2] = (void*)&data[head1];
 186         head_delete(context, h2);
 187     } else {
 188         h2->rank++;
 189         ibbox_expand(&h2->bbox,&h1->bbox);
 190         data[head1] = (void*)&data[head2];
 191         head_delete(context, h1);
 192     }
 193 }
 194
 195 static void** annotate(context_t*context)
 196 {
 197     unsigned char*alpha = context->alpha;
 198     int width = context->width;
 199     int height = context->height;
 200     void** group = rfx_calloc(width*height*sizeof(void*));
 201     context->group = group;
 202     int x,y;
 203
 204     for(x=1;x<width;x++) {
 205         if(alpha[x]) {
 206             if(group[x-1])
 207                 link_to(context,x,x-1);
 208             else
 209                 group[x]=head_new(context,x,0);
 210         }
 211     }
 212     int pos = 0;
 213     for(y=1;y<height;y++) {
 214         pos += width;
 215         if(alpha[pos]) {
 216             if(group[pos-width])
 217                 link_to(context,pos,pos-width);
 218             else
 219                 group[pos]=head_new(context,0,y);
 220         }
 221         for(x=1;x<width;x++) {
 222             /* once this code is stable we should copy&paste it
 223                out of the loop, change the loop end to width-1 and
 224                add the pos-width+1 case */
 225             if(alpha[pos+x]) {
 226                 if(group[pos+x-width]) {
 227                     link_to(context,pos+x,pos+x-width);
 228                     if(group[pos+x-1])
 229                         merge(context,pos+x,pos+x-1);
 230                 } else if(group[pos+x-1]) {
 231                     link_to(context,pos+x,pos+x-1);
 232                 } else if(group[pos+x-width-1]) {
 233                     link_to(context,pos+x,pos+x-width-1);
 234                 } else {
 235                     group[pos+x]=head_new(context,x,y);
 236                 }
 237             }
 238         }
 239     }
 240     return group;
 241 }
 242
 243 static void overlap_bboxes(context_t*context)
 244 {
 245     char changed;
 246     do {
 247         head_t*h1 = context->heads;
 248         changed = 0;
 249         while(h1) {
 250             head_t*next = h1->next;
 251             head_t*h2 = context->heads;
 252             while(h2) {
 253                 if(h1!=h2) {
 254                     if(ibbox_does_overlap(&h1->bbox, &h2->bbox)) {
 255                         merge(context, h1->pos, h2->pos);
 256                         changed = 1;
 257                         break;
 258                     }
 259                 }
 260                 h2 = h2->next;
 261             }
 262             h1 = next;
 263         }
 264     } while(changed);
 265 }
 266
 267 typedef struct _circle_coord {
 268     S16 x,y;
 269 } circle_coord_t;
 270
 271 static int compare_circle_coord(const void *_v1, const void *_v2)
 272 {
 273     circle_coord_t*v1=(circle_coord_t*)_v1;
 274     circle_coord_t*v2=(circle_coord_t*)_v2;
 275     return (v1->x*v1->x + v1->y*v1->y) - (v2->x*v2->x + v2->y*v2->y);
 276 }
 277
 278 static head_t* search_vicinity(context_t*context, head_t*h, int max_radius, double*cos, double*sin)
 279 {
 280     static circle_coord_t*circle_order = 0;
 281     static int circle_order_size = 0;
 282
 283     if(!circle_order) {
 284         circle_order_size = (max_radius*(max_radius+1))/2;
 285         circle_order = malloc(sizeof(circle_coord_t)*circle_order_size);
 286         int x,y;
 287         int i = 0;
 288         for(y=0;y<max_radius;y++) {
 289             for(x=0;x<=y;x++) {
 290                 circle_order[i].x=x;
 291                 circle_order[i].y=y;
 292                 i++;
 293             }
 294         }
 295         assert(i==circle_order_size);
 296         qsort(circle_order, circle_order_size, sizeof(circle_coord_t), compare_circle_coord);
 297     }
 298
 299     int t;
 300     void**data = context->group;
 301     int signx[4] = {-1,1,-1,1};
 302     int signy[4] = {-1,-1,1,1};
 303     for(t=1;t<circle_order_size;t++) {
 304         int xx = circle_order[t].x;
 305         int yy = circle_order[t].y;
 306         int s;
 307         for(s=0;s<4;s++) {
 308             int x=h->x+xx*signx[s];
 309             int y=h->y+yy*signy[s];
 310             if(x>=0 && y>=0 && x<context->width && y<context->height) {
 311                 int pos = y*context->width+x;
 312                 if(data[pos]) {
 313                     while(!POINTS_TO_HEAD(data[pos])) {
 314                         pos=(void**)data[pos]-(void**)data;
 315                     }
 316                     head_t*new_head = (head_t*)data[pos];
 317                     if(new_head != h) {
 318                         return new_head;
 319                     }
 320                 }
 321             }
 322         }
 323     }
 324     return 0;
 325 }
 326
 327 static void fix_small_boxes(context_t*context)
 328 {
 329     double sintab[256];
 330     double costab[256];
 331     int t;
 332     for(t=0;t<256;t++) {
 333         sintab[t] = sin(t*M_PI/128);
 334         costab[t] = cos(t*M_PI/128);
 335     }
 336
 337     head_t*h = context->heads;
 338     while(h) {
 339         h->seen = 0;
 340         h = h->next;
 341     }
 342
 343     char changed;
 344     do {
 345         changed = 0;
 346         head_t*h = context->heads;
 347         while(h) {
 348             head_t*next = h->next;
 349             if(!h->seen) {
 350                 if(h->bbox.xmax - h->bbox.xmin < 32
 351                 || h->bbox.ymax - h->bbox.ymin < 32) {
 352                     head_t*other = search_vicinity(context, h, 64, costab, sintab);
 353                     if(other) {
 354                         merge(context, h->pos, other->pos);
 355                         changed = 1;
 356                         break;
 357                     } else {
 358                         //printf("nothing in the vicinity of %d,%d,%d,%d\n", h->bbox);
 359                         h->seen = 1;
 360                     }
 361                 } /*else {
 362                     printf("area %d,%d,%d,%d is large enough (%dx%d)\n",
 363                             h->bbox.xmin,
 364                             h->bbox.ymin,
 365                             h->bbox.xmax,
 366                             h->bbox.ymax,
 367                             h->bbox.xmax - h->bbox.xmin,
 368                             h->bbox.ymax - h->bbox.ymin);
 369                 } */
 370             }
 371             h = next;
 372         }
 373     } while(changed);
 374 }
 375
 376 static void display(context_t*context)
 377 {
 378     int width = context->width;
 379     int height = context->height;
 380     void**group = context->group;
 381
 382     int x,y;
 383     for(y=0;y<height;y++) {
 384         for(x=0;x<width;x++) {
 385             if(!group[y*width+x]) {
 386                 printf(" -- ");
 387             } else if(POINTS_TO_HEAD(group[y*width+x])) {
 388                 printf("g%02d ", ((head_t*)group[y*width+x])->nr);
 389             } else {
 390                 printf("x%02d ", (void**)group[y*width+x]-(void**)group);
 391             }
 392         }
 393         printf("\n");
 394     }
 395
 396     head_t*h = context->heads;
 397     while(h) {
 398         printf("head: %d\n", h->nr);
 399         printf(" pos: %d/%d\n", h->pos%width, h->pos/width);
 400         printf(" bbox: [%d/%d,%d/%d]\n", h->bbox.xmin, h->bbox.ymin, h->bbox.xmax, h->bbox.ymax);
 401         h = h->next;
 402     }
 403 }
 404
 405 ibbox_t*get_bitmap_bboxes(unsigned char*alpha, int width, int height)
 406 {
 407     int size = width*height;
 408     if(width<=1 || height<=1)
 409         return get_bitmap_bboxes_simple(alpha, width, height);
 410
 411     context_t context;
 412     context.alpha = alpha;
 413     context.width = width;
 414     context.height = height;
 415     context.heads = 0;
 416     context.count = 1;
 417
 418     void**group = annotate(&context);
 419     fix_small_boxes(&context);
 420     overlap_bboxes(&context);
 421 #ifdef MAIN
 422     display(&context);
 423 #endif
 424
 425     ibbox_t*bboxes = 0;
 426
 427     head_t*h = context.heads;
 428     while(h) {
 429         head_t*next = h->next;
 430         ibbox_t*bbox = malloc(sizeof(ibbox_t));
 431         memcpy(bbox, &h->bbox, sizeof(ibbox_t));
 432
 433         /* ibbox_t defines the open upper bound */
 434         bbox->xmax++;
 435         bbox->ymax++;
 436
 437         bbox->next = bboxes;
 438         bboxes = bbox;
 439         free(h);
 440         h = next;
 441     }
 442     free(context.group);
 443     return bboxes;
 444 }
 445
 446 #ifdef MAIN
 447 int main(int argn, char*argv[])
 448 {
 449     unsigned char alpha[8*8]=
 450         "\0\0\1\0\0\0\0\0"
 451         "\1\0\0\1\0\1\0\0"
 452         "\0\0\0\0\0\0\1\0"
 453         "\0\0\1\0\1\0\0\0"
 454         "\1\0\1\0\1\0\0\0"
 455         "\1\0\1\1\1\0\0\1"
 456         "\1\0\0\0\0\0\1\0"
 457         "\1\1\1\0\0\0\0\0";
 458
 459     get_bitmap_bboxes(alpha, 8,8);
 460 }
 461 #endif