liuxiaolong
2021-07-20 58d904a328c0d849769b483e901a0be9426b8209
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
//
// Copyright 2005-2007 Adobe Systems Incorporated
//
// Distributed under the Boost Software License, Version 1.0
// See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at
// http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt
//
#ifndef BOOST_GIL_IMAGE_HPP
#define BOOST_GIL_IMAGE_HPP
 
#include <boost/gil/algorithm.hpp>
#include <boost/gil/image_view.hpp>
#include <boost/gil/metafunctions.hpp>
#include <boost/gil/detail/mp11.hpp>
 
#include <boost/assert.hpp>
#include <boost/core/exchange.hpp>
 
#include <cstddef>
#include <memory>
#include <utility>
#include <type_traits>
 
namespace boost { namespace gil {
 
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// \ingroup ImageModel PixelBasedModel
/// \brief container interface over image view. Models ImageConcept, PixelBasedConcept
///
/// A 2D container whose elements are pixels. It is templated over the pixel type, a boolean
/// indicating whether it should be planar, and an optional allocator.
///
/// Note that its element type does not have to be a pixel. \p image can be instantiated with any Regular element,
/// in which case it models the weaker RandomAccess2DImageConcept and does not model PixelBasedConcept
///
/// When recreating an image of the same or smaller size the memory will be reused if possible.
///
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
template< typename Pixel, bool IsPlanar = false, typename Alloc=std::allocator<unsigned char> >
class image
{
public:
#if defined(BOOST_NO_CXX11_ALLOCATOR)
    using allocator_type = typename Alloc::template rebind<unsigned char>::other;
#else
    using allocator_type = typename std::allocator_traits<Alloc>::template rebind_alloc<unsigned char>;
#endif
    using view_t = typename view_type_from_pixel<Pixel, IsPlanar>::type;
    using const_view_t = typename view_t::const_t;
    using point_t = typename view_t::point_t;
    using coord_t = typename view_t::coord_t;
    using value_type = typename view_t::value_type;
    using x_coord_t = coord_t;
    using y_coord_t = coord_t;
 
    const point_t&          dimensions()            const { return _view.dimensions(); }
    x_coord_t               width()                 const { return _view.width(); }
    y_coord_t               height()                const { return _view.height(); }
 
    explicit image(std::size_t alignment=0,
                   const Alloc alloc_in = Alloc()) :
        _memory(nullptr), _align_in_bytes(alignment), _alloc(alloc_in), _allocated_bytes( 0 ) {}
 
    // Create with dimensions and optional initial value and alignment
    image(const point_t& dimensions,
          std::size_t alignment=0,
          const Alloc alloc_in = Alloc()) : _memory(nullptr), _align_in_bytes(alignment), _alloc(alloc_in)
                                          , _allocated_bytes( 0 )
    {
        allocate_and_default_construct(dimensions);
    }
 
    image(x_coord_t width, y_coord_t height,
          std::size_t alignment=0,
          const Alloc alloc_in = Alloc()) : _memory(nullptr), _align_in_bytes(alignment), _alloc(alloc_in)
                                          , _allocated_bytes( 0 )
    {
        allocate_and_default_construct(point_t(width,height));
    }
 
    image(const point_t& dimensions,
          const Pixel& p_in,
          std::size_t alignment = 0,
          const Alloc alloc_in = Alloc())  : _memory(nullptr), _align_in_bytes(alignment), _alloc(alloc_in)
                                           , _allocated_bytes( 0 )
    {
        allocate_and_fill(dimensions, p_in);
    }
 
    image(x_coord_t width, y_coord_t height,
          const Pixel& p_in,
          std::size_t alignment = 0,
          const Alloc alloc_in = Alloc())  : _memory(nullptr), _align_in_bytes(alignment), _alloc(alloc_in)
                                           , _allocated_bytes ( 0 )
    {
        allocate_and_fill(point_t(width,height),p_in);
    }
 
    image(const image& img) : _memory(nullptr), _align_in_bytes(img._align_in_bytes), _alloc(img._alloc)
                            , _allocated_bytes( img._allocated_bytes )
    {
        allocate_and_copy(img.dimensions(),img._view);
    }
 
    template <typename P2, bool IP2, typename Alloc2>
    image(const image<P2,IP2,Alloc2>& img) : _memory(nullptr), _align_in_bytes(img._align_in_bytes), _alloc(img._alloc)
                                           , _allocated_bytes( img._allocated_bytes )
    {
       allocate_and_copy(img.dimensions(),img._view);
    }
 
    // TODO Optimization: use noexcept (requires _view to be nothrow copy constructible)
    image(image&& img) :
      _view(img._view),
      _memory(img._memory),
      _align_in_bytes(img._align_in_bytes),
      _alloc(std::move(img._alloc)),
      _allocated_bytes(img._allocated_bytes)
    {
        img._view = view_t();
        img._memory = nullptr;
        img._align_in_bytes = 0;
        img._allocated_bytes = 0;
    }
 
    image& operator=(const image& img)
    {
        if (dimensions() == img.dimensions())
            copy_pixels(img._view,_view);
        else
        {
            image tmp(img);
            swap(tmp);
        }
        return *this;
    }
 
    template <typename Img>
    image& operator=(const Img& img)
    {
        if (dimensions() == img.dimensions())
            copy_pixels(img._view,_view);
        else
        {
            image tmp(img);
            swap(tmp);
        }
        return *this;
    }
 
  private:
      using propagate_allocators = std::true_type;
      using no_propagate_allocators = std::false_type;
 
      template <class Alloc2>
      using choose_pocma = typename std::conditional<
          // TODO: Use std::allocator_traits<Allocator>::is_always_equal if available
          std::is_empty<Alloc2>::value,
          std::true_type,
          typename std::allocator_traits<Alloc2>::propagate_on_container_move_assignment::type
      >::type;
 
      static void exchange_memory(image& lhs, image& rhs)
      {
          lhs._memory = boost::exchange(rhs._memory, nullptr);
          lhs._align_in_bytes = boost::exchange(rhs._align_in_bytes, 0);
          lhs._allocated_bytes = boost::exchange(rhs._allocated_bytes, 0);
          lhs._view = boost::exchange(rhs._view, image::view_t{});
      };
 
      void move_assign(image& img, propagate_allocators) noexcept {
          // non-sticky allocator, can adopt the memory, fast
          destruct_pixels(_view);
          this->deallocate();
          this->_alloc = img._alloc;
          exchange_memory(*this, img);
      }
 
      void move_assign(image& img, no_propagate_allocators) {
          if (_alloc == img._alloc) {
              // allocator stuck to the rhs, but it's equivalent of ours, we can still adopt the memory
              destruct_pixels(_view);
              this->deallocate();
              exchange_memory(*this, img);
          } else {
              // cannot propagate the allocator and cannot adopt the memory
              if (img._memory)
              {
                  allocate_and_copy(img.dimensions(), img._view);
                  destruct_pixels(img._view);
                  img.deallocate();
                  img._view = image::view_t{};
              }
              else
              {
                  destruct_pixels(this->_view);
                  this->deallocate();
                  this->_view = view_t{};
              }
          }
      }
 
  public:
      // TODO: Use noexcept(noexcept(move_assign(img, choose_pocma<allocator_type>{})))
      // But https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=52869 prevents it (fixed in GCC > 9)
      image& operator=(image&& img) {
          if (this != std::addressof(img))
              // Use rebinded alloc to choose pocma
              move_assign(img, choose_pocma<allocator_type>{});
 
          return *this;
      }
 
    ~image()
    {
        destruct_pixels(_view);
        deallocate();
    }
 
    Alloc&       allocator() { return _alloc; }
    Alloc const& allocator() const { return _alloc; }
 
    void swap(image& img) // required by MutableContainerConcept
    {
        using std::swap;
        swap(_align_in_bytes,  img._align_in_bytes);
        swap(_memory,          img._memory);
        swap(_view,            img._view);
        swap(_alloc,           img._alloc);
        swap(_allocated_bytes, img._allocated_bytes );
    }
 
    /////////////////////
    // recreate
    /////////////////////
 
    // without Allocator
    void recreate(const point_t& dims, std::size_t alignment = 0)
    {
        if (dims == _view.dimensions() && _align_in_bytes == alignment)
            return;
 
        _align_in_bytes = alignment;
 
        if (_allocated_bytes >= total_allocated_size_in_bytes(dims))
        {
            destruct_pixels(_view);
            create_view(dims, std::integral_constant<bool, IsPlanar>());
            default_construct_pixels(_view);
        }
        else
        {
            image tmp(dims, alignment);
            swap(tmp);
        }
    }
 
    void recreate(x_coord_t width, y_coord_t height, std::size_t alignment = 0)
    {
        recreate(point_t(width, height), alignment);
    }
 
    void recreate(const point_t& dims, const Pixel& p_in, std::size_t alignment = 0)
    {
        if (dims == _view.dimensions() && _align_in_bytes == alignment)
            return;
 
        _align_in_bytes = alignment;
 
        if (_allocated_bytes >= total_allocated_size_in_bytes(dims))
        {
            destruct_pixels(_view);
            create_view(dims, typename std::integral_constant<bool, IsPlanar>());
            uninitialized_fill_pixels(_view, p_in);
        }
        else
        {
            image tmp(dims, p_in, alignment);
            swap(tmp);
        }
    }
 
    void recreate( x_coord_t width, y_coord_t height, const Pixel& p_in, std::size_t alignment = 0 )
    {
        recreate( point_t( width, height ), p_in, alignment );
    }
 
    // with Allocator
    void recreate(const point_t& dims, std::size_t alignment, const Alloc alloc_in)
    {
        if (dims == _view.dimensions() && _align_in_bytes == alignment && alloc_in == _alloc)
            return;
 
        _align_in_bytes = alignment;
 
        if (_allocated_bytes >= total_allocated_size_in_bytes(dims))
        {
            destruct_pixels(_view);
            create_view(dims, std::integral_constant<bool, IsPlanar>());
            default_construct_pixels(_view);
        }
        else
        {
            image tmp(dims, alignment, alloc_in);
            swap(tmp);
        }
    }
 
    void recreate(x_coord_t width, y_coord_t height, std::size_t alignment, const Alloc alloc_in)
    {
        recreate(point_t(width, height), alignment, alloc_in);
    }
 
    void recreate(const point_t& dims, const Pixel& p_in, std::size_t alignment, const Alloc alloc_in)
    {
        if (dims == _view.dimensions() && _align_in_bytes == alignment && alloc_in == _alloc)
            return;
 
        _align_in_bytes = alignment;
 
        if (_allocated_bytes >= total_allocated_size_in_bytes(dims))
        {
            destruct_pixels(_view);
            create_view(dims, std::integral_constant<bool, IsPlanar>());
            uninitialized_fill_pixels(_view, p_in);
        }
        else
        {
            image tmp(dims, p_in, alignment, alloc_in);
            swap(tmp);
        }
    }
 
    void recreate(x_coord_t width, y_coord_t height, const Pixel& p_in, std::size_t alignment, const Alloc alloc_in )
    {
        recreate(point_t(width, height), p_in, alignment, alloc_in);
    }
 
    view_t       _view;      // contains pointer to the pixels, the image size and ways to navigate pixels
    
    // for construction from other type
    template <typename P2, bool IP2, typename Alloc2> friend class image;
private:
    unsigned char* _memory;
    std::size_t    _align_in_bytes;
    allocator_type _alloc;
 
    std::size_t _allocated_bytes;
 
    void allocate_and_default_construct(point_t const& dimensions)
    {
        try
        {
            allocate_(dimensions, std::integral_constant<bool, IsPlanar>());
            default_construct_pixels(_view);
        }
        catch (...) { deallocate(); throw; }
    }
 
    void allocate_and_fill(const point_t& dimensions, Pixel const& p_in)
    {
        try
        {
            allocate_(dimensions, std::integral_constant<bool, IsPlanar>());
            uninitialized_fill_pixels(_view, p_in);
        }
        catch(...) { deallocate(); throw; }
    }
 
    template <typename View>
    void allocate_and_copy(const point_t& dimensions, View const& v)
    {
        try
        {
            allocate_(dimensions, std::integral_constant<bool, IsPlanar>());
            uninitialized_copy_pixels(v, _view);
        }
        catch(...) { deallocate(); throw; }
    }
 
    void deallocate()
    {
        if (_memory && _allocated_bytes > 0)
            _alloc.deallocate(_memory, _allocated_bytes);
    }
 
    std::size_t is_planar_impl(
        std::size_t const size_in_units,
        std::size_t const channels_in_image,
        std::true_type) const
    {
        return size_in_units * channels_in_image;
    }
 
    std::size_t is_planar_impl(
        std::size_t const size_in_units,
        std::size_t const,
        std::false_type) const
    {
        return size_in_units;
    }
 
    std::size_t total_allocated_size_in_bytes(point_t const& dimensions) const
    {
        using x_iterator = typename view_t::x_iterator;
 
        // when value_type is a non-pixel, like int or float, num_channels< ... > doesn't work.
        constexpr std::size_t _channels_in_image =
            std::conditional
            <
                is_pixel<value_type>::value,
                num_channels<view_t>,
                std::integral_constant<std::size_t, 1>
            >::type::value;
 
        std::size_t size_in_units = is_planar_impl(
            get_row_size_in_memunits(dimensions.x) * dimensions.y,
            _channels_in_image,
            std::integral_constant<bool, IsPlanar>());
 
        // return the size rounded up to the nearest byte
        return ( size_in_units + byte_to_memunit< x_iterator >::value - 1 )
            / byte_to_memunit<x_iterator>::value
            + ( _align_in_bytes > 0 ? _align_in_bytes - 1 : 0 ); // add extra padding in case we need to align the first image pixel
    }
 
    std::size_t get_row_size_in_memunits(x_coord_t width) const {   // number of units per row
        std::size_t size_in_memunits = width*memunit_step(typename view_t::x_iterator());
        if (_align_in_bytes>0) {
            std::size_t alignment_in_memunits=_align_in_bytes*byte_to_memunit<typename view_t::x_iterator>::value;
            return align(size_in_memunits, alignment_in_memunits);
        }
        return size_in_memunits;
    }
 
    void allocate_(point_t const& dimensions, std::false_type)
    {
        // if it throws and _memory!=0 the client must deallocate _memory
        _allocated_bytes = total_allocated_size_in_bytes(dimensions);
        _memory=_alloc.allocate( _allocated_bytes );
 
        unsigned char* tmp=(_align_in_bytes>0) ? (unsigned char*)align((std::size_t)_memory,_align_in_bytes) : _memory;
        _view=view_t(dimensions,typename view_t::locator(typename view_t::x_iterator(tmp), get_row_size_in_memunits(dimensions.x)));
 
        BOOST_ASSERT(_view.width() == dimensions.x);
        BOOST_ASSERT(_view.height() == dimensions.y);
    }
 
    void allocate_(point_t const& dimensions, std::true_type)
    {
        // if it throws and _memory!=0 the client must deallocate _memory
        std::size_t row_size=get_row_size_in_memunits(dimensions.x);
        std::size_t plane_size=row_size*dimensions.y;
 
        _allocated_bytes = total_allocated_size_in_bytes( dimensions );
 
        _memory = _alloc.allocate( _allocated_bytes );
 
        unsigned char* tmp=(_align_in_bytes>0) ? (unsigned char*)align((std::size_t)_memory,_align_in_bytes) : _memory;
        typename view_t::x_iterator first;
        for (std::size_t i = 0; i < num_channels<view_t>::value; ++i)
        {
            dynamic_at_c(first, i) = (typename channel_type<view_t>::type*)tmp;
            memunit_advance(dynamic_at_c(first, i), static_cast<std::ptrdiff_t>(plane_size * i));
        }
        _view=view_t(dimensions, typename view_t::locator(first, row_size));
 
        BOOST_ASSERT(_view.width() == dimensions.x);
        BOOST_ASSERT(_view.height() == dimensions.y);
    }
 
    void create_view(point_t const& dims, std::true_type) // is planar
    {
        std::size_t row_size=get_row_size_in_memunits(dims.x);
        std::size_t plane_size=row_size*dims.y;
 
        unsigned char* tmp = ( _align_in_bytes > 0 ) ? (unsigned char*) align( (std::size_t) _memory
                                                                             ,_align_in_bytes
                                                                             )
                                                     : _memory;
        typename view_t::x_iterator first;
 
        for (std::size_t i = 0; i < num_channels<view_t>::value; ++i)
        {
            dynamic_at_c(first, i) = (typename channel_type<view_t>::type*)tmp;
            memunit_advance(dynamic_at_c(first, i), static_cast<std::ptrdiff_t>(plane_size * i));
        }
 
        _view = view_t(dims, typename view_t::locator(first, row_size));
 
        BOOST_ASSERT(_view.width() == dims.x);
        BOOST_ASSERT(_view.height() == dims.y);
    }
 
    void create_view(point_t const& dims, std::false_type) // is planar
    {
        unsigned char* tmp = ( _align_in_bytes > 0 ) ? ( unsigned char* ) align( (std::size_t) _memory
                                                                               , _align_in_bytes
                                                                               )
                                                     : _memory;
 
        _view = view_t( dims
                      , typename view_t::locator( typename view_t::x_iterator( tmp )
                                                , get_row_size_in_memunits( dims.x )
                                                )
                      );
 
        BOOST_ASSERT(_view.width() == dims.x);
        BOOST_ASSERT(_view.height() == dims.y);
    }
};
 
template <typename Pixel, bool IsPlanar, typename Alloc>
void swap(image<Pixel, IsPlanar, Alloc>& im1,image<Pixel, IsPlanar, Alloc>& im2)
{
    im1.swap(im2);
}
 
template <typename Pixel1, bool IsPlanar1, typename Alloc1, typename Pixel2, bool IsPlanar2, typename Alloc2>
bool operator==(const image<Pixel1,IsPlanar1,Alloc1>& im1,const image<Pixel2,IsPlanar2,Alloc2>& im2)
{
    if ((void*)(&im1)==(void*)(&im2)) return true;
    if (const_view(im1).dimensions()!=const_view(im2).dimensions()) return false;
    return equal_pixels(const_view(im1),const_view(im2));
}
template <typename Pixel1, bool IsPlanar1, typename Alloc1, typename Pixel2, bool IsPlanar2, typename Alloc2>
bool operator!=(const image<Pixel1,IsPlanar1,Alloc1>& im1,const image<Pixel2,IsPlanar2,Alloc2>& im2) {return !(im1==im2);}
 
///@{
/// \name view, const_view
/// \brief Get an image view from an image
 
/// \ingroup ImageModel
 
/// \brief Returns the non-constant-pixel view of an image
template <typename Pixel, bool IsPlanar, typename Alloc> inline
const typename image<Pixel,IsPlanar,Alloc>::view_t& view(image<Pixel,IsPlanar,Alloc>& img) { return img._view; }
 
/// \brief Returns the constant-pixel view of an image
template <typename Pixel, bool IsPlanar, typename Alloc> inline
const typename image<Pixel,IsPlanar,Alloc>::const_view_t const_view(const image<Pixel,IsPlanar,Alloc>& img)
{
    return static_cast<const typename image<Pixel,IsPlanar,Alloc>::const_view_t>(img._view);
}
///@}
 
/////////////////////////////
//  PixelBasedConcept
/////////////////////////////
 
template <typename Pixel, bool IsPlanar, typename Alloc>
struct channel_type<image<Pixel, IsPlanar, Alloc>> : channel_type<Pixel> {};
 
template <typename Pixel, bool IsPlanar, typename Alloc>
struct color_space_type<image<Pixel, IsPlanar, Alloc>> : color_space_type<Pixel> {};
 
template <typename Pixel, bool IsPlanar, typename Alloc>
struct channel_mapping_type<image<Pixel, IsPlanar, Alloc>> : channel_mapping_type<Pixel> {};
 
template <typename Pixel, bool IsPlanar, typename Alloc>
struct is_planar<image<Pixel, IsPlanar, Alloc>> : std::integral_constant<bool, IsPlanar> {};
 
}}  // namespace boost::gil
 
#endif