]> granicus.if.org Git - imagemagick/blob - www/architecture.html
(no commit message)
[imagemagick] / www / architecture.html
1 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.1//EN" \r
2   "http://www.w3.org/TR/xhtml11/DTD/xhtml11.dtd">\r
3 <html version="-//W3C//DTD XHTML 1.1//EN"\r
4       xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en"\r
5       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"\r
6       xsi:schemaLocation="http://www.w3.org/1999/xhtml\r
7                           http://www.w3.org/MarkUp/SCHEMA/xhtml11.xsd">\r
8 <head>\r
9   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/>\r
10   <meta name="verify-v1" content="g222frIIxcQTrvDR3NBRUSKP3AnMNoqxOkIniCEkV7U="/>\r
11   <title>ImageMagick: Architecture</title>
12   <meta http-equiv="Content-Language" content="en-US"/>
13   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
14   <meta http-equiv="Reply-to" content="magick-users@imagemagick.org"/>
15   <meta name="Application-name" content="ImageMagick"/>
16   <meta name="Description" content="Use ImageMagick to convert, edit, or compose bitmap images in a variety of formats.  In addition resize, rotate, shear, distort and transform images automagically."/>
17   <meta name="Application-url" content="http://www.imagemagick.org"/>
18   <meta name="Generator" content="PHP"/>
19   <meta name="Keywords" content="architecture, ImageMagick, ImageMagic, MagickCore, MagickWand, PerlMagick, Magick++, RMagick, PythonMagick, JMagick, TclMagick, Image, Magick, Magic, Wand, ImageMagickObject, Image, Processing, Automagically"/>
20   <meta name="Rating" content="GENERAL"/>
21   <meta name="Robots" content="INDEX, FOLLOW"/>
22   <meta name="Generator" content="ImageMagick Studio LLC"/>
23   <meta name="Author" content="ImageMagick Studio LLC"/>
24   <meta name="Revisit-after" content="2 DAYS"/>
25   <meta name="Resource-type" content="document"/>
26   <meta name="Copyright" content="Copyright (c) 1999-2011 ImageMagick Studio LLC"/>
27   <meta name="Distribution" content="Global"/>
28   <link rel="icon" href="../images/wand.png"/>
29   <link rel="shortcut icon" href="../images/wand.ico"  type="images/x-icon"/>
30   <link rel="canonical" href="http://www.imagemagick.org" />\r
31   <link rel="meta" type="application/rdf+xml" title="ICI" href="http://imagemagick.org/ici.rdf"/>\r
32   <link rel="stylesheet" href="http://www.google.com/cse/style/look/default.css" type="text/css" />\r
33   <link rel="stylesheet" type="text/css" href="../fancybox/jquery.fancybox-1.3.4.css" media="screen" />\r
34   <style type="text/css" media="all">\r
35     @import url("../www/magick.css");\r
36   </style>\r
37   <script type="text/javascript" src="https://apis.google.com/js/plusone.js"></script>\r
38   <script type="text/javascript" src="http://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.4/jquery.min.js"></script>\r
39   <script type="text/javascript" src="../fancybox/jquery.fancybox-1.3.4.pack.js"></script>\r
40   <script type="text/javascript">\r
41     $(document).ready(function() {\r
42       $("a[href$=.jpg],a[href$=.png],a[href$=.gif]").fancybox({\r
43         'transitionIn'  : 'elastic',\r
44         'transitionOut' : 'elastic',\r
45         'overlayShow'   : false,\r
46         'opacity'       : true\r
47       });\r
48     });\r
49   </script>\r
50 </head>\r
51 \r
52 <body id="www-imagemagick-org">\r
53 <div class="titlebar">\r
54 <div style="margin: 17px auto; float: left;">\r
55   <script type="text/javascript">\r
56   <!--\r
57     google_ad_client = "pub-3129977114552745";\r
58     google_ad_slot = "5439289906";\r
59     google_ad_width = 728;\r
60     google_ad_height = 90;\r
61   //-->\r
62   </script>\r
63   <script type="text/javascript"\r
64     src="http://pagead2.googlesyndication.com/pagead/show_ads.js">\r
65   </script>\r
66 </div>\r
67 <a href="http://www.imagemagick.org/discourse-server/">\r
68   <img src="../images/logo.jpg"\r
69   alt="ImageMagick Logo"\r
70   style="width: 123px; height: 118px; border: 0px; float: right;" /></a>\r
71 <a href="../index.html">\r
72   <img src="../images/sprite.jpg"\r
73   alt="ImageMagick Sprite"\r
74   style="width: 114px; height: 118px; border: 0px; float: right;" /></a>\r
75 </div>\r
76 \r
77 <div class="westbar">\r
78 \r
79 <div class="menu">
80   <a title="About ImageMagick" href="../index.html">About ImageMagick</a>
81 </div>
82 <div class="menu">
83   <a title="Binary Releases" href="../www/binary-releases.html">Binary Releases</a>
84 </div>
85 <div class="sub">
86     <a title="Binary Release: Unix" href="../www/binary-releases.html#unix">Unix</a>
87 </div>
88 <div class="sub">
89     <a title="Binary Release: MacOS X" href="../www/binary-releases.html#macosx">Mac OS X</a>
90 </div>
91 <div class="sub">
92     <a title="Binary Release: iOS" href="../www/binary-releases.html#iOS">iOS</a>
93 </div>
94 <div class="sub">
95     <a title="Binary Release: Windows" href="../www/binary-releases.html#windows">Windows</a>
96 </div>
97 <div class="sep"></div>\r
98 <div class="menu">
99   <a title="Command-line Tools" href="../www/command-line-tools.html">Command-line Tools</a>
100 </div>
101 <div class="sub">
102     <a title="Command-line Tools: Processing" href="../www/command-line-processing.html">Processing</a>
103 </div>
104 <div class="sub">
105     <a title="Command-line Tools: Options" href="../www/command-line-options.html">Options</a>
106 </div>
107 <div class="sub">
108     <a title="Command-line Tools: Usage" href="http://www.imagemagick.org/Usage/">Usage</a>
109 </div>
110 <div class="menu">
111   <a title="Program Interfaces" href="../www/api.html">Program Interfaces</a>
112 </div>
113 <div class="sub">
114     <a title="Program Interface: MagickWand" href="../www/magick-wand.html">MagickWand</a>
115 </div>
116 <div class="sub">
117     <a title="Program Interface: MagickCore" href="../www/magick-core.html">MagickCore</a>
118 </div>
119 <div class="sub">
120     <a title="Program Interface: PerlMagick" href="../www/perl-magick.html">PerlMagick</a>
121 </div>
122 <div class="sub">
123     <a title="Program Interface: Magick++" href="../www/magick++.html">Magick++</a>
124 </div>
125 <div class="sep"></div>\r
126 <div  class="menu">
127    <a title="Install from Source" href="../www/install-source.html">Install from Source</a>
128 </div>
129 <div class="sub">
130     <a title="Install from Source: Unix" href="../www/install-source.html#unix">Unix</a>
131 </div>
132 <div class="sub">
133     <a title="Install from Source: Windows" href="../www/install-source.html#windows">Windows</a>
134  </div>
135 <div class="menu">
136   <a title="Resources" href="../www/resources.html">Resources</a>
137 </div>
138 <div class="menu">
139   <a title="Architecture" href="../www/architecture.html">Architecture</a>
140 </div>
141 <div class="menu">
142   <a title="Download" href="../www/download.html">Download</a>
143 </div>
144 <div class="sep"></div>\r
145 <div class="menu">
146   <a title="Search" href="../www/search.html">Search</a>
147 </div>
148 <div class="sep"></div>\r
149 <div class="menu">
150   <a title="Site Map" href="../www/sitemap.html">Site Map</a>
151 </div>
152 <div  class="sub">
153   <a title="Site Map: Links" href="../www/links.html">Links</a>
154 </div>
155 <div class="sep"></div>\r
156 <div  class="menu">
157   <a rel="follow" title="Sponsors" href="../www/sponsors.html">Sponsors:</a>
158
159 <a href="http://www.networkredux.com">
160   <img src="../images/networkredux.png" alt="[sponsor]"
161   style="margin-top: 4px; margin-left: 4px; border: 0px; float: left;" /></a>
162 <div class="sponsbox">
163 <div  class="sponsor">
164   <a rel="follow" title="Sponsor: Web Hosting" href="http://www.micfo.com">Web Hosting</a><!-- 209901010090s golestan -->
165 </div>
166 <div  class="sponsor">
167   <a rel="follow" title="Sponsor: Search engine optimisation" href="http://www.seomoves.com.au">Search engine optimisation</a><!-- 201110010090s jen@seo lowprofilelinks -->
168 </div>
169 <div  class="sponsor">
170   <a rel="follow" title="Sponsor: Druckerei" href="http://print24.com/de/">Druckerei</a><!-- 201110010720 -->
171 </div>
172 <div  class="sponsor">
173   <a rel="follow" title="Sponsor: Web Hosting Deals" href="http://www.webhostingdeals.org">Web Hosting Deals</a><!-- 201111010270 chee.hoa darin -->
174 </div>
175 <div  class="sponsor">
176   <a rel="follow" title="Sponsor: Web Hosting Reviews" href="http://www.webhostingsecretrevealed.com">Web Hosting Secret Revealed</a><!-- 201204010540 iamchee jerry -->
177 </div>
178 <div  class="sponsor">
179   <a rel="follow" title="Sponsor: Web Hosting Break" href="http://www.webhostingbreak.com">Web Hosting Break</a><!-- 201109010090 ian@ian-m... -->
180 </div>
181 <div  class="sponsor">
182   <a rel="follow" title="Sponsor: Druckerei" href="http://www.allesdruck.de">Druckerei</a><!-- 201303011500 r.leo -->
183 </div>
184 <div  class="sponsor">
185   <a rel="follow" title="Sponsor: Website Hosting" href="http://www.hostreviewgeeks.com">Website Hosting</a><!-- 201110010090 alexanian media -->
186 </div>
187 <div  class="sponsor">
188   <a rel="follow" title="Sponsor: Hotel München" href="http://www.messehotel-erb-muenchen.de">Hotel München</a><!-- 201111010450 cerb -->
189 </div>
190 <div  class="sponsor">
191   <a rel="follow" title="Sponsor: Best Web Hosting" href="http://webhostinggeeks.com">Best Web Hosting</a><!-- 201110010720 -->
192 </div>
193 <div  class="sponsor">
194   <a rel="follow" title="Sponsor: Flyer drucken" href="http://www.online-druck.biz">Flyer drucken</a><!-- 201109010900 Floeter-->
195 </div>
196 <div  class="sponsor">
197   <a rel="follow" title="Sponsor: Web Hosting Reviews" href="http://www.webhostingmasters.com">Web Hosting Reviews</a><!-- 201107011500 affliatelabel -->
198 </div>
199 <div  class="sponsor">
200   <a rel="follow" title="Sponsor: Web Hosting Ratings" href="http://webhostingrating.com">Web Hosting Ratings</a><!-- 201110010720 -->
201 </div>
202 <div  class="sponsor">
203    <a rel="follow" title="Sponsor: Notebook Reparatur" href="http://www.atlasmultimedia.de">Notebook Reparatur</a><!-- 2011100100025 atlas.multimedia-->
204 </div>
205 </div>
206 </div>
207 </div>\r
208 \r
209 <div class="eastbar">\r
210 <div style="margin: 9pt 9pt 9pt 9pt;">\r
211   <div class="g-plusone" data-size="standard" data-count="false"></div>\r
212 </div>\r
213 </div>\r
214 \r
215 <div class="main">\r
216 \r
217 \r
218 \r
219 <h1>The <em>Magick</em> Behind ImageMagick</h1>
220 <p class="navigation-index">[<a href="#overview">Architecture Overview</a> &bull; <a href="#cache">The Pixel Cache</a> &bull; <a href="#stream">Streaming Pixels</a> &bull; <a href="#properties">Image Properties and Profiles</a> &bull; <a href="#tera-pixel">Large Image Support</a> &bull; <a href="#threads">Threads of Execution</a> &bull; <a href="#distributed">Heterogeneous Distributed Processing</a> &bull; <a href="#coders">Custom Image Coders</a> &bull; <a href="#filters">Custom Image Filters</a>]</p>
221
222
223 <div class="doc-section">
224 <p>The citizens of Oz were quite content with their benefactor, the all-powerful Wizard.  They accepted his wisdom and benevolence without ever questioning the who, why, and where of his power.  Like the citizens of Oz, if you feel comfortable that ImageMagick can help you convert, edit, or compose your images without knowing what goes on behind the curtain, feel free to skip this section.  However, if you want to know more about the software and algorithms behind ImageMagick, read on.  To fully benefit from this discussion, you should be comfortable with image nomenclature and be familiar with computer programming.</p>
225 </div>
226
227 <h2><a id="overview"></a>Architecture Overview</h2>
228 <div class="doc-section">
229
230 <p>An image typically consists of a rectangular region of pixels and metadata.  To convert, edit, or compose an image in an efficient manner we need convenient access to any pixel anywhere within the region (and sometimes outside the region).  And in the case of an image sequence, we need access to any pixel of any region of any image in the sequence.  However, there are hundreds of image formats such JPEG, TIFF, PNG, GIF, etc., that makes it difficult to access pixels on demand.  Within these formats we find differences in:</p>
231
232 <ul>
233   <li>colorspace (e.g RGB, CMYK, YUV, Lab, etc.)</li>
234   <li>bit depth (.e.g 1, 4, 8, 12, 16, etc.)</li>
235   <li>storage format (e.g. unsigned, signed, float, double, etc.)</li>
236   <li>compression (e.g. uncompressed, RLE, Zip, BZip, etc.)</li>
237   <li>orientation (i.e. top-to-bottom, right-to-left, etc.),</li>
238   <li>layout (.e.g. raw, interspersed with opcodes, etc.)</li>
239 </ul>
240
241 <p>In addition, some image pixels may require attenuation, some formats permit more than one frame, and some formats contain vector graphics that must first be rasterized (converted from vector to pixels).</p>
242
243 <p>An efficient implementation of an image processing algorithm may require we get or set:</p>
244
245 <ul>
246   <li>one pixel a time (e.g. pixel at location 10,3)</li>
247   <li>a single scanline (e.g. all pixels from row 4)</li>
248   <li>a few scanlines at once (e.g. pixel rows 4-7)</li>
249   <li>a single column or columns of pixels (e.g. all pixels from column 11)</li>
250   <li>an arbitrary region of pixels from the image (e.g. pixels defined at 10,7 to 10,19)</li>
251   <li>a pixel in random order (e.g. pixel at 14,15 and 640,480)</li>
252   <li>pixels from two different images (e.g. pixel at 5,1 from image 1 and pixel at 5,1 from image 2)</li>
253   <li>pixels outside the boundaries of the image (e.g. pixel at -1,-3)</li>
254   <li>a pixel component that is unsigned or in a floating-point representation (e.g. 0.17836)</li>
255   <li>a high-dynamic range pixel that can include negative values as well as values that exceed the quantum depth (e.g. -0.00716)</li>
256   <li>one or more pixels simultaneously in different threads of execution</li>
257   <li>all the pixels in memory to take advantage of speed-ups offered by executing in concert across heterogeneous platforms consisting of CPUs, GPUs, and other processors</li>
258 </ul>
259
260 <p>In addition, some images include a clip mask that define which pixels are eligible to be updated.  Pixels outside the area defined by the clip mask remain untouched.</p>
261
262 <p>Given the varied image formats and image processing requirements, we implemented the ImageMagick <a href="#cache">pixel cache</a> to provide convenient sequential or parallel access to any pixel on demand anywhere inside the image region (we call these <a href="#authentic-pixels">authentic pixels</a>)  and from any image in a sequence.  In addition, the pixel cache permits access to pixels outside the boundaries defined by the image (we call these <a href="#virtual-pixels">virtual pixels</a>).</p>
263
264 <p>In addition to pixels, images have a plethora of <a href="#properties">image properties and profiles</a>.  Properties include the well known attributes such as width, height, depth, and colorspace.  An image may have optional properties which might include the image author, a comment, a create date, and others.  Some images also include profiles for color management, or EXIF, IPTC, 8BIM, or XMP informational profiles.  ImageMagick provides command line options and programming methods to get, set, or view image properties or profiles or apply profiles.</p>
265
266 <p>ImageMagick consists of more than 400,000 lines of C code and optionally depends on several million lines of code in dependent libraries (e.g. JPEG, PNG, TIFF libraries).  Given that, one might expect a huge architecture document.  However, a great majority of image processing is simply accessing pixels and its metadata and our simple and elegant implementation makes this easy for the ImageMagick developer.  We discuss the implementation of the pixel cache and getting and setting image properties and profiles in the next few sections. Next, we discuss using ImageMagick within a <a href="#threads">thread</a> of execution.  In the final sections, we discuss <a href="#coders">image coders</a> to read or write a particular image format followed by a few words on creating a <a href="#filters">filter</a> to access or update pixels based on your custom requirements.</p>
267
268 </div>
269
270 <h2><a id="cache"></a>The Pixel Cache</h2>
271 <div class="doc-section">
272
273 <p>The ImageMagick pixel cache is a repository for image pixels with up to 5 channels.  The first 4 channels are stored contiguously and an optional second area follows with 1 channel.  The channels are at the depth specified when ImageMagick was built.  The channel depths are 8 bits-per-pixel component for the Q8 version of ImageMagick, 16 bits-per-pixel component for the Q16 version, and 32 bits-per-pixel component for the Q32 version.  By default pixel components are unsigned quantities, however, if you use the <a href="../www/high-dynamic-range.html">high dynamic-range</a> version of ImageMagick, the components are 32-bit floating point. The primary 4 channels can hold any value but typically contain red, green, blue, and alpha intensities or cyan, magenta, yellow, and alpha intensities.  The optional fifth channel contains the colormap indexes for colormapped images or the black channel for CMYK images.  The pixel cache storage may be heap memory, anonymous memory mapped memory, disk-backed memory mapped, or on disk.  The pixel cache is reference-counted.  Only the cache properties are copied when the cache is cloned.  The cache pixels are subsequently copied only when you signal your intention to update any of the pixels.</p>
274
275 <h3>Create the Pixel Cache</h3>
276 <div class="doc-section">
277
278 <p>The pixel cache is associated with an image when it is created and it is initialized when you try to get or put pixels.  Here are three common methods to associate a pixel cache with an image:</p>
279
280 <dl>
281 <dt>Create an image canvas initialized to the background color:</dt>
282 <dd><p class="code">
283   image=AllocateImage(image_info);
284   if (SetImageExtent(image,640,480) == MagickFalse)
285     { /* an exception was thrown */ }
286   (void) QueryMagickColor("red",&amp;image-&gt;background_color,&amp;image-&gt;exception);
287   SetImageBackgroundColor(image);
288 </p></dd>
289
290 <dt>Create an image from a JPEG image on disk:</dt>
291 <dd><p class="code">
292   (void) strcpy(image_info-&gt;filename,"image.jpg"):
293   image=ReadImage(image_info,exception);
294   if (image == (Image *) NULL)
295     { /* an exception was thrown */ }
296 </p></dd>
297 <dt>Create an image from a memory based image:</dt>
298 <dd><p class="code">
299   image=BlobToImage(blob_info,blob,extent,exception);
300   if (image == (Image *) NULL)
301     { /* an exception was thrown */ }
302 </p></dd>
303 </dl>
304
305 <p>In our discussion of the pixel cache, we use the <a href="../www/magick-core.html">MagickCore API</a> to illustrate our points, however, the principles are the same for other program interfaces to ImageMagick.</p>
306
307 <p>When the pixel cache is initialized, pixels are scaled from whatever bit depth they originated from to that required by the pixel cache.  For example, a 1-channel 1-bit monochrome PBM image is scaled to a 4 channel 8-bit RGBA image, if you are using the Q8 version of ImageMagick, and 16-bit RGBA for the Q16 version.  You can determine which version you have with the <a href="../www/command-line-options.html#version">&#x2011;version</a> option: </p>
308
309 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>identify -version</span><span class='crtout'>Version: ImageMagick 6.7.0-9 2011-06-03 Q16 http://www.imagemagick.org</span></p>
310 <p>As you can see, the convenience of the pixel cache sometimes comes with a trade-off in storage (e.g. storing a 1-bit monochrome image as 16-bit RGBA is wasteful) and speed (i.e. storing the entire image in memory is generally slower than accessing one scanline of pixels at a time).  In most cases, the benefits of the pixel cache typically outweigh any disadvantages.</p>
311 </div>
312
313 <h3><a id="authentic-pixels"></a>Access the Pixel Cache</h3>
314 <div class="doc-section">
315
316 <p>Once the pixel cache is associated with an image, you typically want to get, update, or put pixels into it.  We refer to pixels inside the image region as <em>authentic pixels</em> and outside the region as <em>virtual pixels</em>.  Use these methods to access the pixels in the cache:</p>
317 <ul>
318   <li><a href="../www/api/cache.html#GetVirtualPixels">GetVirtualPixels()</a> gets pixels that you do not intend to modify or pixels that lie outside the image region (e.g. pixel @ -1,-3)</li>
319   <li><a href="../www/api/cache.html#GetAuthenticPixels">GetAuthenticPixels()</a> gets pixels that you intend to modify</li>
320   <li><a href="../www/api/cache.html#QueueAuthenticPixels">QueueAuthenticPixels()</a> queue pixels that you intend to modify</li>
321   <li><a href="../www/api/cache.html#SyncAuthenticPixels">SyncAuthenticPixels()</a> update the pixel cache with any modified pixels</li>
322 </ul>
323
324 <p>Here is a typical <a href="../www/magick-core.html">MagickCore</a> code snippet for manipulating pixels in the pixel cache.  In our example, we copy pixels from the input image to the output image and decrease the intensity by 10%:</p>
325
326 <div class="viewport">
327   const PixelPacket
328     *p;
329
330   PixelPacket
331     *q;
332
333   ssize_t
334     x,
335     y;
336
337   destination=CloneImage(source,source->columns,source->rows,MagickTrue,
338     exception);
339   if (destination  == (Image *) NULL)
340     { /* an exception was thrown */ }
341   for (y=0; y &lt; (ssize_t) source-&gt;rows; y++)
342   {
343     p=GetVirtualPixels(source,0,y,source-&gt;columns,1,exception);
344     q=GetAuthenticPixels(destination,0,y,destination-&gt;columns,1,exception);
345     if ((p == (const PixelPacket *) NULL) || (q == (PixelPacket *) NULL)
346       break;
347     for (x=0; x &lt; (ssize_t) source-&gt;columns; x++)
348     {
349       SetPixelRed(q,90*p-&gt;red/100);
350       SetPixelGreen(q,90*p-&gt;green/100);
351       SetPixelBlue(q,90*p-&gt;blue/100);
352       SetPixelOpacity(q,90*p-&gt;opacity/100);
353       p++;
354       q++;
355     }
356     if (SyncAuthenticPixels(destination,exception) == MagickFalse)
357       break;
358   }
359   if (y &lt; (ssize_t) source-&gt;rows)
360     { /* an exception was thrown */ }
361 </div>
362
363 <p>When we first create the destination image by cloning the source image, the pixel cache pixels are not copied.  They are only copied when you signal your intentions to modify the pixel cache by calling <a href="../www/api/cache.html#GetAuthenticPixels">GetAuthenticPixels()</a> or <a href="../www/api/cache.html#QueueAuthenticPixels">QueueAuthenticPixels()</a>. Use <a href="../www/api/cache.html#QueueAuthenticPixels">QueueAuthenticPixels()</a> if you want to set new pixel values rather than update existing ones.  You could use GetAuthenticPixels() to set pixel values but it is slightly more efficient to use QueueAuthenticPixels() instead. Finally, use <a href="../www/api/cache.html#SyncAuthenticPixels">SyncAuthenticPixels()</a> to ensure any updated pixels are pushed to the pixel cache.</p>
364
365 <p>Recall how we mentioned that the indexes of a colormapped image or the black channel of a CMYK image are stored separately.  Use  <a href="../www/api/cache.html#GetVirtualIndexQueue">GetVirtualIndexQueue()</a> (to read the indexes) or <a href="../www/api/cache.html#GetAuthenticIndexQueue">GetAuthenticIndexQueue()</a> (to update the indexes) to gain access to this channel.  For example, to print the colormap indexes, use:</p>
366
367 <pre class="code">
368   const IndexPacket
369     *indexes;
370
371   for (y=0; y &lt; (ssize_t) source-&gt;rows; y++)
372   {
373     p=GetVirtualPixels(source,0,y,source-&gt;columns,1);
374     if (p == (const PixelPacket *) NULL)
375       break;
376     indexes=GetVirtualIndexQueue(source);
377     for (x=0; x &lt; (ssize_t) source-&gt;columns; x++)
378       (void) printf("%d\n",GetPixelIndex(indexes+x));
379   }
380   if (y &lt; (ssize_t) source-&gt;rows)
381     /* an exception was thrown */
382 </pre>
383
384 <p>The pixel cache manager decides whether to give you direct or indirect access to the image pixels.  In some cases the pixels are staged to an intermediate buffer-- and that is why you must call SyncAuthenticPixels() to ensure this buffer is <em>pushed</em> out to the pixel cache to guarantee the corresponding pixels in the cache are updated.  For this reason we recommend that you only read or update a scanline or a few scanlines of pixels at a time.  However, you can get any rectangular region of pixels you want.  GetAuthenticPixels() requires that the region you request is within the bounds of the image area.  For a 640 by 480 image, you can get a scanline of 640 pixels at row 479 but if you ask for a scanline at row 480, an exception is returned (rows are numbered starting at 0).  GetVirtualPixels() does not have this constraint.  For example,</p>
385
386 <pre class="code">
387   p=GetVirtualPixels(source,-3,-3,source-&gt;columns+3,6,exception);
388 </pre>
389
390 <p>gives you the pixels you asked for without complaint, even though some are not within the confines of the image region.</p>
391 </div>
392
393 <h3><a id="virtual-pixels"></a>Virtual Pixels</h3>
394 <div class="doc-section">
395
396 <p>There are a plethora of image processing algorithms that require a neighborhood of pixels about a pixel of interest.  The algorithm typically includes a caveat concerning how to handle pixels around the image boundaries, known as edge pixels.  With virtual pixels, you do not need to concern yourself about special edge processing other than choosing  which virtual pixel method is most appropriate for your algorithm.</p>
397  <p>Access to the virtual pixels are controlled by the <a href="../www/api/cache.html#SetImageVirtualPixelMethod">SetImageVirtualPixelMethod()</a> method from the MagickCore API or the <a href="../www/command-line-options.html#virtual-pixel">&#x2011;virtual&#x2011;pixel</a> option from the command line.  The methods include:</p>
398
399 <pre class="text" style="font-size: 83.3333%;">
400   background:           the area surrounding the image is the background color
401   black:                the area surrounding the image is black
402   checker-tile:         alternate squares with image and background color
403   dither:               non-random 32x32 dithered pattern
404   edge:                 extend the edge pixel toward infinity (default)
405   gray:                 the area surrounding the image is gray
406   horizontal-tile:      horizontally tile the image, background color above/below
407   horizontal-tile-edge: horizontally tile the image and replicate the side edge pixels
408   mirror:               mirror tile the image
409   random:               choose a random pixel from the image
410   tile:                 tile the image
411   transparent:          the area surrounding the image is transparent blackness
412   vertical-tile:        vertically tile the image, sides are background color
413   vertical-tile-edge:   vertically tile the image and replicate the side edge pixels
414   white:                the area surrounding the image is white
415 </pre>
416
417 </div>
418
419 <h3>Cache Storage and Resource Requirements</h3>
420 <div class="doc-section">
421
422 <p>Recall that this simple and elegant design of the ImageMagick pixel cache comes at a cost in terms of storage and processing speed.  The pixel cache storage requirements scales with the area of the image and the bit depth of the pixel components.  For example, if we have a 640 by 480 image and we are using the Q16 version of ImageMagick, the pixel cache consumes image <em>width * height * bit-depth / 8 * channels</em> bytes or approximately 2.3 mebibytes (i.e. 640 * 480 * 2 * 4).  Not too bad, but what if your image is 25000 by 25000 pixels?  The pixel cache requires approximately 4.7 gibibytes of storage.  Ouch.  ImageMagick accounts for possible huge storage requirements by caching large images to disk rather than memory.  Typically the pixel cache is stored in memory using heap memory. If heap memory is exhausted, pixels are stored in in an anonymous map; if the anonymous memory map is exhausted, we create the pixel cache on disk and attempt to memory-map it; and if memory-map memory is exhausted, we simply use standard disk I/O.  Disk storage is cheap but it is also very slow, upwards of 1000 times slower than memory.  We can get some speed improvements, up to 5 times, if we use memory mapping to the disk-based cache.  These decisions about storage are made <em>automagically</em> by the pixel cache manager negotiating with the operating system.  However, you can influence how the pixel cache manager allocates the pixel cache with <em>cache resource limits</em>.  The limits include:</p>
423
424 <dl class="doc">
425   <dt class="doc">files</dt>
426   <dd>maximum number of open pixel cache files.  When this limit is exceeded, any subsequent pixels cached to disk are closed and reopened on demand. This behavior permits a large number of images to be accessed simultaneously on disk, but without a speed penalty due to repeated open/close calls.</dd>
427   <dt class="doc">area</dt>
428   <dd>maximum area in bytes of any one image that can reside in the pixel cache memory.  If this limit is exceeded, the image is automagically cached to disk.</dd>
429   <dt class="doc">memory</dt>
430   <dd>maximum amount of memory in bytes to allocate for the pixel cache from the anonymous mapped memory or the heap.</dd>
431   <dt class="doc">map</dt>
432   <dd>maximum amount of memory map in bytes to allocate for the pixel cache.</dd>
433   <dt class="doc">disk</dt>
434   <dd>maximum amount of disk space in bytes permitted for use by the pixel cache.  If this limit is exceeded, the pixel cache is not created and a fatal exception is thrown.</dd>
435   <dt class="doc">thread</dt>
436   <dd>maximum number of threads that are permitted to run in parallel.</dd>
437   <dt class="doc">time</dt>
438   <dd>maximum number of seconds that the process is permitted to execute.  When this limit is exceeded, an exception is thrown and processing stops.</dd>
439 </dl>
440
441 <p>To determine the current setting of these limits, use this command:</p>
442
443 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>identify -list resource</span></p><pre class="text">
444 File         Area       Memory          Map         Disk    Thread         Time
445 -------------------------------------------------------------------------------
446  768     1.0386GB    3.8692GiB    7.7384GiB    unlimited         4    unlimited
447 </pre>
448
449 <p>You can set these limits either as a <a href="../www/resources.html#configure">policy</a> (see <a href="../www/source/policy.xml">policy.xml</a>), with an <a href="../www/resources.html#environment">environment variable</a>, with the <a href="../www/command-line-options.html#limit">-limit</a> command line option, or with the <a href="../www/api/resource.html#SetMagickResourceLimit">SetMagickResourceLimit()</a> MagickCore API method. As an example, our online web interface to ImageMagick, <a href="http://www.imagemagick.org/MagickStudio/scripts/MagickStudio.cgi">ImageMagick Studio</a>, has an area limit of 64 megabytes, a memory limit of 128 mebibytes and a map limit of 256 mebibytes and a disk limit of 1 gigabytes.  Since we process multiple simultaneous sessions, we don't want any one session consuming all the available memory.  Instead large images are cached to disk.  If the image is too large and exceeds the pixel cache disk limit, the program exits.  In addition, we place a 60 second time limit to prevent any run-away processing tasks.</p>
450
451 <p>Note, the cache limits are global, meaning if you create several images, the combined resource requirements are compared to the limit to determine the pixel cache storage disposition.</p>
452 </div>
453
454 <h3>Cache Views</h3>
455 <div class="doc-section">
456
457 <p>GetVirtualPixels(), GetAuthenticPixels(), QueueAuthenticPixels(), and SyncAuthenticPixels() from the MagickCore API can only deal with one pixel cache area per image at a time.  Suppose you want to access the first and last scanline from the same image at the same time?  The solution is to use a <em>cache view</em>.  A cache view permits you to access as many areas simultaneously in the pixel cache as you require.  The cache view <a href="../www/api/cache-view.html">methods</a> behave like the previous methods except you must first open a view and close it when you are finished with it. Here is a snippet of MagickCore code that permits us to access two areas of an image simultaneously:</p>
458
459 <pre class="code">
460   CacheView
461     *view_1,
462     *view_2;
463
464   view_1=AcquireCacheView(source);
465   view_2=AcquireCacheView(source);
466   for (y=0; y &lt; (ssize_t) source-&gt;rows; y++)
467   {
468     u=GetCacheViewVirtualPixels(view_1,0,y,source-&gt;columns,1,exception);
469     v=GetCacheViewVirtualPixels(view_2,0,source-&gt;rows-y-1,source-&gt;columns,1,
470       exception);
471     if ((u == (const PixelPacket *) NULL) || (v == (const PixelPacket *) NULL))
472       break;
473     for (x=0; x &lt; (ssize_t) source-&gt;columns; x++)
474     {
475       /* do something with u &amp; v here */
476     }
477   }
478   view_2=DestroyCacheView(view_2);
479   view_1=DestroyCacheView(view_1);
480   if (y &lt; (ssize_t) source-&gt;rows)
481     { /* an exception was thrown */ }
482 </pre>
483 </div>
484
485 <h3>Magick Persistent Cache Format</h3>
486 <div class="doc-section">
487
488 <p>Recall that each image format is decoded by ImageMagick and the pixels are deposited in the pixel cache.  If you write an image, the pixels are read from the pixel cache and encoded as required by the format you are writing (e.g. GIF, PNG, etc.).  The Magick Persistent Cache (MPC) format is designed to eliminate the overhead of decoding and encoding pixels to and from an image format.  MPC writes two files.  One, with the extension <kbd>.mpc</kbd>, retains all the properties associated with the image or image sequence (e.g. width, height, colorspace, etc.) and the second, with the extension <kbd>.cache</kbd>, is the pixel cache in the native raw format.  When reading an MPC image file, ImageMagick reads the image properties and memory maps the pixel cache on disk eliminating the need for decoding the image pixels.  The tradeoff is in disk space.  MPC is generally larger in file size than most other image formats.</p>
489 <p>The most efficient use of MPC image files is a write-once, read-many-times pattern.  For example, your workflow requires extracting random blocks of pixels from the source image.  Rather than re-reading and possibly decompressing the source image each time, we use MPC and map the image directly to memory.</p>
490 </div>
491
492 <h3>Best Practices</h3>
493 <div class="doc-section">
494
495 <p>Although you can request any pixel from the pixel cache, any block of pixels, any scanline, multiple scanlines, any row, or multiple rows with the GetVirtualPixels(), GetAuthenticPixels(), QueueAuthenticPixels, GetCacheViewVirtualPixels(), GetCacheViewAuthenticPixels(), and QueueCacheViewAuthenticPixels() methods, ImageMagick is optimized to return a few pixels or a few pixels rows at time.  There are additional optimizations if you request a single scanline or a few scanlines at a time.  These methods also permit random access to the pixel cache, however, ImageMagick is optimized for sequential access.  Although you can access scanlines of pixels sequentially from the last row of the image to the first, you may get a perfomance boost if you access scanlines from the first row of the image to the last, in sequentual order.</p>
496
497 <p>If you update pixels returned from GetAuthenticPixels() or GetCacheViewAuthenticPixels(), don't forget to call SyncAuthenticPixels() or SyncCacheViewAuthenticPixels() respectively to ensure your changes are synchronized with the pixel cache.</p>
498
499 <p>Use QueueAuthenticPixels() or QueueCacheViewAuthenticPixels() if you are setting an initial pixel value.  The GetAuthenticPixels() or GetCacheViewAuthenticPixels() method reads pixels from the cache and if you are setting an initial pixel value, this read is unnecessary. Don't forget to call SyncAuthenticPixels() or SyncCacheViewAuthenticPixels() respectively to push your updates to the pixel cache.</p>
500
501 <p>GetVirtualPixels(), GetAuthenticPixels(), QueueAuthenticPixels(), and SyncAuthenticPixels() are slightly more efficient than their cache view counter-parts.  However, cache views are required if you need access to more than one region of the image simultaneously or if more than one <a href="#threads">thread of execution</a> is accessing the image.</p>
502
503 <p>You can request pixels outside the bounds of the image with GetVirtualPixels() or GetCacheViewVirtualPixels(), however, it is more efficient to request pixels within the confines of the image region.</p>
504
505 <p>Although you can force the pixel cache to disk using appropriate resource limits, disk access can be upwards of 1000 times slower than memory access.  For fast, efficient, access to the pixel cache, try to keep the pixel cache in heap memory or anonymous mapped memory.</p>
506
507 <p>The ImageMagick Q16 version of ImageMagick permits you to read and write 16 bit images without scaling but the pixel cache consumes twice as much resources as the Q8 version.  If your system has constrained memory or disk resources, consider the Q8 version of ImageMagick.  In addition, the Q8 version typically executes faster than the Q16 version.</p>
508
509 <p>A great majority of image formats and algorithms restrict themselves to a fixed range of pixel values from 0 to some maximum value, for example, the Q16 version of ImageMagick permit intensities from 0 to 65535.  High dynamic-range imaging (HDRI), however, permits a far greater dynamic range of exposures (i.e. a large difference between light and dark areas) than standard digital imaging techniques. HDRI accurately represents the wide range of intensity levels found in real scenes ranging from the brightest direct sunlight to the deepest darkest shadows.  Enable <a href="../www/high-dynamic-range.html">HDRI</a> at ImageMagick build time to deal with high dynamic-range images, but be mindful that each pixel component is a 32-bit floating point value. In addition, pixel values are not clamped by default so some algorithms may perform differently than the non-HDRI version.</p>
510
511 <p>If you are dealing with large images, make sure the pixel cache is written to a disk area with plenty of free space.  Under Unix, this is typically <kbd>/tmp</kbd> and for Windows, <kbd>c:/temp</kbd>.  You can tell ImageMagick to write the pixel cache to an alternate location with the MAGICK_TEMPORARY_PATH environment variable.  For example,</p>
512
513 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>export MAGICK_TEMPORARY_PATH=/data/magick</span></p>
514
515 <p>If you plan on processing the same image many times, consider the MPC format.  Reading a MPC image has near-zero overhead because its in the native pixel cache format eliminating the need for decoding the image pixels.  Here is an example:</p>
516
517 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert image.tif image.mpc</span><span class='crtout'></span><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert image.mpc -crop 100x100+0+0 +repage 1.png</span><span class='crtout'></span><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert image.mpc -crop 100x100+100+0 +repage 2.png</span><span class='crtout'></span><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert image.mpc -crop 100x100+200+0 +repage 3.png</span></p>
518 <p>MPC is ideal for web sites.  It reduces the overhead of reading and writing an image.  We use it exclusively at our <a href="http://www.imagemagick.org/MagickStudio/scripts/MagickStudio.cgi">online image studio</a>.</p>
519 </div>
520
521 </div>
522
523 <h2><a id="stream"></a>Streaming Pixels</h2>
524 <div class="doc-section">
525
526 <p>ImageMagick provides for streaming pixels as they are read from or written to an image.  This has several advantages over the pixel cache.  The time and resources consumed by the pixel cache scale with the area of an image, whereas the pixel stream resources scale with the width of an image.  The disadvantage is the pixels must be consumed as they are streamed so there is no persistence.</p>
527
528 <p>Use <a href="../www/api/stream.html#ReadStream">ReadStream()</a> or <a href="../www/api/stream.html#WriteStream">WriteStream()</a> with an appropriate callback method in your MagickCore program to consume the pixels as they are streaming.  Here's an abbreviated example of using ReadStream:</p>
529
530 <pre class="code">
531 static size_t StreamPixels(const Image *image,const void *pixels,
532   const size_t columns)
533 {
534   register const PixelPacket
535     *p;
536
537   MyData
538     *my_data;
539
540   my_data=(MyData *) image->client_data;
541   p=(PixelPacket *) pixels;
542   if (p != (const PixelPacket *) NULL)
543     {
544       /* process pixels here */
545     }
546   return(columns);
547 }
548
549 ...
550 /* invoke the pixel stream here */
551 image_info->client_data=(void *) MyData;
552 image=ReadStream(image_info,&amp;StreamPixels,exception);
553 </pre>
554
555 <p>We also provide a lightweight tool, <a href="../www/stream.html">stream</a>, to stream one or more pixel components of the image or portion of the image to your choice of storage formats.  It writes the pixel components as they are read from the input image a row at a time making <a href="../www/stream.html">stream</a> desirable when working with large images or when you require raw pixel components.  A majority of the image formats stream pixels (red, green, and blue) from left to right and top to bottom.  However, a few formats do not support this common ordering (e.g. the PSD format).</p>
556
557 </div>
558
559 <h2><a id="properties"></a>Image Properties and Profiles</h2>
560 <div class="doc-section">
561
562 <p>Images have metadata associated with them in the form of properties (e.g. width, height, description, etc.) and profiles (e.g. EXIF, IPTC, color management).  ImageMagick provides convenient methods to get, set, or update image properties and get, set, update, or apply profiles.  Some of the more popular image properties are associated with the Image structure in the MagickCore API.  For example:</p>
563
564 <pre class="code">
565   (void) printf("image width: %lu, height: %lu\n",image-&gt;columns,image-&gt;rows);
566 </pre>
567
568 <p>For a great majority of image properties, such as an image comment or description, we use the <a href="../www/api/property.html#GetImageProperty">GetImageProperty()</a> and <a href="../www/api/property.html#SetImageProperty">SetImageProperty()</a> methods.  Here we set a property and fetch it right back:</p>
569
570 <pre class="code">
571   const char
572     *comment;
573
574   (void) SetImageProperty(image,"comment","This space for rent");
575   comment=GetImageProperty(image,"comment");
576   if (comment == (const char *) NULL)
577     (void) printf("Image comment: %s\n",comment);
578 </pre>
579
580 <p>ImageMagick supports artifacts with the GetImageArtifact() and SetImageArtifact() methods.  Artifacts are stealth properties that are not exported to image formats (e.g. PNG).</p>
581
582 <p>Image profiles are handled with <a href="../www/api/profile.html#GetImageProfile">GetImageProfile()</a>, <a href="../www/api/profile.html#SetImageProfile">SetImageProfile()</a>, and <a href="../www/api/profile.html#ProfileImage">ProfileImage()</a> methods.  Here we set a profile and fetch it right back:</p>
583
584 <pre class="code">
585   StringInfo
586     *profile;
587
588   profile=AcquireStringInfo(length);
589   SetStringInfoDatum(profile,my_exif_profile);
590   (void) SetImageProfile(image,"EXIF",profile);
591   DestroyStringInfo(profile);
592   profile=GetImageProfile(image,"EXIF");
593   if (profile != (StringInfo *) NULL)
594     (void) PrintStringInfo(stdout,"EXIF",profile);
595 </pre>
596
597 </div>
598
599 <h2><a id="tera-pixel"></a>Large Image Support</h2>
600 <div class="doc-section">
601 <p>ImageMagick can read, process, or write mega-, giga-, or tera-pixel image sizes.  An image width or height can range from 1 to 2 giga-pixels on a 32 bit OS and up to 9 exa-pixels on a 64-bit OS.  Note, that some image formats have restrictions on image size.  For example, Photoshop images are limited to 300,000 pixels for width or height.  Here we resize an image to a quarter million pixels square:</p>
602
603 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert logo: -resize 250000x250000 logo.miff</span></p>
604 <p>For large images, ImageMagick will likely create a pixel cache on disk.  Make sure you have plenty of temporary disk space.  If your default temporary disk partition is too small, tell ImageMagick to use another partition with plenty of free space.  For example:</p>
605
606 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert -define registry:temporary-path=/data/tmp logo:  \ <br/>     -resize 250000x250000 logo.miff</span></p>
607 <p>To ensure large images do not consume all the memory on your system, force the image pixels to memory-mapped disk with resource limits:</p>
608
609 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert -define registry:temporary-path=/data/tmp -limit memory 16mb  \ <br/>     logo: -resize 250000x250000 logo.miff</span></p>
610 <p>Here we force all image pixels to disk:</p>
611
612 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert -define registry:temporary-path=/data/tmp -limit area 0  \ <br/>     logo: -resize 250000x250000 logo.miff</span></p>
613 <p>Caching pixels to disk is about 1000 times slower than memory.  Expect long run times when processing large images on disk with ImageMagick.  You can monitor progress with this command:</p>
614
615 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert -monitor -define registry:temporary-path=/data/tmp -limit area 0  \ <br/>     logo: -resize 250000x250000 logo.miff</span></p></div>
616
617 <h2><a id="threads"></a>Threads of Execution</h2>
618 <div class="doc-section">
619
620 <p>Many of ImageMagick's internal algorithms are threaded to take advantage of speed-ups offered by the multicore processor chips. However, you are welcome to use ImageMagick algorithms in your threads of execution with the exception of the MagickCore's GetVirtualPixels(), GetAuthenticPixels(), QueueAuthenticPixels(), or SyncAuthenticPixels() pixel cache methods.  These methods are intended for one thread of execution only with the exception of an OpenMP parallel section.  To access the pixel cache with more than one thread of execution, use a cache view.  We do this for the <a href="../www/api/composite.html#CompositeImage">CompositeImage()</a> method, for example.  Suppose we want to composite a single image over a different image in each thread of execution.  If we use GetVirtualPixels(), the results are unpredictable because multiple threads would likely be asking for different areas of the pixel cache simultaneously.  Instead we use GetCacheViewVirtualPixels() which creates a unique view for each thread of execution ensuring our program behaves properly regardless of how many threads are invoked.  The other program interfaces, such as the <a href="../www/magick-wand.html">MagickWand API</a>, are completely thread safe so there are no special precautions for threads of execution.</p>
621
622 <p>Here is an MagickCore code snippet that takes advantage of threads of execution with the <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/OpenMP">OpenMP</a> programming paradigm:</p>
623
624 <div class="viewport">
625 {
626   CacheView
627     *image_view;
628
629   MagickBooleanType
630     status;
631
632   ssize_t
633     y;
634
635   status=MagickTrue;
636   image_view=AcquireCacheView(image);
637   #pragma omp parallel for schedule(dynamic,4) shared(status)
638   for (y=0; y &lt; (ssize_t) image-&gt;rows; y++)
639   {
640     register IndexPacket
641       *indexes;
642
643     register PixelPacket
644       *q;
645
646     register ssize_t
647       x;
648
649     if (status == MagickFalse)
650       continue;
651     q=GetCacheViewAuthenticPixels(image_view,0,y,image-&gt;columns,1,exception);
652     if (q == (PixelPacket *) NULL)
653       {
654         status=MagickFalse;
655         continue;
656       }
657     indexes=GetCacheViewAuthenticIndexQueue(image_view);
658     for (x=0; x &lt; (ssize_t) image-&gt;columns; x++)
659     {
660       SetPixelRed(q,...);
661       SetPixelGreen(q,...);
662       SetPixelBlue(q,...);
663       SetPixelOpacity(q,...);
664       if (indexes != (IndexPacket *) NULL)
665         SetPixelIndex(indexes+x,...);
666       q++;
667     }
668     if (SyncCacheViewAuthenticPixels(image_view,exception) == MagickFalse)
669       status=MagickFalse;
670   }
671   image_view=DestroyCacheView(image_view);
672   if (status == MagickFalse)
673     perror("something went wrong");
674 }
675 </div>
676 <p>This code snippet converts an uncompressed Windows bitmap to a Magick++ image:</p>
677 <div class="viewport">
678 #include "Magick++.h"
679 #include &lt;assert.h&gt;
680 #include "omp.h"
681
682 void ConvertBMPToImage(const BITMAPINFOHEADER *bmp_info,
683   const unsigned char *restrict pixels,Magick::Image *image)
684 {
685   /*
686     Prepare the image so that we can modify the pixels directly.
687   */
688   assert(bmp_info->biCompression == BI_RGB);
689   assert(bmp_info->biWidth == image->columns());
690   assert(abs(bmp_info->biHeight) == image->rows());
691   image->modifyImage();
692   if (bmp_info->biBitCount == 24)
693     image->type(MagickCore::TrueColorType);
694   else
695     image->type(MagickCore::TrueColorMatteType);
696   register unsigned int bytes_per_row=bmp_info->biWidth*bmp_info->biBitCount/8;
697   if (bytes_per_row % 4 != 0) {
698     bytes_per_row=bytes_per_row+(4-bytes_per_row % 4);  // divisible by 4.
699   }
700   /*
701     Copy all pixel data, row by row.
702   */
703   #pragma omp parallel for
704   for (int y=0; y &lt; int(image->rows()); y++)
705   {
706     int
707       row;
708
709     register const unsigned char
710       *restrict p;
711
712     register MagickCore::PixelPacket
713       *restrict q;
714
715     row=(bmp_info->biHeight > 0) ? (image->rows()-y-1) : y;
716     p=pixels+row*bytes_per_row;
717     q=image->setPixels(0,y,image->columns(),1);
718     for (int x=0; x &lt; int(image->columns()); x++)
719     {
720       SetPixelBlue(q,p[0]);
721       SetPixelGreen(q,p[1]);
722       SetPixelRed(q,p[2]);
723       if (bmp_info->biBitCount == 32) {
724         SetPixelOpacity(q,p[3]);
725       }
726       q++;
727       p+=bmp_info->biBitCount/8;
728     }
729     image->syncPixels();  // sync pixels to pixel cache.
730   }
731   return;
732 }
733 </div>
734
735 <p>If you call the ImageMagick API from your OpenMP-enabled application and you intend to dynamically increase the number of threads available in subsequent parallel regions, be sure to perform the increase <em>before</em> you call the API otherwise ImageMagick may fault.</p>
736
737 <p><a href="../www/api/wand-view.html">MagickWand</a> supports wand views.  A view iterates over the entire, or portion, of the image in parallel and for each row of pixels, it invokes a callback method you provide.  This limits most of your parallel programming activity to just that one module.  There are similar methods in <a href="../www/api/image-view.html">MagickCore</a>.  For an example, see the same sigmoidal contrast algorithm implemented in both <a href="../www/magick-wand.html#wand-view">MagickWand</a> and <a href="../www/magick-core.html#image-view">MagickCore</a>.</p>
738
739 <p>In most circumstances, the default number of threads is set to the number of processor cores on your system for optimal performance.  However, if your system is hyperthreaded or if you are running on a virtual host and only a subset of the processors are available to your server instance, you might get an increase in performance by setting the thread <a href="../www/resources.html#configure">policy</a> or the <a href="../www/resources.html#environment">MAGICK_THREAD_LIMIT</a> environment variable.  For example, your virtual host has 8 processors but only 2 are assigned to your server instance.  The default of 8 threads can cause severe performance problems.  One solution is to limit the number of threads to the available processors in your <a href="../www/source/policy.xml">policy.xml</a> configuration file:</p>
740
741 <pre class="text">
742   &lt;policy domain="resource" name="thread" value="2"/>
743 </pre>
744
745 <p>Or suppose your 12 core hyperthreaded computer defaults to 24 threads.  Set the MAGICK_THREAD_LIMIT environment variable and you will likely get improved performance:</p>
746
747 <pre class="text">
748   export MAGICK_THREAD_LIMIT=12
749 </pre>
750
751 <p>The OpenMP committee has not defined the behavior of mixing OpenMP with other threading models such as Posix threads.  However, using modern releases of Linux, OpenMP and Posix threads appear to interoperate without complaint.  If you want to use Posix threads from a program module that calls one of the ImageMagick application programming interfaces (e.g. MagickCore, MagickWand, Magick++, etc.) from Mac OS X or an older Linux release, you may need to disable OpenMP support within ImageMagick.  Add the <kbd>--disable-openmp</kbd> option to the configure script command line and rebuild and reinstall ImageMagick.</p>
752
753 </div>
754
755 <h2><a id="distributed"></a>Heterogeneous Distributed Processing</h2>
756 <div class="doc-section">
757 <p>ImageMagick includes support for heterogeneous distributed processing with the <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/OpenCL">OpenCL</a> framework.  OpenCL kernels within ImageMagick permit image processing algorithms to execute across heterogeneous platforms consisting of CPUs, GPUs, and other processors.  Depending on your platform, speed-ups can be an order of magnitude faster than the traditional single CPU.</p>
758
759 <p>First verify that your version of ImageMagick includes support for the OpenCL feature:</p>
760
761 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>identify -version</span><span class='crtout'>Features: OpenMP OpenCL</span></p>
762 <p>If so, run this command to realize a significant speed-up for image convolution:</p>
763
764 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert image.png convolve '-1, -1, -1, -1, 9, -1, -1, -1, -1'  \ <br/> convolve.png</span></p>
765 <p>If an accelerator is not available or if the accelerator fails to respond, ImageMagick reverts to the non-accelerated convolution algorithm.</p>
766
767 <p>Here is an example OpenCL kernel that convolves an image:</p>
768
769 <div class="viewport">
770 static inline long ClampToCanvas(const long offset,const ulong range)
771 {
772   if (offset &lt; 0L)
773     return(0L);
774   if (offset >= range)
775     return((long) (range-1L));
776   return(offset);
777 }
778
779 static inline CLQuantum ClampToQuantum(const double value)
780 {
781   if (value &lt; 0.0)
782     return((CLQuantum) 0);
783   if (value >= (double) QuantumRange)
784     return((CLQuantum) QuantumRange);
785   return((CLQuantum) (value+0.5));
786 }
787
788 __kernel void Convolve(const __global CLPixelType *source,__constant double *filter,
789   const ulong width,const ulong height,__global CLPixelType *destination)
790 {
791   const ulong columns = get_global_size(0);
792   const ulong rows = get_global_size(1);
793
794   const long x = get_global_id(0);
795   const long y = get_global_id(1);
796
797   const double scale = (1.0/QuantumRange);
798   const long mid_width = (width-1)/2;
799   const long mid_height = (height-1)/2;
800   double4 sum = { 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 };
801   double gamma = 0.0;
802   register ulong i = 0;
803
804   for (long v=(-mid_height); v &lt;= mid_height; v++)
805   {
806     for (long u=(-mid_width); u &lt;= mid_width; u++)
807     {
808       register const ulong index=ClampToCanvas(y+v,rows)*columns+ClampToCanvas(x+u,
809         columns);
810       const double alpha=scale*(QuantumRange-source[index].w);
811       sum.x+=alpha*filter[i]*source[index].x;
812       sum.y+=alpha*filter[i]*source[index].y;
813       sum.z+=alpha*filter[i]*source[index].z;
814       sum.w+=filter[i]*source[index].w;
815       gamma+=alpha*filter[i];
816       i++;
817     }
818   }
819
820   gamma=1.0/(fabs(gamma) &lt;= MagickEpsilon ? 1.0 : gamma);
821   const ulong index=y*columns+x;
822   destination[index].x=ClampToQuantum(gamma*sum.x);
823   destination[index].y=ClampToQuantum(gamma*sum.y);
824   destination[index].z=ClampToQuantum(gamma*sum.z);
825   destination[index].w=ClampToQuantum(sum.w);
826 };
827 </div>
828
829 <p>See <a href="http://trac.imagemagick.org/browser/ImageMagick/trunk/magick/accelerate.c">magick/accelerate.c</a> for a complete implementation of image convolution with an OpenCL kernel.</p>
830
831 </div>
832
833 <h2><a id="coders"></a>Custom Image Coders</h2>
834 <div class="doc-section">
835
836 <p>An image coder (i.e. encoder / decoder) is responsible for registering, optionally classifying, optionally reading, optionally writing, and unregistering one image format (e.g.  PNG, GIF, JPEG, etc.).  Registering an image coder alerts ImageMagick a particular format is available to read or write.  While unregistering tells ImageMagick the format is no longer available.  The classifying method looks at the first few bytes of an image and determines if the image is in the expected format.  The reader sets the image size, colorspace, and other properties and loads the pixel cache with the pixels.  The reader returns a single image or an image sequence (if the format supports multiple images per file), or if an error occurs, an exception and a null image.  The writer does the reverse.  It takes the image properties and unloads the pixel cache and writes them as required by the image format.</p>
837
838 <p>Here is a listing of a sample <a href="../www/source/mgk.c">custom coder</a>.  It reads and writes images in the MGK image format which is simply an ID followed by the image width and height followed by the RGB pixel values.</p>
839
840 <div class="viewport">
841 /*
842   Include declarations.
843 */
844 #include "magick/studio.h"
845 #include "magick/blob.h"
846 #include "magick/blob-private.h"
847 #include "magick/colorspace.h"
848 #include "magick/exception.h"
849 #include "magick/exception-private.h"
850 #include "magick/image.h"
851 #include "magick/image-private.h"
852 #include "magick/list.h"
853 #include "magick/magick.h"
854 #include "magick/memory_.h"
855 #include "magick/monitor.h"
856 #include "magick/monitor-private.h"
857 #include "magick/quantum-private.h"
858 #include "magick/static.h"
859 #include "magick/string_.h"
860 #include "magick/module.h"
861
862 /*
863   Forward declarations.
864 */
865 static MagickBooleanType
866   WriteMGKImage(const ImageInfo *,Image *);
867
868 /*
869 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
870 %                                                                             %
871 %                                                                             %
872 %                                                                             %
873 %   I s M G K                                                                 %
874 %                                                                             %
875 %                                                                             %
876 %                                                                             %
877 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
878 %
879 %  IsMGK() returns MagickTrue if the image format type, identified by the
880 %  magick string, is MGK.
881 %
882 %  The format of the IsMGK method is:
883 %
884 %      MagickBooleanType IsMGK(const unsigned char *magick,const size_t length)
885 %
886 %  A description of each parameter follows:
887 %
888 %    o magick: This string is generally the first few bytes of an image file
889 %      or blob.
890 %
891 %    o length: Specifies the length of the magick string.
892 %
893 */
894 static MagickBooleanType IsMGK(const unsigned char *magick,const size_t length)
895 {
896   if (length &lt; 7)
897     return(MagickFalse);
898   if (LocaleNCompare((char *) magick,"id=mgk",7) == 0)
899     return(MagickTrue);
900   return(MagickFalse);
901 }
902
903 /*
904 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
905 %                                                                             %
906 %                                                                             %
907 %                                                                             %
908 %   R e a d M G K I m a g e                                                   %
909 %                                                                             %
910 %                                                                             %
911 %                                                                             %
912 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
913 %
914 %  ReadMGKImage() reads a MGK image file and returns it.  It allocates
915 %  the memory necessary for the new Image structure and returns a pointer to
916 %  the new image.
917 %
918 %  The format of the ReadMGKImage method is:
919 %
920 %      Image *ReadMGKImage(const ImageInfo *image_info,ExceptionInfo *exception)
921 %
922 %  A description of each parameter follows:
923 %
924 %    o image_info: the image info.
925 %
926 %    o exception: return any errors or warnings in this structure.
927 %
928 */
929 static Image *ReadMGKImage(const ImageInfo *image_info,
930   ExceptionInfo *exception)
931 {
932   char
933     buffer[MaxTextExtent];
934
935   Image
936     *image;
937
938   MagickBooleanType
939     status;
940
941   register PixelPacket
942     *q;
943
944   register size_t
945     x;
946
947   register unsigned char
948     *p;
949
950   ssize_t
951     count,
952     y;
953
954   unsigned char
955     *pixels;
956
957   unsigned long
958     columns,
959     rows;
960
961   /*
962     Open image file.
963   */
964   assert(image_info != (const ImageInfo *) NULL);
965   assert(image_info-&gt;signature == MagickSignature);
966   if (image_info-&gt;debug != MagickFalse)
967     (void) LogMagickEvent(TraceEvent,GetMagickModule(),"%s",image_info-&gt;filename);
968   assert(exception != (ExceptionInfo *) NULL);
969   assert(exception-&gt;signature == MagickSignature);
970   image=AcquireImage(image_info);
971   status=OpenBlob(image_info,image,ReadBinaryBlobMode,exception);
972   if (status == MagickFalse)
973     {
974       image=DestroyImageList(image);
975       return((Image *) NULL);
976     }
977   /*
978     Read MGK image.
979   */
980   (void) ReadBlobString(image,buffer);  /* read magic number */
981   if (IsMGK(buffer,7) == MagickFalse)
982     ThrowReaderException(CorruptImageError,"ImproperImageHeader");
983   (void) ReadBlobString(image,buffer);
984   count=(ssize_t) sscanf(buffer,"%lu %lu\n",&amp;columns,&amp;rows);
985   if (count &lt;= 0)
986     ThrowReaderException(CorruptImageError,"ImproperImageHeader");
987   do
988   {
989     /*
990       Initialize image structure.
991     */
992     image-&gt;columns=columns;
993     image-&gt;rows=rows;
994     image-&gt;depth=8;
995     if ((image_info-&gt;ping != MagickFalse) &amp;&amp; (image_info-&gt;number_scenes != 0))
996       if (image-&gt;scene >= (image_info-&gt;scene+image_info-&gt;number_scenes-1))
997         break;
998     /*
999       Convert MGK raster image to pixel packets.
1000     */
1001     if (SetImageExtent(image,0,0) == MagickFalse)
1002       {
1003         InheritException(exception,&amp;image-&gt;exception);
1004         return(DestroyImageList(image));
1005       }
1006     pixels=(unsigned char *) AcquireQuantumMemory((size_t) image-&gt;columns,3UL*sizeof(*pixels));
1007     if (pixels == (unsigned char *) NULL)
1008       ThrowReaderException(ResourceLimitError,"MemoryAllocationFailed");
1009     for (y=0; y &lt; (ssize_t) image-&gt;rows; y++)
1010     {
1011       count=(ssize_t) ReadBlob(image,(size_t) (3*image-&gt;columns),pixels);
1012       if (count != (ssize_t) (3*image-&gt;columns))
1013         ThrowReaderException(CorruptImageError,"UnableToReadImageData");
1014       p=pixels;
1015       q=QueueAuthenticPixels(image,0,y,image-&gt;columns,1,exception);
1016       if (q == (PixelPacket *) NULL)
1017         break;
1018       for (x=0; x &lt; (ssize_t) image-&gt;columns; x++)
1019       {
1020         SetPixelRed(q,ScaleCharToQuantum(*p++));
1021         SetPixelGreen(q,ScaleCharToQuantum(*p++));
1022         SetPixelBlue(q,ScaleCharToQuantum(*p++));
1023         q++;
1024       }
1025       if (SyncAuthenticPixels(image,exception) == MagickFalse)
1026         break;
1027       if ((image-&gt;previous == (Image *) NULL) &amp;&amp;
1028           (SetImageProgress(image,LoadImageTag,y,image&gt;>rows) == MagickFalse))
1029         break;
1030     }
1031     pixels=(unsigned char *) RelinquishMagickMemory(pixels);
1032     if (EOFBlob(image) != MagickFalse)
1033       {
1034         ThrowFileException(exception,CorruptImageError,"UnexpectedEndOfFile",image-&gt;filename);
1035         break;
1036       }
1037     /*
1038       Proceed to next image.
1039     */
1040     if (image_info-&gt;number_scenes != 0)
1041       if (image-&gt;scene >= (image_info-&gt;scene+image_info-&gt;number_scenes-1))
1042         break;
1043     *buffer='\0';
1044     (void) ReadBlobString(image,buffer);
1045     count=(ssize_t) sscanf(buffer,"%lu %lu\n",&amp;columns,&amp;rows);
1046     if (count != 0)
1047       {
1048         /*
1049           Allocate next image structure.
1050         */
1051         AcquireNextImage(image_info,image);
1052         if (GetNextImageInList(image) == (Image *) NULL)
1053           {
1054             image=DestroyImageList(image);
1055             return((Image *) NULL);
1056           }
1057         image=SyncNextImageInList(image);
1058         status=SetImageProgress(image,LoadImageTag,TellBlob(image),GetBlobSize(image));
1059         if (status == MagickFalse)
1060           break;
1061       }
1062   } while (count != 0);
1063   (void) CloseBlob(image);
1064   return(GetFirstImageInList(image));
1065 }
1066
1067 /*
1068 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1069 %                                                                             %
1070 %                                                                             %
1071 %                                                                             %
1072 %   R e g i s t e r M G K I m a g e                                           %
1073 %                                                                             %
1074 %                                                                             %
1075 %                                                                             %
1076 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1077 %
1078 %  RegisterMGKImage() adds attributes for the MGK image format to
1079 %  the list of supported formats.  The attributes include the image format
1080 %  tag, a method to read and/or write the format, whether the format
1081 %  supports the saving of more than one frame to the same file or blob,
1082 %  whether the format supports native in-memory I/O, and a brief
1083 %  description of the format.
1084 %
1085 %  The format of the RegisterMGKImage method is:
1086 %
1087 %      unsigned long RegisterMGKImage(void)
1088 %
1089 */
1090 ModuleExport unsigned long RegisterMGKImage(void)
1091 {
1092   MagickInfo
1093     *entry;
1094
1095   entry=SetMagickInfo("MGK");
1096   entry-&gt;decoder=(DecodeImageHandler *) ReadMGKImage;
1097   entry-&gt;encoder=(EncodeImageHandler *) WriteMGKImage;
1098   entry-&gt;magick=(IsImageFormatHandler *) IsMGK;
1099   entry-&gt;description=ConstantString("MGK");
1100   entry-&gt;module=ConstantString("MGK");
1101   (void) RegisterMagickInfo(entry);
1102   return(MagickImageCoderSignature);
1103 }
1104
1105 /*
1106 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1107 %                                                                             %
1108 %                                                                             %
1109 %                                                                             %
1110 %   U n r e g i s t e r M G K I m a g e                                       %
1111 %                                                                             %
1112 %                                                                             %
1113 %                                                                             %
1114 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1115 %
1116 %  UnregisterMGKImage() removes format registrations made by the
1117 %  MGK module from the list of supported formats.
1118 %
1119 %  The format of the UnregisterMGKImage method is:
1120 %
1121 %      UnregisterMGKImage(void)
1122 %
1123 */
1124 ModuleExport void UnregisterMGKImage(void)
1125 {
1126   (void) UnregisterMagickInfo("MGK");
1127 }
1128
1129 /*
1130 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1131 %                                                                             %
1132 %                                                                             %
1133 %                                                                             %
1134 %   W r i t e M G K I m a g e                                                 %
1135 %                                                                             %
1136 %                                                                             %
1137 %                                                                             %
1138 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1139 %
1140 %  WriteMGKImage() writes an image to a file in red, green, and blue
1141 %  MGK rasterfile format.
1142 %
1143 %  The format of the WriteMGKImage method is:
1144 %
1145 %      MagickBooleanType WriteMGKImage(const ImageInfo *image_info,Image *image)
1146 %
1147 %  A description of each parameter follows.
1148 %
1149 %    o image_info: the image info.
1150 %
1151 %    o image:  The image.
1152 %
1153 */
1154 static MagickBooleanType WriteMGKImage(const ImageInfo *image_info,Image *image)
1155 {
1156   char
1157     buffer[MaxTextExtent];
1158
1159   MagickBooleanType
1160     status;
1161
1162   MagickOffsetType
1163     scene;
1164
1165   register const PixelPacket
1166     *p;
1167
1168   register ssize_t
1169     x;
1170
1171   register unsigned char
1172     *q;
1173
1174   ssize_t
1175     y;
1176
1177   unsigned char
1178     *pixels;
1179
1180   /*
1181     Open output image file.
1182   */
1183   assert(image_info != (const ImageInfo *) NULL);
1184   assert(image_info-&gt;signature == MagickSignature);
1185   assert(image != (Image *) NULL);
1186   assert(image-&gt;signature == MagickSignature);
1187   if (image-&gt;debug != MagickFalse)
1188     (void) LogMagickEvent(TraceEvent,GetMagickModule(),"%s",image-&gt;filename);
1189   status=OpenBlob(image_info,image,WriteBinaryBlobMode,&amp;image-&gt;exception);
1190   if (status == MagickFalse)
1191     return(status);
1192   scene=0;
1193   do
1194   {
1195     /*
1196       Allocate memory for pixels.
1197     */
1198     if (image-&gt;colorspace != RGBColorspace)
1199       (void) SetImageColorspace(image,RGBColorspace);
1200     pixels=(unsigned char *) AcquireQuantumMemory((size_t) image-&gt;columns,
1201       3UL*sizeof(*pixels));
1202     if (pixels == (unsigned char *) NULL)
1203       ThrowWriterException(ResourceLimitError,"MemoryAllocationFailed");
1204     /*
1205       Initialize raster file header.
1206     */
1207     (void) WriteBlobString(image,"id=mgk\n");
1208     (void) FormatMagickString(buffer,MaxTextExtent,"%lu %lu\n",
1209       image-&gt;columns,image-&gt;rows);
1210     (void) WriteBlobString(image,buffer);
1211     for (y=0; y &lt; (ssize_t) image-&gt;rows; y++)
1212     {
1213       p=GetVirtualPixels(image,0,y,image-&gt;columns,1,&amp;image-&gt;exception);
1214       if (p == (const PixelPacket *) NULL)
1215         break;
1216       q=pixels;
1217       for (x=0; x &lt; (ssize_t) image-&gt;columns; x++)
1218       {
1219         *q++=ScaleQuantumToChar(GetPixelRed(p));
1220         *q++=ScaleQuantumToChar(GetPixelGreen(p));
1221         *q++=ScaleQuantumToChar(GetPixelBlue(p));
1222         p++;
1223       }
1224       (void) WriteBlob(image,(size_t) (q-pixels),pixels);
1225       if ((image-&gt;previous == (Image *) NULL) &amp;&amp;
1226           (SetImageProgress(image,SaveImageTag,y,image-&gt;rows) == MagickFalse))
1227         break;
1228     }
1229     pixels=(unsigned char *) RelinquishMagickMemory(pixels);
1230     if (GetNextImageInList(image) == (Image *) NULL)
1231       break;
1232     image=SyncNextImageInList(image);
1233     status=SetImageProgress(image,SaveImagesTag,scene,
1234       GetImageListLength(image));
1235     if (status == MagickFalse)
1236       break;
1237     scene++;
1238   } while (image_info-&gt;adjoin != MagickFalse);
1239   (void) CloseBlob(image);
1240   return(MagickTrue);
1241 }
1242 </div>
1243
1244 <p>To invoke the custom coder from the command line, use these commands:</p>
1245
1246 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert logo: logo.mgk</span><span class='crtout'></span><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>display logo.mgk</span></p>
1247 <p>We provide the <a href="ftp://ftp.imagemagick.org/pub/ImageMagick/kits/MagickCoderKit-1.0.0.tar.gz">Magick Coder Kit</a> to help you get started writing your own custom coder.</p>
1248
1249 </div>
1250
1251 <h2><a id="filters"></a>Custom Image Filters</h2>
1252 <div class="doc-section">
1253
1254 <p>ImageMagick provides a convenient mechanism for adding your own custom image processing algorithms.  We call these image filters and they are invoked from the command line with the <a href="../www/command-line-options.html#process">-process</a> option or from the MagickCore API method <a href="../www/api/module.html#ExecuteModuleProcess">ExecuteModuleProcess()</a>.</p>
1255
1256 <p>Here is a listing of a sample <a href="../www/source/analyze.c">custom image filter</a>.  It computes a few statistics such as the pixel brightness and saturation mean and standard-deviation.</p>
1257
1258 <div class="viewport">
1259 #include &lt;stdio.h&gt;
1260 #include &lt;stdlib.h&gt;
1261 #include &lt;string.h&gt;
1262 #include &lt;time.h&gt;
1263 #include &lt;assert.h&gt;
1264 #include &lt;math.h&gt;
1265 #include "magick/MagickCore.h"
1266
1267 /*
1268 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1269 %                                                                             %
1270 %                                                                             %
1271 %                                                                             %
1272 %   a n a l y z e I m a g e                                                   %
1273 %                                                                             %
1274 %                                                                             %
1275 %                                                                             %
1276 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1277 %
1278 %  analyzeImage() computes the brightness and saturation mean,  standard
1279 %  deviation, kurtosis and skewness and stores these values as attributes
1280 %  of the image.
1281 %
1282 %  The format of the analyzeImage method is:
1283 %
1284 %      size_t analyzeImage(Image *images,const int argc,char **argv,
1285 %        ExceptionInfo *exception)
1286 %
1287 %  A description of each parameter follows:
1288 %
1289 %    o image: the address of a structure of type Image.
1290 %
1291 %    o argc: Specifies a pointer to an integer describing the number of
1292 %      elements in the argument vector.
1293 %
1294 %    o argv: Specifies a pointer to a text array containing the command line
1295 %      arguments.
1296 %
1297 %    o exception: return any errors or warnings in this structure.
1298 %
1299 */
1300 ModuleExport size_t analyzeImage(Image **images,const int argc,const char **argv,
1301   ExceptionInfo *exception)
1302 {
1303   char
1304     text[MaxTextExtent];
1305
1306   double
1307     area,
1308     brightness,
1309     brightness_mean,
1310     brightness_standard_deviation,
1311     brightness_kurtosis,
1312     brightness_skewness,
1313     brightness_sum_x,
1314     brightness_sum_x2,
1315     brightness_sum_x3,
1316     brightness_sum_x4,
1317     hue,
1318     saturation,
1319     saturation_mean,
1320     saturation_standard_deviation,
1321     saturation_kurtosis,
1322     saturation_skewness,
1323     saturation_sum_x,
1324     saturation_sum_x2,
1325     saturation_sum_x3,
1326     saturation_sum_x4;
1327
1328   Image
1329     *image;
1330
1331   assert(images != (Image **) NULL);
1332   assert(*images != (Image *) NULL);
1333   assert((*images)-&gt;signature == MagickSignature);
1334   (void) argc;
1335   (void) argv;
1336   image=(*images);
1337   for ( ; image != (Image *) NULL; image=GetNextImageInList(image))
1338   {
1339     CacheView
1340       *image_view;
1341
1342     MagickBooleanType
1343       status;
1344
1345     ssize_t
1346       y;
1347
1348     brightness_sum_x=0.0;
1349     brightness_sum_x2=0.0;
1350     brightness_sum_x3=0.0;
1351     brightness_sum_x4=0.0;
1352     brightness_mean=0.0;
1353     brightness_standard_deviation=0.0;
1354     brightness_kurtosis=0.0;
1355     brightness_skewness=0.0;
1356     saturation_sum_x=0.0;
1357     saturation_sum_x2=0.0;
1358     saturation_sum_x3=0.0;
1359     saturation_sum_x4=0.0;
1360     saturation_mean=0.0;
1361     saturation_standard_deviation=0.0;
1362     saturation_kurtosis=0.0;
1363     saturation_skewness=0.0;
1364     area=0.0;
1365     status=MagickTrue;
1366     image_view=AcquireCacheView(image);
1367 #if defined(MAGICKCORE_OPENMP_SUPPORT)
1368     #pragma omp parallel for schedule(dynamic,4) shared(status)
1369 #endif
1370     for (y=0; y &lt; (ssize_t) image-&gt;rows; y++)
1371     {
1372       register const PixelPacket
1373         *p;
1374
1375       register ssize_t
1376         x;
1377
1378       if (status == MagickFalse)
1379         continue;
1380       p=GetCacheViewVirtualPixels(image_view,0,y,image-&gt;columns,1,exception);
1381       if (p == (const PixelPacket *) NULL)
1382         {
1383           status=MagickFalse;
1384           continue;
1385         }
1386       for (x=0; x &lt; (ssize_t) image-&gt;columns; x++)
1387       {
1388         ConvertRGBToHSB(GetPixelRed(p),GetPixelGreen(p),GetPixelBue(p),&amp;hue,&amp;saturation,&amp;brightness);
1389         brightness*=QuantumRange;
1390         brightness_sum_x+=brightness;
1391         brightness_sum_x2+=brightness*brightness;
1392         brightness_sum_x3+=brightness*brightness*brightness;
1393         brightness_sum_x4+=brightness*brightness*brightness*brightness;
1394         saturation*=QuantumRange;
1395         saturation_sum_x+=saturation;
1396         saturation_sum_x2+=saturation*saturation;
1397         saturation_sum_x3+=saturation*saturation*saturation;
1398         saturation_sum_x4+=saturation*saturation*saturation*saturation;
1399         area++;
1400         p++;
1401       }
1402     }
1403     image_view=DestroyCacheView(image_view);
1404     if (area &lt;= 0.0)
1405       break;
1406     brightness_mean=brightness_sum_x/area;
1407     (void) FormatMagickString(text,MaxTextExtent,"%g",brightness_mean);
1408     (void) SetImageProperty(image,"filter:brightness:mean",text);
1409     brightness_standard_deviation=sqrt(brightness_sum_x2/area-(brightness_sum_x/
1410       area*brightness_sum_x/area));
1411     (void) FormatMagickString(text,MaxTextExtent,"%g",
1412       brightness_standard_deviation);
1413     (void) SetImageProperty(image,"filter:brightness:standard-deviation",text);
1414     if (brightness_standard_deviation != 0)
1415       brightness_kurtosis=(brightness_sum_x4/area-4.0*brightness_mean*
1416         brightness_sum_x3/area+6.0*brightness_mean*brightness_mean*
1417         brightness_sum_x2/area-3.0*brightness_mean*brightness_mean*
1418         brightness_mean*brightness_mean)/(brightness_standard_deviation*
1419         brightness_standard_deviation*brightness_standard_deviation*
1420         brightness_standard_deviation)-3.0;
1421     (void) FormatMagickString(text,MaxTextExtent,"%g",brightness_kurtosis);
1422     (void) SetImageProperty(image,"filter:brightness:kurtosis",text);
1423     if (brightness_standard_deviation != 0)
1424       brightness_skewness=(brightness_sum_x3/area-3.0*brightness_mean*
1425         brightness_sum_x2/area+2.0*brightness_mean*brightness_mean*
1426         brightness_mean)/(brightness_standard_deviation*
1427         brightness_standard_deviation*brightness_standard_deviation);
1428     (void) FormatMagickString(text,MaxTextExtent,"%g",brightness_skewness);
1429     (void) SetImageProperty(image,"filter:brightness:skewness",text);
1430     saturation_mean=saturation_sum_x/area;
1431     (void) FormatMagickString(text,MaxTextExtent,"%g",saturation_mean);
1432     (void) SetImageProperty(image,"filter:saturation:mean",text);
1433     saturation_standard_deviation=sqrt(saturation_sum_x2/area-(saturation_sum_x/
1434       area*saturation_sum_x/area));
1435     (void) FormatMagickString(text,MaxTextExtent,"%g",
1436       saturation_standard_deviation);
1437     (void) SetImageProperty(image,"filter:saturation:standard-deviation",text);
1438     if (saturation_standard_deviation != 0)
1439       saturation_kurtosis=(saturation_sum_x4/area-4.0*saturation_mean*
1440         saturation_sum_x3/area+6.0*saturation_mean*saturation_mean*
1441         saturation_sum_x2/area-3.0*saturation_mean*saturation_mean*
1442         saturation_mean*saturation_mean)/(saturation_standard_deviation*
1443         saturation_standard_deviation*saturation_standard_deviation*
1444         saturation_standard_deviation)-3.0;
1445     (void) FormatMagickString(text,MaxTextExtent,"%g",saturation_kurtosis);
1446     (void) SetImageProperty(image,"filter:saturation:kurtosis",text);
1447     if (saturation_standard_deviation != 0)
1448       saturation_skewness=(saturation_sum_x3/area-3.0*saturation_mean*
1449         saturation_sum_x2/area+2.0*saturation_mean*saturation_mean*
1450         saturation_mean)/(saturation_standard_deviation*
1451         saturation_standard_deviation*saturation_standard_deviation);
1452     (void) FormatMagickString(text,MaxTextExtent,"%g",saturation_skewness);
1453     (void) SetImageProperty(image,"filter:saturation:skewness",text);
1454   }
1455   return(MagickImageFilterSignature);
1456 }
1457 </div>
1458
1459 <p>To invoke the custom filter from the command line, use this command:</p>
1460
1461 <p class='crt'><span class="crtprompt"> $magick&gt; </span><span class='crtin'>convert logo: -process "analyze" -verbose info:</span><span class='crtout'>Image: logo: <br/>
1462     Format: LOGO (ImageMagick Logo)  <br/>
1463     Class: PseudoClass  <br/>
1464     Geometry: 640x480  <br/>
1465     ...  <br/>
1466     filter:brightness:kurtosis: 8.17947 <br/>
1467     filter:brightness:mean: 60632.1 <br/>
1468     filter:brightness:skewness: -2.97118 <br/>
1469     filter:brightness:standard-deviation: 13742.1 <br/>
1470     filter:saturation:kurtosis: 4.33554 <br/>
1471     filter:saturation:mean: 5951.55 <br/>
1472     filter:saturation:skewness: 2.42848 <br/>
1473     filter:saturation:standard-deviation: 15575.9</span></p>
1474
1475 <p>We provide the <a href="ftp://ftp.imagemagick.org/pub/ImageMagick/kits/MagickFilterKit-1.0.0.tar.gz">Magick Filter Kit</a> to help you get started writing your own custom image filter.</p>
1476
1477 </div>
1478 \r
1479 </div>\r
1480 \r
1481 <div id="linkbar">\r
1482     <span id="linkbar-west">&nbsp;</span>\r
1483     <span id="linkbar-center">\r
1484       <a href="http://www.imagemagick.org/discourse-server/">Discourse Server</a> &bull;\r
1485       <a href="http://www.imagemagick.org/MagickStudio/scripts/MagickStudio.cgi">Studio</a>\r
1486     </span>\r
1487     <span id="linkbar-east">&nbsp;</span>\r
1488   </div>\r
1489   <div class="footer">\r
1490     <span id="footer-west">&copy; 1999-2011 ImageMagick Studio LLC</span>\r
1491     <span id="footer-east"> <a href="http://www.imagemagick.org/script/contact.php">Contact the Wizards</a></span>\r
1492   </div>\r
1493   <div style="clear: both; margin: 0; width: 100%; "></div>\r
1494   <script type="text/javascript">\r
1495     var _gaq = _gaq || [];\r
1496     _gaq.push(['_setAccount', 'UA-17690367-1']);\r
1497     _gaq.push(['_trackPageview']);\r
1498 \r
1499     (function() {\r
1500       var ga = document.createElement('script'); ga.type = 'text/javascript'; ga.async = true;\r
1501       ga.src = ('https:' == document.location.protocol ? 'https://ssl' : 'http://www') + '.google-analytics.com/ga.js';\r
1502       var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(ga, s);\r
1503     })();\r
1504   </script>\r
1505 </body>\r
1506 </html>\r