imago_pack/linef.py

   1 """Lines finding module."""
   2
   3 from functools import partial
   4 import sys
   5 from math import sin, cos, pi
   6
   7 try:
   8     import Image, ImageDraw
   9 except ImportError, msg:
  10     print >> sys.stderr, msg
  11     sys.exit(1)
  12
  13 import filters
  14 from hough import Hough
  15
  16 def prepare(image, show_all, do_something, verbose):
  17     # TODO comment
  18     im_l = image.convert('L')
  19     if show_all:
  20         do_something(im_l, "ITU-R 601-2 luma transform")
  21
  22     if verbose:
  23         print >> sys.stderr, "edge detection"
  24     im_edges = filters.edge_detection(im_l)
  25     if show_all:
  26         do_something(im_edges, "edge detection")
  27
  28     im_h = filters.high_pass(im_edges, 100)
  29     if show_all:
  30         do_something(im_h, "high pass filters")
  31
  32     return im_h
  33
  34
  35 def find_lines(image, show_all, do_something, verbose):
  36     """Find lines in the *image*."""
  37     # TODO refactor into smaller functions
  38
  39     if verbose:
  40         print >> sys.stderr, "preprocessing"
  41
  42     if show_all:
  43         do_something(image, "original image")
  44
  45     im_h = prepare(image, show_all, do_something, verbose)
  46
  47
  48     hough = Hough.default(im_h)
  49
  50     if verbose:
  51         print >> sys.stderr, "hough transform"
  52
  53     im_hough = hough.transform(im_h)
  54     if show_all:
  55         do_something(im_hough, "hough transform")
  56
  57    # im_hough.image = filters.peaks(im_hough.image)
  58    # if show_all:
  59    #     do_something(im_hough.image, "peak extraction")
  60
  61     im_h2 = filters.high_pass(im_hough, 96)
  62     if show_all:
  63         do_something(im_h2, "second high pass filters")
  64
  65     im_h2 = filters.components2(im_h2)
  66     if show_all:
  67         do_something(im_h2, "components centers")
  68
  69     if verbose:
  70         print >> sys.stderr, "second hough transform"
  71
  72     # im_hough might be used instead im_h2, but at the moment it brings a lot of
  73     # noise to the second transform, which later confuses the center-finding
  74     # mechanism (which is not very robust yet)
  75     hough2 = Hough.default(im_h2)
  76     im_hough2 = hough2.transform(im_h2)
  77     if show_all:
  78         do_something(im_hough2, "second hough transform")
  79
  80     im_h3 = filters.high_pass(im_hough2, 120)
  81     if show_all:
  82         do_something(im_h3, "third high pass filter")
  83
  84     im_h3 = filters.components(im_h3)
  85     if show_all:
  86         do_something(im_h3, "half centers")
  87
  88     if verbose:
  89         print >> sys.stderr, "finding the grid"
  90
  91     lines_m = hough2.all_lines_h(im_h3)
  92     lines = []
  93     im_c = im_h2.convert('RGB').convert('RGB', (1, 0.5, 0.5, 0))
  94     draw_c = ImageDraw.Draw(im_c)
  95     bounds = []
  96
  97     for line_l in lines_m:
  98         im_line = Image.new('L', im_h2.size)
  99         draw = ImageDraw.Draw(im_line)
 100         line_points = set()
 101         for line in line_l:
 102             draw.line(line_from_angl_dist(line, im_h2.size), fill=255, width=7)
 103             draw_c.line(line_from_angl_dist(line, im_c.size),
 104                         fill=(70, 70, 70), width=7)
 105             for p in combine(im_h2, im_line):
 106                 line_points.add(p)
 107         for point in line_points:
 108             draw_c.point(point, fill=(120, 255, 120))
 109         lines.append(hough.lines_from_list(line_points))
 110         line_points = list(line_points)
 111         line_points.sort()
 112         bounds += [line_points[0], line_points[-1]]
 113
 114     if show_all:
 115         do_something(im_c, "hough x lines")
 116
 117     image_g = image.copy()
 118     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 119     for line in [l for s in lines for l in s]:
 120         draw.line(line_from_angl_dist(line, image.size), fill=(120, 255, 120))
 121     if show_all:
 122         do_something(image_g, "lines")
 123
 124     return lines, lines_m[0][0], lines_m[1][0], bounds, hough
 125
 126 def combine(image1, image2):
 127     """Return a list of points that are present in both images."""
 128     im_l1 = image1.load()
 129     im_l2 = image2.load()
 130
 131     on_both = []
 132
 133     for x in xrange(image1.size[0]):
 134         for y in xrange(image1.size[1]):
 135             if im_l1[x, y] and im_l2[x, y]:
 136                 on_both.append((x, y))
 137     return on_both
 138
 139 def line_from_angl_dist((angle, distance), size):
 140     """Take *angle* and *distance* (from the center of the image) of a line and
 141     size of the image. Return the line represented by two points."""
 142     if pi / 4 < angle < 3 * pi / 4:
 143         y1 = - size[1] / 2
 144         x1 = int(round((y1 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 145         y2 = size[1] / 2
 146         x2 = int(round((y2 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 147         return [(x1, 0), (x2, size[1])]
 148     else:
 149         x1 = - size[0] / 2
 150         y1 = int(round((x1 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 151         x2 = size[0] / 2
 152         y2 = int(round((x2 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 153         return [(0, y1), (size[0], y2)]