linef.py

   1 """Go image recognition lines-finding module"""
   2
   3 import sys
   4 from math import sin, cos, pi
   5
   6 try:
   7     import Image, ImageDraw
   8 except ImportError, msg:
   9     print >> sys.stderr, msg
  10     sys.exit(1)
  11
  12 import filters
  13 from hough import Hough
  14
  15 def find_lines(image, show_all, do_something, verbose):
  16
  17     if verbose:
  18         print >> sys.stderr, "preprocessing"
  19
  20     if show_all:
  21         do_something(image, "original image")
  22
  23     im_l = image.convert('L')
  24     if show_all:
  25         do_something(im_l, "ITU-R 601-2 luma transform")
  26
  27     if verbose:
  28         print >> sys.stderr, "edge detection"
  29
  30     im_edges = filters.edge_detection(im_l)
  31     if show_all:
  32         do_something(im_edges, "edge detection")
  33
  34     im_h = filters.high_pass(im_edges, 100)
  35     if show_all:
  36         do_something(im_h, "high pass filters")
  37
  38     if verbose:
  39         print >> sys.stderr, "hough transform"
  40
  41     hough1 = Hough(im_h.size)
  42     im_hough = hough1.transform(im_h)
  43     if show_all:
  44         do_something(im_hough, "hough transform")
  45
  46     im_hough = filters.peaks(im_hough)
  47     if show_all:
  48         do_something(im_hough, "peak extraction")
  49
  50     im_h2 = filters.high_pass(im_hough, 120)
  51     if show_all:
  52         do_something(im_h2, "second high pass filters")
  53
  54     im_h2 = filters.components2(im_h2)
  55     if show_all:
  56         do_something(im_h2, "components centers")
  57
  58     if verbose:
  59         print >> sys.stderr, "second hough transform"
  60
  61     hough2 = Hough(im_h2.size)
  62     # im_hough might be used instead im_h2, but at the moment it brings a lot of
  63     # noise to the second transform, which later confuses the center-finding
  64     # mechanism (which is not very robust yet)
  65     im_hough2 = hough2.transform(im_h2)
  66     if show_all:
  67         do_something(im_hough2, "second hough transform")
  68
  69     im_h3 = filters.high_pass(im_hough2, 120)
  70     if show_all:
  71         do_something(im_h3, "third high pass filter")
  72
  73     im_h3 = filters.components(im_h3)
  74     if show_all:
  75         do_something(im_h3, "half centers")
  76
  77     if verbose:
  78         print >> sys.stderr, "finding the grid"
  79
  80     lines_m = hough2.all_lines_h(im_h3)
  81     lines = []
  82     im_c = im_h2.convert('RGB').convert('RGB', (1, 0.5, 0.5, 0))
  83     draw_c = ImageDraw.Draw(im_c)
  84     bounds = []
  85
  86     for line_l in lines_m:
  87         im_line = Image.new('L', im_h2.size)
  88         draw = ImageDraw.Draw(im_line)
  89         line_points = set()
  90         for line in line_l:
  91             draw.line(line_from_angl_dist(line, im_h2.size), fill=255, width=7)
  92             draw_c.line(line_from_angl_dist(line, im_c.size), fill=(70, 70, 70), width=7)
  93             for p in combine(im_h2, im_line):
  94                 line_points.add(p)
  95         for point in line_points:
  96             draw_c.point(point, fill=(120, 255, 120))
  97         lines.append(hough1.lines_from_list(line_points))
  98         line_points = list(line_points)
  99         line_points.sort()
 100         bounds += [line_points[0], line_points[-1]]
 101
 102     if show_all:
 103         do_something(im_c, "hough x lines")
 104
 105     image_g = image.copy()
 106     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 107     for line in [l for s in lines for l in s]:
 108         draw.line(line_from_angl_dist(line, image.size), fill=(120, 255, 120))
 109     if show_all:
 110         do_something(image_g, "lines")
 111
 112     return lines, lines_m[0][0], lines_m[1][0], bounds, hough1, im_h
 113
 114 def combine(image1, image2):
 115     im_l1 = image1.load()
 116     im_l2 = image2.load()
 117
 118     on_both = []
 119
 120     for x in xrange(image1.size[0]):
 121         for y in xrange(image1.size[1]):
 122             if im_l1[x, y] and im_l2[x, y]:
 123                 on_both.append((x, y))
 124     return on_both
 125
 126 def line_from_angl_dist((angle, distance), size):
 127     if pi / 4 < angle < 3 * pi / 4:
 128         y1 = - size[1] / 2
 129         x1 = int(round((y1 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 130         y2 = size[1] / 2
 131         x2 = int(round((y2 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 132         return [(x1, 0), (x2, size[1])]
 133     else:
 134         x1 = - size[0] / 2
 135         y1 = int(round((x1 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 136         x2 = size[0] / 2
 137         y2 = int(round((x2 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 138         return [(0, y1), (size[0], y2)]