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