imago.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2
   3 """Go image recognition"""
   4
   5 import sys
   6 import os
   7 import math
   8 import argparse
   9 from operator import itemgetter
  10
  11 try:
  12     import Image, ImageDraw
  13 except ImportError, msg:
  14     print >> sys.stderr, msg
  15     sys.exit(1)
  16
  17 import im_debug
  18 import filters
  19 from hough import Hough
  20
  21 Saving_dir = ''
  22 Saving_num = 0
  23
  24 def main():
  25     """Main function of the program."""
  26
  27     parser = argparse.ArgumentParser(description=__doc__)
  28     parser.add_argument('file', metavar='file', nargs=1,
  29                         help="image to analyse")
  30     parser.add_argument('-w', type=int, default=640,
  31                         help="scale image to the specified width before analysis")
  32     parser.add_argument('-d', '--debug', dest='show_all', action='store_true',
  33                         help="show every step of the computation")
  34     parser.add_argument('-s', '--save', dest='do_something', action='store_const',
  35                         const=image_save, default=im_debug.show,
  36                         help="save images instead of displaying them")
  37     parser.add_argument('-v', '--verbose', dest='verbose', action='store_true',
  38                         help="report progress")
  39     args = parser.parse_args()
  40
  41     show_all = args.show_all
  42     do_something = args.do_something
  43     verbose = args.verbose
  44
  45     try:
  46         image = Image.open(args.file[0])
  47     except IOError, msg:
  48         print >> sys.stderr, msg
  49         return 1
  50     if image.mode == 'P':
  51         image = image.convert('RGB')
  52
  53     if image.size[0] > args.w:
  54         image = image.resize((args.w, int((float(args.w)/image.size[0]) *
  55                               image.size[1])), Image.ANTIALIAS)
  56     global Saving_dir
  57     Saving_dir = "saved/" + args.file[0][:-4] + "_" + str(image.size[0]) + "/"
  58
  59     if verbose:
  60         print >> sys.stderr, "preprocessing"
  61
  62     if show_all:
  63         do_something(image, "original image")
  64
  65     im_l = image.convert('L')
  66     if show_all:
  67         do_something(im_l, "ITU-R 601-2 luma transform")
  68
  69     if verbose:
  70         print >> sys.stderr, "edge detection"
  71
  72     im_edges = filters.edge_detection(im_l)
  73     if show_all:
  74         do_something(im_edges, "edge detection")
  75
  76     im_h = filters.high_pass(im_edges, 100)
  77     if show_all:
  78         do_something(im_h, "high pass filters")
  79
  80     if verbose:
  81         print >> sys.stderr, "hough transform"
  82
  83     hough1 = Hough(im_h.size)
  84     im_hough = hough1.transform(im_h)
  85     if show_all:
  86         do_something(im_hough, "hough transform")
  87
  88     im_hough = filters.peaks(im_hough)
  89     if show_all:
  90         do_something(im_hough, "peak extraction")
  91
  92     im_h2 = filters.high_pass(im_hough, 120)
  93     if show_all:
  94         do_something(im_h2, "second high pass filters")
  95
  96     im_h2 = filters.components(im_h2)
  97     if show_all:
  98         do_something(im_h2, "components centers")
  99
 100     if verbose:
 101         print >> sys.stderr, "second hough transform"
 102
 103     hough2 = Hough(im_h2.size)
 104     im_hough2 = hough2.transform(im_h2)
 105     if show_all:
 106         do_something(im_hough2, "second hough transform")
 107
 108     im_h3 = filters.high_pass(im_hough2, 120)
 109     if show_all:
 110         do_something(im_h3, "third high pass filter")
 111
 112     im_h3 = filters.half_centers(im_h3)
 113     if show_all:
 114         do_something(im_h3, "half centers")
 115
 116     if verbose:
 117         print >> sys.stderr, "finding the grid"
 118
 119     lines_m = hough2.all_lines(im_h3)
 120     lines = []
 121
 122     for line in lines_m:
 123         im_line = Image.new('L', im_h2.size)
 124         draw = ImageDraw.Draw(im_line)
 125         draw.line(line_from_angl_dist(line, im_h2.size), fill=255, width=5)
 126         if show_all:
 127             do_something(im_line, "line")
 128         im_c = combine(im_h2, im_line)
 129         if show_all:
 130             do_something(im_c, "hough x lines")
 131         lines.append(hough1.all_lines(im_c))
 132
 133     image_g = image.copy()
 134     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 135     for line in [l for s in lines for l in s]:
 136         draw.line(line_from_angl_dist(line, image.size), fill=(120, 255, 120))
 137     if show_all:
 138         do_something(image_g, "the grid")
 139
 140     intersections = intersections_from_angl_dist(lines, image.size)
 141     image_g = image.copy()
 142     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 143     for line in intersections:
 144         for (x, y) in line:
 145             draw.point((x , y), fill=(120, 255, 120))
 146
 147     for line in intersections:
 148         print ' '.join([stone_color(image, intersection) for intersection in
 149                        line])
 150
 151     if show_all:
 152         do_something(image_g, "intersections")
 153
 154     return 0
 155
 156 def stone_color(image, (x, y)):
 157     suma = 0.
 158     for i in range(-2, 3):
 159         for j in range(-2, 3):
 160             suma += sum(image.getpixel((x + i, y + j)))
 161     suma /= 3 * 25
 162     if suma < 55:
 163         return 'B'
 164     elif suma < 200:
 165         return '.'
 166     else:
 167         return 'W'
 168
 169 def image_save(image, title=''):
 170     global Saving_dir
 171     global Saving_num
 172     filename = Saving_dir + "{0:0>2}".format(Saving_num) + '.jpg'
 173     if not os.path.isdir(Saving_dir):
 174         os.makedirs(Saving_dir)
 175     image.save(filename, 'JPEG')
 176     Saving_num += 1
 177
 178 def combine(image1, image2):
 179     im_l1 = image1.load()
 180     im_l2 = image2.load()
 181
 182     im_n = Image.new('L', image1.size)
 183     im_nl = im_n.load()
 184
 185     for x in xrange(image1.size[0]):
 186         for y in xrange(image1.size[1]):
 187             if im_l1[x, y] and im_l2[x, y]:
 188                 im_nl[x, y] = 255
 189     return im_n
 190
 191 def line_from_angl_dist((angle, distance), size):
 192     x1 = - size[0] / 2
 193     y1 = int(round((x1 * math.sin(angle) - distance) / math.cos(angle))) + size[1] / 2
 194     x2 = size[0] / 2
 195     y2 = int(round((x2 * math.sin(angle) - distance) / math.cos(angle))) + size[1] / 2
 196     return [(0, y1), (size[0] - 1, y2)]
 197
 198 def intersections_from_angl_dist(lines, size):
 199     intersections = []
 200     for (angl1, dist1) in sorted(lines[1], key=itemgetter(1)):
 201         line = []
 202         for (angl2, dist2) in lines[0]:
 203             if abs(angl1 - angl2) > 0.4:
 204                 x =  - ((dist2 / math.cos(angl2))-(dist1 / math.cos(angl1))) / (math.tan(angl1) - math.tan(angl2))
 205                 y = (math.tan(angl1) * x) - (dist1 / math.cos(angl1))
 206                 line.append((int(x + size[0] / 2), int(y + size[1] / 2)))
 207         intersections.append(line)
 208     return intersections
 209
 210 if __name__ == '__main__':
 211     sys.exit(main())