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.size[0] > args.w:
  51         image = image.resize((args.w, int((float(args.w)/image.size[0]) *
  52                               image.size[1])), Image.ANTIALIAS)
  53     global Saving_dir
  54     Saving_dir = "saved/" + args.file[0][:-4] + "_" + str(image.size[0]) + "/"
  55
  56     if verbose:
  57         print >> sys.stderr, "preprocessing"
  58
  59     if show_all:
  60         do_something(image, "original image")
  61
  62     im_l = image.convert('L')
  63     if show_all:
  64         do_something(im_l, "ITU-R 601-2 luma transform")
  65
  66     if verbose:
  67         print >> sys.stderr, "edge detection"
  68
  69     im_edges = filters.edge_detection(im_l)
  70     if show_all:
  71         do_something(im_edges, "edge detection")
  72
  73     im_h = filters.high_pass(im_edges, 100)
  74     if show_all:
  75         do_something(im_h, "high pass filters")
  76
  77     if verbose:
  78         print >> sys.stderr, "hough transform"
  79
  80     hough1 = Hough(im_h.size)
  81     im_hough = hough1.transform(im_h)
  82     if show_all:
  83         do_something(im_hough, "hough transform")
  84
  85     im_hough = filters.peaks(im_hough)
  86     if show_all:
  87         do_something(im_hough, "peak extraction")
  88
  89     im_h2 = filters.high_pass(im_hough, 120)
  90     if show_all:
  91         do_something(im_h2, "second high pass filters")
  92
  93     im_h2 = filters.components(im_h2)
  94     if show_all:
  95         do_something(im_h2, "components centers")
  96
  97     if verbose:
  98         print >> sys.stderr, "second hough transform"
  99
 100     hough2 = Hough(im_h2.size)
 101     im_hough2 = hough2.transform(im_h2)
 102     if show_all:
 103         do_something(im_hough2, "second hough transform")
 104
 105     im_h3 = filters.high_pass(im_hough2, 120)
 106     if show_all:
 107         do_something(im_h3, "third high pass filter")
 108
 109     im_h3 = filters.half_centers(im_h3)
 110     if show_all:
 111         do_something(im_h3, "half centers")
 112
 113     if verbose:
 114         print >> sys.stderr, "finding the grid"
 115
 116     lines_m = hough2.all_lines(im_h3)
 117     lines = []
 118
 119     for line in lines_m:
 120         im_line = Image.new('L', im_h2.size)
 121         draw = ImageDraw.Draw(im_line)
 122         draw.line(line_from_angl_dist(line, im_h2.size), fill=255, width=5)
 123         if show_all:
 124             do_something(im_line, "line")
 125         im_c = combine(im_h2, im_line)
 126         if show_all:
 127             do_something(im_c, "hough x lines")
 128         lines.append(hough1.all_lines(im_c))
 129
 130     print lines[0]
 131     print lines[1]
 132
 133     intersections = intersections_from_angl_dist(lines, image.size)
 134     image_g = image.copy()
 135     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 136     for line in intersections:
 137         for (x, y) in line:
 138             draw.point((x , y), fill=(120, 255, 120))
 139
 140     for line in intersections:
 141         print ' '.join([stone_color(image, intersection) for intersection in
 142                        line])
 143
 144     if show_all:
 145         do_something(image_g, "the grid")
 146
 147     return 0
 148
 149 def stone_color(image, (x, y)):
 150     suma = 0.
 151     for i in range(-2, 3):
 152         for j in range(-2, 3):
 153             suma += sum(image.getpixel((x + i, y + j)))
 154     suma /= 3 * 25
 155     if suma < 55:
 156         return 'B'
 157     elif suma < 200:
 158         return '.'
 159     else:
 160         return 'W'
 161
 162 def image_save(image, title=''):
 163     global Saving_dir
 164     global Saving_num
 165     filename = Saving_dir + "{0:0>2}".format(Saving_num) + '.jpg'
 166     if not os.path.isdir(Saving_dir):
 167         os.makedirs(Saving_dir)
 168     image.save(filename, 'JPEG')
 169     Saving_num += 1
 170
 171 def combine(image1, image2):
 172     im_l1 = image1.load()
 173     im_l2 = image2.load()
 174
 175     im_n = Image.new('L', image1.size)
 176     im_nl = im_n.load()
 177
 178     for x in xrange(image1.size[0]):
 179         for y in xrange(image1.size[1]):
 180             if im_l1[x, y] and im_l2[x, y]:
 181                 im_nl[x, y] = 255
 182     return im_n
 183
 184 def line_from_angl_dist((angle, distance), size):
 185     x1 = - size[0] / 2
 186     y1 = int(round((x1 * math.sin(angle) - distance) / math.cos(angle))) + size[1] / 2
 187     x2 = size[0] / 2
 188     y2 = int(round((x2 * math.sin(angle) - distance) / math.cos(angle))) + size[1] / 2
 189     return [(0, y1), (size[0] - 1, y2)]
 190
 191 def intersections_from_angl_dist(lines, size):
 192     intersections = []
 193     for (angl1, dist1) in sorted(lines[1], key=itemgetter(1)):
 194         line = []
 195         for (angl2, dist2) in lines[0]:
 196             if abs(angl1 - angl2) > 0.4:
 197                 x =  - ((dist2 / math.cos(angl2))-(dist1 / math.cos(angl1))) / (math.tan(angl1) - math.tan(angl2))
 198                 y = (math.tan(angl1) * x) - (dist1 / math.cos(angl1))
 199                 line.append((int(x + size[0] / 2), int(y + size[1] / 2)))
 200         intersections.append(line)
 201     return intersections
 202
 203 if __name__ == '__main__':
 204     sys.exit(main())