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