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.components2(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_hough might be used instead im_h2, but at the moment it brings a lot of
 105     # noise to the second transform, which later confuses the center-finding
 106     # mechanism (which is not very robust yet)
 107     im_hough2 = hough2.transform(im_h2)
 108     if show_all:
 109         do_something(im_hough2, "second hough transform")
 110
 111     im_h3 = filters.high_pass(im_hough2, 120)
 112     if show_all:
 113         do_something(im_h3, "third high pass filter")
 114
 115     im_h3 = filters.components(im_h3)
 116     if show_all:
 117         do_something(im_h3, "half centers")
 118
 119     if verbose:
 120         print >> sys.stderr, "finding the grid"
 121
 122     lines_m = hough2.all_lines_h(im_h3)
 123     lines = []
 124     im_c = im_h2.convert('RGB').convert('RGB', (1, 0.5, 0.5, 0))
 125     draw_c = ImageDraw.Draw(im_c)
 126
 127     for line_l in lines_m:
 128         im_line = Image.new('L', im_h2.size)
 129         draw = ImageDraw.Draw(im_line)
 130         line_points = set()
 131         for line in line_l:
 132             draw.line(line_from_angl_dist(line, im_h2.size), fill=255, width=7)
 133             draw_c.line(line_from_angl_dist(line, im_c.size), fill=(70, 70, 70), width=7)
 134             for p in combine(im_h2, im_line):
 135                 line_points.add(p)
 136         for point in line_points:
 137             draw_c.point(point, fill=(120, 255, 120))
 138         lines.append(hough1.lines_from_list(line_points))
 139
 140     if show_all:
 141         do_something(im_c, "hough x lines")
 142
 143     image_g = image.copy()
 144     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 145     for line in [l for s in lines for l in s]:
 146         draw.line(line_from_angl_dist(line, image.size), fill=(120, 255, 120))
 147     if show_all:
 148         do_something(image_g, "the grid")
 149
 150     intersections = intersections_from_angl_dist(lines, image.size)
 151     image_g = image.copy()
 152     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 153     for line in intersections:
 154         for (x, y) in line:
 155             draw.point((x , y), fill=(120, 255, 120))
 156
 157     for line in intersections:
 158         print ' '.join([stone_color(image, intersection) for intersection in
 159                        line])
 160
 161     if show_all:
 162         do_something(image_g, "intersections")
 163
 164     return 0
 165
 166 def stone_color(image, (x, y)):
 167     suma = 0.
 168     for i in range(-2, 3):
 169         for j in range(-2, 3):
 170             try:
 171                 suma += sum(image.getpixel((x + i, y + j)))
 172             except IndexError:
 173                 pass
 174     suma /= 3 * 25
 175     if suma < 55:
 176         return 'B'
 177     elif suma < 200:
 178         return '.'
 179     else:
 180         return 'W'
 181
 182 def image_save(image, title=''):
 183     global Saving_dir
 184     global Saving_num
 185     filename = Saving_dir + "{0:0>2}".format(Saving_num) + '.jpg'
 186     if not os.path.isdir(Saving_dir):
 187         os.makedirs(Saving_dir)
 188     image.save(filename, 'JPEG')
 189     Saving_num += 1
 190
 191 def combine(image1, image2):
 192     im_l1 = image1.load()
 193     im_l2 = image2.load()
 194
 195     on_both = []
 196
 197     for x in xrange(image1.size[0]):
 198         for y in xrange(image1.size[1]):
 199             if im_l1[x, y] and im_l2[x, y]:
 200                 on_both.append((x, y))
 201     return on_both
 202
 203 def line_from_angl_dist((angle, distance), size):
 204     x1 = - size[0] / 2
 205     y1 = int(round((x1 * math.sin(angle) - distance) / math.cos(angle))) + size[1] / 2
 206     x2 = size[0] / 2
 207     y2 = int(round((x2 * math.sin(angle) - distance) / math.cos(angle))) + size[1] / 2
 208     return [(0, y1), (size[0] - 1, y2)]
 209
 210 def intersections_from_angl_dist(lines, size):
 211     intersections = []
 212     for (angl1, dist1) in sorted(lines[1], key=itemgetter(1)):
 213         line = []
 214         for (angl2, dist2) in sorted(lines[0], key=itemgetter(1)):
 215             if abs(angl1 - angl2) > 0.4:
 216                 x =  - ((dist2 / math.cos(angl2))-(dist1 / math.cos(angl1))) / (math.tan(angl1) - math.tan(angl2))
 217                 y = (math.tan(angl1) * x) - (dist1 / math.cos(angl1))
 218                 if (-size[0] / 2 < x < size[0] / 2 and
 219                     -size[1] / 2 < y < size[1] / 2):
 220                     line.append((int(x + size[0] / 2), int(y + size[1] / 2)))
 221         intersections.append(line)
 222     return intersections
 223
 224 if __name__ == '__main__':
 225     sys.exit(main())