linef.py

   1 #!/usr/bin/env python
   2
   3 """Go image recognition lines-finding module"""
   4
   5 import sys
   6 from math import sin, cos, pi
   7
   8 try:
   9     import Image, ImageDraw
  10 except ImportError, msg:
  11     print >> sys.stderr, msg
  12     sys.exit(1)
  13
  14 import filters
  15 from hough import Hough
  16
  17 def find_lines(image, show_all, do_something, verbose):
  18
  19     if verbose:
  20         print >> sys.stderr, "preprocessing"
  21
  22     if show_all:
  23         do_something(image, "original image")
  24
  25     im_l = image.convert('L')
  26     if show_all:
  27         do_something(im_l, "ITU-R 601-2 luma transform")
  28
  29     if verbose:
  30         print >> sys.stderr, "edge detection"
  31
  32     im_edges = filters.edge_detection(im_l)
  33     if show_all:
  34         do_something(im_edges, "edge detection")
  35
  36     im_h = filters.high_pass(im_edges, 100)
  37     if show_all:
  38         do_something(im_h, "high pass filters")
  39
  40     if verbose:
  41         print >> sys.stderr, "hough transform"
  42
  43     hough1 = Hough(im_h.size)
  44     im_hough = hough1.transform(im_h)
  45     if show_all:
  46         do_something(im_hough, "hough transform")
  47
  48     im_hough = filters.peaks(im_hough)
  49     if show_all:
  50         do_something(im_hough, "peak extraction")
  51
  52     im_h2 = filters.high_pass(im_hough, 120)
  53     if show_all:
  54         do_something(im_h2, "second high pass filters")
  55
  56     im_h2 = filters.components2(im_h2)
  57     if show_all:
  58         do_something(im_h2, "components centers")
  59
  60     if verbose:
  61         print >> sys.stderr, "second hough transform"
  62
  63     hough2 = Hough(im_h2.size)
  64     # im_hough might be used instead im_h2, but at the moment it brings a lot of
  65     # noise to the second transform, which later confuses the center-finding
  66     # mechanism (which is not very robust yet)
  67     im_hough2 = hough2.transform(im_h2)
  68     if show_all:
  69         do_something(im_hough2, "second hough transform")
  70
  71     im_h3 = filters.high_pass(im_hough2, 120)
  72     if show_all:
  73         do_something(im_h3, "third high pass filter")
  74
  75     im_h3 = filters.components(im_h3)
  76     if show_all:
  77         do_something(im_h3, "half centers")
  78
  79     if verbose:
  80         print >> sys.stderr, "finding the grid"
  81
  82     lines_m = hough2.all_lines_h(im_h3)
  83     lines = []
  84     im_c = im_h2.convert('RGB').convert('RGB', (1, 0.5, 0.5, 0))
  85     draw_c = ImageDraw.Draw(im_c)
  86     bounds = []
  87
  88     for line_l in lines_m:
  89         im_line = Image.new('L', im_h2.size)
  90         draw = ImageDraw.Draw(im_line)
  91         line_points = set()
  92         for line in line_l:
  93             draw.line(line_from_angl_dist(line, im_h2.size), fill=255, width=7)
  94             draw_c.line(line_from_angl_dist(line, im_c.size), fill=(70, 70, 70), width=7)
  95             for p in combine(im_h2, im_line):
  96                 line_points.add(p)
  97         for point in line_points:
  98             draw_c.point(point, fill=(120, 255, 120))
  99         lines.append(hough1.lines_from_list(line_points))
 100         line_points = list(line_points)
 101         line_points.sort()
 102         bounds += [line_points[0], line_points[-1]]
 103
 104     if show_all:
 105         do_something(im_c, "hough x lines")
 106
 107     image_g = image.copy()
 108     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 109     for line in [l for s in lines for l in s]:
 110         draw.line(line_from_angl_dist(line, image.size), fill=(120, 255, 120))
 111     if show_all:
 112         do_something(image_g, "lines")
 113
 114     return lines, lines_m[0][0], lines_m[1][0], bounds, hough1
 115
 116 def combine(image1, image2):
 117     im_l1 = image1.load()
 118     im_l2 = image2.load()
 119
 120     on_both = []
 121
 122     for x in xrange(image1.size[0]):
 123         for y in xrange(image1.size[1]):
 124             if im_l1[x, y] and im_l2[x, y]:
 125                 on_both.append((x, y))
 126     return on_both
 127
 128 def line_from_angl_dist((angle, distance), size):
 129     if pi / 4 < angle < 3 * pi / 4:
 130         y1 = - size[1] / 2
 131         x1 = int(round((y1 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 132         y2 = size[1] / 2
 133         x2 = int(round((y2 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 134         return [(x1, 0), (x2, size[1])]
 135     else:
 136         x1 = - size[0] / 2
 137         y1 = int(round((x1 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 138         x2 = size[0] / 2
 139         y2 = int(round((x2 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 140         return [(0, y1), (size[0], y2)]