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