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