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    # if show_all:
  38    #     do_something(im_hough.image, "peak extraction")
  39
  40     im_h2 = filters.high_pass(im_hough, 96)
  41     show_image(im_h2, "second high pass filters")
  42
  43     im_h2 = filters.components2(im_h2)
  44     show_image(im_h2, "components centers")
  45
  46     return im_h2
  47
  48 def find_lines(image, show_all, do_something, verbose):
  49     """Find lines in the *image*."""
  50     # TODO refactor into smaller functions
  51
  52     def nothing(a, b):
  53         pass
  54
  55     if show_all:
  56         show_image = do_something
  57     else:
  58         show_image = nothing
  59
  60     if verbose:
  61         print >> sys.stderr, "preprocessing"
  62
  63     show_image(image, "original image")
  64
  65     im_h = prepare(image, show_image, verbose)
  66
  67     hough = Hough.default(im_h)
  68
  69     if verbose:
  70         print >> sys.stderr, "hough transform"
  71
  72     im_h2 = transform(im_h, hough, show_image)
  73
  74     if verbose:
  75         print >> sys.stderr, "second hough transform"
  76
  77     # im_hough might be used instead im_h2, but at the moment it brings a lot of
  78     # noise to the second transform, which later confuses the center-finding
  79     # mechanism (which is not very robust yet)
  80     hough2 = Hough.default(im_h2)
  81     im_hough2 = hough2.transform(im_h2)
  82     show_image(im_hough2, "second hough transform")
  83
  84     im_h3 = filters.high_pass(im_hough2, 120)
  85     show_image(im_h3, "third high pass filter")
  86
  87     im_h3 = filters.components(im_h3)
  88     show_image(im_h3, "half centers")
  89
  90     if verbose:
  91         print >> sys.stderr, "finding the grid"
  92
  93     lines_m = hough2.all_lines_h(im_h3)
  94     lines = []
  95     im_c = im_h2.convert('RGB').convert('RGB', (1, 0.5, 0.5, 0))
  96     draw_c = ImageDraw.Draw(im_c)
  97     bounds = []
  98
  99     for line_l in lines_m:
 100         im_line = Image.new('L', im_h2.size)
 101         draw = ImageDraw.Draw(im_line)
 102         line_points = set()
 103         for line in line_l:
 104             draw.line(line_from_angl_dist(line, im_h2.size), fill=255, width=7)
 105             draw_c.line(line_from_angl_dist(line, im_c.size),
 106                         fill=(70, 70, 70), width=7)
 107             for p in combine(im_h2, im_line):
 108                 line_points.add(p)
 109         for point in line_points:
 110             draw_c.point(point, fill=(120, 255, 120))
 111         lines.append(hough.lines_from_list(line_points))
 112         line_points = list(line_points)
 113         line_points.sort()
 114         bounds += [line_points[0], line_points[-1]]
 115
 116     show_image(im_c, "hough x lines")
 117
 118     image_g = image.copy()
 119     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 120     for line in [l for s in lines for l in s]:
 121         draw.line(line_from_angl_dist(line, image.size), fill=(120, 255, 120))
 122     show_image(image_g, "lines")
 123
 124     return lines, lines_m[0][0], lines_m[1][0], bounds, hough
 125
 126 def combine(image1, image2):
 127     """Return a list of points that are present in both images."""
 128     im_l1 = image1.load()
 129     im_l2 = image2.load()
 130
 131     on_both = []
 132
 133     for x in xrange(image1.size[0]):
 134         for y in xrange(image1.size[1]):
 135             if im_l1[x, y] and im_l2[x, y]:
 136                 on_both.append((x, y))
 137     return on_both
 138
 139 def line_from_angl_dist((angle, distance), size):
 140     """Take *angle* and *distance* (from the center of the image) of a line and
 141     size of the image. Return the line represented by two points."""
 142     if pi / 4 < angle < 3 * pi / 4:
 143         y1 = - size[1] / 2
 144         x1 = int(round((y1 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 145         y2 = size[1] / 2
 146         x2 = int(round((y2 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 147         return [(x1, 0), (x2, size[1])]
 148     else:
 149         x1 = - size[0] / 2
 150         y1 = int(round((x1 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 151         x2 = size[0] / 2
 152         y2 = int(round((x2 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 153         return [(0, y1), (size[0], y2)]