parameters
[imago.git] / src / gridf3.py
index 34e2315..5f90cb8 100644 (file)
@@ -2,20 +2,24 @@ import random
 from math import sqrt
 
 from intrsc import intersections_from_angl_dist
-import linef as linef
-import ransac as ransac
-import manual as manual
+import linef
+import params
+import ransac
+import manual_lines as manual
 from geometry import l2ad
 
 # TODO comments, refactoring, move methods to appropriate modules
 
-def plot_line(line, c):
-    points = linef.line_from_angl_dist(line, (520, 390))
+class GridFittingFailedError(Exception):
+    pass
+
+class BadGenError(Exception):
+    pass
+
+def plot_line(line, c, size):
+    points = linef.line_from_angl_dist(line, size)
     pyplot.plot(*zip(*points), color=c)
 
-def plot_line_g((a, b, c), max_x):
-    find_y = lambda x: - (c + a * x) / b
-    pyplot.plot([0, max_x], [find_y(0), find_y(max_x)], color='b')
 
 class Diagonal_model:
     def __init__(self, data):
@@ -32,12 +36,16 @@ class Diagonal_model:
                 if l1[i] and l2[j]:
                     yield (l1[i], l2[j])
 
+    def remove(self, data):
+        self.data = list(set(self.data) - set(data))
+
     def initial(self):
         try:
-            return self.gen.next()
+            nxt = self.gen.next()
         except StopIteration:
             self.gen = self.initial_g()
-            return self.gen.next()
+            nxt = self.gen.next()
+        return nxt
 
     def get(self, sample):
         if len(sample) == 2:
@@ -45,8 +53,30 @@ class Diagonal_model:
         else:
             return ransac.least_squares(sample)
 
+    def score(self, est, dist):
+        cons = []
+        score = 0
+        a, b, c = est
+        dst = lambda (x, y): abs(a * x + b * y + c) / sqrt(a*a+b*b)
+        l1 = None
+        l2 = None
+        for p in self.data:
+            d = dst(p)
+            if d <= dist:
+                cons.append(p)
+                if p.l1 == l1 or p.l2 == l2:
+                    return float("inf"), []
+                else:
+                    l1, l2 = p.l1, p.l2
+            else: # TODO delete this or refactor
+                score += min(d, dist)
+
+        return score, cons
+
 def intersection((a1, b1, c1), (a2, b2, c2)):
     delim = float(a1 * b2 - b1 * a2)
+    if delim == 0:
+        return None
     x = (b1 * c2 - c1 * b2) / delim
     y = (c1 * a2 - a1 * c2) / delim
     return x, y
@@ -98,17 +128,31 @@ class Line:
         elif key == 2:
             return self.c
 
-def gen_corners(d1, d2):
+def gen_corners(d1, d2, min_size):
     for c1 in d1.points:
         if c1 in d2.points:
             continue
         pass
-        c2 = [p for p in d2.points if p in c1.l1.points][0]
-        c3 = [p for p in d1.points if p in c2.l2.points][0]
-        c4 = [p for p in d2.points if p in c3.l1.points][0]
+        try:
+            c2 = [p for p in d2.points if p in c1.l1.points][0]
+            c3 = [p for p in d1.points if p in c2.l2.points][0]
+            c4 = [p for p in d2.points if p in c3.l1.points][0]
+            x_min = min([c1[0], c2[0], c3[0], c4[0]])
+            x_max = max([c1[0], c2[0], c3[0], c4[0]])
+            if x_max - x_min < min_size:
+                continue
+            y_min = min([c1[1], c2[1], c3[1], c4[1]])
+            y_max = max([c1[1], c2[1], c3[1], c4[1]])
+            if y_max - y_min < min_size:
+                continue
+
+        except IndexError:
+            continue
+            # there is not a corresponding intersection
+            # TODO create an intersection?
         try:
             yield manual.lines(map(lambda p: p.to_tuple(), [c2, c1, c3, c4]))
-        except TypeError:
+        except (TypeError):
             pass
             # the square was too small to fit 17 lines inside
             # TODO define SquareTooSmallError or something
@@ -118,6 +162,8 @@ def dst(p, l):
     return abs(a * x + b * y + c) / sqrt(a*a+b*b)
 
 def score(lines, points):
+    # TODO find whether the point actualy lies on the line or just in the same
+    # direction
     score = 0
     for p in points:
         s = min(map(lambda l: dst(p, l), lines))
@@ -127,7 +173,6 @@ def score(lines, points):
 
 
 def find(lines, size, l1, l2, bounds, hough, show_all, do_something, logger):
-    logger("finding the grid")
     new_lines1 = map(lambda l: Line.from_ad(l, size), lines[0])
     new_lines2 = map(lambda l: Line.from_ad(l, size), lines[1])
     for l1 in new_lines1:
@@ -140,20 +185,75 @@ def find(lines, size, l1, l2, bounds, hough, show_all, do_something, logger):
 
     points = [l.points for l in new_lines1]
 
-    line1, cons = ransac.estimate(points, 2, 800, Diagonal_model)
-    points2 = map(lambda l: [(p if not p in cons else None) for p in l], points)
-    line2, cons2 = ransac.estimate(points2, 2, 800, Diagonal_model)
-    center = intersection(line1, line2)
-    data = sum(points, [])
-    diag1 = Line(line1)
-    diag1.points = ransac.filter_near(data, diag1, 2)
-    diag2 = Line(line2)
-    diag2.points = ransac.filter_near(data, diag2, 2)
-
-    grids = list(gen_corners(diag1, diag2))
-
-    sc, grid = min(map(lambda g: (score(sum(g, []), data), g), grids))
-    
+    def dst_p(x, y):
+        x = x - size[0] / 2
+        y = y - size[1] / 2
+        return sqrt(x * x + y * y)
+
+    for n_tries in xrange(3):
+        logger("finding the diagonals")
+        model = Diagonal_model(points)
+        diag_lines = ransac.ransac_multi(6, points, 2,
+                                         params.ransac_diagonal_iter, model=model)
+        diag_lines = [l[0] for l in diag_lines]
+        centers = []
+        cen_lin = []
+        for i in xrange(len(diag_lines)):
+            line1 = diag_lines[i]
+            for line2 in diag_lines[i+1:]:
+                c = intersection(line1, line2)
+                if c and dst_p(*c) < min(size) / 2:
+                    cen_lin.append((line1, line2, c))
+                    centers.append(c)
+
+        if show_all:
+            import matplotlib.pyplot as pyplot
+            from PIL import Image
+
+            def plot_line_g((a, b, c), max_x):
+                find_y = lambda x: - (c + a * x) / b
+                pyplot.plot([0, max_x], [find_y(0), find_y(max_x)], color='b')
+
+            fig = pyplot.figure(figsize=(8, 6))
+            for l in diag_lines:
+                plot_line_g(l, size[0])
+            pyplot.scatter(*zip(*sum(points, [])))
+            if len(centers) >= 1:
+                pyplot.scatter([c[0] for c in centers], [c[1] for c in centers], color='r')
+            pyplot.xlim(0, size[0])
+            pyplot.ylim(0, size[1])
+            pyplot.gca().invert_yaxis()
+            fig.canvas.draw()
+            size_f = fig.canvas.get_width_height()
+            buff = fig.canvas.tostring_rgb()
+            image_p = Image.fromstring('RGB', size_f, buff, 'raw')
+            do_something(image_p, "finding diagonals")
+
+        logger("finding the grid")
+        data = sum(points, [])
+        # TODO what if lines are missing?
+        sc = float("inf")
+        grid = None
+        for (line1, line2, c) in cen_lin:
+            diag1 = Line(line1)
+            diag1.points = ransac.filter_near(data, diag1, 2)
+            diag2 = Line(line2)
+            diag2.points = ransac.filter_near(data, diag2, 2)
+
+
+            grids = list(gen_corners(diag1, diag2, min(size) / 3))
+            
+            try:
+                new_sc, new_grid = min(map(lambda g: (score(sum(g, []), data), g), grids))
+                if new_sc < sc:
+                    sc, grid = new_sc, new_grid
+            except ValueError:
+                pass
+        if grid:
+            break
+    else:
+        raise GridFittingFailedError
+        
     grid_lines = [[l2ad(l, size) for l in grid[0]], 
                   [l2ad(l, size) for l in grid[1]]]
     grid_lines[0].sort(key=lambda l: l[1])
@@ -163,52 +263,3 @@ def find(lines, size, l1, l2, bounds, hough, show_all, do_something, logger):
 
     return grid, grid_lines
 
-def test():
-    import pickle
-    import matplotlib.pyplot as pyplot
-
-    lines = pickle.load(open('lines.pickle'))
-
-    size = (520, 390)
-    new_lines1 = map(lambda l: Line.from_ad(l, size), lines[0])
-    new_lines2 = map(lambda l: Line.from_ad(l, size), lines[1])
-    for l1 in new_lines1:
-        for l2 in new_lines2:
-            p = Point(intersection(l1, l2))
-            p.l1 = l1
-            p.l2 = l2
-            l1.points.append(p)
-            l2.points.append(p)
-
-    points = [l.points for l in new_lines1]
-
-    line1, cons = ransac.estimate(points, 2, 800, Diagonal_model)
-    points2 = map(lambda l: [(p if not p in cons else None) for p in l], points)
-    line2, cons2 = ransac.estimate(points2, 2, 800, Diagonal_model)
-    center = intersection(line1, line2)
-    data = sum(points, [])
-    diag1 = Line(line1)
-    diag1.points = ransac.filter_near(data, diag1, 2)
-    diag2 = Line(line2)
-    diag2.points = ransac.filter_near(data, diag2, 2)
-
-    plot_line_g(diag1, 520)
-    plot_line_g(diag2, 520)
-    pyplot.scatter(*zip(*sum(points, [])))
-    pyplot.scatter([center[0]], [center[1]], color='r')
-    pyplot.xlim(0, 520)
-    pyplot.ylim(0, 390)
-    pyplot.show()
-
-    grids = map(manual.lines, list(gen_corners(diag1, diag2)))
-    plot_grid = lambda g: map(lambda l: pyplot.plot(*zip(*l), color='g'), sum(g, []))
-    map(plot_grid, grids)
-    pyplot.show()
-
-    sc, grid = min(map(lambda g: (score(sum(g, []), data), g), grids))
-
-    map(lambda l: pyplot.plot(*zip(*l), color='g'), sum(grid, []))
-    pyplot.scatter(*zip(*sum(points, [])))
-    pyplot.xlim(0, 520)
-    pyplot.ylim(0, 390)
-    pyplot.show()