branches/nyatla/src/jp/nyatla/nyartoolkit/core/NyARDetectMarker.java

   1 /* \r
   2  * PROJECT: NyARToolkit\r
   3  * --------------------------------------------------------------------------------\r
   4  * This work is based on the original ARToolKit developed by\r
   5  *   Hirokazu Kato\r
   6  *   Mark Billinghurst\r
   7  *   HITLab, University of Washington, Seattle\r
   8  * http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/\r
   9  *\r
  10  * The NyARToolkit is Java version ARToolkit class library.\r
  11  * Copyright (C)2008 R.Iizuka\r
  12  *\r
  13  * This program is free software; you can redistribute it and/or\r
  14  * modify it under the terms of the GNU General Public License\r
  15  * as published by the Free Software Foundation; either version 2\r
  16  * of the License, or (at your option) any later version.\r
  17  * \r
  18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,\r
  19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
  20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
  21  * GNU General Public License for more details.\r
  22  * \r
  23  * You should have received a copy of the GNU General Public License\r
  24  * along with this framework; if not, write to the Free Software\r
  25  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA\r
  26  * \r
  27  * For further information please contact.\r
  28  *      http://nyatla.jp/nyatoolkit/\r
  29  *      <airmail(at)ebony.plala.or.jp>\r
  30  * \r
  31  */\r
  32 package jp.nyatla.nyartoolkit.core;\r
  33 \r
  34 \r
  35 \r
  36 \r
  37 import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;\r
  38 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.labeling.*;\r
  39 \r
  40 \r
  41 \r
  42 /**\r
  43  * イメージからマーカー情報を検出するクラス。\r
  44  * このクラスは、arDetectMarker2.cとの置き換えになります。\r
  45  * ラベリング済みのラスタデータからマーカー位置を検出して、結果を保持します。\r
  46  *\r
  47  */\r
  48 public class NyARDetectMarker {\r
  49     private static final int AR_AREA_MAX=100000;//#define   AR_AREA_MAX      100000\r
  50     private static final int AR_AREA_MIN=70;//#define   AR_AREA_MIN          70\r
  51 \r
  52 //    private final NyARMarker[] marker_holder;     //マーカーデータの保持配列\r
  53 //    private final NyARMarker[] marker_info2_array;//マーカーデータのインデックス配列\r
  54 //    private int marker_num;\r
  55     private int width,height;\r
  56     /**\r
  57      * 最大i_squre_max個のマーカーを検出するクラスを作成する。\r
  58      * @param i_width\r
  59      * @param i_height\r
  60      */\r
  61     public NyARDetectMarker(int i_width,int i_height)\r
  62     {\r
  63         this.width =i_width;\r
  64         this.height=i_height;\r
  65         \r
  66 //      this.marker_holder=new NyARMarker[i_squre_max];\r
  67 //      this.marker_info2_array=new NyARMarker[i_squre_max];\r
  68 //      //先にマーカーホルダにオブジェクトを作っておく\r
  69 //      for(int i=0;i<i_squre_max;i++){\r
  70 //          this.marker_holder[i]=new NyARMarker();\r
  71 //      }\r
  72     }\r
  73     private static final int AR_CHAIN_MAX=10000;\r
  74     private final int[] wk_arGetContour_xdir={0,  1, 1, 1, 0,-1,-1,-1};\r
  75     private final int[] wk_arGetContour_ydir={-1,-1, 0, 1, 1, 1, 0,-1};\r
  76     private final int[] wk_arGetContour_xcoord=new int[AR_CHAIN_MAX];\r
  77     private final int[] wk_arGetContour_ycoord=new int[AR_CHAIN_MAX];\r
  78     /**\r
  79      * int arGetContour( ARInt16 *limage, int *label_ref,int label, int clip[4], ARMarkerInfo2 *marker_info2 )\r
  80      * 関数の代替品\r
  81      * detectMarker関数から使う関数です。o_markerにlabelとclipで示される1個のマーカーを格納します。\r
  82      * marker_holder[i_holder_num]にオブジェクトが無ければまず新規に作成し、もし\r
  83      * 既に存在すればそこにマーカー情報を上書きして記録します。\r
  84      * Optimize:STEP[369->336]\r
  85      * @param o_marker\r
  86      * @param limage\r
  87      * @param label_ref\r
  88      * @param label\r
  89      * @param clip\r
  90      * @throws NyARException\r
  91      */\r
  92     private final void arGetContour(NyARMarker o_marker,int[][] limage,int i_labelnum, NyARLabel i_label) throws NyARException\r
  93     {\r
  94         final int[] xcoord=wk_arGetContour_xcoord;\r
  95         final int[] ycoord=wk_arGetContour_ycoord;\r
  96         final int[] xdir=wk_arGetContour_xdir; //static int      xdir[8] = { 0, 1, 1, 1, 0,-1,-1,-1};\r
  97         final int[] ydir=wk_arGetContour_ydir;//static int      ydir[8] = {-1,-1, 0, 1, 1, 1, 0,-1};\r
  98         //ShortPointer p1;//ARInt16         *p1;\r
  99         int coord_num;\r
 100         int             sx=0, sy=0, dir;\r
 101         int             dmax, d, v1=0;\r
 102         int             i, j,w;\r
 103 \r
 104         int[] limage_j;\r
 105         j = i_label.clip_t;\r
 106         limage_j=limage[j];\r
 107         final int clip1=i_label.clip_r;\r
 108         //p1=ShortPointer.wrap(limage,j*xsize+clip.get());//p1 = &(limage[j*xsize+clip[0]]);\r
 109         for( i = i_label.clip_l; i <= clip1; i++){//for( i = clip[0]; i <= clip[1]; i++, p1++ ) {\r
 110             w=limage_j[i];\r
 111             if(w > 0 && w == i_labelnum ) {\r
 112                 sx = i;\r
 113                 sy = j;\r
 114                 break;\r
 115             }\r
 116         }\r
 117         if(i>clip1){//if( i > clip[1] ) {\r
 118             System.out.println("??? 1");//printf();\r
 119             throw new NyARException();//return(-1);\r
 120         }\r
 121 \r
 122 //      //マーカーホルダが既に確保済みかを調べる\r
 123 //      if(marker_holder[i_holder_num]==null){\r
 124 //          //確保していなければ確保\r
 125 //          marker_holder[i_holder_num]=new NyARMarker();\r
 126 //      }\r
 127 \r
 128 \r
 129         coord_num=1;//marker_info2->coord_num = 1;\r
 130         xcoord[0]=sx;//marker_info2->x_coord[0] = sx;\r
 131         ycoord[0]=sy;//marker_info2->y_coord[0] = sy;\r
 132         dir = 5;\r
 133         \r
 134         int r,c;\r
 135         c=xcoord[0];\r
 136         r=ycoord[0];\r
 137         dmax=0;\r
 138         //本家はdmaxの作成とxcoordの作成を別のループでやってるけど、非効率なので統合\r
 139         for(;;){\r
 140             //xcoord[1]-xcoord[n]までのデータを作る。\r
 141             \r
 142 //          1個前のxcoordとycoordはループ後半で格納される。\r
 143 //          c=xcoord[coord_num-1];\r
 144 //          r=ycoord[coord_num-1];\r
 145             //p1 = &(limage[marker_info2->y_coord[marker_info2->coord_num-1] * xsize+ marker_info2->x_coord[marker_info2->coord_num-1]]);\r
 146             dir = (dir+5)%8;\r
 147             for(i=0;i<8;i++) {\r
 148                 if(limage[r+ydir[dir]][c+xdir[dir]]>0){//if( p1[ydir[dir]*xsize+xdir[dir]] > 0 ){\r
 149                     break;\r
 150                 }\r
 151                 dir = (dir+1)%8;        \r
 152             }\r
 153             if( i == 8 ){\r
 154                 System.out.println("??? 2");//printf("??? 2\n");\r
 155                 throw new NyARException();//return(-1);\r
 156             }\r
 157 //          xcoordとycoordをc,rにも保存\r
 158             c= c + xdir[dir];//marker_info2->x_coord[marker_info2->coord_num]= marker_info2->x_coord[marker_info2->coord_num-1] + xdir[dir];\r
 159             r= r + ydir[dir];//marker_info2->y_coord[marker_info2->coord_num]= marker_info2->y_coord[marker_info2->coord_num-1] + ydir[dir];\r
 160             xcoord[coord_num]=c;//marker_info2->x_coord[marker_info2->coord_num]= marker_info2->x_coord[marker_info2->coord_num-1] + xdir[dir];\r
 161             ycoord[coord_num]=r;//marker_info2->y_coord[marker_info2->coord_num]= marker_info2->y_coord[marker_info2->coord_num-1] + ydir[dir];\r
 162             if(c == sx && r == sy ){\r
 163                 break;\r
 164             }\r
 165             //dmaxの計算\r
 166             d=(c-sx)*(c-sx)+(r-sy)*(r-sy);\r
 167             if( d > dmax ) {\r
 168                 dmax = d;\r
 169                 v1 = coord_num;\r
 170             }\r
 171             //終了条件判定\r
 172             coord_num++;\r
 173             if(coord_num == AR_CHAIN_MAX-1){//if( marker_info2.coord_num == Config.AR_CHAIN_MAX-1 ){\r
 174                 System.out.println("??? 3");//printf("??? 3\n");\r
 175                 throw new NyARException();//return(-1);\r
 176             }\r
 177         }\r
 178 //\r
 179 //      dmax = 0;\r
 180 //      for(i=1;i<coord_num;i++) {//    for(i=1;i<marker_info2->coord_num;i++) {\r
 181 //          d = (xcoord[i]-sx)*(xcoord[i]-sx)+ (ycoord[i]-sy)*(ycoord[i]-sy);//   d = (marker_info2->x_coord[i]-sx)*(marker_info2->x_coord[i]-sx)+ (marker_info2->y_coord[i]-sy)*(marker_info2->y_coord[i]-sy);\r
 182 //          if( d > dmax ) {\r
 183 //              dmax = d;\r
 184 //              v1 = i;\r
 185 //          }\r
 186 //      }\r
 187         //NyARMarkerへcoord情報をセット\r
 188         //coordの並び替えと保存はNyARMarkerへ移動\r
 189         o_marker.setCoordXY(v1,coord_num,xcoord,ycoord);\r
 190         return;\r
 191     }\r
 192 \r
 193     /**\r
 194      * ARMarkerInfo2 *arDetectMarker2( ARInt16 *limage, int label_num, int *label_ref,int *warea, double *wpos, int *wclip,int area_max, int area_min, double factor, int *marker_num )\r
 195      * 関数の代替品\r
 196      * ラベリング情報からマーカー一覧を作成してo_marker_listを更新します。\r
 197      * 関数はo_marker_listに重なりを除外したマーカーリストを作成します。\r
 198      * \r
 199      * @param i_labeling\r
 200      * ラベリング済みの情報を持つラベリングオブジェクト\r
 201      * @param i_factor\r
 202      * 何かの閾値？\r
 203      * @param o_marker_list\r
 204      * 抽出したマーカーを格納するリスト\r
 205      * @throws NyARException\r
 206      */\r
 207     public final void detectMarker(NyLabelingImage i_labeling,double i_factor,NyARMarkerList o_marker_list) throws NyARException\r
 208     {\r
 209         int label_area;\r
 210         int i;\r
 211         int xsize, ysize;\r
 212         NyARLabel[] labels=i_labeling.getLabelList().getArray();\r
 213 //      int[] warea     =i_labeling.getArea();\r
 214         int label_num   =i_labeling.getLabelList().getCount();\r
 215 //      int[][] wclip   =i_labeling.getClip();\r
 216 //      double[] wpos   =i_labeling.getPos();\r
 217         int[][] limage=i_labeling.getImage();\r
 218 \r
 219         //マーカーホルダをリセット\r
 220         o_marker_list.reset();\r
 221 //      marker_num=0;\r
 222         xsize =width;\r
 223         ysize =height;\r
 224 //      マーカーをmarker_holderに蓄積する。\r
 225         NyARMarker current_marker=o_marker_list.getCurrentHolder();\r
 226         NyARLabel label_pt;\r
 227         for(i=0; i<label_num; i++ ){\r
 228             label_pt=labels[i];\r
 229             label_area=label_pt.area;\r
 230             if(label_area < AR_AREA_MIN || label_area > AR_AREA_MAX ){\r
 231                 continue;\r
 232             }\r
 233             if( label_pt.clip_l == 1 || label_pt.clip_r == xsize-2 ){//if( wclip[i*4+0] == 1 || wclip[i*4+1] == xsize-2 ){\r
 234                 continue;\r
 235             }\r
 236             if( label_pt.clip_t == 1 || label_pt.clip_b == ysize-2 ){//if( wclip[i*4+2] == 1 || wclip[i*4+3] == ysize-2 ){\r
 237                 continue;\r
 238             }\r
 239             //ret = arGetContour( limage, label_ref, i+1,&(wclip[i*4]), &(marker_info2[marker_num2]));\r
 240             arGetContour(current_marker,limage, i+1,label_pt);\r
 241 \r
 242             if(!current_marker.checkSquare(label_area,i_factor,label_pt.pos_x,label_pt.pos_y)){\r
 243                 //後半で整理するからここはいらない。//         marker_holder[marker_num2]=null;\r
 244                 continue;\r
 245             }\r
 246 //          この3行はcheckSquareの最終段に含める。\r
 247 //          marker_holder[marker_num2].area   = warea[i];\r
 248 //          marker_holder[marker_num2].pos[0] = wpos[i*2+0];\r
 249 //          marker_holder[marker_num2].pos[1] = wpos[i*2+1];\r
 250             //マーカー検出→次のホルダを取得\r
 251             current_marker=o_marker_list.getNextHolder();\r
 252             //マーカーリストが上限に達したか確認\r
 253             if(current_marker==null){\r
 254                 break;\r
 255             }\r
 256         }\r
 257         //マーカーリストを整理(重なり処理とかはマーカーリストに責務押し付け)\r
 258         o_marker_list.updateMarkerArray();\r
 259 //      重なり処理かな？\r
 260 //      double[] pos_j,pos_i;\r
 261 //      for(i=0; i < marker_num2; i++ ){\r
 262 //          pos_i=marker_holder[i].pos;\r
 263 //          for(j=i+1; j < marker_num2; j++ ) {\r
 264 //              pos_j=marker_holder[j].pos;\r
 265 //              d = (pos_i[0] - pos_j[0])*(pos_i[0] - pos_j[0])+\r
 266 //              (pos_i[1] - pos_j[1])*(pos_i[1] - pos_j[1]);\r
 267 //              if(marker_holder[i].area >marker_holder[j].area ) {\r
 268 //                  if( d <marker_holder[i].area / 4 ) {\r
 269 //                      marker_holder[j].area = 0;\r
 270 //                  }\r
 271 //              }else{\r
 272 //                  if( d < marker_holder[j].area / 4 ) {\r
 273 //                      marker_holder[i].area = 0;\r
 274 //                  }\r
 275 //              }\r
 276 //          }\r
 277 //      }\r
 278 //      みつかったマーカーを整理する。\r
 279 //      エリアが0のマーカーを外した配列を作って、その数もついでに計算\r
 280 //      for(i=0;i<marker_num2;i++){\r
 281 //          if(marker_holder[i].area==0.0){\r
 282 //              continue;\r
 283 //          }\r
 284 //          marker_info2_array[marker_num]=marker_holder[i];\r
 285 //          marker_num++;\r
 286 //      }        \r
 287 //      for( i=0; i < marker_num2; i++ ) {\r
 288 //      if( marker_info2_array[i].area == 0.0 ) {\r
 289 //      for( j=i+1; j < marker_num2; j++ ){\r
 290 //      marker_info2_array[j-1] = marker_info2_array[j];\r
 291 //      }\r
 292 //      marker_num2--;\r
 293 //      }\r
 294 //      }\r
 295 //      発見したマーカー数をセット\r
 296 //      marker_num=marker_num2;//*marker_num = marker_num2;\r
 297 //      return( &(marker_info2[0]) );\r
 298         return;\r
 299     }\r
 300 \r
 301 }\r