2 * PROJECT: NyARToolkit
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3 * --------------------------------------------------------------------------------
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4 * This work is based on the original ARToolKit developed by
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7 * HITLab, University of Washington, Seattle
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8 * http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
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10 * The NyARToolkit is Java version ARToolkit class library.
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11 * Copyright (C)2008 R.Iizuka
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13 * This program is free software; you can redistribute it and/or
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14 * modify it under the terms of the GNU General Public License
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15 * as published by the Free Software Foundation; either version 2
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16 * of the License, or (at your option) any later version.
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18 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
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19 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
\r
20 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
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21 * GNU General Public License for more details.
\r
23 * You should have received a copy of the GNU General Public License
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24 * along with this framework; if not, write to the Free Software
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25 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
\r
27 * For further information please contact.
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28 * http://nyatla.jp/nyatoolkit/
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29 * <airmail(at)ebony.plala.or.jp>
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32 package jp.nyatla.nyartoolkit.sandbox.vertexdetect;
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33 import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;
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34 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.labeling.*;
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35 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.*;
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36 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.*;
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37 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.*;
\r
38 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.*;
\r
39 import jp.nyatla.nyartoolkit.sandbox.x2.*;
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41 * PCAではなく、頂点座標そのものからSquare位置を計算するクラス
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44 public class NyARVertexDetector implements INyARSquareDetector
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46 private static final double VERTEX_FACTOR = 1.0;// 線検出のファクタ
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48 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 private final int _width;
\r
52 private final int _height;
\r
54 private final NyARLabeling_ARToolKit_X2 _labeling;
\r
56 private final NyARLabelingImage _limage;
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58 private final OverlapChecker _overlap_checker = new OverlapChecker();
\r
59 private final NyARObserv2IdealMap _dist_factor_ref;
\r
62 * 最大i_squre_max個のマーカーを検出するクラスを作成する。
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66 public NyARVertexDetector(NyARObserv2IdealMap i_dist_factor_ref,NyARIntSize i_size) throws NyARException
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68 this._width = i_size.w;
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69 this._height = i_size.h;
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70 this._dist_factor_ref = i_dist_factor_ref;
\r
71 this._labeling = new NyARLabeling_ARToolKit_X2();
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72 this._limage = new NyARLabelingImage(this._width, this._height);
\r
73 this._labeling.attachDestination(this._limage);
\r
75 // 輪郭の最大長は画面に映りうる最大の長方形サイズ。
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76 int number_of_coord = (this._width + this._height) * 2;
\r
78 // 輪郭バッファは頂点変換をするので、輪郭バッファの2倍取る。
\r
79 this._max_coord = number_of_coord;
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80 this._xcoord = new int[number_of_coord * 2];
\r
81 this._ycoord = new int[number_of_coord * 2];
\r
84 private final int _max_coord;
\r
85 private final int[] _xcoord;
\r
86 private final int[] _ycoord;
\r
88 private void normalizeCoord(int[] i_coord_x, int[] i_coord_y, int i_index, int i_coord_num)
\r
90 // vertex1を境界にして、後方に配列を連結
\r
91 System.arraycopy(i_coord_x, 1, i_coord_x, i_coord_num, i_index);
\r
92 System.arraycopy(i_coord_y, 1, i_coord_y, i_coord_num, i_index);
\r
95 private final int[] __detectMarker_mkvertex = new int[5];
\r
98 * ARMarkerInfo2 *arDetectMarker2( ARInt16 *limage, int label_num, int *label_ref,int *warea, double *wpos, int *wclip,int area_max, int area_min, double
\r
99 * factor, int *marker_num ) 関数の代替品 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。 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
102 * 解析する2値ラスタイメージを指定します。
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103 * @param o_square_stack
\r
104 * 抽出した正方形候補を格納するリスト
\r
105 * @throws NyARException
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107 public final void detectMarker(NyARBinRaster i_raster, NyARSquareStack o_square_stack) throws NyARException
\r
109 final INyARLabeling labeling_proc = this._labeling;
\r
110 final NyARLabelingImage limage = this._limage;
\r
115 o_square_stack.clear();
\r
118 labeling_proc.labeling(i_raster);
\r
121 final int label_num = limage.getLabelStack().getLength();
\r
122 if (label_num < 1) {
\r
126 final NyARLabelingLabelStack stack = limage.getLabelStack();
\r
127 final NyARLabelingLabel[] labels = (NyARLabelingLabel[])stack.getArray();
\r
131 stack.sortByArea();
\r
135 for (i = 0; i < label_num; i++) {
\r
136 // 検査対象内のラベルサイズになるまで無視
\r
137 if (labels[i].area <= AR_AREA_MAX) {
\r
142 final int xsize = this._width;
\r
143 final int ysize = this._height;
\r
144 final int[] xcoord = this._xcoord;
\r
145 final int[] ycoord = this._ycoord;
\r
146 final int coord_max = this._max_coord;
\r
147 final int[] mkvertex = this.__detectMarker_mkvertex;
\r
148 final OverlapChecker overlap = this._overlap_checker;
\r
151 NyARLabelingLabel label_pt;
\r
154 overlap.reset(label_num);
\r
156 for (; i < label_num; i++) {
\r
157 label_pt = labels[i];
\r
158 label_area = label_pt.area;
\r
159 // 検査対象サイズよりも小さくなったら終了
\r
160 if (label_area < AR_AREA_MIN) {
\r
163 // クリップ領域が画面の枠に接していれば除外
\r
164 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
167 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
170 // 既に検出された矩形との重なりを確認
\r
171 if (!overlap.check(label_pt)) {
\r
177 coord_num = limage.getContour(i, coord_max, xcoord, ycoord);
\r
178 if (coord_num == coord_max) {
\r
183 final int vertex1 = scanVertex(xcoord, ycoord, coord_num);
\r
185 // 頂点候補(vertex1)を先頭に並べなおした配列を作成する。
\r
186 normalizeCoord(xcoord, ycoord, vertex1, coord_num);
\r
189 NyARSquare square_ptr = (NyARSquare)o_square_stack.prePush();
\r
192 if (!getSquareVertex(xcoord, ycoord, vertex1, coord_num, label_area, mkvertex)) {
\r
193 o_square_stack.pop();// 頂点の取得が出来なかったので破棄
\r
196 //頂点情報からライン情報を作っちゃう
\r
197 getSquare(mkvertex, xcoord, ycoord, square_ptr);
\r
199 // 検出済の矩形の属したラベルを重なりチェックに追加する。
\r
200 overlap.push(label_pt);
\r
205 * 2つの頂点座標を結ぶ直線から、NyARLinearを計算する。
\r
210 final private void getLine(NyARDoublePoint2d i_v1,NyARDoublePoint2d i_v2,NyARLinear o_line)
\r
212 final double x=i_v1.x-i_v2.x;
\r
213 final double y=i_v1.y-i_v2.y;
\r
214 final double x2=x*x;
\r
215 final double y2=y*y;
\r
216 final double rise_=Math.sqrt(x2/(x2+y2));
\r
218 o_line.run=Math.sqrt(y2/(x2+y2));
\r
221 o_line.rise=-o_line.rise;
\r
223 o_line.rise=-o_line.rise;
\r
224 o_line.run=-o_line.run;
\r
228 o_line.rise=-o_line.rise;
\r
229 o_line.run=-o_line.run;
\r
231 o_line.rise=-o_line.rise;
\r
234 o_line.intercept=(i_v1.y+(o_line.run/o_line.rise)*(i_v1.x))*rise_;
\r
238 private void getSquare(int[] i_mkvertex, int[] i_xcoord, int[] i_ycoord, NyARSquare o_square)
\r
240 final NyARObserv2IdealMap dist_factor=this._dist_factor_ref;
\r
241 final NyARDoublePoint2d[] vertex=o_square.sqvertex;
\r
243 for(int i=0;i<4;i++)
\r
245 final int idx=i_mkvertex[i];
\r
246 o_square.imvertex[i].x=i_xcoord[idx];
\r
247 o_square.imvertex[i].y=i_ycoord[idx];
\r
248 dist_factor.observ2Ideal(i_xcoord[idx], i_ycoord[idx],vertex[i]);
\r
251 getLine(vertex[1],vertex[0],o_square.line[0]);
\r
252 getLine(vertex[2],vertex[1],o_square.line[1]);
\r
253 getLine(vertex[3],vertex[2],o_square.line[2]);
\r
254 getLine(vertex[0],vertex[3],o_square.line[3]);
\r
259 * 辺からの対角線が最長になる点を対角線候補として返す。
\r
263 * @param i_coord_num
\r
266 private int scanVertex(int[] i_xcoord, int[] i_ycoord, int i_coord_num)
\r
268 final int sx = i_xcoord[0];
\r
269 final int sy = i_ycoord[0];
\r
273 for (int i = 1; i < i_coord_num; i++) {
\r
274 x = i_xcoord[i] - sx;
\r
275 y = i_ycoord[i] - sy;
\r
281 // ここでうまく終了条件入れられないかな。
\r
286 private final NyARVertexCounter __getSquareVertex_wv1 = new NyARVertexCounter();
\r
288 private final NyARVertexCounter __getSquareVertex_wv2 = new NyARVertexCounter();
\r
291 * static int arDetectMarker2_check_square( int area, ARMarkerInfo2 *marker_info2, double factor ) 関数の代替関数 OPTIMIZED STEP [450->415] o_squareに頂点情報をセットします。
\r
295 * @param i_vertex1_index
\r
296 * @param i_coord_num
\r
302 private boolean getSquareVertex(int[] i_x_coord, int[] i_y_coord, int i_vertex1_index, int i_coord_num, int i_area, int[] o_vertex)
\r
304 final NyARVertexCounter wv1 = this.__getSquareVertex_wv1;
\r
305 final NyARVertexCounter wv2 = this.__getSquareVertex_wv2;
\r
306 final int end_of_coord = i_vertex1_index + i_coord_num - 1;
\r
307 final int sx = i_x_coord[i_vertex1_index];// sx = marker_info2->x_coord[0];
\r
308 final int sy = i_y_coord[i_vertex1_index];// sy = marker_info2->y_coord[0];
\r
310 int v1 = i_vertex1_index;
\r
311 for (int i = 1 + i_vertex1_index; i < end_of_coord; i++) {// for(i=1;i<marker_info2->coord_num-1;i++)
\r
313 final int d = (i_x_coord[i] - sx) * (i_x_coord[i] - sx) + (i_y_coord[i] - sy) * (i_y_coord[i] - sy);
\r
319 final double thresh = (i_area / 0.75) * 0.01 * VERTEX_FACTOR;
\r
321 o_vertex[0] = i_vertex1_index;
\r
323 if (!wv1.getVertex(i_x_coord, i_y_coord, i_vertex1_index, v1, thresh)) { // if(get_vertex(marker_info2->x_coord,marker_info2->y_coord,0,v1,thresh,wv1,&wvnum1)<
\r
327 if (!wv2.getVertex(i_x_coord, i_y_coord, v1, end_of_coord, thresh)) {// if(get_vertex(marker_info2->x_coord,marker_info2->y_coord,v1,marker_info2->coord_num-1,thresh,wv2,&wvnum2)
\r
333 if (wv1.number_of_vertex == 1 && wv2.number_of_vertex == 1) {// if(wvnum1 == 1 && wvnum2== 1) {
\r
334 o_vertex[1] = wv1.vertex[0];
\r
336 o_vertex[3] = wv2.vertex[0];
\r
337 } else if (wv1.number_of_vertex > 1 && wv2.number_of_vertex == 0) {// }else if( wvnum1 > 1 && wvnum2== 0) {
\r
338 //頂点位置を、起点から対角点の間の1/2にあると予想して、検索する。
\r
339 v2 = (v1-i_vertex1_index)/2+i_vertex1_index;
\r
340 if (!wv1.getVertex(i_x_coord, i_y_coord, i_vertex1_index, v2, thresh)) {
\r
343 if (!wv2.getVertex(i_x_coord, i_y_coord, v2, v1, thresh)) {
\r
346 if (wv1.number_of_vertex == 1 && wv2.number_of_vertex == 1) {
\r
347 o_vertex[1] = wv1.vertex[0];
\r
348 o_vertex[2] = wv2.vertex[0];
\r
353 } else if (wv1.number_of_vertex == 0 && wv2.number_of_vertex > 1) {
\r
354 //v2 = (v1-i_vertex1_index+ end_of_coord-i_vertex1_index) / 2+i_vertex1_index;
\r
355 v2 = (v1+ end_of_coord)/2;
\r
357 if (!wv1.getVertex(i_x_coord, i_y_coord, v1, v2, thresh)) {
\r
360 if (!wv2.getVertex(i_x_coord, i_y_coord, v2, end_of_coord, thresh)) {
\r
363 if (wv1.number_of_vertex == 1 && wv2.number_of_vertex == 1) {
\r
365 o_vertex[2] = wv1.vertex[0];
\r
366 o_vertex[3] = wv2.vertex[0];
\r
373 o_vertex[4] = end_of_coord;
\r
379 * get_vertex関数を切り離すためのクラス
\r
382 final class NyARVertexCounter
\r
384 public final int[] vertex = new int[10];// 5まで削れる
\r
386 public int number_of_vertex;
\r
388 private double thresh;
\r
390 private int[] x_coord;
\r
392 private int[] y_coord;
\r
394 public boolean getVertex(int[] i_x_coord, int[] i_y_coord, int st, int ed, double i_thresh)
\r
396 this.number_of_vertex = 0;
\r
397 this.thresh = i_thresh;
\r
398 this.x_coord = i_x_coord;
\r
399 this.y_coord = i_y_coord;
\r
400 return get_vertex(st, ed);
\r
404 * static int get_vertex( int x_coord[], int y_coord[], int st, int ed,double thresh, int vertex[], int *vnum) 関数の代替関数
\r
413 private boolean get_vertex(int st, int ed)
\r
416 final int[] lx_coord = this.x_coord;
\r
417 final int[] ly_coord = this.y_coord;
\r
418 final double a = ly_coord[ed] - ly_coord[st];
\r
419 final double b = lx_coord[st] - lx_coord[ed];
\r
420 final double c = lx_coord[ed] * ly_coord[st] - ly_coord[ed] * lx_coord[st];
\r
422 for (int i = st + 1; i < ed; i++) {
\r
423 final double d = a * lx_coord[i] + b * ly_coord[i] + c;
\r
424 if (d * d > dmax) {
\r
429 if (dmax / (a * a + b * b) > thresh) {
\r
430 if (!get_vertex(st, v1)) {
\r
433 if (number_of_vertex > 5) {
\r
436 vertex[number_of_vertex] = v1;// vertex[(*vnum)] = v1;
\r
437 number_of_vertex++;// (*vnum)++;
\r
439 if (!get_vertex(v1, ed)) {
\r
448 * ラベル同士の重なり(内包関係)を調べるクラスです。 ラベルリストに内包するラベルを蓄積し、それにターゲットのラベルが内包されているか を確認します。
\r
450 class OverlapChecker
\r
452 private NyARLabelingLabel[] _labels = new NyARLabelingLabel[32];
\r
454 private int _length;
\r
457 * 最大i_max_label個のラベルを蓄積できるようにオブジェクトをリセットする
\r
459 * @param i_max_label
\r
461 public void reset(int i_max_label)
\r
463 if (i_max_label > this._labels.length) {
\r
464 this._labels = new NyARLabelingLabel[i_max_label];
\r
472 * @param i_label_ref
\r
474 public void push(NyARLabelingLabel i_label_ref)
\r
476 this._labels[this._length] = i_label_ref;
\r
481 * 現在リストにあるラベルと重なっているかを返す。
\r
484 * @return 何れかのラベルの内側にあるならばfalse,独立したラベルである可能性が高ければtrueです.
\r
486 public boolean check(NyARLabelingLabel i_label)
\r
489 final NyARLabelingLabel[] label_pt = this._labels;
\r
490 final int px1 = (int) i_label.pos_x;
\r
491 final int py1 = (int) i_label.pos_y;
\r
492 for (int i = this._length - 1; i >= 0; i--) {
\r
493 final int px2 = (int) label_pt[i].pos_x;
\r
494 final int py2 = (int) label_pt[i].pos_y;
\r
495 final int d = (px1 - px2) * (px1 - px2) + (py1 - py2) * (py1 - py2);
\r
496 if (d < label_pt[i].area / 4) {
\r