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初期インポート。
[nyartoolkit-and/nyartoolkit-android-0.9.git] / src / jp / nyatla / nyartoolkit / detector / NyARDetectMarker.java
diff --git a/src/jp/nyatla/nyartoolkit/detector/NyARDetectMarker.java b/src/jp/nyatla/nyartoolkit/detector/NyARDetectMarker.java
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fd477a0
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,278 @@
+/* \r
+ * PROJECT: NyARToolkit\r
+ * --------------------------------------------------------------------------------\r
+ * This work is based on the original ARToolKit developed by\r
+ *   Hirokazu Kato\r
+ *   Mark Billinghurst\r
+ *   HITLab, University of Washington, Seattle\r
+ * http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/\r
+ *\r
+ * The NyARToolkit is Java version ARToolkit class library.\r
+ * Copyright (C)2008 R.Iizuka\r
+ *\r
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or\r
+ * modify it under the terms of the GNU General Public License\r
+ * as published by the Free Software Foundation; either version 2\r
+ * of the License, or (at your option) any later version.\r
+ * \r
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful,\r
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
+ * GNU General Public License for more details.\r
+ * \r
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License\r
+ * along with this framework; if not, write to the Free Software\r
+ * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA\r
+ * \r
+ * For further information please contact.\r
+ *     http://nyatla.jp/nyatoolkit/\r
+ *     <airmail(at)ebony.plala.or.jp>\r
+ * \r
+ */\r
+package jp.nyatla.nyartoolkit.detector;\r
+\r
+import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;\r
+import jp.nyatla.nyartoolkit.core.*;\r
+import jp.nyatla.nyartoolkit.core.match.NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA;\r
+import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.*;\r
+\r
+\r
+\r
+class NyARDetectMarkerResult\r
+{\r
+    public int arcode_id;\r
+    public int direction;\r
+    public double confidence;\r
+    public NyARSquare ref_square;\r
+}\r
+class NyARDetectMarkerResultHolder\r
+{\r
+    public NyARDetectMarkerResult[] result_array=new NyARDetectMarkerResult[1];\r
+    /**\r
+     * result_holderを最大i_reserve_size個の要素を格納できるように予約します。\r
+     * @param i_reserve_size\r
+     */\r
+    public void reservHolder(int i_reserve_size)\r
+    {\r
+       if(i_reserve_size>=result_array.length){\r
+           int new_size=i_reserve_size+5;\r
+           result_array=new NyARDetectMarkerResult[new_size];\r
+           for(int i=0;i<new_size;i++){\r
+               result_array[i]=new NyARDetectMarkerResult();\r
+           }\r
+       }\r
+    }\r
+}\r
+/**\r
+ * 複数のマーカーを検出し、それぞれに最も一致するARコードを、コンストラクタで登録したARコードから\r
+ * 探すクラスです。最大300個を認識しますが、ゴミラベルを認識したりするので100個程度が限界です。\r
+ *\r
+ */\r
+public class NyARDetectMarker{\r
+    private static final int AR_SQUARE_MAX=300;\r
+    private boolean is_continue=false;\r
+    private NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA match_patt;\r
+    private NyARDetectSquare square;\r
+    private final NyARSquareList square_list=new NyARSquareList(AR_SQUARE_MAX);\r
+    private NyARCode[] codes;\r
+    protected NyARTransMat transmat;\r
+    private double[] marker_width;\r
+    private int number_of_code;\r
+    //検出結果の保存用\r
+    private NyARColorPatt patt;\r
+    \r
+    private NyARDetectMarkerResultHolder result_holder=new NyARDetectMarkerResultHolder();\r
+    \r
+    /**\r
+     * 複数のマーカーを検出し、最も一致するARCodeをi_codeから検索するオブジェクトを作ります。\r
+     * @param i_param\r
+     * カメラパラメータを指定します。\r
+     * @param i_code\r
+     * 検出するマーカーのARCode配列を指定します。配列要素のインデックス番号が、そのままgetARCodeIndex関数で\r
+     * 得られるARCodeインデックスになります。\r
+     * 例えば、要素[1]のARCodeに一致したマーカーである場合は、getARCodeIndexは1を返します。\r
+     * 先頭からi_number_of_code個の要素には、有効な値を指定する必要があります。\r
+     * @param i_marker_width\r
+     * i_codeのマーカーサイズをミリメートルで指定した配列を指定します。\r
+     * 先頭からi_number_of_code個の要素には、有効な値を指定する必要があります。\r
+     * @param i_number_of_code\r
+     * i_codeに含まれる、ARCodeの数を指定します。\r
+     * @throws NyARException\r
+     */\r
+    public NyARDetectMarker(NyARParam i_param,NyARCode[] i_code,double[] i_marker_width,int i_number_of_code) throws NyARException\r
+    {\r
+       //解析オブジェクトを作る\r
+       this.square=new NyARDetectSquare(i_param);\r
+       this.transmat=new NyARTransMat_O2(i_param);\r
+       //比較コードを保存\r
+       this.codes=i_code;\r
+       //比較コードの解像度は全部同じかな?(違うとパターンを複数種つくらないといけないから)\r
+       int cw=i_code[0].getWidth();\r
+       int ch=i_code[0].getHeight();\r
+       for(int i=1;i<i_number_of_code;i++){\r
+           if(cw!=i_code[i].getWidth() || ch!=i_code[i].getHeight()){\r
+               //違う解像度のが混ざっている。\r
+               throw new NyARException();\r
+           }\r
+       }       \r
+       //評価パターンのホルダを作る\r
+       this.patt=new NyARColorPatt_O3(cw,ch);\r
+       this.number_of_code=i_number_of_code;\r
+\r
+       this.marker_width=i_marker_width;\r
+       //評価器を作る。\r
+       this.match_patt=new NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA();  \r
+    }\r
+    /**\r
+     * i_imageにマーカー検出処理を実行し、結果を記録します。\r
+     * @param i_image\r
+     * マーカーを検出するイメージを指定します。\r
+     * @param i_thresh\r
+     * 検出閾値を指定します。0~255の範囲で指定してください。\r
+     * 通常は100~130くらいを指定します。\r
+     * @return\r
+     * 見つかったマーカーの数を返します。\r
+     * マーカーが見つからない場合は0を返します。\r
+     * @throws NyARException\r
+     */\r
+    public int detectMarkerLite(NyARRaster i_image,int i_thresh) throws NyARException\r
+    {\r
+       NyARSquareList l_square_list=this.square_list;\r
+       //スクエアコードを探す\r
+       square.detectSquare(i_image, i_thresh,l_square_list);\r
+       \r
+       final int number_of_square=l_square_list.getSquareNum();\r
+       //コードは見つかった?\r
+       if(number_of_square<1){\r
+           //ないや。おしまい。\r
+           return 0;\r
+       }\r
+       //保持リストのサイズを調整\r
+       this.result_holder.reservHolder(number_of_square);      \r
+       \r
+       //1スクエア毎に、一致するコードを決定していく\r
+       for(int i=0;i<number_of_square;i++)\r
+       {\r
+           NyARSquare square=l_square_list.getSquare(i);\r
+           //評価基準になるパターンをイメージから切り出す\r
+            if(!this.patt.pickFromRaster(i_image,square)){\r
+               //イメージの切り出しは失敗することもある。\r
+               continue;\r
+            }\r
+            //パターンを評価器にセット\r
+            if(!this.match_patt.setPatt(this.patt)){\r
+                //計算に失敗した。     \r
+                throw new NyARException();\r
+            }\r
+            //コードと順番に比較していく\r
+            int code_index=0;\r
+            match_patt.evaluate(codes[0]);\r
+            double confidence=match_patt.getConfidence();\r
+            int direction=match_patt.getDirection();\r
+            for(int i2=1;i2<this.number_of_code;i2++)\r
+            {\r
+                //コードと比較する\r
+                match_patt.evaluate(codes[i2]);\r
+                double c2=match_patt.getConfidence();\r
+                if(confidence>c2){\r
+                    continue;\r
+                }\r
+                //より一致するARCodeの情報を保存\r
+                code_index  =i2;\r
+                direction   =match_patt.getDirection();\r
+                confidence  =c2;\r
+            }\r
+            //i番目のパターン情報を保存する。\r
+            final NyARDetectMarkerResult result=this.result_holder.result_array[i];\r
+            result.arcode_id =code_index;\r
+            result.confidence=confidence;\r
+            result.direction =direction;\r
+            result.ref_square=square;\r
+       }\r
+       return number_of_square;\r
+    }\r
+    /**\r
+     * i_indexのマーカーに対する変換行列を計算し、結果値をo_resultへ格納します。\r
+     * 直前に実行したdetectMarkerLiteが成功していないと使えません。\r
+     * @param i_index\r
+     * マーカーのインデックス番号を指定します。\r
+     * 直前に実行したdetectMarkerLiteの戻り値未満かつ0以上である必要があります。\r
+     * @param o_result\r
+     * 結果値を受け取るオブジェクトを指定してください。\r
+     * @throws NyARException\r
+     */\r
+    public void getTransmationMatrix(int i_index,NyARTransMatResult o_result) throws NyARException\r
+    {\r
+       final NyARDetectMarkerResult result=this.result_holder.result_array[i_index];\r
+       //一番一致したマーカーの位置とかその辺を計算\r
+       if(is_continue){\r
+           transmat.transMatContinue(result.ref_square,result.direction,marker_width[result.arcode_id],o_result);\r
+       }else{\r
+           transmat.transMat(result.ref_square,result.direction,marker_width[result.arcode_id],o_result);\r
+       }\r
+       return;\r
+    }\r
+    /**\r
+     * i_indexのマーカーの一致度を返します。\r
+     * @param i_index\r
+     * マーカーのインデックス番号を指定します。\r
+     * 直前に実行したdetectMarkerLiteの戻り値未満かつ0以上である必要があります。\r
+     * @return\r
+     * マーカーの一致度を返します。0~1までの値をとります。\r
+     * 一致度が低い場合には、誤認識の可能性が高くなります。\r
+     * @throws NyARException\r
+     */\r
+    public double getConfidence(int i_index)\r
+    {\r
+       return this.result_holder.result_array[i_index].confidence;\r
+    }\r
+    /**\r
+     * i_indexのマーカーの方位を返します。\r
+     * @param i_index\r
+     * マーカーのインデックス番号を指定します。\r
+     * 直前に実行したdetectMarkerLiteの戻り値未満かつ0以上である必要があります。\r
+     * @return\r
+     * 0,1,2,3の何れかを返します。\r
+     */    \r
+    public int getDirection(int i_index)\r
+    {\r
+       return this.result_holder.result_array[i_index].direction;\r
+    }\r
+    /**\r
+     * i_indexのマーカーのARCodeインデックスを返します。\r
+     * @param i_index\r
+     * マーカーのインデックス番号を指定します。\r
+     * 直前に実行したdetectMarkerLiteの戻り値未満かつ0以上である必要があります。\r
+     * @return\r
+     */    \r
+    public int getARCodeIndex(int i_index)\r
+    {\r
+       return this.result_holder.result_array[i_index].arcode_id;\r
+    }    \r
+    /**\r
+     * getTransmationMatrixの計算モードを設定します。\r
+     * @param i_is_continue\r
+     * TRUEなら、transMatContinueを使用します。\r
+     * FALSEなら、transMatを使用します。\r
+     */\r
+    public void setContinueMode(boolean i_is_continue)\r
+    {\r
+       this.is_continue=i_is_continue;\r
+    }\r
+       \r
+}\r
+\r
+       \r
+\r
+       \r
+       \r
+       \r
+       \r
+       \r
+       \r
+\r
+       \r
+\r
+\r
+       \r
+\r