lib/src/jp/nyatla/nyartoolkit/core/squaredetect/NyARCoord2Linear.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 edition ARToolKit class library.\r
  11  * Copyright (C)2008-2009 Ryo Iizuka\r
  12  *\r
  13  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify\r
  14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by\r
  15  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or\r
  16  * (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 program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.\r
  25  * \r
  26  * For further information please contact.\r
  27  *      http://nyatla.jp/nyatoolkit/\r
  28  *      <airmail(at)ebony.plala.or.jp> or <nyatla(at)nyatla.jp>\r
  29  * \r
  30  */\r
  31 package jp.nyatla.nyartoolkit.core.squaredetect;\r
  32 \r
  33 import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;\r
  34 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.NyARCameraDistortionFactor;\r
  35 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.NyARObserv2IdealMap;\r
  36 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.pca2d.INyARPca2d;\r
  37 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.pca2d.NyARPca2d_MatrixPCA_O2;\r
  38 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARIntCoordinates;\r
  39 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARIntSize;\r
  40 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARLinear;\r
  41 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.matrix.NyARDoubleMatrix22;\r
  42 \r
  43 \r
  44 \r
  45 /**\r
  46  * このクラスは、座標配列を直線式に変換します。\r
  47  * 座標配列の連続する要素を主成分分析にかけて、直線式にします。\r
  48  */\r
  49 public class NyARCoord2Linear\r
  50 {\r
  51         private final double[] _xpos;\r
  52         private final double[] _ypos;   \r
  53         private final INyARPca2d _pca;\r
  54         private final NyARDoubleMatrix22 __getSquareLine_evec=new NyARDoubleMatrix22();\r
  55         private final double[] __getSquareLine_mean=new double[2];\r
  56         private final double[] __getSquareLine_ev=new double[2];\r
  57         private final NyARObserv2IdealMap _dist_factor;\r
  58         /**\r
  59          * コンストラクタです。\r
  60          * 輪郭取得元画像の歪み矯正オブジェクトとサイズを指定して、インスタンスを生成します。\r
  61          * @param i_size\r
  62          * 入力画像のサイズ\r
  63          * @param i_distfactor_ref\r
  64          * 樽型歪みを補正する場合に、オブジェクトを指定します。\r
  65          * nullの場合、補正を行いません。\r
  66          */\r
  67         public NyARCoord2Linear(NyARIntSize i_size,NyARCameraDistortionFactor i_distfactor)\r
  68         {\r
  69                 if(i_distfactor!=null){\r
  70                         this._dist_factor = new NyARObserv2IdealMap(i_distfactor,i_size);\r
  71                 }else{\r
  72                         this._dist_factor=null;\r
  73                 }\r
  74                 // 輪郭バッファ\r
  75                 this._pca=new NyARPca2d_MatrixPCA_O2();\r
  76                 this._xpos=new double[i_size.w+i_size.h];//最大辺長はthis._width+this._height\r
  77                 this._ypos=new double[i_size.w+i_size.h];//最大辺長はthis._width+this._height\r
  78                 return;\r
  79         }\r
  80 \r
  81 \r
  82         /**\r
  83          * この関数は、輪郭点集合からay+bx+c=0の直線式を計算します。\r
  84          * @param i_st\r
  85          * 直線計算の対象とする、輪郭点の開始インデックス\r
  86          * @param i_ed\r
  87          * 直線計算の対象とする、輪郭点の終了インデックス\r
  88          * @param i_coord\r
  89          * 輪郭点集合のオブジェクト。\r
  90          * @param o_line\r
  91          * 直線式を受け取るオブジェクト\r
  92          * @return\r
  93          * 直線式の計算に成功すると、trueを返します。\r
  94          * @throws NyARException\r
  95          */\r
  96         public boolean coord2Line(int i_st,int i_ed,NyARIntCoordinates i_coord, NyARLinear o_line) throws NyARException\r
  97         {\r
  98                 //頂点を取得\r
  99                 int n,st,ed;\r
 100                 double w1;\r
 101                 int cood_num=i_coord.length;\r
 102         \r
 103                 //探索区間の決定\r
 104                 if(i_ed>=i_st){\r
 105                         //頂点[i]から頂点[i+1]までの輪郭が、1区間にあるとき\r
 106                         w1 = (double) (i_ed - i_st + 1) * 0.05 + 0.5;\r
 107                         //探索区間の決定\r
 108                         st = (int) (i_st+w1);\r
 109                         ed = (int) (i_ed - w1);\r
 110                 }else{\r
 111                         //頂点[i]から頂点[i+1]までの輪郭が、2区間に分かれているとき\r
 112                         w1 = (double)((i_ed+cood_num-i_st+1)%cood_num) * 0.05 + 0.5;\r
 113                         //探索区間の決定\r
 114                         st = ((int) (i_st+w1))%cood_num;\r
 115                         ed = ((int) (i_ed+cood_num-w1))%cood_num;\r
 116                 }\r
 117                 //探索区間数を確認\r
 118                 if(st<=ed){\r
 119                         //探索区間は1区間\r
 120                         n = ed - st + 1;\r
 121                         if(this._dist_factor!=null){\r
 122                                 this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, st, n,this._xpos,this._ypos,0);\r
 123                         }\r
 124                 }else{\r
 125                         //探索区間は2区間\r
 126                         n=ed+1+cood_num-st;\r
 127                         if(this._dist_factor!=null){\r
 128                                 this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, st,cood_num-st,this._xpos,this._ypos,0);\r
 129                                 this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, 0,ed+1,this._xpos,this._ypos,cood_num-st);\r
 130                         }\r
 131                 }\r
 132                 //要素数の確認\r
 133                 if (n < 2) {\r
 134                         // nが2以下でmatrix.PCAを計算することはできないので、エラー\r
 135                         return false;\r
 136                 }\r
 137                 //主成分分析する。\r
 138                 final NyARDoubleMatrix22 evec=this.__getSquareLine_evec;\r
 139                 final double[] mean=this.__getSquareLine_mean;\r
 140 \r
 141                 \r
 142                 this._pca.pca(this._xpos,this._ypos,n,evec, this.__getSquareLine_ev,mean);\r
 143                 o_line.a = evec.m01;// line[i][0] = evec->m[1];\r
 144                 o_line.b = -evec.m00;// line[i][1] = -evec->m[0];\r
 145                 o_line.c = -(o_line.a * mean[0] + o_line.b * mean[1]);// line[i][2] = -(line[i][0]*mean->v[0] + line[i][1]*mean->v[1]);\r
 146 \r
 147                 return true;\r
 148         }\r
 149 }