src/jp/nyatla/nyartoolkit/core/NyARDetectSquare.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 import jp.nyatla.util.DoubleValue;\r
  35 import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;\r
  36 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.*;\r
  37 \r
  38 \r
  39 public class NyARDetectSquare{\r
  40     private NyARLabeling labeling;\r
  41     private NyARDetectMarker detect;\r
  42 \r
  43     private NyARSquare[] marker_info;\r
  44     private int number_of_square;\r
  45     private NyARParam param;\r
  46 \r
  47     /**\r
  48      * 最大i_sqaure_max個のマーカー情報を抽出できるインスタンスを作る。\r
  49      * @param i_sqaure_max\r
  50      */\r
  51     public NyARDetectSquare(int i_sqaure_max,NyARParam i_param)\r
  52     {\r
  53         param=i_param;\r
  54         marker_info=new NyARSquare[i_sqaure_max];//static ARMarkerInfo    marker_infoL[AR_SQUARE_MAX];\r
  55         //解析オブジェクトを作る\r
  56         int width=i_param.getX();\r
  57         int height=i_param.getY();\r
  58 \r
  59         labeling=new NyARLabeling(width,height);\r
  60         detect=new NyARDetectMarker(width,height,i_sqaure_max);\r
  61     }\r
  62     public NyARSquare[] getSquareArray()\r
  63     {\r
  64         return marker_info;\r
  65     }\r
  66     public int getSquareCount()\r
  67     {\r
  68         return number_of_square;\r
  69     }\r
  70     /**\r
  71      * 矩形を検出する。\r
  72      * @param i_marker\r
  73      * @param i_number_of_marker\r
  74      * @throws NyARException\r
  75      */\r
  76     public void detectSquare(NyARRaster i_image,int i_thresh) throws NyARException\r
  77     {\r
  78         number_of_square=0;\r
  79         labeling.labeling(i_image, i_thresh);\r
  80         if(labeling.getLabelNum()<1){\r
  81             return;\r
  82         }\r
  83         detect.detectMarker(labeling,1.0);\r
  84         int number_of_marker=detect.getMarkerNum();\r
  85 \r
  86 \r
  87         \r
  88         int j=0;\r
  89         for (int i = 0; i <number_of_marker; i++){\r
  90             double[][]  line    =new double[4][3];\r
  91             double[][]  vertex  =new double[4][2];\r
  92             NyARMarker marker=detect.getMarker(i);\r
  93             \r
  94             //・・・線の検出？？\r
  95             if (!getLine(marker.x_coord, marker.y_coord,marker.coord_num, marker.vertex,line,vertex))\r
  96             {\r
  97                 continue;\r
  98             }\r
  99             //markerは参照渡し。実体はdetect内のバッファを共有してるので注意\r
 100             marker_info[j]=new NyARSquare(marker,line,vertex);\r
 101 \r
 102             \r
 103 //ここで計算するのは良くないと思うんだ        \r
 104 //              marker_infoL[j].id  = id.get();\r
 105 //              marker_infoL[j].dir = dir.get();\r
 106 //              marker_infoL[j].cf  = cf.get(); \r
 107             j++;\r
 108             //配列数こえたらドゴォォォンしないようにループを抜ける\r
 109             if(j>=marker_info.length){\r
 110                 break;\r
 111             }\r
 112         }\r
 113         number_of_square=j;\r
 114     }\r
 115     /**\r
 116      * arGetLine(int x_coord[], int y_coord[], int coord_num,int vertex[], double line[4][3], double v[4][2])\r
 117      * arGetLine2(int x_coord[], int y_coord[], int coord_num,int vertex[], double line[4][3], double v[4][2], double *dist_factor)\r
 118      * の２関数の合成品です。\r
 119      * @param x_coord\r
 120      * @param y_coord\r
 121      * @param coord_num\r
 122      * @param vertex\r
 123      * @param line\r
 124      * @param v\r
 125      * @return\r
 126      * @throws NyARException\r
 127      */\r
 128     private boolean getLine(int x_coord[], int y_coord[], int coord_num,int vertex[], double line[][], double v[][]) throws NyARException\r
 129     {\r
 130         NyARMat    input,evec;\r
 131         NyARVec    ev,mean;\r
 132         double   w1;\r
 133         int      st, ed, n;\r
 134         int      i, j;\r
 135         DoubleValue dv1=new DoubleValue();\r
 136         DoubleValue dv2=new DoubleValue();\r
 137                 \r
 138         ev     = new NyARVec(2);\r
 139         mean   = new NyARVec(2);\r
 140         evec   = new NyARMat(2,2);\r
 141         double[] mean_array=mean.getArray();\r
 142         double[][] evec_array=evec.getArray();\r
 143         for( i = 0; i < 4; i++ ) {\r
 144             w1 = (double)(vertex[i+1]-vertex[i]+1) * 0.05 + 0.5;\r
 145             st = (int)(vertex[i]   + w1);\r
 146             ed = (int)(vertex[i+1] - w1);\r
 147             n = ed - st + 1;\r
 148             if(n<2){//nが2以下でmatrix.PCAを計算することはできないので、エラーにしておく。\r
 149                 //System.err.println("NyARDetectSquare::getLine 稀に出るエラーです。このエラーが出ても例外が起こらなければ平気だと思いますが、出たらnyatlaまで連絡してください。");\r
 150                 return false;//throw new NyARException();\r
 151             }\r
 152             input  = new NyARMat( n, 2 );\r
 153             double [][] in_array=input.getArray();\r
 154             for( j = 0; j < n; j++ ) {\r
 155                 param.observ2Ideal(x_coord[st+j], y_coord[st+j],dv1,dv2);//arParamObserv2Ideal( dist_factor, x_coord[st+j], y_coord[st+j],&(input->m[j*2+0]), &(input->m[j*2+1]) );\r
 156                 in_array[j][0]=dv1.value;\r
 157                 in_array[j][1]=dv2.value;\r
 158             }\r
 159             NyARMat.matrixPCA(input, evec, ev, mean);\r
 160             \r
 161             line[i][0] =  evec_array[0][1];//line[i][0] =  evec->m[1];\r
 162             line[i][1] = -evec_array[0][0];//line[i][1] = -evec->m[0];\r
 163             line[i][2] = -(line[i][0]*mean_array[0] + line[i][1]*mean_array[1]);//line[i][2] = -(line[i][0]*mean->v[0] + line[i][1]*mean->v[1]);\r
 164         }\r
 165         \r
 166         for( i = 0; i < 4; i++ ) {\r
 167             w1 = line[(i+3)%4][0] * line[i][1] - line[i][0] * line[(i+3)%4][1];\r
 168             if( w1 == 0.0 ){\r
 169                 return false;\r
 170             }\r
 171             v[i][0] = (  line[(i+3)%4][1] * line[i][2]- line[i][1] * line[(i+3)%4][2] ) / w1;\r
 172             v[i][1] = (  line[i][0] * line[(i+3)%4][2]- line[(i+3)%4][0] * line[i][2] ) / w1;\r
 173         }\r
 174         return true;\r
 175     }\r
 176 }\r