src/jp/nyatla/nyartoolkit/detector/NyARCustomSingleDetectMarker.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\r
  14  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License\r
  15  * as published by the Free Software Foundation; either version 3\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 Lesser General Public License for more details\r
  22  * \r
  23  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public\r
  24  * License 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.detector;\r
  32 \r
  33 import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;\r
  34 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.*;\r
  35 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.match.*;\r
  36 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.NyARParam;\r
  37 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.pickup.*;\r
  38 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.rgb.*;\r
  39 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.*;\r
  40 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.transmat.*;\r
  41 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARIntSize;\r
  42 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.rasterfilter.rgb2bin.*;\r
  43 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.*;\r
  44 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.squaredetect.*;\r
  45 \r
  46 /**\r
  47  * 画像からARCodeに最も一致するマーカーを1個検出し、その変換行列を計算するクラスです。\r
  48  * 変換行列を求めるには、detectMarkerLite関数にラスタイメージを入力して、計算対象の矩形を特定します。\r
  49  * detectMarkerLiteが成功すると、getTransmationMatrix等の関数が使用可能な状態になり、変換行列を求めることができます。\r
  50  * \r
  51  * \r
  52  */\r
  53 public class NyARCustomSingleDetectMarker\r
  54 {       \r
  55         private static final int AR_SQUARE_MAX = 100;\r
  56 \r
  57         private boolean _is_continue = false;\r
  58         private NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA _match_patt;\r
  59         private INyARSquareDetector _square_detect;\r
  60 \r
  61         private final NyARSquareStack _square_list = new NyARSquareStack(AR_SQUARE_MAX);\r
  62 \r
  63         protected INyARTransMat _transmat;\r
  64 \r
  65         private double _marker_width;\r
  66         // 検出結果の保存用\r
  67         private int _detected_direction;\r
  68         private double _detected_confidence;\r
  69         private NyARSquare _detected_square;\r
  70         private INyARColorPatt _patt;\r
  71         //画処理用\r
  72         private NyARBinRaster _bin_raster;\r
  73         protected INyARRasterFilter_RgbToBin _tobin_filter;\r
  74 \r
  75         private NyARMatchPattDeviationColorData _deviation_data;\r
  76 \r
  77         protected NyARCustomSingleDetectMarker()\r
  78         {\r
  79                 return;\r
  80         }\r
  81         protected void initInstance(\r
  82                 INyARColorPatt i_patt_inst,\r
  83                 INyARSquareDetector i_sqdetect_inst,\r
  84                 INyARTransMat i_transmat_inst,\r
  85                 INyARRasterFilter_RgbToBin i_filter,\r
  86                 NyARParam       i_ref_param,\r
  87                 NyARCode        i_ref_code,\r
  88                 double          i_marker_width) throws NyARException\r
  89         {\r
  90                 final NyARIntSize scr_size=i_ref_param.getScreenSize();         \r
  91                 // 解析オブジェクトを作る\r
  92                 this._square_detect = i_sqdetect_inst;\r
  93                 this._transmat = i_transmat_inst;\r
  94                 this._tobin_filter=i_filter;\r
  95                 // 比較コードを保存\r
  96                 this._marker_width = i_marker_width;\r
  97                 //パターンピックアップを作成\r
  98                 this._patt = i_patt_inst;\r
  99                 //取得パターンの差分データ器を作成\r
 100                 this._deviation_data=new NyARMatchPattDeviationColorData(i_ref_code.getWidth(),i_ref_code.getHeight());\r
 101                 //i_code用の評価器を作成\r
 102                 this._match_patt = new NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA(i_ref_code);\r
 103                 //２値画像バッファを作る\r
 104                 this._bin_raster=new NyARBinRaster(scr_size.w,scr_size.h);\r
 105                 return;\r
 106                 \r
 107         }\r
 108 \r
 109         private final NyARMatchPattResult __detectMarkerLite_mr=new NyARMatchPattResult();\r
 110 \r
 111         /**\r
 112          * i_imageにマーカー検出処理を実行し、結果を記録します。\r
 113          * \r
 114          * @param i_raster\r
 115          * マーカーを検出するイメージを指定します。イメージサイズは、カメラパラメータ\r
 116          * と一致していなければなりません。\r
 117          * @return マーカーが検出できたかを真偽値で返します。\r
 118          * @throws NyARException\r
 119          */\r
 120         public boolean detectMarkerLite(INyARRgbRaster i_raster) throws NyARException\r
 121         {\r
 122                 //サイズチェック\r
 123                 if(!this._bin_raster.getSize().isEqualSize(i_raster.getSize())){\r
 124                         throw new NyARException();\r
 125                 }\r
 126 \r
 127                 //ラスタを２値イメージに変換する.\r
 128                 this._tobin_filter.doFilter(i_raster,this._bin_raster);\r
 129 \r
 130         \r
 131                 this._detected_square = null;\r
 132                 NyARSquareStack l_square_list = this._square_list;\r
 133                 // スクエアコードを探す\r
 134                 this._square_detect.detectMarker(this._bin_raster, l_square_list);\r
 135 \r
 136 \r
 137                 int number_of_square = l_square_list.getLength();\r
 138                 // コードは見つかった？\r
 139                 if (number_of_square < 1) {\r
 140                         return false;\r
 141                 }\r
 142                                 \r
 143                 boolean result=false;\r
 144                 NyARMatchPattResult mr=this.__detectMarkerLite_mr;\r
 145                 int square_index = 0;\r
 146                 int direction = NyARSquare.DIRECTION_UNKNOWN;\r
 147                 double confidence = 0;\r
 148                 for(int i=0;i<number_of_square;i++){\r
 149                         // 評価基準になるパターンをイメージから切り出す\r
 150                         if (!this._patt.pickFromRaster(i_raster, l_square_list.getItem(i))){\r
 151                                 continue;\r
 152                         }\r
 153                         //取得パターンをカラー差分データに変換して評価する。\r
 154                         this._deviation_data.setRaster(this._patt);\r
 155                         if(!this._match_patt.evaluate(this._deviation_data,mr)){\r
 156                                 continue;\r
 157                         }\r
 158                         final double c2 = mr.confidence;\r
 159                         if (confidence > c2) {\r
 160                                 continue;\r
 161                         }\r
 162                         // もっと一致するマーカーがあったぽい\r
 163                         square_index = i;\r
 164                         direction = mr.direction;\r
 165                         confidence = c2;\r
 166                         result=true;\r
 167                 }\r
 168                 \r
 169                 // マーカー情報を保存\r
 170                 this._detected_square = l_square_list.getItem(square_index);\r
 171                 this._detected_direction = direction;\r
 172                 this._detected_confidence = confidence;\r
 173                 return result;\r
 174         }\r
 175 \r
 176         /**\r
 177          * 検出したマーカーの変換行列を計算して、o_resultへ値を返します。\r
 178          * 直前に実行したdetectMarkerLiteが成功していないと使えません。\r
 179          * \r
 180          * @param o_result\r
 181          * 変換行列を受け取るオブジェクトを指定します。\r
 182          * @throws NyARException\r
 183          */\r
 184         public void getTransmationMatrix(NyARTransMatResult o_result) throws NyARException\r
 185         {\r
 186                 // 一番一致したマーカーの位置とかその辺を計算\r
 187                 if (this._is_continue) {\r
 188                         this._transmat.transMatContinue(this._detected_square,this._detected_direction,this._marker_width, o_result);\r
 189                 } else {\r
 190                         this._transmat.transMat(this._detected_square,this._detected_direction,this._marker_width, o_result);\r
 191                 }\r
 192                 return;\r
 193         }\r
 194         /**\r
 195          * 画面上のマーカ頂点情報を配列へ取得します。\r
 196          * @param o_point\r
 197          * 4要素以上の配列を指定して下さい。先頭の4要素に値がコピーされます。\r
 198          */\r
 199         public void getSquarePosition(NyARIntPoint2d[] o_point)\r
 200         {\r
 201                 NyARIntPoint2d.copyArray(this._detected_square.imvertex,o_point);\r
 202                 return;\r
 203         }\r
 204         /**\r
 205          * 画面上のマーカ頂点情報を配列へのリファレンスを返します。\r
 206          * 返されたオブジェクトはクラスに所有し続けられています。クラスのメンバ関数を実行すると内容が書き変わります。\r
 207          * 外部でデータをストックする場合は、getSquarePositionで複製して下さい。\r
 208          * @return\r
 209          */\r
 210         public NyARIntPoint2d[] refSquarePosition()\r
 211         {\r
 212                 return this._detected_square.imvertex;\r
 213         }\r
 214         \r
 215 \r
 216         /**\r
 217          * 検出したマーカーの一致度を返します。\r
 218          * \r
 219          * @return マーカーの一致度を返します。0～1までの値をとります。 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
 220          * @throws NyARException\r
 221          */\r
 222         public double getConfidence()\r
 223         {\r
 224                 return this._detected_confidence;\r
 225         }\r
 226 \r
 227         /**\r
 228          * 検出したマーカーの方位を返します。\r
 229          * \r
 230          * @return 0,1,2,3の何れかを返します。\r
 231          */\r
 232         public int getDirection()\r
 233         {\r
 234                 return this._detected_direction;\r
 235         }\r
 236 \r
 237         /**\r
 238          * getTransmationMatrixの計算モードを設定します。 初期値はTRUEです。\r
 239          * \r
 240          * @param i_is_continue\r
 241          * TRUEなら、transMatCont互換の計算をします。 FALSEなら、transMat互換の計算をします。\r
 242          */\r
 243         public void setContinueMode(boolean i_is_continue)\r
 244         {\r
 245                 this._is_continue = i_is_continue;\r
 246         }\r
 247 }\r