trunk/src/jp/nyatla/nyartoolkit/core/squaredetect/NyARCoord2SquareVertexIndexes.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 /**\r
  34  * 座標店集合（輪郭線）から、四角系の頂点候補点を計算します。\r
  35  *\r
  36  */\r
  37 public class NyARCoord2SquareVertexIndexes\r
  38 {\r
  39         private static final double VERTEX_FACTOR = 1.0;// 線検出のファクタ     \r
  40         private final NyARVertexCounter __getSquareVertex_wv1 = new NyARVertexCounter();\r
  41         private final NyARVertexCounter __getSquareVertex_wv2 = new NyARVertexCounter();\r
  42         public NyARCoord2SquareVertexIndexes()\r
  43         {\r
  44                 return;\r
  45         }\r
  46         /**\r
  47          * 座標集合から、頂点候補になりそうな場所を４箇所探して、そのインデクス番号を返します。\r
  48          * @param i_x_coord\r
  49          * @param i_y_coord\r
  50          * @param i_coord_num\r
  51          * @param i_area\r
  52          * @param o_vertex\r
  53          * @return\r
  54          */\r
  55         public boolean getVertexIndexes(int[] i_x_coord, int[] i_y_coord, int i_coord_num, int i_area, int[] o_vertex)\r
  56         {\r
  57                 final NyARVertexCounter wv1 = this.__getSquareVertex_wv1;\r
  58                 final NyARVertexCounter wv2 = this.__getSquareVertex_wv2;\r
  59                 int vertex1_index=getFarPoint(i_x_coord,i_y_coord,i_coord_num,0);\r
  60                 int prev_vertex_index=(vertex1_index+i_coord_num)%i_coord_num;\r
  61                 int v1=getFarPoint(i_x_coord,i_y_coord,i_coord_num,vertex1_index);\r
  62                 final double thresh = (i_area / 0.75) * 0.01 * VERTEX_FACTOR;\r
  63 \r
  64                 o_vertex[0] = vertex1_index;\r
  65 \r
  66                 if (!wv1.getVertex(i_x_coord, i_y_coord,i_coord_num, vertex1_index, v1, thresh)) {\r
  67                         return false;\r
  68                 }\r
  69                 if (!wv2.getVertex(i_x_coord, i_y_coord,i_coord_num, v1,prev_vertex_index, thresh)) {\r
  70                         return false;\r
  71                 }\r
  72 \r
  73                 int v2;\r
  74                 if (wv1.number_of_vertex == 1 && wv2.number_of_vertex == 1) {\r
  75                         o_vertex[1] = wv1.vertex[0];\r
  76                         o_vertex[2] = v1;\r
  77                         o_vertex[3] = wv2.vertex[0];\r
  78                 } else if (wv1.number_of_vertex > 1 && wv2.number_of_vertex == 0) {\r
  79                         //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
  80                         if(v1>=vertex1_index){\r
  81                                 v2 = (v1-vertex1_index)/2+vertex1_index;\r
  82                         }else{\r
  83                                 v2 = ((v1+i_coord_num-vertex1_index)/2+vertex1_index)%i_coord_num;\r
  84                         }\r
  85                         if (!wv1.getVertex(i_x_coord, i_y_coord,i_coord_num, vertex1_index, v2, thresh)) {\r
  86                                 return false;\r
  87                         }\r
  88                         if (!wv2.getVertex(i_x_coord, i_y_coord,i_coord_num, v2, v1, thresh)) {\r
  89                                 return false;\r
  90                         }\r
  91                         if (wv1.number_of_vertex == 1 && wv2.number_of_vertex == 1) {\r
  92                                 o_vertex[1] = wv1.vertex[0];\r
  93                                 o_vertex[2] = wv2.vertex[0];\r
  94                                 o_vertex[3] = v1;\r
  95                         } else {\r
  96                                 return false;\r
  97                         }\r
  98                 } else if (wv1.number_of_vertex == 0 && wv2.number_of_vertex > 1) {\r
  99                         //v2 = (v1+ end_of_coord)/2;\r
 100                         if(v1<=prev_vertex_index){\r
 101                                 v2 = (v1+prev_vertex_index)/2;\r
 102                         }else{\r
 103                                 v2 = ((v1+i_coord_num+prev_vertex_index)/2)%i_coord_num;\r
 104                                 \r
 105                         }\r
 106                         if (!wv1.getVertex(i_x_coord, i_y_coord,i_coord_num, v1, v2, thresh)) {\r
 107                                 return false;\r
 108                         }\r
 109                         if (!wv2.getVertex(i_x_coord, i_y_coord,i_coord_num, v2, prev_vertex_index, thresh)) {\r
 110                                 return false;\r
 111                         }\r
 112                         if (wv1.number_of_vertex == 1 && wv2.number_of_vertex == 1) {\r
 113                                 o_vertex[1] = v1;\r
 114                                 o_vertex[2] = wv1.vertex[0];\r
 115                                 o_vertex[3] = wv2.vertex[0];\r
 116                         } else {\r
 117                                 \r
 118                                 return false;\r
 119                         }\r
 120                 } else {\r
 121                         return false;\r
 122                 }\r
 123                 return true;\r
 124         }\r
 125         /**\r
 126          * i_pointの輪郭座標から、最も遠方にある輪郭座標のインデクスを探します。\r
 127          * @param i_xcoord\r
 128          * @param i_ycoord\r
 129          * @param i_coord_num\r
 130          * @return\r
 131          */\r
 132         private static int getFarPoint(int[] i_coord_x, int[] i_coord_y,int i_coord_num,int i_point)\r
 133         {\r
 134                 //\r
 135                 final int sx = i_coord_x[i_point];\r
 136                 final int sy = i_coord_y[i_point];\r
 137                 int d = 0;\r
 138                 int w, x, y;\r
 139                 int ret = 0;\r
 140                 for (int i = i_point+1; i < i_coord_num; i++) {\r
 141                         x = i_coord_x[i] - sx;\r
 142                         y = i_coord_y[i] - sy;\r
 143                         w = x * x + y * y;\r
 144                         if (w > d) {\r
 145                                 d = w;\r
 146                                 ret = i;\r
 147                         }\r
 148                 }\r
 149                 for (int i = 0; i < i_point; i++) {\r
 150                         x = i_coord_x[i] - sx;\r
 151                         y = i_coord_y[i] - sy;\r
 152                         w = x * x + y * y;\r
 153                         if (w > d) {\r
 154                                 d = w;\r
 155                                 ret = i;\r
 156                         }\r
 157                 }               \r
 158                 return ret;\r
 159         }       \r
 160 }\r
 161 \r
 162 \r
 163 \r
 164 \r
 165 /**\r
 166  * get_vertex関数を切り離すためのクラス\r
 167  * \r
 168  */\r
 169 final class NyARVertexCounter\r
 170 {\r
 171         public final int[] vertex = new int[10];// 6まで削れる\r
 172 \r
 173         public int number_of_vertex;\r
 174 \r
 175         private double thresh;\r
 176 \r
 177         private int[] x_coord;\r
 178 \r
 179         private int[] y_coord;\r
 180 \r
 181         public boolean getVertex(int[] i_x_coord, int[] i_y_coord,int i_coord_len,int st, int ed, double i_thresh)\r
 182         {\r
 183                 this.number_of_vertex = 0;\r
 184                 this.thresh = i_thresh;\r
 185                 this.x_coord = i_x_coord;\r
 186                 this.y_coord = i_y_coord;\r
 187                 return get_vertex(st, ed,i_coord_len);\r
 188         }\r
 189 \r
 190         /**\r
 191          * 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
 192          * \r
 193          * @param x_coord\r
 194          * @param y_coord\r
 195          * @param st\r
 196          * @param ed\r
 197          * @param thresh\r
 198          * @return\r
 199          */\r
 200         private boolean get_vertex(int st, int ed,int i_coord_len)\r
 201         {\r
 202                 //メモ:座標値は65536を超えなければint32で扱って大丈夫なので変更。\r
 203                 //dmaxは4乗なのでやるとしてもint64じゃないとマズイ\r
 204                 int v1 = 0;\r
 205                 final int[] lx_coord = this.x_coord;\r
 206                 final int[] ly_coord = this.y_coord;\r
 207                 final int a = ly_coord[ed] - ly_coord[st];\r
 208                 final int b = lx_coord[st] - lx_coord[ed];\r
 209                 final int c = lx_coord[ed] * ly_coord[st] - ly_coord[ed] * lx_coord[st];\r
 210                 double dmax = 0;\r
 211                 if(st<ed){\r
 212                         //stとedが1区間\r
 213                         for (int i = st + 1; i < ed; i++) {\r
 214                                 final double d = a * lx_coord[i] + b * ly_coord[i] + c;\r
 215                                 if (d * d > dmax) {\r
 216                                         dmax = d * d;\r
 217                                         v1 = i;\r
 218                                 }\r
 219                         }\r
 220                 }else{\r
 221                         //stとedが2区間\r
 222                         for (int i = st + 1; i < i_coord_len; i++) {\r
 223                                 final double d = a * lx_coord[i] + b * ly_coord[i] + c;\r
 224                                 if (d * d > dmax) {\r
 225                                         dmax = d * d;\r
 226                                         v1 = i;\r
 227                                 }\r
 228                         }\r
 229                         for (int i = 0; i < ed; i++) {\r
 230                                 final double d = a * lx_coord[i] + b * ly_coord[i] + c;\r
 231                                 if (d * d > dmax) {\r
 232                                         dmax = d * d;\r
 233                                         v1 = i;\r
 234                                 }\r
 235                         }\r
 236                 }\r
 237 \r
 238                 \r
 239                 if (dmax / (double)(a * a + b * b) > thresh) {\r
 240                         if (!get_vertex(st, v1,i_coord_len)) {\r
 241                                 return false;\r
 242                         }\r
 243                         if (number_of_vertex > 5) {\r
 244                                 return false;\r
 245                         }\r
 246                         vertex[number_of_vertex] = v1;// vertex[(*vnum)] = v1;\r
 247                         number_of_vertex++;// (*vnum)++;\r
 248 \r
 249                         if (!get_vertex(v1, ed,i_coord_len)) {\r
 250                                 return false;\r
 251                         }\r
 252                 }\r
 253                 return true;\r
 254         }\r
 255 }