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* PROJECT: NyARToolkit
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* This work is based on the original ARToolKit developed by
* Hirokazu Kato
* Mark Billinghurst
* HITLab, University of Washington, Seattle
* http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
*
* The NyARToolkit is Java edition ARToolKit class library.
* Copyright (C)2008-2009 Ryo Iizuka
*
* This program is free software: you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU General Public License as published by
* the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
* (at your option) any later version.
*
* This program is distributed in the hope that it will be useful,
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
* GNU General Public License for more details.
*
* You should have received a copy of the GNU General Public License
* along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
*
* For further information please contact.
* http://nyatla.jp/nyatoolkit/
* <airmail(at)ebony.plala.or.jp> or <nyatla(at)nyatla.jp>
*
*/
package jp.nyatla.nyartoolkit.detector;
import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.match.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.NyARParam;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.pickup.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.rgb.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.transmat.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARIntSize;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.rasterfilter.rgb2bin.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.squaredetect.*;
/**
* このクラスは、1個のマーカを取り扱うマーカ検出器のベースクラスです。
* アプリケーションからは、このクラスを継承した{@link NyARSingleDetectMarker}を使います。
* 登録した１個のARマーカに対応するマーカを入力画像から検出し、その変換行列と一致度を返します。
*/
public abstract class NyARCustomSingleDetectMarker
{
/** 一致率*/
private double _confidence;
private NyARSquare _square=new NyARSquare();
//参照インスタンス
private INyARRgbRaster _ref_raster;
//所有インスタンス
private INyARColorPatt _inst_patt;
private NyARMatchPattDeviationColorData _deviation_data;
private NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA _match_patt;
private final NyARMatchPattResult __detectMarkerLite_mr=new NyARMatchPattResult();
private NyARCoord2Linear _coordline;
private NyARIntPoint2d[] __ref_vertex=new NyARIntPoint2d[4];
/**
* 内部関数です。
* この関数は、thisの二次元矩形情報プロパティを更新します。
* @param i_coord
* @param i_vertex_index
* @throws NyARException
*/
protected void updateSquareInfo(NyARIntCoordinates i_coord,int[] i_vertex_index) throws NyARException
{
NyARMatchPattResult mr=this.__detectMarkerLite_mr;
//輪郭座標から頂点リストに変換
NyARIntPoint2d[] vertex=this.__ref_vertex; //C言語ならポインタ扱いで実装
vertex[0]=i_coord.items[i_vertex_index[0]];
vertex[1]=i_coord.items[i_vertex_index[1]];
vertex[2]=i_coord.items[i_vertex_index[2]];
vertex[3]=i_coord.items[i_vertex_index[3]];
//画像を取得
if (!this._inst_patt.pickFromRaster(this._ref_raster,vertex)){
return;
}
//取得パターンをカラー差分データに変換して評価する。
this._deviation_data.setRaster(this._inst_patt);
if(!this._match_patt.evaluate(this._deviation_data,mr)){
return;
}
//現在の一致率より低ければ終了
if (this._confidence > mr.confidence){
return;
}
//一致率の高い矩形があれば、方位を考慮して頂点情報を作成
NyARSquare sq=this._square;
this._confidence = mr.confidence;
//directionを考慮して、squareを更新する。
for(int i=0;i<4;i++){
int idx=(i+4 - mr.direction) % 4;
this._coordline.coord2Line(i_vertex_index[idx],i_vertex_index[(idx+1)%4],i_coord,sq.line[i]);
}
//ちょっと、ひっくり返してみようか。
for (int i = 0; i < 4; i++) {
//直線同士の交点計算
if(!sq.line[i].crossPos(sq.line[(i + 3) % 4],sq.sqvertex[i])){
throw new NyARException();//ここのエラー復帰するならダブルバッファにすればOK
}
}
}
private boolean _is_continue = false;
private NyARSquareContourDetector _square_detect;
private NyARRectOffset _offset;
private NyARBinRaster _bin_raster;
private INyARTransMat _transmat;
//画処理用
protected INyARRasterFilter_Rgb2Bin _tobin_filter;
/**
* コンストラクタです。
* 実際の初期化は、継承クラスから、{@link #initInstance}関数をコールして実行します。
*/
protected NyARCustomSingleDetectMarker()
{
return;
}
/**
* この関数は、インスタンスを初期化してます。
* @param i_patt_inst
* パターン取得オブジェクトを指定します。この解像度は、i_ref_code引数の解像度と同一である必要があります。
* @param i_sqdetect_inst
* 矩形検出器のオブジェクトを指定します。
* @param i_transmat_inst
* 変換行列計算器のオブジェクトを指定します。
* @param i_filter
* 画像の２値化オブジェクトを指定します。
* @param i_ref_param
* カメラパラメータオブジェクトの参照値を指定します。
* @param i_ref_code
* 検出するARマーカを格納したオブジェクトの参照値を指定します。
* @param i_marker_width
* マーカノ物理サイズを、mm単位で指定します。
* @throws NyARException
*/
protected void initInstance(
INyARColorPatt i_patt_inst,
NyARSquareContourDetector i_sqdetect_inst,
INyARTransMat i_transmat_inst,
INyARRasterFilter_Rgb2Bin i_filter,
NyARParam i_ref_param,
NyARCode i_ref_code,
double i_marker_width) throws NyARException
{
final NyARIntSize scr_size=i_ref_param.getScreenSize();
// 解析オブジェクトを作る
this._square_detect = i_sqdetect_inst;
this._transmat = i_transmat_inst;
this._tobin_filter=i_filter;
//２値画像バッファを作る
this._bin_raster=new NyARBinRaster(scr_size.w,scr_size.h);
//パターンの一致検索処理用
this._inst_patt=i_patt_inst;
this._deviation_data=new NyARMatchPattDeviationColorData(i_ref_code.getWidth(),i_ref_code.getHeight());
this._coordline=new NyARCoord2Linear(i_ref_param.getScreenSize(),i_ref_param.getDistortionFactor());
this._match_patt=new NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA(i_ref_code);
//オフセットを作成
this._offset=new NyARRectOffset();
this._offset.setSquare(i_marker_width);
return;
}
/**
* この関数は、画像から登録済のマーカ検出を行います。
* マーカの検出に成功すると、thisのプロパティにマーカの二次元位置を記録します。
* 関数の成功後は、マーカの姿勢行列と、一致度を、それぞれ{@link #getTransmationMatrix}と{@link #getConfidence}から得ることができます。
* @param i_raster
* マーカーを検出する画像。画像のサイズは、コンストラクタに指定した{@link NyARParam}オブジェクトと一致していなければなりません。
* @return
* マーカーが検出できたかを、真偽値で返します。
* @throws NyARException
*/
protected boolean detectMarkerLite(INyARRgbRaster i_raster) throws NyARException
{
//サイズチェック
if(!this._bin_raster.getSize().isEqualSize(i_raster.getSize())){
throw new NyARException();
}
//ラスタを２値イメージに変換する.
this._tobin_filter.doFilter(i_raster,this._bin_raster);
//コールバックハンドラの準備
this._confidence=0;
this._ref_raster=i_raster;
//矩形を探す(戻り値はコールバック関数で受け取る。)
this._square_detect.detectMarker(this._bin_raster);
if(this._confidence==0){
return false;
}
return true;
}
/**
* この関数は、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。
* 直前に実行した{@link #detectMarkerLite}が成功していないと使えません。
* @param o_result
* 変換行列を受け取るオブジェクト。
* @throws NyARException
*/
public void getTransmationMatrix(NyARTransMatResult o_result) throws NyARException
{
// 一番一致したマーカーの位置とかその辺を計算
if (this._is_continue) {
this._transmat.transMatContinue(this._square,this._offset,o_result, o_result);
} else {
this._transmat.transMat(this._square,this._offset, o_result);
}
return;
}
/**
* この関数は、マーカーの画像上の位置を格納する、{@link NyARSquare}への参照値を返します。
* 直前に実行した{@link #detectMarkerLite}が成功していないと使えません。
* 返却値の内容は、次に{@link #detectMarkerLite}を実行するまで有効です。
* @return
* 矩形情報への参照値。
*/
public NyARSquare refSquare()
{
return this._square;
}
/**
* この関数は、検出したマーカーと登録済パターンとの、一致度を返します。
* 直前に実行した{@link #detectMarkerLite}が成功していないと使えません。
* 値は、0<=n<1の間の数値を取ります。
* 一般的に、一致度が低い場合は、マーカを誤認識しています。
* @return
* 一致度の数値。
*/
public double getConfidence()
{
return this._confidence;
}
/**
* この関数は、変換行列の計算モードを切り替えます。
* 通常はtrueを使用します。
* transMat互換の計算は、姿勢の初期値を毎回二次元座標から計算するため、負荷が安定します。
* transMatCont互換の計算は、姿勢の初期値に前回の結果を流用します。このモードは、姿勢の安定したマーカに対しては
* ジッタの減少や負荷減少などの効果がありますが、姿勢の安定しないマーカや複数のマーカを使用する環境では、
* 少量の負荷変動があります。
* @param i_is_continue
* 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。
*/
public void setContinueMode(boolean i_is_continue)
{
this._is_continue = i_is_continue;
}
/**
* デバック関数。
* privateメンバにアクセスするためのトンネルです。
* @return
* デバック用オブジェクトを格納した配列。
*/
public Object[] _getProbe()
{
Object[] r=new Object[1];
r[0]=this._inst_patt;
return r;
}
}