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* PROJECT: NyARToolkit
* --------------------------------------------------------------------------------
* 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 version ARToolkit class library.
* Copyright (C)2008 R.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 2
* 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 framework; if not, write to the Free Software
* Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
*
* For further information please contact.
* http://nyatla.jp/nyatoolkit/
* <airmail(at)ebony.plala.or.jp>
*
*/
package jp.nyatla.nyartoolkit.detector;
import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.match.NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.*;
class NyARDetectMarkerResult
{
public int arcode_id;
public int direction;
public double confidence;
public NyARSquare ref_square;
}
class NyARDetectMarkerResultHolder
{
public NyARDetectMarkerResult[] result_array=new NyARDetectMarkerResult[1];
/**
* result_holderを最大i_reserve_size個の要素を格納できるように予約します。
* @param i_reserve_size
*/
public void reservHolder(int i_reserve_size)
{
if(i_reserve_size>=result_array.length){
int new_size=i_reserve_size+5;
result_array=new NyARDetectMarkerResult[new_size];
for(int i=0;i<new_size;i++){
result_array[i]=new NyARDetectMarkerResult();
}
}
}
}
/**
* 複数のマーカーを検出し、それぞれに最も一致するARコードを、コンストラクタで登録したARコードから
* 探すクラスです。最大300個を認識しますが、ゴミラベルを認識したりするので100個程度が限界です。
*
*/
public class NyARDetectMarker{
private static final int AR_SQUARE_MAX=300;
private boolean is_continue=false;
private NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA match_patt;
private NyARDetectSquare square;
private final NyARSquareList square_list=new NyARSquareList(AR_SQUARE_MAX);
private NyARCode[] codes;
protected NyARTransMat transmat;
private double[] marker_width;
private int number_of_code;
//検出結果の保存用
private NyARColorPatt patt;
private NyARDetectMarkerResultHolder result_holder=new NyARDetectMarkerResultHolder();
/**
* 複数のマーカーを検出し、最も一致するARCodeをi_codeから検索するオブジェクトを作ります。
* @param i_param
* カメラパラメータを指定します。
* @param i_code
* 検出するマーカーのARCode配列を指定します。配列要素のインデックス番号が、そのままgetARCodeIndex関数で
* 得られるARCodeインデックスになります。
* 例えば、要素[1]のARCodeに一致したマーカーである場合は、getARCodeIndexは1を返します。
* 先頭からi_number_of_code個の要素には、有効な値を指定する必要があります。
* @param i_marker_width
* i_codeのマーカーサイズをミリメートルで指定した配列を指定します。
* 先頭からi_number_of_code個の要素には、有効な値を指定する必要があります。
* @param i_number_of_code
* i_codeに含まれる、ARCodeの数を指定します。
* @throws NyARException
*/
public NyARDetectMarker(NyARParam i_param,NyARCode[] i_code,double[] i_marker_width,int i_number_of_code) throws NyARException
{
//解析オブジェクトを作る
this.square=new NyARDetectSquare(i_param);
this.transmat=new NyARTransMat_O2(i_param);
//比較コードを保存
this.codes=i_code;
//比較コードの解像度は全部同じかな？（違うとパターンを複数種つくらないといけないから）
int cw=i_code[0].getWidth();
int ch=i_code[0].getHeight();
for(int i=1;i<i_number_of_code;i++){
if(cw!=i_code[i].getWidth() || ch!=i_code[i].getHeight()){
//違う解像度のが混ざっている。
throw new NyARException();
}
}
//評価パターンのホルダを作る
this.patt=new NyARColorPatt_O3(cw,ch);
this.number_of_code=i_number_of_code;
this.marker_width=i_marker_width;
//評価器を作る。
this.match_patt=new NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA();
}
/**
* i_imageにマーカー検出処理を実行し、結果を記録します。
* @param i_image
* マーカーを検出するイメージを指定します。
* @param i_thresh
* 検出閾値を指定します。0～255の範囲で指定してください。
* 通常は100～130くらいを指定します。
* @return
* 見つかったマーカーの数を返します。
* マーカーが見つからない場合は0を返します。
* @throws NyARException
*/
public int detectMarkerLite(NyARRaster i_image,int i_thresh) throws NyARException
{
NyARSquareList l_square_list=this.square_list;
//スクエアコードを探す
square.detectSquare(i_image, i_thresh,l_square_list);
final int number_of_square=l_square_list.getSquareNum();
//コードは見つかった？
if(number_of_square<1){
//ないや。おしまい。
return 0;
}
//保持リストのサイズを調整
this.result_holder.reservHolder(number_of_square);
//1スクエア毎に、一致するコードを決定していく
for(int i=0;i<number_of_square;i++)
{
NyARSquare square=l_square_list.getSquare(i);
//評価基準になるパターンをイメージから切り出す
if(!this.patt.pickFromRaster(i_image,square)){
//イメージの切り出しは失敗することもある。
continue;
}
//パターンを評価器にセット
if(!this.match_patt.setPatt(this.patt)){
//計算に失敗した。
throw new NyARException();
}
//コードと順番に比較していく
int code_index=0;
match_patt.evaluate(codes[0]);
double confidence=match_patt.getConfidence();
int direction=match_patt.getDirection();
for(int i2=1;i2<this.number_of_code;i2++)
{
//コードと比較する
match_patt.evaluate(codes[i2]);
double c2=match_patt.getConfidence();
if(confidence>c2){
continue;
}
//より一致するARCodeの情報を保存
code_index =i2;
direction =match_patt.getDirection();
confidence =c2;
}
//i番目のパターン情報を保存する。
final NyARDetectMarkerResult result=this.result_holder.result_array[i];
result.arcode_id =code_index;
result.confidence=confidence;
result.direction =direction;
result.ref_square=square;
}
return number_of_square;
}
/**
* i_indexのマーカーに対する変換行列を計算し、結果値をo_resultへ格納します。
* 直前に実行したdetectMarkerLiteが成功していないと使えません。
* @param i_index
* マーカーのインデックス番号を指定します。
* 直前に実行したdetectMarkerLiteの戻り値未満かつ0以上である必要があります。
* @param o_result
* 結果値を受け取るオブジェクトを指定してください。
* @throws NyARException
*/
public void getTransmationMatrix(int i_index,NyARTransMatResult o_result) throws NyARException
{
final NyARDetectMarkerResult result=this.result_holder.result_array[i_index];
//一番一致したマーカーの位置とかその辺を計算
if(is_continue){
transmat.transMatContinue(result.ref_square,result.direction,marker_width[result.arcode_id],o_result);
}else{
transmat.transMat(result.ref_square,result.direction,marker_width[result.arcode_id],o_result);
}
return;
}
/**
* i_indexのマーカーの一致度を返します。
* @param i_index
* マーカーのインデックス番号を指定します。
* 直前に実行したdetectMarkerLiteの戻り値未満かつ0以上である必要があります。
* @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。
* @throws NyARException
*/
public double getConfidence(int i_index)
{
return this.result_holder.result_array[i_index].confidence;
}
/**
* i_indexのマーカーの方位を返します。
* @param i_index
* マーカーのインデックス番号を指定します。
* 直前に実行したdetectMarkerLiteの戻り値未満かつ0以上である必要があります。
* @return
* 0,1,2,3の何れかを返します。
*/
public int getDirection(int i_index)
{
return this.result_holder.result_array[i_index].direction;
}
/**
* i_indexのマーカーのARCodeインデックスを返します。
* @param i_index
* マーカーのインデックス番号を指定します。
* 直前に実行したdetectMarkerLiteの戻り値未満かつ0以上である必要があります。
* @return
*/
public int getARCodeIndex(int i_index)
{
return this.result_holder.result_array[i_index].arcode_id;
}
/**
* getTransmationMatrixの計算モードを設定します。
* @param i_is_continue
* TRUEなら、transMatContinueを使用します。
* FALSEなら、transMatを使用します。
*/
public void setContinueMode(boolean i_is_continue)
{
this.is_continue=i_is_continue;
}
}