images/image-sim-test.c

   1 /*
   2  *      Image similarity testing
   3  *
   4  *      (c) 2006 Pavel Charvat <pchar@ucw.cz>
   5  *
   6  *      This software may be freely distributed and used according to the terms
   7  *      of the GNU General Public License.
   8  */
   9
  10 #include "lib/lib.h"
  11 #include "lib/getopt.h"
  12 #include "lib/fastbuf.h"
  13 #include "images/images.h"
  14 #include "images/color.h"
  15 #include "images/signature.h"
  16
  17 #include <stdlib.h>
  18 #include <fcntl.h>
  19 #include <errno.h>
  20 #include <stdio.h>
  21 #include <time.h>
  22 #include <sys/types.h>
  23 #include <unistd.h>
  24
  25 static void NONRET
  26 usage(void)
  27 {
  28   fputs("\
  29 Usage: image-sim-test [options] image1 [image2] \n\
  30 \n\
  31 -q --quiet           no progress messages\n\
  32 -f --format-1        image1 format (jpeg, gif, png)\n\
  33 -F --format-2        image2 format\n\
  34 -g --background      background color (hexadecimal RRGGBB)\n\
  35 -r --segmentation-1  writes image1 segmentation to given file\n\
  36 -R --segmentation-2  writes image2 segmentation to given file\n\
  37 ", stderr);
  38   exit(1);
  39 }
  40
  41 static char *shortopts = "qf:F:g:t:r:R:" CF_SHORT_OPTS;
  42 static struct option longopts[] =
  43 {
  44   CF_LONG_OPTS
  45   { "quiet",            0, 0, 'q' },
  46   { "format-1",         0, 0, 'f' },
  47   { "format-2",         0, 0, 'F' },
  48   { "background",       0, 0, 'g' },
  49   { "segmentation-1",   0, 0, 'r' },
  50   { "segmentation-2",   0, 0, 'R' },
  51   { NULL,               0, 0, 0 }
  52 };
  53
  54 static uns verbose = 1;
  55 static byte *file_name_1;
  56 static byte *file_name_2;
  57 static enum image_format format_1;
  58 static enum image_format format_2;
  59 static struct color background_color;
  60 static byte *segmentation_name_1;
  61 static byte *segmentation_name_2;
  62
  63 #define MSG(x...) do{ if (verbose) log(L_INFO, ##x); }while(0)
  64 #define TRY(x) do{ if (!(x)) exit(1); }while(0)
  65
  66 static void
  67 msg_str(byte *s, void *param UNUSED)
  68 {
  69   MSG("%s", s);
  70 }
  71
  72 static void
  73 dump_signature(struct image_signature *sig)
  74 {
  75   byte buf[MAX(IMAGE_VECTOR_DUMP_MAX, IMAGE_REGION_DUMP_MAX)];
  76   image_vector_dump(buf, &sig->vec);
  77   MSG("vector: %s", buf);
  78   for (uns i = 0; i < sig->len; i++)
  79     {
  80       image_region_dump(buf, sig->reg + i);
  81       MSG("region %u: %s", i, buf);
  82     }
  83 }
  84
  85 static struct image_context ctx;
  86 static struct image_io io;
  87
  88 static void
  89 write_segmentation(struct image_sig_data *data, byte *fn)
  90 {
  91   MSG("Writing segmentation to %s", fn);
  92
  93   struct fastbuf *fb = bopen(fn, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 4096);
  94   struct image *img;
  95   TRY(img = image_new(&ctx, data->image->cols, data->image->rows, COLOR_SPACE_RGB, NULL));
  96   image_clear(&ctx, img);
  97
  98   for (uns i = 0; i < data->regions_count; i++)
  99     {
 100       byte c[3];
 101       double luv[3], xyz[3], srgb[3];
 102       luv[0] = data->regions[i].a[0] * (4 / 2.55);
 103       luv[1] = ((int)data->regions[i].a[1] - 128) * (4 / 2.55);
 104       luv[2] = ((int)data->regions[i].a[2] - 128) * (4 / 2.55);
 105       luv_to_xyz_exact(xyz, luv);
 106       xyz_to_srgb_exact(srgb, xyz);
 107       c[0] = CLAMP(srgb[0] * 255, 0, 255);
 108       c[1] = CLAMP(srgb[1] * 255, 0, 255);
 109       c[2] = CLAMP(srgb[2] * 255, 0, 255);
 110       for (struct image_sig_block *block = data->regions[i].blocks; block; block = block->next)
 111         {
 112           uns x1 = block->x * 4;
 113           uns y1 = block->y * 4;
 114           uns x2 = MIN(x1 + 4, img->cols);
 115           uns y2 = MIN(y1 + 4, img->rows);
 116           byte *p = img->pixels + x1 * 3 + y1 * img->row_size;
 117           for (uns y = y1; y < y2; y++, p += img->row_size)
 118             {
 119               byte *p2 = p;
 120               for (uns x = x1; x < x2; x++, p2 += 3)
 121                 {
 122                   p2[0] = c[0];
 123                   p2[1] = c[1];
 124                   p2[2] = c[2];
 125                 }
 126             }
 127         }
 128     }
 129
 130   io.fastbuf = fb;
 131   io.image = img;
 132   io.format = image_file_name_to_format(fn);
 133   TRY(image_io_write(&io));
 134   image_io_reset(&io);
 135
 136   image_destroy(img);
 137   bclose(fb);
 138 }
 139
 140 int
 141 main(int argc, char **argv)
 142 {
 143   log_init(argv[0]);
 144   int opt;
 145   while ((opt = cf_getopt(argc, argv, shortopts, longopts, NULL)) >= 0)
 146     switch (opt)
 147       {
 148         case 'q':
 149           verbose = 0;
 150           break;
 151         case 'f':
 152           if (!(format_1 = image_extension_to_format(optarg)))
 153             usage();
 154           break;
 155         case 'F':
 156           if (!(format_2 = image_extension_to_format(optarg)))
 157             usage();
 158           break;
 159         case 'g':
 160           {
 161             if (strlen(optarg) != 6)
 162               usage();
 163             errno = 0;
 164             char *end;
 165             long int v = strtol(optarg, &end, 16);
 166             if (errno || *end || v < 0)
 167               usage();
 168             color_make_rgb(&background_color, (v >> 16) & 255, (v >> 8) & 255, v & 255);
 169           }
 170           break;
 171         case 'r':
 172           segmentation_name_1 = optarg;
 173           break;
 174         case 'R':
 175           segmentation_name_2 = optarg;
 176           break;
 177         default:
 178           usage();
 179       }
 180
 181   if (argc != optind + 2 && argc != optind + 1)
 182     usage();
 183   file_name_1 = argv[optind++];
 184   if (argc > optind)
 185     file_name_2 = argv[optind++];
 186
 187   MSG("Initializing image library");
 188   srandom(time(NULL) ^ getpid());
 189   srgb_to_luv_init();
 190   image_context_init(&ctx);
 191
 192   struct image *img1, *img2;
 193
 194   TRY(image_io_init(&ctx, &io));
 195
 196   if (file_name_1)
 197     {
 198       MSG("Reading %s", file_name_1);
 199       io.fastbuf = bopen(file_name_1, O_RDONLY, 1 << 18);
 200       io.format = format_1 ? : image_file_name_to_format(file_name_1);
 201       TRY(image_io_read_header(&io));
 202       io.flags = COLOR_SPACE_RGB | IMAGE_IO_USE_BACKGROUND;
 203       if (background_color.color_space)
 204         io.background_color = background_color;
 205       else if (!io.background_color.color_space)
 206         io.background_color = color_black;
 207       TRY(image_io_read_data(&io, 1));
 208       bclose(io.fastbuf);
 209       img1 = io.image;
 210       MSG("Image size=%ux%u", img1->cols, img1->rows);
 211       image_io_reset(&io);
 212     }
 213   else
 214     img1 = NULL;
 215
 216   if (file_name_2)
 217     {
 218       MSG("Reading %s", file_name_2);
 219       io.fastbuf = bopen(file_name_2, O_RDONLY, 1 << 18);
 220       io.format = format_2 ? : image_file_name_to_format(file_name_2);
 221       TRY(image_io_read_header(&io));
 222       io.flags = COLOR_SPACE_RGB | IMAGE_IO_USE_BACKGROUND;
 223       if (background_color.color_space)
 224         io.background_color = background_color;
 225       else if (!io.background_color.color_space)
 226         io.background_color = color_black;
 227       TRY(image_io_read_data(&io, 1));
 228       bclose(io.fastbuf);
 229       img2 = io.image;
 230       MSG("Image size=%ux%u", img2->cols, img2->rows);
 231       image_io_reset(&io);
 232     }
 233   else
 234     img2 = NULL;
 235
 236   struct image_signature sig1, sig2;
 237   MSG("Computing signatures");
 238   if (img1)
 239     {
 240       struct image_sig_data data;
 241       TRY(image_sig_init(&ctx, &data, img1));
 242       image_sig_preprocess(&data);
 243       if (data.valid)
 244         {
 245           image_sig_segmentation(&data);
 246           image_sig_detect_textured(&data);
 247         }
 248       if (segmentation_name_1)
 249         write_segmentation(&data, segmentation_name_1);
 250       image_sig_finish(&data, &sig1);
 251       image_sig_cleanup(&data);
 252       dump_signature(&sig1);
 253     }
 254   if (img2)
 255     {
 256       struct image_sig_data data;
 257       TRY(image_sig_init(&ctx, &data, img2));
 258       image_sig_preprocess(&data);
 259       if (data.valid)
 260         {
 261           image_sig_segmentation(&data);
 262           image_sig_detect_textured(&data);
 263         }
 264       if (segmentation_name_2)
 265         write_segmentation(&data, segmentation_name_2);
 266       image_sig_finish(&data, &sig2);
 267       image_sig_cleanup(&data);
 268       dump_signature(&sig2);
 269     }
 270
 271   if (img1 && img2)
 272     {
 273       uns dist;
 274       if (verbose)
 275         {
 276           struct fastbuf *fb = bfdopen(0, 4096);
 277           dist = image_signatures_dist_explain(&sig1, &sig2, msg_str, NULL);
 278           bclose(fb);
 279         }
 280       else
 281         dist = image_signatures_dist(&sig1, &sig2);
 282       MSG("dist=%u", dist);
 283     }
 284
 285   if (img1)
 286     image_destroy(img1);
 287   if (img2)
 288     image_destroy(img2);
 289
 290   image_io_cleanup(&io);
 291   image_context_cleanup(&ctx);
 292   MSG("Done.");
 293   return 0;
 294 }