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 "lib/base64.h"
  14 #include "images/images.h"
  15 #include "images/color.h"
  16 #include "images/signature.h"
  17
  18 #include <stdlib.h>
  19 #include <fcntl.h>
  20 #include <errno.h>
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <time.h>
  23 #include <sys/types.h>
  24 #include <unistd.h>
  25
  26 static void NONRET
  27 usage(void)
  28 {
  29   fputs("\
  30 Usage: image-sim-test [options] image1 [image2] \n\
  31 \n\
  32 -q --quiet           no progress messages\n\
  33 -f --format-1        image1 format (jpeg, gif, png)\n\
  34 -F --format-2        image2 format\n\
  35 -g --background      background color (hexadecimal RRGGBB)\n\
  36 -r --segmentation-1  writes image1 segmentation to given file\n\
  37 -R --segmentation-2  writes image2 segmentation to given file\n\
  38 -6 --encoded         display base64 encoded signature\n\
  39 ", stderr);
  40   exit(1);
  41 }
  42
  43 static char *shortopts = "qf:F:g:t:r:R:6" CF_SHORT_OPTS;
  44 static struct option longopts[] =
  45 {
  46   CF_LONG_OPTS
  47   { "quiet",            0, 0, 'q' },
  48   { "format-1",         0, 0, 'f' },
  49   { "format-2",         0, 0, 'F' },
  50   { "background",       0, 0, 'g' },
  51   { "segmentation-1",   0, 0, 'r' },
  52   { "segmentation-2",   0, 0, 'R' },
  53   { NULL,               0, 0, 0 }
  54 };
  55
  56 static uns verbose = 1;
  57 static byte *file_name_1;
  58 static byte *file_name_2;
  59 static enum image_format format_1;
  60 static enum image_format format_2;
  61 static struct color background_color;
  62 static byte *segmentation_name_1;
  63 static byte *segmentation_name_2;
  64 static uns display_base64;
  65
  66 #define MSG(x...) do{ if (verbose) log(L_INFO, ##x); }while(0)
  67 #define TRY(x) do{ if (!(x)) exit(1); }while(0)
  68
  69 static void
  70 msg_str(byte *s, void *param UNUSED)
  71 {
  72   MSG("%s", s);
  73 }
  74
  75 static void
  76 dump_signature(struct image_signature *sig)
  77 {
  78   byte buf[MAX(IMAGE_VECTOR_DUMP_MAX, IMAGE_REGION_DUMP_MAX)];
  79   image_vector_dump(buf, &sig->vec);
  80   MSG("vector: %s", buf);
  81   for (uns i = 0; i < sig->len; i++)
  82     {
  83       image_region_dump(buf, sig->reg + i);
  84       MSG("region %u: %s", i, buf);
  85     }
  86   if (display_base64)
  87     {
  88       uns sig_size = image_signature_size(sig->len);
  89       byte buf[BASE64_ENC_LENGTH(sig_size) + 1];
  90       uns enc_size = base64_encode(buf, (byte *)sig, sig_size);
  91       buf[enc_size] = 0;
  92       MSG("base64 encoded: %s", buf);
  93     }
  94 }
  95
  96 static struct image_context ctx;
  97 static struct image_io io;
  98
  99 static void
 100 write_segmentation(struct image_sig_data *data, byte *fn)
 101 {
 102   MSG("Writing segmentation to %s", fn);
 103
 104   struct fastbuf *fb = bopen(fn, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 4096);
 105   struct image *img;
 106   TRY(img = image_new(&ctx, data->image->cols, data->image->rows, COLOR_SPACE_RGB, NULL));
 107   image_clear(&ctx, img);
 108
 109   for (uns i = 0; i < data->regions_count; i++)
 110     {
 111       byte c[3];
 112       double luv[3], xyz[3], srgb[3];
 113       luv[0] = data->regions[i].a[0] * (4 / 2.55);
 114       luv[1] = ((int)data->regions[i].a[1] - 128) * (4 / 2.55);
 115       luv[2] = ((int)data->regions[i].a[2] - 128) * (4 / 2.55);
 116       luv_to_xyz_exact(xyz, luv);
 117       xyz_to_srgb_exact(srgb, xyz);
 118       c[0] = CLAMP(srgb[0] * 255, 0, 255);
 119       c[1] = CLAMP(srgb[1] * 255, 0, 255);
 120       c[2] = CLAMP(srgb[2] * 255, 0, 255);
 121       for (struct image_sig_block *block = data->regions[i].blocks; block; block = block->next)
 122         {
 123           uns x1 = block->x * 4;
 124           uns y1 = block->y * 4;
 125           uns x2 = MIN(x1 + 4, img->cols);
 126           uns y2 = MIN(y1 + 4, img->rows);
 127           byte *p = img->pixels + x1 * 3 + y1 * img->row_size;
 128           for (uns y = y1; y < y2; y++, p += img->row_size)
 129             {
 130               byte *p2 = p;
 131               for (uns x = x1; x < x2; x++, p2 += 3)
 132                 {
 133                   p2[0] = c[0];
 134                   p2[1] = c[1];
 135                   p2[2] = c[2];
 136                 }
 137             }
 138         }
 139     }
 140
 141   io.fastbuf = fb;
 142   io.image = img;
 143   io.format = image_file_name_to_format(fn);
 144   TRY(image_io_write(&io));
 145   image_io_reset(&io);
 146
 147   image_destroy(img);
 148   bclose(fb);
 149 }
 150
 151 int
 152 main(int argc, char **argv)
 153 {
 154   log_init(argv[0]);
 155   int opt;
 156   while ((opt = cf_getopt(argc, argv, shortopts, longopts, NULL)) >= 0)
 157     switch (opt)
 158       {
 159         case 'q':
 160           verbose = 0;
 161           break;
 162         case 'f':
 163           if (!(format_1 = image_extension_to_format(optarg)))
 164             usage();
 165           break;
 166         case 'F':
 167           if (!(format_2 = image_extension_to_format(optarg)))
 168             usage();
 169           break;
 170         case 'g':
 171           {
 172             if (strlen(optarg) != 6)
 173               usage();
 174             errno = 0;
 175             char *end;
 176             long int v = strtol(optarg, &end, 16);
 177             if (errno || *end || v < 0)
 178               usage();
 179             color_make_rgb(&background_color, (v >> 16) & 255, (v >> 8) & 255, v & 255);
 180           }
 181           break;
 182         case 'r':
 183           segmentation_name_1 = optarg;
 184           break;
 185         case 'R':
 186           segmentation_name_2 = optarg;
 187           break;
 188         case '6':
 189           display_base64++;
 190           break;
 191         default:
 192           usage();
 193       }
 194
 195   if (argc != optind + 2 && argc != optind + 1)
 196     usage();
 197   file_name_1 = argv[optind++];
 198   if (argc > optind)
 199     file_name_2 = argv[optind++];
 200
 201   MSG("Initializing image library");
 202   srandom(time(NULL) ^ getpid());
 203   srgb_to_luv_init();
 204   image_context_init(&ctx);
 205
 206   struct image *img1, *img2;
 207
 208   TRY(image_io_init(&ctx, &io));
 209
 210   if (file_name_1)
 211     {
 212       MSG("Reading %s", file_name_1);
 213       io.fastbuf = bopen(file_name_1, O_RDONLY, 1 << 18);
 214       io.format = format_1 ? : image_file_name_to_format(file_name_1);
 215       TRY(image_io_read_header(&io));
 216       io.flags = COLOR_SPACE_RGB | IMAGE_IO_USE_BACKGROUND;
 217       if (background_color.color_space)
 218         io.background_color = background_color;
 219       else if (!io.background_color.color_space)
 220         io.background_color = color_black;
 221       TRY(image_io_read_data(&io, 1));
 222       bclose(io.fastbuf);
 223       img1 = io.image;
 224       MSG("Image size=%ux%u", img1->cols, img1->rows);
 225       image_io_reset(&io);
 226     }
 227   else
 228     img1 = NULL;
 229
 230   if (file_name_2)
 231     {
 232       MSG("Reading %s", file_name_2);
 233       io.fastbuf = bopen(file_name_2, O_RDONLY, 1 << 18);
 234       io.format = format_2 ? : image_file_name_to_format(file_name_2);
 235       TRY(image_io_read_header(&io));
 236       io.flags = COLOR_SPACE_RGB | IMAGE_IO_USE_BACKGROUND;
 237       if (background_color.color_space)
 238         io.background_color = background_color;
 239       else if (!io.background_color.color_space)
 240         io.background_color = color_black;
 241       TRY(image_io_read_data(&io, 1));
 242       bclose(io.fastbuf);
 243       img2 = io.image;
 244       MSG("Image size=%ux%u", img2->cols, img2->rows);
 245       image_io_reset(&io);
 246     }
 247   else
 248     img2 = NULL;
 249
 250   struct image_signature sig1, sig2;
 251   MSG("Computing signatures");
 252   if (img1)
 253     {
 254       struct image_sig_data data;
 255       TRY(image_sig_init(&ctx, &data, img1));
 256       image_sig_preprocess(&data);
 257       if (data.valid)
 258         {
 259           image_sig_segmentation(&data);
 260           image_sig_detect_textured(&data);
 261         }
 262       if (segmentation_name_1)
 263         write_segmentation(&data, segmentation_name_1);
 264       image_sig_finish(&data, &sig1);
 265       image_sig_cleanup(&data);
 266       dump_signature(&sig1);
 267     }
 268   if (img2)
 269     {
 270       struct image_sig_data data;
 271       TRY(image_sig_init(&ctx, &data, img2));
 272       image_sig_preprocess(&data);
 273       if (data.valid)
 274         {
 275           image_sig_segmentation(&data);
 276           image_sig_detect_textured(&data);
 277         }
 278       if (segmentation_name_2)
 279         write_segmentation(&data, segmentation_name_2);
 280       image_sig_finish(&data, &sig2);
 281       image_sig_cleanup(&data);
 282       dump_signature(&sig2);
 283     }
 284
 285   if (img1 && img2)
 286     {
 287       uns dist;
 288       if (verbose)
 289         {
 290           struct fastbuf *fb = bfdopen(0, 4096);
 291           dist = image_signatures_dist_explain(&sig1, &sig2, msg_str, NULL);
 292           bclose(fb);
 293         }
 294       else
 295         dist = image_signatures_dist(&sig1, &sig2);
 296       MSG("dist=%u", dist);
 297     }
 298
 299   if (img1)
 300     image_destroy(img1);
 301   if (img2)
 302     image_destroy(img2);
 303
 304   image_io_cleanup(&io);
 305   image_context_cleanup(&ctx);
 306   MSG("Done.");
 307   return 0;
 308 }