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 --base64          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   { "base64",           0, 0, '6' },
  54   { NULL,               0, 0, 0 }
  55 };
  56
  57 static uns verbose = 1;
  58 static byte *file_name_1;
  59 static byte *file_name_2;
  60 static enum image_format format_1;
  61 static enum image_format format_2;
  62 static struct color background_color;
  63 static byte *segmentation_name_1;
  64 static byte *segmentation_name_2;
  65 static uns display_base64;
  66
  67 #define MSG(x...) do{ if (verbose) log(L_INFO, ##x); }while(0)
  68 #define TRY(x) do{ if (!(x)) exit(1); }while(0)
  69
  70 static void
  71 msg_str(byte *s, void *param UNUSED)
  72 {
  73   MSG("%s", s);
  74 }
  75
  76 static void
  77 dump_signature(struct image_signature *sig)
  78 {
  79   byte buf[MAX(IMAGE_VECTOR_DUMP_MAX, IMAGE_REGION_DUMP_MAX)];
  80   image_vector_dump(buf, &sig->vec);
  81   MSG("vector: %s", buf);
  82   for (uns i = 0; i < sig->len; i++)
  83     {
  84       image_region_dump(buf, sig->reg + i);
  85       MSG("region %u: %s", i, buf);
  86     }
  87   if (display_base64)
  88     {
  89       uns sig_size = image_signature_size(sig->len);
  90       byte buf[BASE64_ENC_LENGTH(sig_size) + 1];
  91       uns enc_size = base64_encode(buf, (byte *)sig, sig_size);
  92       buf[enc_size] = 0;
  93       MSG("base64 encoded: %s", buf);
  94     }
  95 }
  96
  97 static struct image_context ctx;
  98 static struct image_io io;
  99
 100 static void
 101 write_segmentation(struct image_sig_data *data, byte *fn)
 102 {
 103   MSG("Writing segmentation to %s", fn);
 104
 105   struct fastbuf *fb = bopen(fn, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 4096);
 106   struct image *img;
 107   TRY(img = image_new(&ctx, data->image->cols, data->image->rows, COLOR_SPACE_RGB, NULL));
 108   image_clear(&ctx, img);
 109
 110   for (uns i = 0; i < data->regions_count; i++)
 111     {
 112       byte c[3];
 113       double luv[3], xyz[3], srgb[3];
 114       luv[0] = data->regions[i].a[0] * (4 / 2.55);
 115       luv[1] = ((int)data->regions[i].a[1] - 128) * (4 / 2.55);
 116       luv[2] = ((int)data->regions[i].a[2] - 128) * (4 / 2.55);
 117       luv_to_xyz_exact(xyz, luv);
 118       xyz_to_srgb_exact(srgb, xyz);
 119       c[0] = CLAMP(srgb[0] * 255, 0, 255);
 120       c[1] = CLAMP(srgb[1] * 255, 0, 255);
 121       c[2] = CLAMP(srgb[2] * 255, 0, 255);
 122       for (struct image_sig_block *block = data->regions[i].blocks; block; block = block->next)
 123         {
 124           uns x1 = block->x * 4;
 125           uns y1 = block->y * 4;
 126           uns x2 = MIN(x1 + 4, img->cols);
 127           uns y2 = MIN(y1 + 4, img->rows);
 128           byte *p = img->pixels + x1 * 3 + y1 * img->row_size;
 129           for (uns y = y1; y < y2; y++, p += img->row_size)
 130             {
 131               byte *p2 = p;
 132               for (uns x = x1; x < x2; x++, p2 += 3)
 133                 {
 134                   p2[0] = c[0];
 135                   p2[1] = c[1];
 136                   p2[2] = c[2];
 137                 }
 138             }
 139         }
 140     }
 141
 142   io.fastbuf = fb;
 143   io.image = img;
 144   io.format = image_file_name_to_format(fn);
 145   TRY(image_io_write(&io));
 146   image_io_reset(&io);
 147
 148   image_destroy(img);
 149   bclose(fb);
 150 }
 151
 152 int
 153 main(int argc, char **argv)
 154 {
 155   log_init(argv[0]);
 156   int opt;
 157   while ((opt = cf_getopt(argc, argv, shortopts, longopts, NULL)) >= 0)
 158     switch (opt)
 159       {
 160         case 'q':
 161           verbose = 0;
 162           break;
 163         case 'f':
 164           if (!(format_1 = image_extension_to_format(optarg)))
 165             usage();
 166           break;
 167         case 'F':
 168           if (!(format_2 = image_extension_to_format(optarg)))
 169             usage();
 170           break;
 171         case 'g':
 172           {
 173             if (strlen(optarg) != 6)
 174               usage();
 175             errno = 0;
 176             char *end;
 177             long int v = strtol(optarg, &end, 16);
 178             if (errno || *end || v < 0)
 179               usage();
 180             color_make_rgb(&background_color, (v >> 16) & 255, (v >> 8) & 255, v & 255);
 181           }
 182           break;
 183         case 'r':
 184           segmentation_name_1 = optarg;
 185           break;
 186         case 'R':
 187           segmentation_name_2 = optarg;
 188           break;
 189         case '6':
 190           display_base64++;
 191           break;
 192         default:
 193           usage();
 194       }
 195
 196   if (argc != optind + 2 && argc != optind + 1)
 197     usage();
 198   file_name_1 = argv[optind++];
 199   if (argc > optind)
 200     file_name_2 = argv[optind++];
 201
 202   MSG("Initializing image library");
 203   srandom(time(NULL) ^ getpid());
 204   srgb_to_luv_init();
 205   image_context_init(&ctx);
 206
 207   struct image *img1, *img2;
 208
 209   TRY(image_io_init(&ctx, &io));
 210
 211   if (file_name_1)
 212     {
 213       MSG("Reading %s", file_name_1);
 214       io.fastbuf = bopen(file_name_1, O_RDONLY, 1 << 18);
 215       io.format = format_1 ? : image_file_name_to_format(file_name_1);
 216       TRY(image_io_read_header(&io));
 217       io.flags = COLOR_SPACE_RGB | IMAGE_IO_USE_BACKGROUND;
 218       if (background_color.color_space)
 219         io.background_color = background_color;
 220       else if (!io.background_color.color_space)
 221         io.background_color = color_black;
 222       TRY(image_io_read_data(&io, 1));
 223       bclose(io.fastbuf);
 224       img1 = io.image;
 225       MSG("Image size=%ux%u", img1->cols, img1->rows);
 226       image_io_reset(&io);
 227     }
 228   else
 229     img1 = NULL;
 230
 231   if (file_name_2)
 232     {
 233       MSG("Reading %s", file_name_2);
 234       io.fastbuf = bopen(file_name_2, O_RDONLY, 1 << 18);
 235       io.format = format_2 ? : image_file_name_to_format(file_name_2);
 236       TRY(image_io_read_header(&io));
 237       io.flags = COLOR_SPACE_RGB | IMAGE_IO_USE_BACKGROUND;
 238       if (background_color.color_space)
 239         io.background_color = background_color;
 240       else if (!io.background_color.color_space)
 241         io.background_color = color_black;
 242       TRY(image_io_read_data(&io, 1));
 243       bclose(io.fastbuf);
 244       img2 = io.image;
 245       MSG("Image size=%ux%u", img2->cols, img2->rows);
 246       image_io_reset(&io);
 247     }
 248   else
 249     img2 = NULL;
 250
 251   struct image_signature sig1, sig2;
 252   MSG("Computing signatures");
 253   if (img1)
 254     {
 255       struct image_sig_data data;
 256       TRY(image_sig_init(&ctx, &data, img1));
 257       image_sig_preprocess(&data);
 258       if (data.valid)
 259         {
 260           image_sig_segmentation(&data);
 261           image_sig_detect_textured(&data);
 262         }
 263       if (segmentation_name_1)
 264         write_segmentation(&data, segmentation_name_1);
 265       image_sig_finish(&data, &sig1);
 266       image_sig_cleanup(&data);
 267       dump_signature(&sig1);
 268     }
 269   if (img2)
 270     {
 271       struct image_sig_data data;
 272       TRY(image_sig_init(&ctx, &data, img2));
 273       image_sig_preprocess(&data);
 274       if (data.valid)
 275         {
 276           image_sig_segmentation(&data);
 277           image_sig_detect_textured(&data);
 278         }
 279       if (segmentation_name_2)
 280         write_segmentation(&data, segmentation_name_2);
 281       image_sig_finish(&data, &sig2);
 282       image_sig_cleanup(&data);
 283       dump_signature(&sig2);
 284     }
 285
 286   if (img1 && img2)
 287     {
 288       uns dist;
 289       if (verbose)
 290         {
 291           struct fastbuf *fb = bfdopen(0, 4096);
 292           dist = image_signatures_dist_explain(&sig1, &sig2, msg_str, NULL);
 293           bclose(fb);
 294         }
 295       else
 296         dist = image_signatures_dist(&sig1, &sig2);
 297       MSG("dist=%u", dist);
 298     }
 299
 300   if (img1)
 301     image_destroy(img1);
 302   if (img2)
 303     image_destroy(img2);
 304
 305   image_io_cleanup(&io);
 306   image_context_cleanup(&ctx);
 307   MSG("Done.");
 308   return 0;
 309 }