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