images/ucw-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 <ucw/lib.h>
  11 #include <ucw/getopt.h>
  12 #include <ucw/fastbuf.h>
  13 #include <ucw/base64.h>
  14 #include <ucw/base224.h>
  15 #include <images/images.h>
  16 #include <images/color.h>
  17 #include <images/signature.h>
  18
  19 #include <stdlib.h>
  20 #include <fcntl.h>
  21 #include <errno.h>
  22 #include <stdio.h>
  23
  24 static void NONRET
  25 usage(void)
  26 {
  27   fputs("\
  28 Usage: ucw-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 -6 --base64          display base64 encoded signature(s)\n\
  37 -2 --base224         display base224 encoded signature(s)\n\
  38 ", stderr);
  39   exit(1);
  40 }
  41
  42 static char *shortopts = "qf:F:g:t:r:R:62" CF_SHORT_OPTS;
  43 static struct option longopts[] =
  44 {
  45   CF_LONG_OPTS
  46   { "quiet",            0, 0, 'q' },
  47   { "format-1",         0, 0, 'f' },
  48   { "format-2",         0, 0, 'F' },
  49   { "background",       0, 0, 'g' },
  50   { "segmentation-1",   0, 0, 'r' },
  51   { "segmentation-2",   0, 0, 'R' },
  52   { "base64",           0, 0, '6' },
  53   { "base224",          0, 0, '2' },
  54   { NULL,               0, 0, 0 }
  55 };
  56
  57 static uint 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 uint display_base64;
  66 static uint display_base224;
  67
  68 #define MSG(x...) do{ if (verbose) msg(L_INFO, ##x); }while(0)
  69 #define TRY(x) do{ if (!(x)) exit(1); }while(0)
  70
  71 static void
  72 msg_str(byte *s, void *param UNUSED)
  73 {
  74   MSG("%s", s);
  75 }
  76
  77 static void
  78 dump_signature(struct image_signature *sig)
  79 {
  80   byte buf[MAX(IMAGE_VECTOR_DUMP_MAX, IMAGE_REGION_DUMP_MAX)];
  81   image_vector_dump(buf, &sig->vec);
  82   MSG("vector: %s", buf);
  83   for (uint i = 0; i < sig->len; i++)
  84     {
  85       image_region_dump(buf, sig->reg + i);
  86       MSG("region %u: %s", i, buf);
  87     }
  88   uint sig_size = image_signature_size(sig->len);
  89   if (display_base64)
  90     {
  91       byte buf[BASE64_ENC_LENGTH(sig_size) + 1];
  92       uint enc_size = base64_encode(buf, (byte *)sig, sig_size);
  93       buf[enc_size] = 0;
  94       MSG("base64 encoded: %s", buf);
  95     }
  96   if (display_base224)
  97     {
  98       byte buf[BASE224_ENC_LENGTH(sig_size) + 1];
  99       uint enc_size = base224_encode(buf, (byte *)sig, sig_size);
 100       buf[enc_size] = 0;
 101       MSG("base224 encoded: %s", buf);
 102     }
 103 }
 104
 105 static struct image_context ctx;
 106 static struct image_io io;
 107
 108 static void
 109 write_segmentation(struct image_sig_data *data, byte *fn)
 110 {
 111   MSG("Writing segmentation to %s", fn);
 112
 113   struct fastbuf *fb = bopen(fn, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 4096);
 114   struct image *img;
 115   TRY(img = image_new(&ctx, data->image->cols, data->image->rows, COLOR_SPACE_RGB, NULL));
 116   image_clear(&ctx, img);
 117
 118   for (uint i = 0; i < data->regions_count; i++)
 119     {
 120       byte c[3];
 121       double luv[3], xyz[3], srgb[3];
 122       luv[0] = data->regions[i].a[0] * (4 / 2.55);
 123       luv[1] = ((int)data->regions[i].a[1] - 128) * (4 / 2.55);
 124       luv[2] = ((int)data->regions[i].a[2] - 128) * (4 / 2.55);
 125       luv_to_xyz_exact(xyz, luv);
 126       xyz_to_srgb_exact(srgb, xyz);
 127       c[0] = CLAMP(srgb[0] * 255, 0, 255);
 128       c[1] = CLAMP(srgb[1] * 255, 0, 255);
 129       c[2] = CLAMP(srgb[2] * 255, 0, 255);
 130       for (struct image_sig_block *block = data->regions[i].blocks; block; block = block->next)
 131         {
 132           uint x1 = block->x * 4;
 133           uint y1 = block->y * 4;
 134           uint x2 = MIN(x1 + 4, img->cols);
 135           uint y2 = MIN(y1 + 4, img->rows);
 136           byte *p = img->pixels + x1 * 3 + y1 * img->row_size;
 137           for (uint y = y1; y < y2; y++, p += img->row_size)
 138             {
 139               byte *p2 = p;
 140               for (uint x = x1; x < x2; x++, p2 += 3)
 141                 {
 142                   p2[0] = c[0];
 143                   p2[1] = c[1];
 144                   p2[2] = c[2];
 145                 }
 146             }
 147         }
 148     }
 149
 150   io.fastbuf = fb;
 151   io.image = img;
 152   io.format = image_file_name_to_format(fn);
 153   TRY(image_io_write(&io));
 154   image_io_reset(&io);
 155
 156   image_destroy(img);
 157   bclose(fb);
 158 }
 159
 160 int
 161 main(int argc, char **argv)
 162 {
 163   log_init(argv[0]);
 164   int opt;
 165   while ((opt = cf_getopt(argc, argv, shortopts, longopts, NULL)) >= 0)
 166     switch (opt)
 167       {
 168         case 'q':
 169           verbose = 0;
 170           break;
 171         case 'f':
 172           if (!(format_1 = image_extension_to_format(optarg)))
 173             usage();
 174           break;
 175         case 'F':
 176           if (!(format_2 = image_extension_to_format(optarg)))
 177             usage();
 178           break;
 179         case 'g':
 180           {
 181             if (strlen(optarg) != 6)
 182               usage();
 183             errno = 0;
 184             char *end;
 185             long int v = strtol(optarg, &end, 16);
 186             if (errno || *end || v < 0)
 187               usage();
 188             color_make_rgb(&background_color, (v >> 16) & 255, (v >> 8) & 255, v & 255);
 189           }
 190           break;
 191         case 'r':
 192           segmentation_name_1 = optarg;
 193           break;
 194         case 'R':
 195           segmentation_name_2 = optarg;
 196           break;
 197         case '6':
 198           display_base64++;
 199           break;
 200         case '2':
 201           display_base224++;
 202           break;
 203         default:
 204           usage();
 205       }
 206
 207   if (argc != optind + 2 && argc != optind + 1)
 208     usage();
 209   file_name_1 = argv[optind++];
 210   if (argc > optind)
 211     file_name_2 = argv[optind++];
 212
 213   MSG("Initializing image library");
 214   random_gen_seed();
 215   srgb_to_luv_init();
 216   image_context_init(&ctx);
 217
 218   struct image *img1, *img2;
 219
 220   TRY(image_io_init(&ctx, &io));
 221
 222   if (file_name_1)
 223     {
 224       MSG("Reading %s", file_name_1);
 225       io.fastbuf = bopen(file_name_1, O_RDONLY, 1 << 18);
 226       io.format = format_1 ? : image_file_name_to_format(file_name_1);
 227       TRY(image_io_read_header(&io));
 228       io.flags = COLOR_SPACE_RGB | IMAGE_IO_USE_BACKGROUND;
 229       if (background_color.color_space)
 230         io.background_color = background_color;
 231       else if (!io.background_color.color_space)
 232         io.background_color = color_black;
 233       TRY(image_io_read_data(&io, 1));
 234       bclose(io.fastbuf);
 235       img1 = io.image;
 236       MSG("Image size=%ux%u", img1->cols, img1->rows);
 237       image_io_reset(&io);
 238     }
 239   else
 240     img1 = NULL;
 241
 242   if (file_name_2)
 243     {
 244       MSG("Reading %s", file_name_2);
 245       io.fastbuf = bopen(file_name_2, O_RDONLY, 1 << 18);
 246       io.format = format_2 ? : image_file_name_to_format(file_name_2);
 247       TRY(image_io_read_header(&io));
 248       io.flags = COLOR_SPACE_RGB | IMAGE_IO_USE_BACKGROUND;
 249       if (background_color.color_space)
 250         io.background_color = background_color;
 251       else if (!io.background_color.color_space)
 252         io.background_color = color_black;
 253       TRY(image_io_read_data(&io, 1));
 254       bclose(io.fastbuf);
 255       img2 = io.image;
 256       MSG("Image size=%ux%u", img2->cols, img2->rows);
 257       image_io_reset(&io);
 258     }
 259   else
 260     img2 = NULL;
 261
 262   struct image_signature sig1, sig2;
 263   MSG("Computing signatures");
 264   if (img1)
 265     {
 266       struct image_sig_data data;
 267       TRY(image_sig_init(&ctx, &data, img1));
 268       image_sig_preprocess(&data);
 269       if (data.valid)
 270         {
 271           image_sig_segmentation(&data);
 272           image_sig_detect_textured(&data);
 273         }
 274       if (segmentation_name_1)
 275         write_segmentation(&data, segmentation_name_1);
 276       image_sig_finish(&data, &sig1);
 277       image_sig_cleanup(&data);
 278       dump_signature(&sig1);
 279     }
 280   if (img2)
 281     {
 282       struct image_sig_data data;
 283       TRY(image_sig_init(&ctx, &data, img2));
 284       image_sig_preprocess(&data);
 285       if (data.valid)
 286         {
 287           image_sig_segmentation(&data);
 288           image_sig_detect_textured(&data);
 289         }
 290       if (segmentation_name_2)
 291         write_segmentation(&data, segmentation_name_2);
 292       image_sig_finish(&data, &sig2);
 293       image_sig_cleanup(&data);
 294       dump_signature(&sig2);
 295     }
 296
 297   if (img1 && img2)
 298     {
 299       uint dist;
 300       if (verbose)
 301         {
 302           struct fastbuf *fb = bfdopen(0, 4096);
 303           dist = image_signatures_dist_explain(&sig1, &sig2, msg_str, NULL);
 304           bclose(fb);
 305         }
 306       else
 307         dist = image_signatures_dist(&sig1, &sig2);
 308       MSG("dist=%u", dist);
 309     }
 310
 311   if (img1)
 312     image_destroy(img1);
 313   if (img2)
 314     image_destroy(img2);
 315
 316   image_io_cleanup(&io);
 317   image_context_cleanup(&ctx);
 318   MSG("Done.");
 319   return 0;
 320 }