Edmond Yoo
2018-08-20 8e9ec5135c73193d8c34b2e31e8201082c747e7b
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
import cv2
import numpy as np
import pandas as pd
import math
from screeninfo import get_monitors
 
def detect_a_card(img, thresh_val=80, blur_radius=None, dilate_radius=None, min_hyst=80, max_hyst=200,
                  min_line_length=None, max_line_gap=None, debug=False):
    dim_img = (len(img[0]), len(img)) # (width, height)
    # Intermediate variables
 
    # Default values
    if blur_radius is None:
        blur_radius = math.floor(min(dim_img) / 100 + 0.5) // 2 * 2 + 1  # Rounded to the nearest odd
    if dilate_radius is None:
        dilate_radius = math.floor(min(dim_img) / 100)
    if min_line_length is None:
        min_line_length = min(dim_img) / 10
    if max_line_gap is None:
        max_line_gap = min(dim_img) / 10
 
    img_gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    # Median blur better removes background textures than Gaussian blur
    img_blur = cv2.medianBlur(img_gray, blur_radius)
    # Truncate the bright area while detecting the border
    _, img_thresh = cv2.threshold(img_blur, thresh_val, 255, cv2.THRESH_TRUNC)
 
    # Dilate the image to emphasize thick borders around the card
    kernel_dilate = np.ones((dilate_radius, dilate_radius), np.uint8)
    img_dilate = cv2.dilate(img_thresh, kernel_dilate, iterations=1)
 
    # Canny edge - low minimum hysteresis to detect glowed area,
    # and high maximum hysteresis to compensate for high false positives.
    img_canny = cv2.Canny(img_dilate, min_hyst, max_hyst)
 
    # Apply Hough transformation to detect the edges
    '''
    detected_lines = cv2.HoughLines(img_canny, 1, np.pi / 180, 200)
    if detected_lines is not None:
        img_hough = cv2.cvtColor(img_dilate.copy(), cv2.COLOR_GRAY2BGR)
        for line in detected_lines:
            rho, theta = line[0]
            a = np.cos(theta)
            b = np.sin(theta)
            x0 = a * rho
            y0 = b * rho
            x1 = int(x0 + 1000 * (-b))
            y1 = int(y0 + 1000 * (a))
            x2 = int(x0 - 1000 * (-b))
            y2 = int(y0 - 1000 * (a))
            cv2.line(img_hough, (x1, y1), (x2, y2), (0, 0, 255), 2)
    else:
        print('Hough couldn\'t find any lines')
        return False
    '''
    detected_lines = cv2.HoughLinesP(img_canny, 1, np.pi / 180, threshold=60,
                                     minLineLength=min_line_length,
                                     maxLineGap=max_line_gap)
    card_found = detected_lines is not None
 
    if card_found:
        if debug:
            img_hough = cv2.cvtColor(img_dilate.copy(), cv2.COLOR_GRAY2BGR)
            for line in detected_lines:
                x1, y1, x2, y2 = line[0]
                cv2.line(img_hough, (x1, y1), (x2, y2), (0, 0, 255), 3)
    elif not debug:
        print('Hough couldn\'t find any lines')
 
    # Debug: display intermediate results from various steps
    if debug:
        '''
        cv2.imshow('Original', img)
        cv2.imshow('Thresholded', img_thresh)
        cv2.imshow('Dilated', img_dilate)
        cv2.imshow('Canny Edge', img_canny)
        if card_found:
            cv2.imshow('Detected Lines', img_hough)
        '''
        img_blank = np.zeros((len(img), len(img[0]), 3), np.uint8)
        img_thresh = cv2.cvtColor(img_thresh, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
        #img_dilate = cv2.cvtColor(img_dilate, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
        img_canny = cv2.cvtColor(img_canny, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
        if not card_found:
            img_hough = img_blank
 
        # Append all images together
        img_row_1 = np.concatenate((img, img_thresh), axis=1)
        img_row_2 = np.concatenate((img_canny, img_hough), axis=1)
        img_result = np.concatenate((img_row_1, img_row_2), axis=0)
 
        # Resize the final image to fit into the main monitor's resolution
        screen_size = get_monitors()[0]
        resize_ratio = max(len(img_result[0]) / screen_size.width, len(img_result) / screen_size.height, 1)
        img_result = cv2.resize(img_result, (int(len(img_result[0]) // resize_ratio),
                                             int(len(img_result) // resize_ratio)))
        cv2.imshow('Result', img_result)
        cv2.waitKey(0)
 
    # TODO: output meaningful data
    return card_found
 
 
def main():
    img_test = cv2.imread('data/tilted_card_2.jpg')
    card_found = detect_a_card(img_test,
                               dilate_radius=2,
                               min_hyst=30,
                               max_hyst=80,
                               min_line_length=10,
                               max_line_gap=50,
                               debug=True)
    if card_found:
        return
 
    for dilate_radius in range(1, 6):
        for min_hyst in range(50, 91, 10):
            for max_hyst in range(180, 119, -20):
                print('dilate_radius=%d, min_hyst=%d, max_hyst=%d: ' % (dilate_radius, min_hyst, max_hyst),
                      end='', flush=True)
                card_found = detect_a_card(img_test, dilate_radius=dilate_radius,
                                           min_hyst=min_hyst, max_hyst=max_hyst, debug=True)
                if card_found:
                    print('Card found')
                else:
                    print('Not found')
 
if __name__ == '__main__':
    main()