OZ++ Sample: HarrisCornerDetector

/******************************************************************************  *  * Copyright (c) 2017 Antillia.com TOSHIYUKI ARAI. ALL RIGHTS RESERVED.  *  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without  * modification, are permitted provided that the following conditions  * are met:  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright  *    notice, this list of conditions, and the following disclaimer.  *  * 2. The name of the author may not be used to endorse or promote products  *    derived from this software without specific prior written permission.  *  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF  * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.  *  *  *  HarrisCornerDetector.cpp  *  *****************************************************************************/ //2017/06/10 // See: http://docs.opencv.org/2.4/modules/imgproc/doc/ //        feature_detection.html?highlight=cornerharris#cornerharris // //      http://www.swarthmore.edu/NatSci/mzucker1/opencv-2.4.10-docs/ //        doc/tutorials/features2d/trackingmotion/harris_detector/harris_detector.html #include <oz++/motif/Label.h> #include <oz++/motif/RowColumn.h> #include <oz++/motif/LabeledTrackBar.h> #include <oz++/opencv/OpenCVScaleComboBox.h> #include <oz++/opencv/OpenCVMainView.h> #include <oz++/opencv/OpenCVImageView.h> #include <oz++/motif/FileOpenDialog.h> namespace OZ { class MainView :public OpenCVMainView { private:   ///////////////////////////////////////////////   //Inner classes start.   class OriginalImageView: public OpenCVImageView {   private:     cv::Mat originalImage;      cv::Mat scaledImage;          virtual void display()     {        show(scaledImage);     }     public:     OriginalImageView(View* parent, const char* name, Args& args)     :OpenCVImageView(parent, name, args)     {       try {         const char* filename = (const char*)args.get(XmNimageFileName);         int imageLoadingFlag = args.get(XmNimageLoadingFlag);         int scalingRatio = (int)args.get(XmNimageScalingRatio);         loadImage(filename, imageLoadingFlag, scalingRatio);         } catch (OZ::Exception ex) {         caught(ex);       }     }      ~OriginalImageView()     {     }          void loadImage(const char* filename,          int imageLoadingFlag= CV_LOAD_IMAGE_COLOR,                 int scalingRatio=100)     {       originalImage = readImage(filename, imageLoadingFlag);       scaleImage(originalImage, scaledImage, scalingRatio);     }         void rescale(int scalingRatio)     {       scaledImage.release();       scaleImage(originalImage, scaledImage, scalingRatio);     }   };   class DetectedImageView: public OpenCVImageView {   private:     cv::Mat originalImage;      cv::Mat grayImage;      cv::Mat detectedImage;      cv::Mat scaledImage;     //The scale image is displayed on this image view.     virtual void display()     {        show(scaledImage);     }     public:     DetectedImageView(View* parent, const char* name, Args& args)     :OpenCVImageView(parent, name, args)     {       try {         const char* filename = (const char*)args.get(XmNimageFileName);         int imageLoadingFlag = args.get(XmNimageLoadingFlag);         int scalingRatio = (int)args.get(XmNimageScalingRatio);         loadImage(filename, imageLoadingFlag, scalingRatio);       } catch (OZ::Exception ex) {         caught(ex);       }     }      ~DetectedImageView()     {     }          void loadImage(const char* filename,          int imageLoadingFlag= CV_LOAD_IMAGE_COLOR,                 int scalingRatio=100)     {       originalImage = readImage(filename, imageLoadingFlag);       cv::cvtColor( originalImage, grayImage, COLOR_BGR2GRAY );       detectedImage  = grayImage.clone(); //cv::Mat::zeros(originalImage.size(), CV_32FC1 );       scaleImage(grayImage, scaledImage, scalingRatio);     }         void rescale(int scalingRatio)     {       scaledImage.release();       scaleImage(detectedImage, scaledImage, scalingRatio);     }     //The following detectCornert method  is based on the code:     //http://www.swarthmore.edu/NatSci/mzucker1/opencv-2.4.10-docs/     //  doc/tutorials/features2d/trackingmotion/harris_detector/harris_detector.html     int detectCorner(int blockSize, int ksize, int threshold, int scalingRatio)     {       //blockSize: Neighborhood size.       //ksize : Aperture parameter for the Sobel operator,        // which should be odd.       ksize = (ksize/2)*2 + 1;       //k: Harris detector free parameter.       double k = 0.04;       detectedImage.release();       cv::Mat destImage  = cv::Mat::zeros(originalImage.size(), CV_32FC1 );       cv::cornerHarris(grayImage, destImage,             blockSize, ksize, k, BORDER_DEFAULT );       cv::Mat destNormalized;        cv::normalize(destImage, destNormalized, 0, 255, NORM_MINMAX, CV_32FC1, Mat() );       //We draw circles at the corners detected by cornerHarris on the originalImage        // by using the destNormalized image data and the threshold parameter        // which is used to draw the circles..       detectedImage = originalImage.clone();       int detectedNumber = 0;       for( int j = 0; j < destNormalized.rows ; j++ ) {          for( int i = 0; i < destNormalized.cols; i++ ) {           if( (int) destNormalized.at<float>(j,i) > threshold ) {             cv::circle(detectedImage, cv::Point( i, j ), 5,                              cv::Scalar(0, 0, 255),  //red                            1, 8, 0);             detectedNumber++;           }         }       }       scaleImage(detectedImage, scaledImage, scalingRatio);       return detectedNumber;     }   };   //Inner classes end.      private:   StringT<char>                imageFile;   int                          imageLoadingFlag;   int                          imageScalingRatio; //percentage    SmartPtr<Label>              label;   SmartPtr<OriginalImageView>  originalImage;   SmartPtr<DetectedImageView>   detectedImage;   SmartPtr<RowColumn>          controlPane;   SmartPtr<OpenCVScaleComboBox>  scaleComboBox;   int                          blockSizeMax;   int                          blockSize;   SmartPtr<LabeledTrackBar>    blockSizeTrackBar;      int                          ksizeMax;   int                          ksize;   SmartPtr<LabeledTrackBar>    ksizeTrackBar;   int                          detectorThreshold;   SmartPtr<LabeledTrackBar>    detectorThresholdTrackBar;   SmartPtr<Label>              detectedNumber;   SmartPtr<FileOpenDialog>     fileDialog; public:   void scaleChanged(Action& action)   {     int val = scaleComboBox->getScale();     if (val > 0 && imageScalingRatio != val) {       imageScalingRatio = val;       originalImage -> rescale(imageScalingRatio);        detectedImage -> rescale(imageScalingRatio);      }   }     void trackBarScrolled1(Action& action)   {     blockSize = blockSizeTrackBar->getPosition();     ksize = ksizeTrackBar->getPosition();     detectorThreshold = detectorThresholdTrackBar->getPosition();     int number = detectedImage->detectCorner(blockSize, ksize,                       detectorThreshold, imageScalingRatio);     setDetectedNumber(number);   }   void trackBarScrolled2(Action& action)   {     blockSize = blockSizeTrackBar->getPosition();     ksize = ksizeTrackBar->getPosition();          detectorThreshold = detectorThresholdTrackBar->getPosition();     int number = detectedImage->detectCorner(blockSize, ksize,                       detectorThreshold, imageScalingRatio);     setDetectedNumber(number);   }   void trackBarScrolled3(Action& action)   {     blockSize = blockSizeTrackBar->getPosition();     ksize = ksizeTrackBar->getPosition();     detectorThreshold = detectorThresholdTrackBar->getPosition();     int number = detectedImage->detectCorner(blockSize, ksize,                     detectorThreshold, imageScalingRatio);     setDetectedNumber(number);   }   void cancel(Action& action)   {     fileDialog->popdown();   }   void fileOpen(Action& action)   {     fileDialog->popup();   }   void updateLabel(const char* filename)   {      CompoundString cs(filename);      label->set(XmNlabelString, cs);       }   void setDetectedNumber(int number)   {     char string[128];     sprintf(string, "DetectedNumber:%d", number);     CompoundString cs(string);     detectedNumber->set(XmNlabelString, cs);   }   void ok(Action& action)   {     try {         imageFile  = fileDialog->getFileName();       const char* filename = (const char*)imageFile;       printf("filename: %s\n", filename);       fileDialog->popdown();            originalImage->invalidate();       originalImage->loadImage(filename,          imageLoadingFlag, imageScalingRatio);       originalImage->invalidate();       detectedImage ->loadImage(filename,          imageLoadingFlag, imageScalingRatio);        blockSize = blockSizeTrackBar->getPosition();       ksize = ksizeTrackBar->getPosition();       detectorThreshold = detectorThresholdTrackBar->getPosition();       int number = detectedImage->detectCorner(blockSize, ksize,                                   detectorThreshold, imageScalingRatio);       setDetectedNumber(number);       updateLabel(filename);       resize(width(), height());       flush();     } catch (OZ::Exception& ex) {        caught(ex);     }    }   void resize(Dimension w, Dimension h)   {     int CP_WIDTH = 200;     int LB_HEIGHT = 30;     int ww =  w-CP_WIDTH;     int hh = h - LB_HEIGHT;     if (label && originalImage && detectedImage && controlPane       ) {       label        -> reshape(0, 0, w, LB_HEIGHT);        originalImage-> reshape(0, LB_HEIGHT, ww/2, hh);       detectedImage -> reshape(ww/2, LB_HEIGHT, ww/2-1, hh);             controlPane  -> reshape(ww-1, LB_HEIGHT, CP_WIDTH+1, hh);       //The following two lines are a workaround to erase garbage.       controlPane -> unmap();       controlPane -> map();     }     flush();   } public:   MainView(OpenCVApplication& applet, const char* name, Args& args)   :OpenCVMainView(applet, name, args)    {     BulletinBoard* bboard = getBulletinBoard();     imageFile = "../images/Geometry.png";     imageLoadingFlag = CV_LOAD_IMAGE_COLOR;     imageScalingRatio = 60; //%     try {       Args ar;       CompoundString fileNamecs((const char*)imageFile);       ar.set(XmNlabelString, fileNamecs);        ar.set(XmNalignment, XmALIGNMENT_BEGINNING);        label = new Label(bboard, "", ar);       ar.reset();       ar.set(XmNimageFileName, (const char*)imageFile);       ar.set(XmNimageLoadingFlag, imageLoadingFlag);       ar.set(XmNimageScalingRatio, imageScalingRatio);       originalImage = new OriginalImageView(bboard, "", ar);       ar.reset();       ar.set(XmNimageFileName, (const char*)imageFile);       ar.set(XmNimageLoadingFlag, imageLoadingFlag);       ar.set(XmNimageScalingRatio, imageScalingRatio);       detectedImage   = new DetectedImageView(bboard, "", ar);       ar.reset();       controlPane = new RowColumn(bboard, "", ar);       const char* defaultScale = "60%";       ar.reset();       CompoundString scaler("Scale");       ar.set(XmNlabelString, scaler);       ar.set(XmNdefaultScale, defaultScale);       scaleComboBox = new OpenCVScaleComboBox(controlPane, "", ar);       scaleComboBox->addCallback(XmNselectionCallback, this,         (Callback)&MainView::scaleChanged, NULL);       blockSizeMax = 100;       ksizeMax = 31;       blockSize = 7;       ksize = 5;                ar.reset();       CompoundString th1Title("BlockSize:[2,100]");       ar.set(XmNminimum, 2);       ar.set(XmNmaximum,  blockSizeMax);       ar.set(XmNvalue,    blockSize);        ar.set(XmNtitleString, th1Title);       blockSizeTrackBar = new LabeledTrackBar(controlPane, "", ar);       blockSizeTrackBar->addCallback(XmNvalueChangedCallback, this,         (Callback)&MainView::trackBarScrolled1, NULL);       ar.reset();       CompoundString th2Title("ApertureSize:[0,31]");       ar.set(XmNminimum, 0);       ar.set(XmNmaximum,  ksizeMax);       ar.set(XmNvalue,    ksize);       ar.set(XmNtitleString, th2Title);       ksizeTrackBar = new LabeledTrackBar(controlPane, "", ar);       ksizeTrackBar->addCallback(XmNvalueChangedCallback, this,         (Callback)&MainView::trackBarScrolled2, NULL);       detectorThreshold = 120;       ar.reset();       CompoundString th3Title("DetectThreshold:[100,240]");       ar.set(XmNminimum, 100);       ar.set(XmNmaximum,  240);       ar.set(XmNvalue,    detectorThreshold);       ar.set(XmNtitleString, th3Title);       detectorThresholdTrackBar = new LabeledTrackBar(controlPane, "", ar);       detectorThresholdTrackBar->addCallback(XmNvalueChangedCallback, this,         (Callback)&MainView::trackBarScrolled3, NULL);       ar.reset();       detectedNumber = new Label(controlPane, "", ar);       int number = detectedImage->detectCorner(blockSize, ksize,                                    detectorThreshold, imageScalingRatio);       setDetectedNumber(number);       ar.reset();       fileDialog = new FileOpenDialog(this, "FileOpenDialog", ar);       fileDialog  -> getOkButton()                   -> addCallback(XmNactivateCallback, this,                           (Callback)&MainView::ok, NULL);        sendConfigureEvent();      } catch(OZ::Exception& ex) {       caught(ex);     }   }   ~MainView()   {   } }; } // int main(int argc, char** argv)  {   try {     const char*  appclass = argv[0];     OpenCVApplication applet(appclass, argc, argv);     Args args;     args.set(XmNwidth,  1000);     args.set(XmNheight, 380);     MainView view(applet, argv[0], args);     view.realize();     applet.run();        } catch (OZ::Exception& ex) {     caught(ex);   }   return 0; }