OZ++ Sample: HoughCircleDetector

/******************************************************************************  *  * 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.  *  *  *  HoughCircleDetector.cpp  *  *****************************************************************************/ //2017/06/10 // See: http://docs.opencv.org/2.4/doc/tutorials/imgproc/imgtrans/hough_circle/hough_circle.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  = originalImage.clone();       scaleImage(detectedImage, scaledImage, scalingRatio);     }         void rescale(int scalingRatio)     {       scaledImage.release();       scaleImage(detectedImage, scaledImage, scalingRatio);     }     //The following method is based on the sample code of     //http://docs.opencv.org/2.4/doc/tutorials/imgproc/     //    imgtrans/hough_circle/hough_circle.html     int detect(int ksize, int sigma,           int threshold1, int paramThreshold,          int scalingRatio)     {       int detectedNumber = 0;       //1 Apply cv::GaussianBlur to the grayImage.       ksize = (ksize/2)*2 + 1;       cv::GaussianBlur(grayImage, detectedImage, cv::Size(ksize, ksize),              (double)sigma, //sigmaX,              (double)sigma); //sigmaY       //2 Apply cv::HoughCircles to the grayImage to detect circles.       std::vector<Vec3f> circles;       cv::HoughCircles(detectedImage, circles, CV_HOUGH_GRADIENT, 1,                   detectedImage.rows/8, threshold1, paramThreshold, 0, 0 );       //3 Put a clone of ogirinalImage to the detectedImage,        // since the detectedImage is not necessary any more.        detectedImage.release();       detectedImage = originalImage.clone();       // Draw the circles detected       detectedNumber = circles.size();       for( size_t i = 0; i < circles.size(); i++ ) {         Point center(cvRound(circles[i][0]), cvRound(circles[i][1]));         int radius = cvRound(circles[i][2]);         //Draw the center of the circle of radius = 3;         cv::circle(detectedImage, center, 3, Scalar(0,255,0), -1, 8, 0 );         //Draw the outline of the circle of radius.         cv::circle(detectedImage, center, radius, Scalar(0,0,255), 3, 8, 0 );       }             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;   SmartPtr<LabeledTrackBar>    ksizeTrackBar;   int                          ksize;   SmartPtr<LabeledTrackBar>    sigmaTrackBar;   int                          sigma;   int                          threshold1Max;   int                          threshold1;   SmartPtr<LabeledTrackBar>    threshold1TrackBar;      int                          paramThresholdMax;   int                          paramThreshold;   SmartPtr<LabeledTrackBar>    paramThresholdTrackBar;   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 ksizeChanged(Action& action)   {     ksize = (int)ksizeTrackBar->get(XmNvalue);     printf("ksizeChanged ksize=%d\n", ksize);     set(XmNsensitive, False);     int number = detectedImage->detect(ksize, sigma, threshold1,                     paramThreshold, imageScalingRatio);     set(XmNsensitive, True);     setDetectedNumber(number);   }   void sigmaChanged(Action& action)   {     sigma = sigmaTrackBar->get(XmNvalue);     printf("sigmaChanged sigma=%d\n", sigma);          set(XmNsensitive, False);     int number = detectedImage->detect(ksize, sigma, threshold1,                   paramThreshold,                   imageScalingRatio);     set(XmNsensitive, True);     setDetectedNumber(number);   }   void trackBarScrolled1(Action& action)   {     threshold1 = threshold1TrackBar->getPosition();     set(XmNsensitive, False);     int number = detectedImage->detect(ksize, sigma, threshold1,                   paramThreshold,                   imageScalingRatio);     set(XmNsensitive, True);     setDetectedNumber(number);   }   void trackBarScrolled2(Action& action)   {     paramThreshold = paramThresholdTrackBar->getPosition();          set(XmNsensitive, False);     int number = detectedImage->detect(ksize, sigma, threshold1,                   paramThreshold,                   imageScalingRatio);     set(XmNsensitive, True);     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);        set(XmNsensitive, False);       int number = detectedImage->detect(ksize, sigma, threshold1,                   paramThreshold,                   imageScalingRatio);       set(XmNsensitive, True);       updateLabel(filename);       setDetectedNumber(number);         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/Geometry3.png";     imageLoadingFlag = CV_LOAD_IMAGE_COLOR;     imageScalingRatio = 60; //%     try {       Args ar;       CompoundString fileNamecs(imageFile);       ar.set(XmNlabelString, fileNamecs);        ar.set(XmNalignment, XmALIGNMENT_BEGINNING);        label = new Label(bboard, "", ar);       ar.reset();       ar.set(XmNimageFileName, imageFile);       ar.set(XmNimageLoadingFlag, imageLoadingFlag);       ar.set(XmNimageScalingRatio, imageScalingRatio);       originalImage = new OriginalImageView(bboard, "", ar);       ar.reset();       ar.set(XmNimageFileName, 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);       ksize = 7;       ar.reset();       CompoundString ksizecs("GaussianBlur Kernel:[0,31]");       ar.set(XmNlabelString, scaler);       ar.set(XmNminimum, 0);       ar.set(XmNmaximum,  31);       ar.set(XmNvalue,    ksize);        ar.set(XmNtitleString, ksizecs);       ksizeTrackBar = new LabeledTrackBar(controlPane, "", ar);       //ksizeTrackBar->addCallback(XmNdragCallback, this,       ksizeTrackBar->addCallback(XmNvalueChangedCallback, this,         (Callback)&MainView::ksizeChanged, NULL);       ar.reset();       CompoundString sigmacs("GaussianBlur Sigma:[0,20]");       sigma = 2;       ar.set(XmNlabelString, scaler);       ar.set(XmNminimum, 0);       ar.set(XmNmaximum, 20);       ar.set(XmNvalue,   sigma );       ar.set(XmNtitleString, sigmacs);       sigmaTrackBar = new LabeledTrackBar(controlPane, "", ar);       //sigmaTrackBar->addCallback(XmNdragCallback, this,       sigmaTrackBar->addCallback(XmNvalueChangedCallback, this,         (Callback)&MainView::sigmaChanged, NULL);       threshold1Max = 300;       paramThresholdMax = 300;       threshold1 = 120;       paramThreshold = 50;                ar.reset();       CompoundString th1Title("Canny Threshold1:[0,300]");       ar.set(XmNminimum, 0);       ar.set(XmNmaximum,  threshold1Max);       ar.set(XmNvalue,    threshold1);        ar.set(XmNtitleString, th1Title);       threshold1TrackBar = new LabeledTrackBar(controlPane, "", ar);       threshold1TrackBar->addCallback(XmNvalueChangedCallback, this,         (Callback)&MainView::trackBarScrolled1, NULL);       ar.reset();       CompoundString th2Title("Param Threshold:[0,300]");       ar.set(XmNminimum, 0);       ar.set(XmNmaximum,  threshold1Max);       ar.set(XmNvalue,    paramThreshold);       ar.set(XmNtitleString, th2Title);       paramThresholdTrackBar = new LabeledTrackBar(controlPane, "", ar);       paramThresholdTrackBar->addCallback(XmNvalueChangedCallback, this,         (Callback)&MainView::trackBarScrolled2, NULL);       ar.reset();       detectedNumber = new Label(controlPane, "", ar);       set(XmNsensitive, False);       int number = detectedImage->detect(ksize, sigma, threshold1,                   paramThreshold,                   imageScalingRatio);       set(XmNsensitive, True);       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,  900);     args.set(XmNheight, 440);     MainView view(applet, argv[0], args);     view.realize();     applet.run();        } catch (OZ::Exception& ex) {     caught(ex);   }   return 0; }