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2D Java Discussion :

Détection de cercle


Sujet :

2D Java

Mode arborescent

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  1. #1
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    Par défaut Détection de cercle
    Bonjour,

    Ayant fini mon premier programme java, je me lance dans une autre application qui serai complémentaire de la première ( voir même ajoute la fonctionnalité).

    Mais la je suis dans un domaine ou je n'y connais pas grand chose...

    J'arrive a détecter un cercle mais j'aimerai pouvoir tous les détecter et récupérer les distances entre chaque cercle (en pixels) .


    Voici l'image de départ : Nom : test5.png
Affichages : 373
Taille : 201,3 Ko


    Avec ce code que j'ai trouvé sur internet :
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    import javax.imageio.ImageIO;
    import java.awt.*;
    import java.awt.image.BufferedImage;
    import java.awt.image.RescaleOp;
    import java.io.File;
     
    public class CircleDetection {
        private static BufferedImage grey;
        private static int[][] sobelX;
        private static int[][] sobelY;
        private static double[][] sobelTotal;
        private static String path = System.getProperty("user.dir");
        private static int maxX = 0;
        private static int maxY = 0;
        private static int maxR = 0;
        private static int threshold = 300;
     
        public static void main(String[] args) throws Exception{
            //ensures all the file systems required are in order
            File originalFile = new File("test5.png");
            File originalDirectory = new File(path+"\\result");
            if(!(originalDirectory.exists() && originalDirectory.isDirectory())){
                try{
                    originalDirectory.mkdir();
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
     
            //runs the required processes for circle detection, ie sobel edge detection
            toGrayScale(originalFile);
            edgeDetection();
     
            //creates and outputs images for the sobel sweep in x and y direction, and the combined sobel output
            BufferedImage img = new BufferedImage(grey.getWidth(), grey.getHeight(), BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY);
            for(int i = 0; i< grey.getWidth(); i++){
                for(int j = 0; j<grey.getHeight(); j++){
                    img.setRGB(i, j, sobelX[i][j]);
                }
            }
            File outX = new File(path+"\\result\\sobelX.png");
            ImageIO.write(img, "png", outX);
     
            BufferedImage ing = new BufferedImage(grey.getWidth(), grey.getHeight(), BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY);
            for(int i = 0; i< grey.getWidth(); i++){
                for(int j = 0; j<grey.getHeight(); j++){
                    ing.setRGB(i, j, sobelY[i][j]);
                }
            }
            File outY = new File(path+"\\result\\sobelY.png");
            ImageIO.write(ing, "png", outY);
     
            BufferedImage total = new BufferedImage(grey.getWidth(), grey.getHeight(), BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY);
            double max = 0;
            for(int i = 0; i< grey.getWidth(); i++){
                for(int j = 0; j<grey.getHeight(); j++){
                    if(sobelTotal[i][j]>max){
                        max = sobelTotal[i][j];
                    }
                }
            }
            for(int i = 0; i< grey.getWidth(); i++){
                for(int j = 0; j<grey.getHeight(); j++){
                    //maps every pixel to a grayscale value between 0 and 255 from between 0 and the max value in sobelTotal
                    int rgb = new Color((int)map(sobelTotal[i][j], 0,max,0,255),
                            (int)map(sobelTotal[i][j], 0,max,0,255),
                            (int)map(sobelTotal[i][j], 0,max,0,255), 255).getRGB();
                    total.setRGB(i,j,rgb);
                }
            }
            total = changeBrightness(20.0f, total);
            File out2 = new File(path+"\\result\\sobelTotal.png");
            ImageIO.write(total, "png", out2);
     
            //outputs an image showing every pixel that is above the threshold
            BufferedImage totalColour = new BufferedImage(grey.getWidth(), grey.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
            for(int i = 0; i < grey.getWidth(); i++) {
                for(int j = 0; j < grey.getHeight(); j++) {
                    Color c1 = new Color(0,255,0);
                    if(sobelTotal[i][j] > threshold) {
                        totalColour.setRGB(i, j, c1.getRGB());
                    }
                }
            }
            File outThreshold = new File(path+"\\result\\totalGreen.png");
            ImageIO.write(totalColour, "png", outThreshold);
     
            //runs circle detection and outputs an image of the original with the circle detected superimposed in red
            BufferedImage totalCircles = new BufferedImage(grey.getWidth(), grey.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
            circleDetection(total);
            total = changeBrightness(0.5f, total);
            totalCircles.getGraphics().drawImage(total, 0, 0, null);
            Graphics2D g = totalCircles.createGraphics();
            g.setColor(Color.RED);
            double a =  maxX - maxR * Math.cos(0 * Math.PI / 180);
            double b =  maxY - maxR * Math.sin(90 * Math.PI / 180);
            g.drawOval((int)a,(int)b,2*maxR,2*maxR);
            File outfinal = new File(path+"\\result\\totalCircles.png");
            ImageIO.write(totalCircles, "png", outfinal);
        }
     
        //maps the given value between startCoord1 and endCoord1 to a value between startCoord2 and endCoord2
        private static double map(double valueCoord1,
                                  double startCoord1, double endCoord1,
                                  double startCoord2, double endCoord2) {
     
     
            double ratio = (endCoord2 - startCoord2) / (endCoord1 - startCoord1);
            return ratio * (valueCoord1 - startCoord1) + startCoord2;
        }
     
        //converts given file into a grayscale image
        private static void toGrayScale(File f) throws Exception{
            BufferedImage img = ImageIO.read(f);
            grey = new BufferedImage(img.getWidth(), img.getHeight(), img.TYPE_BYTE_GRAY);
            grey.getGraphics().drawImage(img, 0 , 0, null);
        }
     
        //runs all the functions required to complete edge detection
        private static void edgeDetection(){
            calcSobelX();
            calcSobelY();
            combineSobel();
        }
     
        //performs the horizontal sobel sweep, sets up the matrix using a 3x3 array and runs through
        //every pixel to calculate the sobel result
        private static void calcSobelX(){
            sobelX = new int[grey.getWidth()][grey.getHeight()];
            int[][] base = new int[3][3];
            base[0][0] = -1;
            base[1][0] = -2;
            base[2][0] = -1;
            base[0][1] = 0;
            base[1][1] = 0;
            base[2][1] = 0;
            base[0][2] = 1;
            base[1][2] = 2;
            base[2][2] = 1;
     
     
            for(int i = 0; i<grey.getWidth(); i++){
                for(int j = 0; j<grey.getHeight();j++){
                    sobelX[i][j] = getSobelResult(i,j,base);
                }
            }
        }
     
        //performs the vertical sobel sweep, sets up the matrix using a 3x3 array and runs through
        //every pixel to calculate the sobel result
        private static void calcSobelY(){
            sobelY = new int[grey.getWidth()][grey.getHeight()];
            int[][] base = new int[3][3];
            base[0][0] = -1;
            base[0][1] = -2;
            base[0][2] = -1;
            base[1][0] = 0;
            base[1][1] = 0;
            base[1][2] = 0;
            base[2][0] = 1;
            base[2][1] = 2;
            base[2][2] = 1;
     
     
            for(int i = 0; i<grey.getWidth(); i++){
                for(int j = 0; j<grey.getHeight();j++){
                    sobelY[i][j] = getSobelResult(i,j,base);
                }
            }
        }
     
        //a series of if statements to account for any edge cases to ensure no errors, calculates
        //the sobel result for any pixel and kernel
        private static int getSobelResult(int x, int y, int[][] base){
            int result = 0;
            if(x==0 && y ==0){
                for(int i = 0; i <= 1; i++){
                    for(int j = 0; j <= 1; j++){
                        result += new Color(grey.getRGB(x+i,y+j)).getRed()*base[j+1][i+1];
                    }
                }
            }else if(x==0 && y==grey.getHeight()-1){
                for(int i = 0; i <= 1; i++){
                    for(int j = -1; j <= 0; j++){
                        result += new Color(grey.getRGB(x+i,y+j)).getRed()*base[j+1][i+1];
                    }
                }
            }else if(x==0 && y !=0){
                for (int i = 0; i <= 1; i++) {
                    for (int j = -1; j <= 1; j++) {
                        result += new Color(grey.getRGB(x + i, y + j)).getRed()* base[j + 1][i + 1];
                    }
                }
     
            }else if(x==grey.getWidth()-1 && y ==0){
                for(int i = -1; i <= 0; i++){
                    for(int j = 0; j <= 1; j++){
                        result += new Color(grey.getRGB(x+i,y+j)).getRed()*base[j+1][i+1];
                    }
                }
            }else if(x!=0 && y ==0){
                for(int i = -1; i <= 1; i++){
                    for(int j = 0; j <= 1; j++){
                        result += new Color(grey.getRGB(x+i,y+j)).getRed()*base[j+1][i+1];
                    }
                }
            }else if(x==grey.getWidth()-1 && y==grey.getHeight()-1){
                for(int i = -1; i <= 0; i++){
                    for(int j = -1; j <= 0; j++){
                        result += new Color(grey.getRGB(x+i,y+j)).getRed()*base[j+1][i+1];
                    }
                }
            }else if(x==grey.getWidth()-1 && y!=grey.getHeight()-1){
                for(int i = -1; i <= 0; i++){
                    for(int j = -1; j <= 1; j++){
                        result += new Color(grey.getRGB(x+i,y+j)).getRed()*base[j+1][i+1];
                    }
                }
            }else if(x!=grey.getWidth()-1 && y==grey.getHeight()-1){
                for(int i = -1; i <= 1; i++){
                    for(int j = -1; j <= 0; j++){
                        result += new Color(grey.getRGB(x+i,y+j)).getRed()*base[j+1][i+1];
                    }
                }
            }else{
                for(int i = -1; i <= 1; i++){
                    for(int j = -1; j <= 1; j++){
                        result += new Color(grey.getRGB(x+i,y+j)).getRed()*base[j+1][i+1];
                    }
                }
            }
     
            return result;
        }
     
        //performs the algorithm to combine the horizontal sweep and vertical sweep
        private static void combineSobel(){
            sobelTotal = new double[grey.getWidth()][grey.getHeight()];
            for(int i = 0; i <grey.getWidth(); i++){
                for(int j = 0; j<grey.getHeight(); j++){
                    sobelTotal[i][j] = Math.round(Math.sqrt(Math.pow((double)sobelX[i][j],2) + Math.pow((double)sobelY[i][j],2)));
                }
            }
        }
     
        private static void circleDetection(BufferedImage image) throws Exception {
            //sets the radius relative to 1/6 of the smallest side of the image, helps reduce space taken in memory during
            //runtime
            int radius;
            if (image.getHeight() < image.getWidth()) {
                radius = image.getHeight() / 6;
            } else {
                radius = image.getWidth() / 6;
            }
            //sets a 3D space array of ints to hold 'hits' in x, y, and r planes
            int[][][] A = new int[image.getWidth()][image.getHeight()][radius];
     
            BufferedImage newImage = new BufferedImage(image.getWidth(), image.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
            for (int rad = 0; rad < radius; rad++) {
                for (int x = 0; x < newImage.getWidth(); x++) {
                    for (int y = 0; y < newImage.getHeight(); y++) {
                        //if the given pixel is above the threshold, a circle will be drawn at radius rad around it and if it
                        //is a valid coordinate it will be accumulated in the A array and plotted in the pointSpace image
                        if (sobelTotal[x][y] > threshold) {
                            for (int t = 0; t <= 360; t++) {
                                Integer a = (int) Math.floor(x - rad * Math.cos(t * Math.PI / 180));
                                Integer b = (int) Math.floor(y - rad * Math.sin(t * Math.PI / 180));
                                if (!((0 > a || a > newImage.getWidth() - 1) || (0 > b || b > newImage.getHeight() - 1))) {
                                    Color c = new Color(newImage.getRGB(a, b));
                                    Color c1;
                                    if (c.getBlue() == 255) {
                                        c1 = new Color(c.getRed(), c.getGreen() + 1, 0);
                                    } else if (c.getGreen() == 255) {
                                        c1 = new Color(c.getRed() + 1, 0, c.getBlue());
                                    } else {
                                        c1 = new Color(c.getRed(), c.getGreen(), c.getBlue() + 1);
                                    }
                                    newImage.setRGB(a, b, c1.getRGB());
                                    if (!(a.equals(x) && b.equals(y))) {
                                        A[a][b][rad] += 1;
                                    }
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
            //iterates to find the max value in the A array
            int max = 0;
            for (int x = 0; x < image.getWidth(); x++) {
                for (int y = 0; y < image.getHeight(); y++) {
                    for (int r = 5; r < radius; r++) {
                        if (A[x][y][r] > max) {
                            max = A[x][y][r];
                            maxX = x;
                            maxY = y;
                            maxR = r;
                        }
                    }
                }
            }
            //outputs the pointSpace image
            System.out.println(maxX + " " + maxY + " " + maxR);
            File newfile = new File(path + "\\result\\pointSpace.png");
            ImageIO.write(newImage, "png", newfile);
        }
     
        //changes the brightness of an image by the factor given
        private static BufferedImage changeBrightness(float brightenFactor, BufferedImage image){
            RescaleOp op = new RescaleOp(brightenFactor, 0, null);
            image = op.filter(image, image);
            return image;
        }
    }

    J'arrive a avoir ceci :


    Nom : sobelTotal.png
Affichages : 358
Taille : 24,7 Ko

    [ATTACH=CONFIG]502803[/ATTACH

    Nom : totalGreen.png
Affichages : 311
Taille : 2,8 Ko


    J'ai essayé de comprendre le code mais sans trop de succès.


    J'aimerai avoir des petite explication pour pouvoir réaliser mon projet


    Cordialement


    Fred
    Images attachées Images attachées  

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