src/kaka/cakelight/Frame.java

   1 package kaka.cakelight;
   2
   3 import org.opencv.core.CvType;
   4 import org.opencv.core.Mat;
   5 import org.opencv.core.Size;
   6 import org.opencv.imgproc.Imgproc;
   7
   8 import static kaka.cakelight.Main.saveFile;
   9 import static kaka.cakelight.Main.timeIt;
  10
  11 public class Frame {
  12     private byte[] data;
  13     private Configuration config;
  14 //    private Mat colImage;
  15 //    private Mat rowImage;
  16     private Mat converted;
  17     private Mat[] images;
  18
  19     private Frame(byte[] data) {
  20         this.data = data;
  21     }
  22
  23     public static Frame of(byte[] data, Configuration config) {
  24         Frame frame = new Frame(data);
  25         frame.config = config;
  26         frame.convert();
  27         return frame;
  28     }
  29
  30     private void convert() {
  31         /* TODO: how to do this?
  32         1) Resize to an image with the size of the number of leds and use config to define how many pixels deep into the screen to use.
  33         2) Resize to 16x9 and use 2 pixels of depth (or maybe 3) and interpolate for each led.
  34         3) Resize to 2 images where each led uses 2 pixels:
  35             vertical   - 16 x <#leds>
  36             horizontal - <#leds> x 9
  37         4) Resize to cols x rows first, then resize to a vertical and a horizontal like in (3).
  38          */
  39         Mat src = new Mat(config.video.height, config.video.width, CvType.CV_8UC2); // 8-bit, unsigned, 2 channels
  40         src.put(0, 0, data);
  41
  42 //        Mat converted = new Mat();
  43 //        Mat resized = new Mat();
  44 //
  45 //        timeIt("total", () -> {
  46 //            timeIt("yuyv2rgb", () -> Imgproc.cvtColor(src, converted, Imgproc.COLOR_YUV2RGB_YUYV)); // 3.5 - 4.0 ms
  47 //            timeIt("resizing", () -> Imgproc.resize(converted, resized, new Size(config.leds.cols, config.leds.rows), 0, 0, Imgproc.INTER_AREA)); // INTER_AREA is the best for shrinking, but also the slowest (~1.5 ms)
  48 //        });
  49
  50         Mat cropped = src.submat(
  51                 config.video.crop.top,
  52                 config.video.height - config.video.crop.bottom,
  53                 config.video.crop.left,
  54                 config.video.width - config.video.crop.right
  55         );
  56         converted = new Mat();
  57         Imgproc.cvtColor(cropped, converted, config.video.format);
  58 //        timeIt("model 1", () -> model1(converted, Imgproc.INTER_AREA));
  59 //        timeIt("model 2", () -> model2(converted, Imgproc.INTER_AREA));
  60 //        timeIt("model 3", () -> model3(converted, Imgproc.INTER_AREA));
  61         timeIt("model 4", () -> model4(converted, Imgproc.INTER_AREA));
  62 //        save(converted, "/home/kaka/test-converted.data");
  63 //        save(resized, "/home/kaka/test-resized.data");
  64         src.release();
  65         cropped.release();
  66     }
  67
  68     private void model1(Mat src, int interpolation) {
  69         Mat resized = new Mat();
  70         Imgproc.resize(src, resized, new Size(config.leds.cols, config.leds.rows), 0, 0, interpolation);
  71     }
  72
  73     private void model2(Mat src, int interpolation) {
  74         Mat resized = new Mat();
  75         Imgproc.resize(src, resized, new Size(16, 9), 0, 0, interpolation);
  76     }
  77
  78     private void model3(Mat src, int interpolation) {
  79 //        colImage = new Mat();
  80 //        rowImage = new Mat();
  81 //        Imgproc.resize(src, colImage, new Size(config.leds.cols, 9), 0, 0, interpolation);
  82 //        Imgproc.resize(src, rowImage, new Size(16, config.leds.rows), 0, 0, interpolation);
  83     }
  84
  85     private void model4(Mat src, int interpolation) {
  86         int width = 3 * src.cols() / 16;
  87         int height = 3 * src.rows() / 9;
  88         Mat[] cropped = new Mat[] {
  89                 /* LEFT   */ src.submat(0, src.rows(), 0, width),
  90                 /* RIGHT  */ src.submat(0, src.rows(), src.cols() - width, src.cols()),
  91                 /* TOP    */ src.submat(0, height, 0, src.cols()),
  92                 /* BOTTOM */ src.submat(src.rows() - height, src.rows(), 0, src.cols()),
  93         };
  94         images = new Mat[] {new Mat(), new Mat(), new Mat(), new Mat()};
  95 //        Imgproc.resize(cropped[ListPosition.LEFT.ordinal()], images[ListPosition.LEFT.ordinal()], new Size(3, config.leds.rows), 0, 0, interpolation);
  96         Imgproc.resize(cropped[0], images[0], new Size(3, config.leds.rows), 0, 0, interpolation);
  97         Imgproc.resize(cropped[1], images[1], new Size(3, config.leds.rows), 0, 0, interpolation);
  98         Imgproc.resize(cropped[2], images[2], new Size(config.leds.cols, 3), 0, 0, interpolation);
  99         Imgproc.resize(cropped[3], images[3], new Size(config.leds.cols, 3), 0, 0, interpolation);
 100 //        Imgproc.resize(src, colImage, new Size(config.leds.cols, 9), 0, 0, interpolation);
 101 //        Imgproc.resize(src, rowImage, new Size(16, config.leds.rows), 0, 0, interpolation);
 102     }
 103
 104     private Color getLedColor(ListPosition listPosition, int xy) {
 105         // TODO: maybe use highest value from pixels? 100 % from 1st, 66 % from 2nd, 33 % from 3rd. colors might be strange.
 106         switch (listPosition) {
 107             case LEFT:
 108                 return interpolatedRowColor(images[0], xy, 0, 1, 2);
 109 //                return interpolatedRowColor(xy, 0, 1, 2);
 110             case RIGHT:
 111                 return interpolatedRowColor(images[1], xy, 2, 1, 0);
 112 //                return interpolatedRowColor(xy, 15, 14, 13);
 113             case TOP:
 114                 return interpolatedColColor(images[2], xy, 0, 1, 2);
 115 //                return interpolatedColColor(xy, 0, 1, 2);
 116             case BOTTOM:
 117                 return interpolatedColColor(images[3], xy, 2, 1, 0);
 118 //                return interpolatedColColor(xy, 8, 7, 6);
 119         }
 120         return null;
 121     }
 122
 123     //    private Color interpolatedRowColor(int y, int x1, int x2, int x3) {
 124     private Color interpolatedRowColor(Mat rowImage, int y, int x1, int x2, int x3) {
 125         return pixelToColor(rowImage, x3, y).interpolate(pixelToColor(rowImage, x2, y), 0.65).interpolate(pixelToColor(rowImage, x1, y), 0.65);
 126     }
 127
 128 //    private Color interpolatedColColor(int x, int y1, int y2, int y3) {
 129     private Color interpolatedColColor(Mat colImage, int x, int y1, int y2, int y3) {
 130         return pixelToColor(colImage, x, y3).interpolate(pixelToColor(colImage, x, y2), 0.65).interpolate(pixelToColor(colImage, x, y1), 0.65);
 131     }
 132
 133     private Color pixelToColor(Mat image, int x, int y) {
 134         byte[] rgb = new byte[3];
 135         image.get(y, x, rgb);
 136         return Color.rgb(rgb[0] & 0xff, rgb[1] & 0xff, rgb[2] & 0xff);
 137     }
 138
 139     private void save(Mat mat, String filepath) {
 140         byte[] data = new byte[mat.cols() * mat.rows() * mat.channels()];
 141         mat.get(0, 0, data);
 142         saveFile(data, filepath);
 143     }
 144
 145     public byte[] getData() {
 146         byte[] buff = new byte[(int) (converted.total() * converted.channels())];
 147         converted.get(0, 0, buff);
 148         return buff;
 149     }
 150
 151 //    public Mat getColImage() {
 152 //        return colImage;
 153 //    }
 154
 155 //    public Mat getRowImage() {
 156 //        return rowImage;
 157 //    }
 158
 159     public Mat getConvertedImage() {
 160         return converted;
 161     }
 162
 163     /**
 164      * Creates a LED frame going counter-clockwise from the bottom-left corner, sans the corners.
 165      */
 166     public LedFrame getLedFrame() {
 167         LedFrame frame = LedFrame.from(config);
 168         int led = 0;
 169         for (int i = 0; i < config.leds.cols; i++)      frame.setLedColor(led++, getLedColor(ListPosition.BOTTOM, i));
 170         for (int i = config.leds.rows - 1; i >= 0; i--) frame.setLedColor(led++, getLedColor(ListPosition.RIGHT, i));
 171         for (int i = config.leds.cols - 1; i >= 0; i--) frame.setLedColor(led++, getLedColor(ListPosition.TOP, i));
 172         for (int i = 0; i < config.leds.rows; i++)      frame.setLedColor(led++, getLedColor(ListPosition.LEFT, i));
 173         return frame;
 174     }
 175 }