/* 
 * PROJECT: NyARToolkit
 * --------------------------------------------------------------------------------
 * This work is based on the original ARToolKit developed by
 *   Hirokazu Kato
 *   Mark Billinghurst
 *   HITLab, University of Washington, Seattle
 * http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
 *
 * The NyARToolkit is Java version ARToolkit class library.
 * Copyright (C)2008 R.Iizuka
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or
 * modify it under the terms of the GNU General Public License
 * as published by the Free Software Foundation; either version 2
 * of the License, or (at your option) any later version.
 * 
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 * GNU General Public License for more details.
 * 
 * You should have received a copy of the GNU General Public License
 * along with this framework; if not, write to the Free Software
 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 * 
 * For further information please contact.
 *	http://nyatla.jp/nyatoolkit/
 *	<airmail(at)ebony.plala.or.jp>
 * 
 */
package jp.nyatla.nyartoolkit.sandbox.quadx2;

import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.match.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.NyARParam;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.pickup.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.rgb.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.squaredetect.INyARSquareContourDetector;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.squaredetect.NyARSquare;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.squaredetect.NyARSquareStack;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.transmat.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARIntSize;

import jp.nyatla.nyartoolkit.sandbox.x2.NyARTransMat_X2;


/**
 * 画像からARCodeに最も一致するマーカーを1個検出し、その変換行列を計算するクラスです。
 * 
 */
public class NyARSingleDetectMarker_Quad
{
	private static final int AR_SQUARE_MAX = 100;

	private boolean _is_continue = false;
	private NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA _match_patt;
	private INyARSquareContourDetector _square_detect;

	private final NyARSquareStack _square_list = new NyARSquareStack(AR_SQUARE_MAX);

	protected INyARTransMat _transmat;

	private double _marker_width;

	// 検出結果の保存用
	private int _detected_direction;

	private double _detected_confidence;

	private NyARSquare _detected_square;

	private INyARColorPatt _patt;

	/**
	 * 検出するARCodeとカメラパラメータから、1個のARCodeを検出するNyARSingleDetectMarkerインスタンスを作ります。
	 * 
	 * @param i_param
	 * カメラパラメータを指定します。
	 * @param i_code
	 * 検出するARCodeを指定します。
	 * @param i_marker_width
	 * ARコードの物理サイズを、ミリメートルで指定します。
	 * @throws NyARException
	 */
	public NyARSingleDetectMarker_Quad(NyARParam i_param, NyARCode i_code, double i_marker_width) throws NyARException
	{
		final NyARIntSize scr_size=i_param.getScreenSize();		
		// 解析オブジェクトを作る
		this._square_detect = new NyARSquareDetector_Quad(i_param.getDistortionFactor(),scr_size);
		this._transmat = new NyARTransMat_X2(i_param);
		// 比較コードを保存
		this._marker_width = i_marker_width;
		// 評価パターンのホルダを作る
		this._patt = new NyARColorPatt_O3(i_code.getWidth(), i_code.getHeight());
		// i_codeに対応する評価器を作る。
		this._match_patt = new NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA(i_code);
		//２値画像バッファを作る
		this._bin_raster=new NyARBinRaster(scr_size.w/2,scr_size.h/2);
		//差分データインスタンスの作成
		this._deviation_data=new NyARMatchPattDeviationColorData(i_code.getWidth(), i_code.getHeight());
		
		return;
	}

	private NyARBinRaster _bin_raster;
//	private NyARRasterFilter_ARToolkitThreshold _tobin_filter=new NyARRasterFilter_ARToolkitThreshold(100);
	private NyARRasterFilter_ARTTh_Quad _tobin_filter=new NyARRasterFilter_ARTTh_Quad(100);

	private final NyARMatchPattResult __detectMarkerLite_mr=new NyARMatchPattResult();
	private NyARMatchPattDeviationColorData _deviation_data;

	/**
	 * i_imageにマーカー検出処理を実行し、結果を記録します。
	 * 
	 * @param i_raster
	 * マーカーを検出するイメージを指定します。イメージサイズは、カメラパラメータ
	 * と一致していなければなりません。
	 * @return マーカーが検出できたかを真偽値で返します。
	 * @throws NyARException
	 */
	public boolean detectMarkerLite(INyARRgbRaster i_raster,int i_threshold) throws NyARException
	{
		//サイズチェック
		if(!this._bin_raster.getSize().isEqualSize(i_raster.getSize().w/2,i_raster.getSize().h/2)){
			throw new NyARException();
		}

		//ラスタを(1/4の画像の)２値イメージに変換する.
		this._tobin_filter.setThreshold(i_threshold);
		this._tobin_filter.doFilter(i_raster,this._bin_raster);
		
		
		this._detected_square = null;
		NyARSquareStack l_square_list = this._square_list;
		// スクエアコードを探す
		this._square_detect.detectMarkerCB(this._bin_raster, l_square_list);


		int number_of_square = l_square_list.getLength();
		// コードは見つかった？
		if (number_of_square < 1) {
			return false;
		}

		boolean result=false;
		NyARMatchPattResult mr=this.__detectMarkerLite_mr;
		int square_index = 0;
		int direction = NyARSquare.DIRECTION_UNKNOWN;
		double confidence = 0;
		for(int i=0;i<number_of_square;i++){
			// 評価基準になるパターンをイメージから切り出す
			if (!this._patt.pickFromRaster(i_raster,l_square_list.getItem(i).imvertex)){
				continue;
			}
			//取得パターンをカラー差分データに変換して評価する。
			this._deviation_data.setRaster(this._patt);
			this._match_patt.evaluate(this._deviation_data,mr);

			final double c2 = mr.confidence;
			if (confidence > c2) {
				continue;
			}
			// もっと一致するマーカーがあったぽい
			square_index = i;
			direction = mr.direction;
			confidence = c2;
			result=true;
		}
		
		// マーカー情報を保存
		this._detected_square = (NyARSquare)l_square_list.getItem(square_index);
		this._detected_direction = direction;
		this._detected_confidence = confidence;
		return result;
	}

	/**
	 * 検出したマーカーの変換行列を計算して、o_resultへ値を返します。
	 * 直前に実行したdetectMarkerLiteが成功していないと使えません。
	 * 
	 * @param o_result
	 * 変換行列を受け取るオブジェクトを指定します。
	 * @throws NyARException
	 */
	public void getTransmationMatrix(NyARTransMatResult o_result) throws NyARException
	{
		// 一番一致したマーカーの位置とかその辺を計算
		if (this._is_continue) {
			this._transmat.transMatContinue(this._detected_square,this._detected_direction,this._marker_width, o_result);
		} else {
			this._transmat.transMat(this._detected_square,this._detected_direction,this._marker_width, o_result);
		}
		return;
	}

	/**
	 * 検出したマーカーの一致度を返します。
	 * 
	 * @return マーカーの一致度を返します。0～1までの値をとります。 一致度が低い場合には、誤認識の可能性が高くなります。
	 * @throws NyARException
	 */
	public double getConfidence()
	{
		return this._detected_confidence;
	}

	/**
	 * 検出したマーカーの方位を返します。
	 * 
	 * @return 0,1,2,3の何れかを返します。
	 */
	public int getDirection()
	{
		return this._detected_direction;
	}

	/**
	 * getTransmationMatrixの計算モードを設定します。 初期値はTRUEです。
	 * 
	 * @param i_is_continue
	 * TRUEなら、transMatCont互換の計算をします。 FALSEなら、transMat互換の計算をします。
	 */
	public void setContinueMode(boolean i_is_continue)
	{
		this._is_continue = i_is_continue;
	}
}
