| Viewing file:  ImageMorph.py (8.17 KB)      -rw-r--r-- Select action/file-type:
 
  (+) |  (+) |  (+) | Code (+) | Session (+) |  (+) | SDB (+) |  (+) |  (+) |  (+) |  (+) |  (+) | 
 
# A binary morphology add-on for the Python Imaging Library#
 # History:
 #   2014-06-04 Initial version.
 #
 # Copyright (c) 2014 Dov Grobgeld <dov.grobgeld@gmail.com>
 
 from PIL import Image
 from PIL import _imagingmorph
 import re
 
 LUT_SIZE = 1 << 9
 
 
 class LutBuilder(object):
 """A class for building a MorphLut from a descriptive language
 
 The input patterns is a list of a strings sequences like these::
 
 4:(...
 .1.
 111)->1
 
 (whitespaces including linebreaks are ignored). The option 4
 describes a series of symmetry operations (in this case a
 4-rotation), the pattern is described by:
 
 - . or X - Ignore
 - 1 - Pixel is on
 - 0 - Pixel is off
 
 The result of the operation is described after "->" string.
 
 The default is to return the current pixel value, which is
 returned if no other match is found.
 
 Operations:
 
 - 4 - 4 way rotation
 - N - Negate
 - 1 - Dummy op for no other operation (an op must always be given)
 - M - Mirroring
 
 Example::
 
 lb = LutBuilder(patterns = ["4:(... .1. 111)->1"])
 lut = lb.build_lut()
 
 """
 def __init__(self, patterns=None, op_name=None):
 if patterns is not None:
 self.patterns = patterns
 else:
 self.patterns = []
 self.lut = None
 if op_name is not None:
 known_patterns = {
 'corner': ['1:(... ... ...)->0',
 '4:(00. 01. ...)->1'],
 'dilation4': ['4:(... .0. .1.)->1'],
 'dilation8': ['4:(... .0. .1.)->1',
 '4:(... .0. ..1)->1'],
 'erosion4': ['4:(... .1. .0.)->0'],
 'erosion8': ['4:(... .1. .0.)->0',
 '4:(... .1. ..0)->0'],
 'edge': ['1:(... ... ...)->0',
 '4:(.0. .1. ...)->1',
 '4:(01. .1. ...)->1']
 }
 if op_name not in known_patterns:
 raise Exception('Unknown pattern '+op_name+'!')
 
 self.patterns = known_patterns[op_name]
 
 def add_patterns(self, patterns):
 self.patterns += patterns
 
 def build_default_lut(self):
 symbols = [0, 1]
 m = 1 << 4  # pos of current pixel
 self.lut = bytearray([symbols[(i & m) > 0] for i in range(LUT_SIZE)])
 
 def get_lut(self):
 return self.lut
 
 def _string_permute(self, pattern, permutation):
 """string_permute takes a pattern and a permutation and returns the
 string permuted according to the permutation list.
 """
 assert(len(permutation) == 9)
 return ''.join([pattern[p] for p in permutation])
 
 def _pattern_permute(self, basic_pattern, options, basic_result):
 """pattern_permute takes a basic pattern and its result and clones
 the pattern according to the modifications described in the $options
 parameter. It returns a list of all cloned patterns."""
 patterns = [(basic_pattern, basic_result)]
 
 # rotations
 if '4' in options:
 res = patterns[-1][1]
 for i in range(4):
 patterns.append(
 (self._string_permute(patterns[-1][0], [6, 3, 0,
 7, 4, 1,
 8, 5, 2]), res))
 # mirror
 if 'M' in options:
 n = len(patterns)
 for pattern, res in patterns[0:n]:
 patterns.append(
 (self._string_permute(pattern, [2, 1, 0,
 5, 4, 3,
 8, 7, 6]), res))
 
 # negate
 if 'N' in options:
 n = len(patterns)
 for pattern, res in patterns[0:n]:
 # Swap 0 and 1
 pattern = (pattern
 .replace('0', 'Z')
 .replace('1', '0')
 .replace('Z', '1'))
 res = '%d' % (1-int(res))
 patterns.append((pattern, res))
 
 return patterns
 
 def build_lut(self):
 """Compile all patterns into a morphology lut.
 
 TBD :Build based on (file) morphlut:modify_lut
 """
 self.build_default_lut()
 patterns = []
 
 # Parse and create symmetries of the patterns strings
 for p in self.patterns:
 m = re.search(
 r'(\w*):?\s*\((.+?)\)\s*->\s*(\d)', p.replace('\n', ''))
 if not m:
 raise Exception('Syntax error in pattern "'+p+'"')
 options = m.group(1)
 pattern = m.group(2)
 result = int(m.group(3))
 
 # Get rid of spaces
 pattern = pattern.replace(' ', '').replace('\n', '')
 
 patterns += self._pattern_permute(pattern, options, result)
 
 #        # Debugging
 #        for p,r in patterns:
 #            print p,r
 #        print '--'
 
 # compile the patterns into regular expressions for speed
 for i in range(len(patterns)):
 p = patterns[i][0].replace('.', 'X').replace('X', '[01]')
 p = re.compile(p)
 patterns[i] = (p, patterns[i][1])
 
 # Step through table and find patterns that match.
 # Note that all the patterns are searched. The last one
 # caught overrides
 for i in range(LUT_SIZE):
 # Build the bit pattern
 bitpattern = bin(i)[2:]
 bitpattern = ('0'*(9-len(bitpattern)) + bitpattern)[::-1]
 
 for p, r in patterns:
 if p.match(bitpattern):
 self.lut[i] = [0, 1][r]
 
 return self.lut
 
 
 class MorphOp(object):
 """A class for binary morphological operators"""
 
 def __init__(self,
 lut=None,
 op_name=None,
 patterns=None):
 """Create a binary morphological operator"""
 self.lut = lut
 if op_name is not None:
 self.lut = LutBuilder(op_name=op_name).build_lut()
 elif patterns is not None:
 self.lut = LutBuilder(patterns=patterns).build_lut()
 
 def apply(self, image):
 """Run a single morphological operation on an image
 
 Returns a tuple of the number of changed pixels and the
 morphed image"""
 if self.lut is None:
 raise Exception('No operator loaded')
 
 if image.mode != 'L':
 raise Exception('Image must be binary, meaning it must use mode L')
 return
 outimage = Image.new(image.mode, image.size, None)
 count = _imagingmorph.apply(
 bytes(self.lut), image.im.id, outimage.im.id)
 return count, outimage
 
 def match(self, image):
 """Get a list of coordinates matching the morphological operation on
 an image.
 
 Returns a list of tuples of (x,y) coordinates
 of all matching pixels."""
 if self.lut is None:
 raise Exception('No operator loaded')
 
 if image.mode != 'L':
 raise Exception('Image must be binary, meaning it must use mode L')
 return
 return _imagingmorph.match(bytes(self.lut), image.im.id)
 
 def get_on_pixels(self, image):
 """Get a list of all turned on pixels in a binary image
 
 Returns a list of tuples of (x,y) coordinates
 of all matching pixels."""
 
 if image.mode != 'L':
 raise Exception('Image must be binary, meaning it must use mode L')
 return
 return _imagingmorph.get_on_pixels(image.im.id)
 
 def load_lut(self, filename):
 """Load an operator from an mrl file"""
 with open(filename, 'rb') as f:
 self.lut = bytearray(f.read())
 
 if len(self.lut) != 8192:
 self.lut = None
 raise Exception('Wrong size operator file!')
 
 def save_lut(self, filename):
 """Save an operator to an mrl file"""
 if self.lut is None:
 raise Exception('No operator loaded')
 with open(filename, 'wb') as f:
 f.write(self.lut)
 
 def set_lut(self, lut):
 """Set the lut from an external source"""
 self.lut = lut
 
 # End of file
 
 |