/* 
 * Capture Test NyARToolkitCSサンプルプログラム
 * --------------------------------------------------------------------------------
 * The NyARToolkit is Java edition ARToolKit class library.
 * Copyright (C)2008-2009 Ryo 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 3 of the License, or
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 * 
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 * 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 program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 * 
 * For further information please contact.
 *	http://nyatla.jp/nyatoolkit/
 *	<airmail(at)ebony.plala.or.jp> or <nyatla(at)nyatla.jp>
 * 
 */
package jp.nyatla.nyartoolkit.processor;

import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.analyzer.raster.threshold.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.match.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.pickup.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.raster.rgb.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.transmat.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.rasterfilter.rgb2bin.NyARRasterFilter_ARToolkitThreshold;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.*;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.squaredetect.*;

/**
 * このクラスは、同時に１個のマーカを処理することのできる、アプリケーションプロセッサです。
 * マーカの出現・移動・消滅を、イベントで通知することができます。
 * クラスには複数のマーカを登録できます。一つのマーカが見つかると、プロセッサは継続して同じマーカを
 * １つだけ認識し続け、見失うまでの間は他のマーカを認識しません。
 * 
 * イベントは、 OnEnter→OnUpdate[n]→OnLeaveの順で発生します。
 * マーカが見つかるとまずOnEnterが１度発生して、何番のマーカが発見されたかがわかります。
 * 次にOnUpdateにより、現在の変換行列が連続して渡されます。最後にマーカを見失うと、OnLeave
 * イベントが発生します。
 * 
 */
public abstract class SingleARMarkerProcesser
{
	/**
	 * detectMarkerのコールバック関数
	 */
	private class DetectSquareCB implements NyARSquareContourDetector.IDetectMarkerCallback
	{
		//公開プロパティ
		public final NyARSquare square=new NyARSquare();
		public double confidence=0.0;
		public int code_index=-1;		
		public double cf_threshold_new = 0.50;
		public double cf_threshold_exist = 0.30;
		
		//参照
		private INyARRgbRaster _ref_raster;
		//所有インスタンス
		private INyARColorPatt _inst_patt;
		private NyARMatchPattDeviationColorData _deviation_data;
		private NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA[] _match_patt;
		private final NyARMatchPattResult __detectMarkerLite_mr=new NyARMatchPattResult();
		private NyARCoord2Linear _coordline;
		
		public DetectSquareCB(NyARParam i_param)
		{
			this._match_patt=null;
			this._coordline=new NyARCoord2Linear(i_param.getScreenSize(),i_param.getDistortionFactor());
			return;
		}
		public void setNyARCodeTable(NyARCode[] i_ref_code,int i_code_resolution)
		{
			/*unmanagedで実装するときは、ここでリソース解放をすること。*/
			this._deviation_data=new NyARMatchPattDeviationColorData(i_code_resolution,i_code_resolution);
			this._inst_patt=new NyARColorPatt_Perspective_O2(i_code_resolution,i_code_resolution,4,25);
			this._match_patt = new NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA[i_ref_code.length];
			for(int i=0;i<i_ref_code.length;i++){
				this._match_patt[i]=new NyARMatchPatt_Color_WITHOUT_PCA(i_ref_code[i]);
			}
		}
		private NyARIntPoint2d[] __tmp_vertex=NyARIntPoint2d.createArray(4);
		private int _target_id;
		/**
		 * Initialize call back handler.
		 */
		public void init(INyARRgbRaster i_raster,int i_target_id)
		{
			this._ref_raster=i_raster;
			this._target_id=i_target_id;
			this.code_index=-1;
			this.confidence=Double.MIN_VALUE;
		}

		/**
		 * 矩形が見付かるたびに呼び出されます。
		 * 発見した矩形のパターンを検査して、方位を考慮した頂点データを確保します。
		 */
		public void onSquareDetect(NyARSquareContourDetector i_sender,int[] i_coordx,int[] i_coordy,int i_coor_num,int[] i_vertex_index) throws NyARException
		{
			if (this._match_patt==null) {
				return;
			}
			//輪郭座標から頂点リストに変換
			NyARIntPoint2d[] vertex=this.__tmp_vertex;
			vertex[0].x=i_coordx[i_vertex_index[0]];
			vertex[0].y=i_coordy[i_vertex_index[0]];
			vertex[1].x=i_coordx[i_vertex_index[1]];
			vertex[1].y=i_coordy[i_vertex_index[1]];
			vertex[2].x=i_coordx[i_vertex_index[2]];
			vertex[2].y=i_coordy[i_vertex_index[2]];
			vertex[3].x=i_coordx[i_vertex_index[3]];
			vertex[3].y=i_coordy[i_vertex_index[3]];
		
			//画像を取得
			if (!this._inst_patt.pickFromRaster(this._ref_raster,vertex)){
				return;//取得失敗
			}
			//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._inst_patt);

			
			//code_index,dir,c1にデータを得る。
			final NyARMatchPattResult mr=this.__detectMarkerLite_mr;
			int lcode_index = 0;
			int dir = 0;
			double c1 = 0;
			for (int i = 0; i < this._match_patt.length; i++) {
				this._match_patt[i].evaluate(this._deviation_data,mr);
				double c2 = mr.confidence;
				if (c1 < c2) {
					lcode_index = i;
					c1 = c2;
					dir = mr.direction;
				}
			}
			
			//認識処理
			if (this._target_id == -1) { // マーカ未認識
				//現在は未認識
				if (c1 < this.cf_threshold_new) {
					return;
				}
				if (this.confidence > c1) {
					// 一致度が低い。
					return;
				}
				//認識しているマーカIDを保存
				this.code_index=lcode_index;
			}else{
				//現在はマーカ認識中				
				// 現在のマーカを認識したか？
				if (lcode_index != this._target_id) {
					// 認識中のマーカではないので無視
					return;
				}
				//認識中の閾値より大きいか？
				if (c1 < this.cf_threshold_exist) {
					return;
				}
				//現在の候補よりも一致度は大きいか？
				if (this.confidence>c1) {
					return;
				}
				this.code_index=this._target_id;
			}
			//新しく認識、または継続認識中に更新があったときだけ、Square情報を更新する。
			//ココから先はこの条件でしか実行されない。
			
			//一致率の高い矩形があれば、方位を考慮して頂点情報を作成
			this.confidence=c1;
			NyARSquare sq=this.square;
			//directionを考慮して、squareを更新する。
			for(int i=0;i<4;i++){
				int idx=(i+4 - dir) % 4;
				this._coordline.coord2Line(i_vertex_index[idx],i_vertex_index[(idx+1)%4],i_coordx,i_coordy,i_coor_num,sq.line[i]);
			}
			for (int i = 0; i < 4; i++) {
				//直線同士の交点計算
				if(!NyARLinear.crossPos(sq.line[i],sq.line[(i + 3) % 4],sq.sqvertex[i])){
					throw new NyARException();//ここのエラー復帰するならダブルバッファにすればOK
				}
			}
		}
	}	
	/**オーナーが自由に使えるタグ変数です。
	 */
	public Object tag;

	private int _lost_delay_count = 0;

	private int _lost_delay = 5;

	private NyARSquareContourDetector _square_detect;

	protected INyARTransMat _transmat;

	private NyARRectOffset _offset; 
	private int _threshold = 110;
	// [AR]検出結果の保存用
	private NyARBinRaster _bin_raster;

	private NyARRasterFilter_ARToolkitThreshold _tobin_filter;

	protected int _current_arcode_index = -1;

	private NyARRasterThresholdAnalyzer_SlidePTile _threshold_detect;
	
	protected SingleARMarkerProcesser()
	{
		return;
	}

	private boolean _initialized=false;

	protected void initInstance(NyARParam i_param,int i_raster_type) throws NyARException
	{
		//初期化済？
		assert(this._initialized==false);
		
		NyARIntSize scr_size = i_param.getScreenSize();
		// 解析オブジェクトを作る
		this._square_detect = new NyARSquareContourDetector_Rle(scr_size);
		this._transmat = new NyARTransMat(i_param);
		this._tobin_filter=new NyARRasterFilter_ARToolkitThreshold(110,i_raster_type);

		// ２値画像バッファを作る
		this._bin_raster = new NyARBinRaster(scr_size.w, scr_size.h);
		this._threshold_detect=new NyARRasterThresholdAnalyzer_SlidePTile(15,i_raster_type,4);
		this._initialized=true;
		//コールバックハンドラ
		this._detectmarker_cb=new DetectSquareCB(i_param);
		this._offset=new NyARRectOffset();
		return;
	}

	/*自動・手動の設定が出来ないので、コメントアウト
	public void setThreshold(int i_threshold)
	{
		this._threshold = i_threshold;
		return;
	}*/

	/**検出するマーカコードの配列を指定します。 検出状態でこの関数を実行すると、
	 * オブジェクト状態に強制リセットがかかります。
	 */
	public void setARCodeTable(NyARCode[] i_ref_code_table, int i_code_resolution, double i_marker_width)
	{
		if (this._current_arcode_index != -1) {
			// 強制リセット
			reset(true);
		}
		//検出するマーカセット、情報、検出器を作り直す。(1ピクセル4ポイントサンプリング,マーカのパターン領域は50%)
		this._detectmarker_cb.setNyARCodeTable(i_ref_code_table,i_code_resolution);
		this._offset.setSquare(i_marker_width);
		return;
	}

	public void reset(boolean i_is_force)
	{
		if (this._current_arcode_index != -1 && i_is_force == false) {
			// 強制書き換えでなければイベントコール
			this.onLeaveHandler();
		}
		// カレントマーカをリセット
		this._current_arcode_index = -1;
		return;
	}
	private DetectSquareCB _detectmarker_cb;
	public void detectMarker(INyARRgbRaster i_raster) throws NyARException
	{
		// サイズチェック
		assert(this._bin_raster.getSize().isEqualSize(i_raster.getSize().w, i_raster.getSize().h));

		//BINイメージへの変換
		this._tobin_filter.setThreshold(this._threshold);
		this._tobin_filter.doFilter(i_raster, this._bin_raster);

		// スクエアコードを探す
		this._detectmarker_cb.init(i_raster,this._current_arcode_index);
		this._square_detect.detectMarkerCB(this._bin_raster,this._detectmarker_cb);
		
		// 認識状態を更新
		final boolean is_id_found=this.updateStatus(this._detectmarker_cb.square,this._detectmarker_cb.code_index);
		//閾値フィードバック(detectExistMarkerにもあるよ)
		if(!is_id_found){
			//マーカがなければ、探索+DualPTailで基準輝度検索
			int th=this._threshold_detect.analyzeRaster(i_raster);
			this._threshold=(this._threshold+th)/2;
		}
		
		
		return;
	}
	/**
	 * 
	 * @param i_new_detect_cf
	 * @param i_exist_detect_cf
	 */
	public void setConfidenceThreshold(double i_new_cf,double i_exist_cf)
	{
		this._detectmarker_cb.cf_threshold_exist=i_exist_cf;
		this._detectmarker_cb.cf_threshold_new=i_new_cf;
	}

	private NyARTransMatResult __NyARSquare_result = new NyARTransMatResult();

	/**	オブジェクトのステータスを更新し、必要に応じてハンドル関数を駆動します。
	 * 	戻り値は、「実際にマーカを発見する事ができたか」です。クラスの状態とは異なります。
	 */
	private boolean updateStatus(NyARSquare i_square, int i_code_index)  throws NyARException
	{
		NyARTransMatResult result = this.__NyARSquare_result;
		if (this._current_arcode_index < 0) {// 未認識中
			if (i_code_index < 0) {// 未認識から未認識の遷移
				// なにもしないよーん。
				return false;
			} else {// 未認識から認識の遷移
				this._current_arcode_index = i_code_index;
				// イベント生成
				// OnEnter
				this.onEnterHandler(i_code_index);
				// 変換行列を作成
				this._transmat.transMat(i_square, this._offset, result);
				// OnUpdate
				this.onUpdateHandler(i_square, result);
				this._lost_delay_count = 0;
				return true;
			}
		} else {// 認識中
			if (i_code_index < 0) {// 認識から未認識の遷移
				this._lost_delay_count++;
				if (this._lost_delay < this._lost_delay_count) {
					// OnLeave
					this._current_arcode_index = -1;
					this.onLeaveHandler();
				}
				return false;
			} else if (i_code_index == this._current_arcode_index) {// 同じARCodeの再認識
				// イベント生成
				// 変換行列を作成
				this._transmat.transMatContinue(i_square, this._offset, result);
				// OnUpdate
				this.onUpdateHandler(i_square, result);
				this._lost_delay_count = 0;
				return true;
			} else {// 異なるコードの認識→今はサポートしない。
				throw new  NyARException();
			}
		}
	}

	protected abstract void onEnterHandler(int i_code);

	protected abstract void onLeaveHandler();

	protected abstract void onUpdateHandler(NyARSquare i_square, NyARTransMatResult result);
}
