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 * PROJECT: NyARToolkit
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 * 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 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
 * (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 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.core.squaredetect;

import jp.nyatla.nyartoolkit.NyARException;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.NyARCameraDistortionFactor;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.param.NyARObserv2IdealMap;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.pca2d.INyARPca2d;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.pca2d.NyARPca2d_MatrixPCA_O2;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARIntCoordinates;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARIntSize;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARLinear;
import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.matrix.NyARDoubleMatrix22;

/**
 * このクラスは、座標配列を直線式に変換します。 座標配列の連続する要素を主成分分析にかけて、直線式にします。
 */
public class NyARCoord2Linear {
	private final double[] _xpos;
	private final double[] _ypos;
	private final INyARPca2d _pca;
	private final NyARDoubleMatrix22 __getSquareLine_evec = new NyARDoubleMatrix22();
	private final double[] __getSquareLine_mean = new double[2];
	private final double[] __getSquareLine_ev = new double[2];
	private final NyARObserv2IdealMap _dist_factor;

	/**
	 * コンストラクタです。 輪郭取得元画像の歪み矯正オブジェクトとサイズを指定して、インスタンスを生成します。
	 * 
	 * @param i_size
	 *            入力画像のサイズ
	 * @param i_distfactor
	 *            樽型歪みを補正する場合に、オブジェクトを指定します。 nullの場合、補正を行いません。
	 */
	public NyARCoord2Linear(NyARIntSize i_size,
			NyARCameraDistortionFactor i_distfactor) {
		if (i_distfactor != null) {
			this._dist_factor = new NyARObserv2IdealMap(i_distfactor, i_size);
		} else {
			this._dist_factor = null;
		}
		// 輪郭バッファ
		this._pca = new NyARPca2d_MatrixPCA_O2();
		this._xpos = new double[i_size.w + i_size.h];// 最大辺長はthis._width+this._height
		this._ypos = new double[i_size.w + i_size.h];// 最大辺長はthis._width+this._height
		return;
	}

	/**
	 * この関数は、輪郭点集合からay+bx+c=0の直線式を計算します。
	 * 
	 * @param i_st
	 *            直線計算の対象とする、輪郭点の開始インデックス
	 * @param i_ed
	 *            直線計算の対象とする、輪郭点の終了インデックス
	 * @param i_coord
	 *            輪郭点集合のオブジェクト。
	 * @param o_line
	 *            直線式を受け取るオブジェクト
	 * @return 直線式の計算に成功すると、trueを返します。
	 * @throws NyARException
	 */
	public boolean coord2Line(int i_st, int i_ed, NyARIntCoordinates i_coord,
			NyARLinear o_line) throws NyARException {
		// 頂点を取得
		int n, st, ed;
		double w1;
		int cood_num = i_coord.length;

		// 探索区間の決定
		if (i_ed >= i_st) {
			// 頂点[i]から頂点[i+1]までの輪郭が、1区間にあるとき
			w1 = (double) (i_ed - i_st + 1) * 0.05 + 0.5;
			// 探索区間の決定
			st = (int) (i_st + w1);
			ed = (int) (i_ed - w1);
		} else {
			// 頂点[i]から頂点[i+1]までの輪郭が、2区間に分かれているとき
			w1 = (double) ((i_ed + cood_num - i_st + 1) % cood_num) * 0.05 + 0.5;
			// 探索区間の決定
			st = ((int) (i_st + w1)) % cood_num;
			ed = ((int) (i_ed + cood_num - w1)) % cood_num;
		}
		// 探索区間数を確認
		if (st <= ed) {
			// 探索区間は1区間
			n = ed - st + 1;
			if (this._dist_factor != null) {
				this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, st, n,
						this._xpos, this._ypos, 0);
			}
		} else {
			// 探索区間は2区間
			n = ed + 1 + cood_num - st;
			if (this._dist_factor != null) {
				this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, st, cood_num
						- st, this._xpos, this._ypos, 0);
				this._dist_factor.observ2IdealBatch(i_coord.items, 0, ed + 1,
						this._xpos, this._ypos, cood_num - st);
			}
		}
		// 要素数の確認
		if (n < 2) {
			// nが2以下でmatrix.PCAを計算することはできないので、エラー
			return false;
		}
		// 主成分分析する。
		final NyARDoubleMatrix22 evec = this.__getSquareLine_evec;
		final double[] mean = this.__getSquareLine_mean;

		this._pca.pca(this._xpos, this._ypos, n, evec, this.__getSquareLine_ev,
				mean);
		o_line.a = evec.m01;// line[i][0] = evec->m[1];
		o_line.b = -evec.m00;// line[i][1] = -evec->m[0];
		o_line.c = -(o_line.a * mean[0] + o_line.b * mean[1]);// line[i][2] =
																// -(line[i][0]*mean->v[0]
																// +
																// line[i][1]*mean->v[1]);

		return true;
	}
}