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OpenCVで画像のサイズを求めるgearman workerを作って、Rubyから呼ぶ

ファイル名を渡すと画像サイズを返すgearman workerを作った。

{"width":1600, "height":1200}
という風にJSON風に値を返す。


以前画像のだいたいの色を求めるgearman workerを作ってたんだけど、C++で書いたworker側を単独で動作テストする事ができなくてどうしようか悩んだ。テスト用のclientと同時に作らなければならなくて、どちらにバグがあるのか切り分けるのが面倒だった。

そこで、workerの起動時に
./imgsizeWorker --test "/path/to/imagefile.jpg"
という風にgearman clientから来る引数と同じ形式で渡すと、単体のプログラムとしても動作チェックできるようにした。


こうすると普通にworkerとして起動する。
./imgsizeWorker -s localhost -p 7003
これはboost::program_optionsでやると便利だった。
今後はこのコードを雛形にすればC++とOpenCVで高速に画像解析して、gearmand経由でスクリプト言語から呼び出しまくれる。


■使ったライブラリ
boostライブラリを中心にいろいろ使った。

opencv1.0は画像サイズを取得する為だけに使った。GUIを使って無いのにcvLoadImage()のためだけにhighgui.hを読み込んでいる。

boost::tupleとboost::tieを使うと返り値を複数返す関数が作れるので、画像の情報を返すのに便利。そういえばRubyでは普通に使ってたけどC#3.5やAS3.0ではタプル無かったな。欲しい。ASはArrayに何でも入れやすいからいいか。
boost::tupleで多値を受け取る – 橋本詳解
boost::tieでtupleを展開 – 橋本詳解

boost::formatでprintf風にstd::stringをフォーマット。
boost::program_optionsで引数をparseする。
boost::program_optionsでコマンドライン引数を読む – 橋本詳解

rubyはxing-gearman-rubyを使った。
橋本商会 Cでgearman workerを書いてRubyのclientから呼び出す


■プログラム
libgearmanのgearman_worker_add_serverはIPアドレスを渡さないとならないので、一応ホスト名を解決するようにした。

imgsizeWorker.cpp
// 画像サイズを返すgearman worker
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string>
#include <iostream>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <boost/program_options.hpp>
#include <boost/regex.hpp>
#include <boost/format.hpp>
#include <boost/tuple/tuple.hpp>
#include <boost/tuple/tuple_io.hpp>
#include <libgearman/gearman.h>

using namespace boost;
using namespace std;

tuple<int, int> get_size(string fileName); // 画像のwidth,heightを返す
string imgsize(string fileName); // gearman workerとしてclientに返すstringに整形する
void *job_imgsize(gearman_job_st *job, void *cb_arg, size_t *result_size, gearman_return_t *ret_ptr);

int main(int argc, char* argv[]) {
  program_options::options_description opts("options");
  opts.add_options()
    ("help,h", "helpを表示")
    ("server,s", program_options::value<string>(), "gearmanサーバーのアドレス")
    ("port,p", program_options::value<int>(), "gearmanサーバーのport番号")
    ("test,t", program_options::value<string>(), "gearman worker単体テスト用query");
  program_options::variables_map argmap;
  program_options::store(parse_command_line(argc, argv, opts), argmap);
  program_options::notify(argmap);

  if(!argmap.count("help")){
    if(argmap.count("test")){
      cout << "---test---" << endl;
      string gearman_param = argmap["test"].as<string>();
      imgsize(gearman_param); // 単体でworkerとしてのテスト
      return 0;
    }else if(argmap.count("server") && argmap.count("port")){
      gearman_worker_st worker;
      gearman_worker_create(&worker);
      string g_server = argmap["server"].as<string>();
      int g_port = argmap["port"].as<int>();

      struct hostent *g_host = gethostbyname((char*)g_server.c_str());
      string g_server_addr = str(format("%d.%d.%d.%d") %
 (uint)(uchar)g_host->h_addr[0] %
 (uint)(uchar)g_host->h_addr[1] %
 (uint)(uchar)g_host->h_addr[2] %
 (uint)(uchar)g_host->h_addr[3]);

      gearman_worker_add_server(&worker, g_server_addr.c_str(), g_port);
      gearman_worker_add_function(&worker, "img_size", 0, job_imgsize, NULL);
      cout << str(format("---start worker (%s:%d)---") %
  g_server_addr % g_port) << endl;
      while(true) gearman_worker_work(&worker); // workerとして待機
      return 0;
    }
  }
  cerr << "server,portが必要です" << endl;
  cerr << opts << endl;
  return 1;
  
}

// opencvで画像サイズを取得
tuple<int, int> get_size(string fileName){
  IplImage *img = cvLoadImage(fileName.c_str());
  if(!img){
    return make_tuple(-1, -1);
  }
  else{
    return make_tuple(img->width, img->height);
    cvReleaseImage(&img);
  }
}

// 画像サイズを取得してgearman serverに返すstringに整形する
string imgsize(string fileName){
  string result_str = "";
  int width, height;
  tie(width, height) = get_size(fileName);
  if(width > 0 && height > 0){
    result_str += str(format("{\"width\":%d, \"height\":%d}")
    % width % height);
  }
  else{
    result_str = "error : image load error";
  }
  cout << fileName << " => " << result_str << endl;
  return result_str;
}

// gearman worker job
void *job_imgsize(gearman_job_st *job, void *cb_arg, size_t *result_size, gearman_return_t *ret_ptr){
  string fileName = (char*)gearman_job_workload(job);
  string result_str = imgsize(fileName);
  
  char *result = (char*)strdup(result_str.c_str());
  *result_size = result_str.size();
  *ret_ptr = GEARMAN_SUCCESS;
  return result;
}


Makefile
# Mac用Makefile
SRC = imgsizeWorker.cpp
DST = imgsizeWorker

prefix=/opt/local
INCPATH=$(prefix)/include
LIBPATH=$(prefix)/lib

CV_LIBS= -lcv -lcvaux -lcxcore -lhighgui
BOOST_LIBS= $(LIBPATH)/libboost_program_options-mt.a

GEAR_INCPATH=/usr/local/include
GEAR_LIBPATH=/usr/local/lib
GEAR_LIBS=$(GEAR_LIBPATH)/libgearman.a

all:
g++ -O $(SRC) -o $(DST) -I$(INCPATH)/opencv -L. -L$(LIBPATH) $(CV_LIBS) -I$(INCPATH)/boost $(BOOST_LIBS) -I$(GEAR_INCPATH)/libgearman -L. -L$(GEAR_LIBPATH) $(GEAR_LIBS)


client側。workerからの返り値の先頭にerrorが書いていなかったらJSONとしてparseする
testclient.rb
#!/usr/bin/env ruby
# -*- coding: utf-8 -*-
require 'rubygems'
require 'gearman'
require 'json'

if ARGV.size < 1
  puts '画像へのパスが必要'
  puts 'ruby testclient.rb ~/path/to/images/*.png'
  exit 1
end

c = Gearman::Client.new(['localhost:7003'])
taskset = Gearman::TaskSet.new(c)

ARGV.sort{|a,b| a.split(/\//).last.to_i <=> b.split(/\//).last.to_i}.each{|name|
  puts "add task #{name}"
  task = Gearman::Task.new("img_size", name+"\0")
  task.on_complete{|result|
    if !(result =~ /^error/)
      print "return: #{name} => "
      p JSON.parse(result) 
    else
      puts "return: #{name} => #{result}"
    end

  }
  taskset.add_task(task)
}
taskset.wait(100) # wait 100(sec)


&をつけていくつかworkerを起動する
./imgsizeWorker -s localhost -p 7003&
./imgsizeWorker -s localhost -p 7003&


clientからtask登録。フォルダ内のjpgファイルを全部登録する
ruby testclient.rb ~/Pictures/selected/*.jpg
サイズが返ってくる
add task /Users/sho/Pictures/selected/a66dab3a.jpg
add task /Users/sho/Pictures/selected/3ed6f38e.jpg
add task /Users/sho/Pictures/selected/77ab53f0.jpg
add task /Users/sho/Pictures/selected/889bd644.jpg
add task /Users/sho/Pictures/selected/73177294.jpg
return: /Users/sho/Pictures/selected/a66dab3a.jpg => {"height"=>1200, "width"=>1600}
return: /Users/sho/Pictures/selected/3ed6f38e.jpg => {"height"=>1200, "width"=>1600}
return: /Users/sho/Pictures/selected/77ab53f0.jpg => {"height"=>1200, "width"=>1600}
return: /Users/sho/Pictures/selected/889bd644.jpg => {"height"=>800, "width"=>1280}
return: /Users/sho/Pictures/selected/73177294.jpg => {"height"=>1200, "width"=>1600}

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中吉

37e3808047553cedb34daa9b1d7ab2a3.jpg

だけど全体的に悪い事ばっかり書いてあったfrom iphone

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SFCの博士課程に進学する

3週間ぐらい前に、twitterに合格通知のスクリーンショットを貼り付けて1人喜んだだけで満足して書き忘れてた

今年の4月にできたばかりの増井先生の研究室に行きます

最初はがちがちに古典的なユーザインタフェース(GUI)の先生かと思ってたんだけど、ユーザ評価の落とし穴の話とかを聞いたりしたり、増井先生が載ってる昔のトラ技とかを見せてもらったりしながら話してるうちに、得る物と新しくできそうな物がかなりあるなと思った。

俺はこういう意味でのごく普通のUI評価をぜんぜんやらずに、物理的なインタフェースとウェブとを使ったシステムのプロトタイプをとにかく素早く作るのと、コンセプトを作る事だけを鍛えてたので、(どうなるかはわからないが)増井研ならさらに自分を進化させられそうな気がした。

あと学部生がやばい。ギークすぎる。

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OpenCVで画像のだいたいの色を求めるgearman workerを作って、Rubyから呼び出す

画像のだいたいの色を求めるをgearman worker化した。
画像ファイル名をテキストで投げると

{width: 136, height: 147, r: 249, g: 234, b:230}
という形式で画像のサイズとだいたいの色を返す。


Cでworkerを書いてRubyで呼び出す方法は橋本商会 Cでgearman workerを書いてRubyのclientから呼び出すに書いたとおり。
これでOpenCVの解析をgearman workerとして複数並列に動かしてそれをRubyから使いまくるというのができるワハハ


C++なのはboost::regex_splitでも使って引数を受け取ろうかと思ってたんだけど、そもそもファイル名だけしか受け取らなかったから意味がなかった。
imgcolorWorker.cpp
// 画像のだいたいの色とサイズを返すgearman worker
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string>
#include <iostream>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <boost/regex.hpp>
#include <boost/format.hpp>
#include <libgearman/gearman.h>

using namespace boost;
using namespace std;
IplImage *img, *img1px, *imgR, *imgG, *imgB;

void *job_imgcolor(gearman_job_st *job, void *cb_arg, size_t *result_size, gearman_return_t *ret_ptr);

int main(int argc, char* argv[]) {
  img1px = cvCreateImage(cvSize(1,1), IPL_DEPTH_8U, 3);
  imgR = cvCreateImage(cvSize(1,1), IPL_DEPTH_8U, 1);
  imgG = cvCreateImage(cvSize(1,1), IPL_DEPTH_8U, 1);
  imgB = cvCreateImage(cvSize(1,1), IPL_DEPTH_8U, 1);

  gearman_worker_st worker;
  gearman_worker_create(&worker);
  gearman_worker_add_server(&worker, "127.0.0.1", 7003);
  gearman_worker_add_function(&worker, "img_color", 0, job_imgcolor, NULL);

  while(true) gearman_worker_work(&worker);
  return 0;
}

void *job_imgcolor(gearman_job_st *job, void *cb_arg, size_t *result_size, gearman_return_t *ret_ptr){
  string fileName = (char*)gearman_job_workload(job);
  string result_str = "";
  IplImage *img = cvLoadImage(fileName.c_str());
  if(!img){
    result_str += "{error: image load error}";
  }
  else{
    cvResize(img, img1px, CV_INTER_CUBIC);
    cvSplit(img1px, imgB, imgG, imgR, NULL);
    result_str += str(format("{width: %d, height: %d, r: %d, g: %d, b:%d}")
      % img->width % img->height %
      (uint)(uchar)imgR->imageDataOrigin[0] %
      (uint)(uchar)imgG->imageDataOrigin[0] %
      (uint)(uchar)imgB->imageDataOrigin[0]);
    cvReleaseImage(&img);
  }
  cout << fileName << " => " << result_str << endl;
  
  char *result = (char*)strdup(result_str.c_str());
  *result_size = result_str.size();
  *ret_ptr = GEARMAN_SUCCESS;
  return result;
}
最後の*result_sizeに返り値のサイズを入れておかないと、client側には壊れた文字列が来る。
boost::formatはprintfのフォーマットと違ってunsigned charを数値としてそのまま使えなかったので2回キャストした。


Makefile
# Mac用Makefile
SRC = imgcolorWorker.cpp
DST = imgcolorWorker

prefix=/opt/local
INCPATH=$(prefix)/include
LIBPATH=$(prefix)/lib

CV_LIBS= -lcv -lcvaux -lcxcore -lhighgui
BOOST_LIBS= $(LIBPATH)/libboost_program_options-mt.a $(LIBPATH)/libboost_regex-mt.a

GEAR_INCPATH=/usr/local/include
GEAR_LIBPATH=/usr/local/lib
GEAR_LIBS=$(GEAR_LIBPATH)/libgearman.a

all:
g++ -O $(SRC) -o $(DST) -I$(INCPATH)/opencv -L. -L$(LIBPATH) $(CV_LIBS) -I$(INCPATH)/boost $(BOOST_LIBS) -I$(GEAR_INCPATH)/libgearman -L. -L$(GEAR_LIBPATH) $(GEAR_LIBS)



gearman client。ワイルドカードで指定して画像ファイルをひとつずつtask登録する
imgcolorClient.rb
#!/usr/bin/env ruby
# -*- coding: utf-8 -*-
require 'rubygems'
require 'gearman'
require 'json'

if ARGV.size < 1
  puts '画像へのパスが必要'
  puts 'ruby imgcolorClient.rb ~/path/to/images/*.png'
  exit 1
end

c = Gearman::Client.new(['localhost:7003'])
taskset = Gearman::TaskSet.new(c)

ARGV.sort{|a,b| a.split(/\//).last.to_i <=> b.split(/\//).last.to_i}.each{|name|
  puts "add task #{name}"
  task = Gearman::Task.new("img_color", name+"\0")
  task.on_complete{|result|
    puts "return: #{name} => #{result}"
  }
  taskset.add_task(task)
}
taskset.wait(100) # wait 100(sec)
task登録する時に、argmentの末尾に”\0″を付けておかないとworker側で受け取った時におかしくなる事がある。



workerを2つ起動しておいて、画像をいくつか投げてみる
make
./imgcolorWorker&
./imgcolorWorker&
ruby imgcolorClient.rb ~/Pictures/test/*


workerが2つあるので、結果は順番には返ってこない。
add task /Users/sho/Pictures/test/実装力不全.gif
add task /Users/sho/Pictures/test/そうだ旧都へ行こう.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/zanmai.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/wiring.jpg
return: /Users/sho/Pictures/test/実装力不全.gif => {error: image load error}
add task /Users/sho/Pictures/test/ed93d6de.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/f9286cff.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/fae75abe.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/img278_s201.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/la-metro.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/wiring-s.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/org19361.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/org19364.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/org19375.jpg
add task /Users/sho/Pictures/test/label.png
add task /Users/sho/Pictures/test/246.png
add task /Users/sho/Pictures/test/247.png
add task /Users/sho/Pictures/test/248.png
add task /Users/sho/Pictures/test/249.png
return: /Users/sho/Pictures/test/zanmai.jpg => {width: 1024, height: 768, r: 22, g: 11, b:7}
return: /Users/sho/Pictures/test/そうだ旧都へ行こう.jpg => {width: 1440, height: 1046, r: 21, g: 21, b:20}
return: /Users/sho/Pictures/test/ed93d6de.jpg => {width: 1920, height: 1200, r: 45, g: 33, b:26}
return: /Users/sho/Pictures/test/wiring.jpg => {width: 2106, height: 1584, r: 26, g: 24, b:31}
return: /Users/sho/Pictures/test/f9286cff.jpg => {width: 1920, height: 1200, r: 88, g: 80, b:72}
return: /Users/sho/Pictures/test/fae75abe.jpg => {width: 1920, height: 1200, r: 21, g: 15, b:22}
return: /Users/sho/Pictures/test/img278_s201.jpg => {width: 1024, height: 768, r: 21, g: 92, b:107}
return: /Users/sho/Pictures/test/la-metro.jpg => {width: 1024, height: 768, r: 128, g: 118, b:111}
return: /Users/sho/Pictures/test/wiring-s.jpg => {width: 1024, height: 770, r: 28, g: 24, b:32}
return: /Users/sho/Pictures/test/org19361.jpg => {width: 1280, height: 800, r: 0, g: 0, b:0}
return: /Users/sho/Pictures/test/org19375.jpg => {width: 1024, height: 633, r: 235, g: 235, b:235}
return: /Users/sho/Pictures/test/org19364.jpg => {width: 1024, height: 681, r: 217, g: 217, b:217}
return: /Users/sho/Pictures/test/label.png => {width: 100, height: 80, r: 255, g: 255, b:255}
return: /Users/sho/Pictures/test/247.png => {width: 140, height: 151, r: 246, g: 235, b:233}
return: /Users/sho/Pictures/test/248.png => {width: 138, height: 149, r: 247, g: 234, b:232}
return: /Users/sho/Pictures/test/246.png => {width: 141, height: 153, r: 246, g: 237, b:236}
return: /Users/sho/Pictures/test/249.png => {width: 136, height: 147, r: 249, g: 234, b:230}


ちなみにCore2 DuoのMacbookProなので、workerを1つよりも2つ起動していた方が1.7倍ぐらい速かった。

引数を複数渡したい時は、適当に渡してworker側でboost::regex_splitでも使うか、getoptやboost::program_optionsでparseできるようにして渡せばいいかな
client側での受け取りはRubyだからどうにでもできる。

workerでエラーが起きた時の例外処理の出し方がよくわからない。ret_ptrにGEARMAN_SUCCESS以外を入れて返すべきなのか?

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画像のだいたいの色を求める

カメラの入力画像から平均的な色を求めてRGBで出力する。
頻出色じゃなくて、全体的に赤っぽかったらr:200,g:50,b:50みたいなかんじで出す。赤っぽいとか青っぽいとかを求めたい。


数えて平均出そうかと思ったけどOpenCVで1×1ピクセルの画像にリサイズしてしまうのが速い&早いことに気づいた。
一応カメラのプレビューと、その色で塗りつぶしたウィンドウを出してみている。1ピクセルの画像はcvShowImageできないので、表示のために2ピクセルの画像を作っている
image1px.cpp

#include <stdio.h>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>

int main(int argc, char** argv) {
  CvCapture *capture;
  IplImage *img, *img1px, *imgR, *imgG, *imgB, *img2px;
  img1px = cvCreateImage(cvSize(1,1), IPL_DEPTH_8U, 3);
  imgR = cvCreateImage(cvSize(1,1), IPL_DEPTH_8U, 1);
  imgG = cvCreateImage(cvSize(1,1), IPL_DEPTH_8U, 1);
  imgB = cvCreateImage(cvSize(1,1), IPL_DEPTH_8U, 1);
  img2px = cvCreateImage(cvSize(2,2), IPL_DEPTH_8U, 3);
  
  char *winNameCapture = "Capture";
  char *winName1px = "Image1px";
  cvNamedWindow(winNameCapture, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  cvNamedWindow(winName1px, CV_WINDOW_AUTOSIZE);
  capture = cvCreateCameraCapture(0);

  while (1) {
    img = cvQueryFrame(capture);
    cvShowImage(winNameCapture, img);
    cvResize(img, img1px, CV_INTER_CUBIC);
    cvSplit(img1px, imgB, imgG, imgR, NULL);
    printf("r:%d, g:%d, b:%d\n", 
           (unsigned char)imgR->imageDataOrigin[0],
           (unsigned char)imgG->imageDataOrigin[0],
           (unsigned char)imgB->imageDataOrigin[0]);
    cvResize(img1px, img2px, CV_INTER_CUBIC);
    cvShowImage(winName1px, img2px);
    if (cvWaitKey(33) == 'q') break;
  }
  
  cvReleaseCapture(&capture);
  cvDestroyWindow(winNameCapture);
  cvDestroyWindow(winName1px);
  return 0;
}


Makefile
SRC = image1px.cpp
DST = image1px

prefix=/opt/local
CV_INCPATH=$(prefix)/include/opencv
CV_LIBPATH=$(prefix)/lib 

CV_LIBS= -lcv -lcvaux -lcxcore -lhighgui 

all:
g++ -O $(SRC) -o $(DST) -I$(CV_INCPATH) -L. -L$(CV_LIBPATH) $(CV_LIBS)


赤いポストイットをカメラの前に
平均的な色を取得
出力
赤いことがわかる
r:186, g:61, b:61
r:186, g:61, b:61
r:191, g:63, b:61
r:198, g:67, b:63
r:200, g:69, b:63


平均的な色を取得
白い。
r:149, g:146, b:147
r:159, g:155, b:156
r:169, g:156, b:159
r:169, g:160, b:161
r:169, g:159, b:161
r:169, g:159, b:161


平均的な色を取得
赤黒いのかな?
r:126, g:92, b:124
r:126, g:92, b:124
r:126, g:92, b:124
r:126, g:92, b:124
r:126, g:92, b:124
r:126, g:92, b:124
r:125, g:92, b:124


平均的な色を取得
白い
r:126, g:119, b:126
r:126, g:119, b:126
r:126, g:119, b:125
r:125, g:118, b:125
r:125, g:118, b:125
r:125, g:118, b:125
r:125, g:118, b:125