modules/calib3d/test/test_affine3d_estimator.cpp

   1 /*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   2 //
   3 //  IMPORTANT: READ BEFORE DOWNLOADING, COPYING, INSTALLING OR USING.
   4 //
   5 //  By downloading, copying, installing or using the software you agree to this license.
   6 //  If you do not agree to this license, do not download, install,
   7 //  copy or use the software.
   8 //
   9 //
  10 //                           License Agreement
  11 //                For Open Source Computer Vision Library
  12 //
  13 // Copyright (C) 2000-2008, Intel Corporation, all rights reserved.
  14 // Copyright (C) 2009, Willow Garage Inc., all rights reserved.
  15 // Third party copyrights are property of their respective owners.
  16 //
  17 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
  18 // are permitted provided that the following conditions are met:
  19 //
  20 //   * Redistribution's of source code must retain the above copyright notice,
  21 //     this list of conditions and the following disclaimer.
  22 //
  23 //   * Redistribution's in binary form must reproduce the above copyright notice,
  24 //     this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  25 //     and/or other materials provided with the distribution.
  26 //
  27 //   * The name of the copyright holders may not be used to endorse or promote products
  28 //     derived from this software without specific prior written permission.
  29 //
  30 // This software is provided by the copyright holders and contributors "as is" and
  31 // any express or implied warranties, including, but not limited to, the implied
  32 // warranties of merchantability and fitness for a particular purpose are disclaimed.
  33 // In no event shall the Intel Corporation or contributors be liable for any direct,
  34 // indirect, incidental, special, exemplary, or consequential damages
  35 // (including, but not limited to, procurement of substitute goods or services;
  36 // loss of use, data, or profits; or business interruption) however caused
  37 // and on any theory of liability, whether in contract, strict liability,
  38 // or tort (including negligence or otherwise) arising in any way out of
  39 // the use of this software, even if advised of the possibility of such damage.
  40 //
  41 //M*/
  42
  43 #include "test_precomp.hpp"
  44
  45 namespace opencv_test { namespace {
  46
  47 class CV_Affine3D_EstTest : public cvtest::BaseTest
  48 {
  49 public:
  50     CV_Affine3D_EstTest();
  51     ~CV_Affine3D_EstTest();
  52 protected:
  53     void run(int);
  54
  55     bool test4Points();
  56     bool testNPoints();
  57 };
  58
  59 CV_Affine3D_EstTest::CV_Affine3D_EstTest()
  60 {
  61 }
  62 CV_Affine3D_EstTest::~CV_Affine3D_EstTest() {}
  63
  64
  65 float rngIn(float from, float to) { return from + (to-from) * (float)theRNG(); }
  66
  67
  68 struct WrapAff
  69 {
  70     const double *F;
  71     WrapAff(const Mat& aff) : F(aff.ptr<double>()) {}
  72     Point3f operator()(const Point3f& p)
  73     {
  74         return Point3f( (float)(p.x * F[0] + p.y * F[1] + p.z *  F[2] +  F[3]),
  75                         (float)(p.x * F[4] + p.y * F[5] + p.z *  F[6] +  F[7]),
  76                         (float)(p.x * F[8] + p.y * F[9] + p.z * F[10] + F[11])  );
  77     }
  78 };
  79
  80 bool CV_Affine3D_EstTest::test4Points()
  81 {
  82     Mat aff(3, 4, CV_64F);
  83     cv::randu(aff, Scalar(1), Scalar(3));
  84
  85     // setting points that are no in the same line
  86
  87     Mat fpts(1, 4, CV_32FC3);
  88     Mat tpts(1, 4, CV_32FC3);
  89
  90     fpts.ptr<Point3f>()[0] = Point3f( rngIn(1,2), rngIn(1,2), rngIn(5, 6) );
  91     fpts.ptr<Point3f>()[1] = Point3f( rngIn(3,4), rngIn(3,4), rngIn(5, 6) );
  92     fpts.ptr<Point3f>()[2] = Point3f( rngIn(1,2), rngIn(3,4), rngIn(5, 6) );
  93     fpts.ptr<Point3f>()[3] = Point3f( rngIn(3,4), rngIn(1,2), rngIn(5, 6) );
  94
  95     std::transform(fpts.ptr<Point3f>(), fpts.ptr<Point3f>() + 4, tpts.ptr<Point3f>(), WrapAff(aff));
  96
  97     Mat aff_est;
  98     vector<uchar> outliers;
  99     estimateAffine3D(fpts, tpts, aff_est, outliers);
 100
 101     const double thres = 1e-3;
 102     if (cvtest::norm(aff_est, aff, NORM_INF) > thres)
 103     {
 104         //cout << cvtest::norm(aff_est, aff, NORM_INF) << endl;
 105         ts->set_failed_test_info(cvtest::TS::FAIL_MISMATCH);
 106         return false;
 107     }
 108     return true;
 109 }
 110
 111 struct Noise
 112 {
 113     float l;
 114     Noise(float level) : l(level) {}
 115     Point3f operator()(const Point3f& p)
 116     {
 117         RNG& rng = theRNG();
 118         return Point3f( p.x + l * (float)rng,  p.y + l * (float)rng,  p.z + l * (float)rng);
 119     }
 120 };
 121
 122 bool CV_Affine3D_EstTest::testNPoints()
 123 {
 124     Mat aff(3, 4, CV_64F);
 125     cv::randu(aff, Scalar(-2), Scalar(2));
 126
 127     // setting points that are no in the same line
 128
 129     const int n = 100;
 130     const int m = 3*n/5;
 131     const Point3f shift_outl = Point3f(15, 15, 15);
 132     const float noise_level = 20.f;
 133
 134     Mat fpts(1, n, CV_32FC3);
 135     Mat tpts(1, n, CV_32FC3);
 136
 137     randu(fpts, Scalar::all(0), Scalar::all(100));
 138     std::transform(fpts.ptr<Point3f>(), fpts.ptr<Point3f>() + n, tpts.ptr<Point3f>(), WrapAff(aff));
 139
 140     /* adding noise*/
 141 #ifdef CV_CXX11
 142     std::transform(tpts.ptr<Point3f>() + m, tpts.ptr<Point3f>() + n, tpts.ptr<Point3f>() + m,
 143         [=] (const Point3f& pt) -> Point3f { return Noise(noise_level)(pt + shift_outl); });
 144 #else
 145     std::transform(tpts.ptr<Point3f>() + m, tpts.ptr<Point3f>() + n, tpts.ptr<Point3f>() + m, std::bind2nd(std::plus<Point3f>(), shift_outl));
 146     std::transform(tpts.ptr<Point3f>() + m, tpts.ptr<Point3f>() + n, tpts.ptr<Point3f>() + m, Noise(noise_level));
 147 #endif
 148
 149     Mat aff_est;
 150     vector<uchar> outl;
 151     int res = estimateAffine3D(fpts, tpts, aff_est, outl);
 152
 153     if (!res)
 154     {
 155         ts->set_failed_test_info(cvtest::TS::FAIL_MISMATCH);
 156         return false;
 157     }
 158
 159     const double thres = 1e-4;
 160     if (cvtest::norm(aff_est, aff, NORM_INF) > thres)
 161     {
 162         cout << "aff est: " << aff_est << endl;
 163         cout << "aff ref: " << aff << endl;
 164         ts->set_failed_test_info(cvtest::TS::FAIL_MISMATCH);
 165         return false;
 166     }
 167
 168     bool outl_good = count(outl.begin(), outl.end(), 1) == m &&
 169         m == accumulate(outl.begin(), outl.begin() + m, 0);
 170
 171     if (!outl_good)
 172     {
 173         ts->set_failed_test_info(cvtest::TS::FAIL_MISMATCH);
 174         return false;
 175     }
 176     return true;
 177 }
 178
 179
 180 void CV_Affine3D_EstTest::run( int /* start_from */)
 181 {
 182     cvtest::DefaultRngAuto dra;
 183
 184     if (!test4Points())
 185         return;
 186
 187     if (!testNPoints())
 188         return;
 189
 190     ts->set_failed_test_info(cvtest::TS::OK);
 191 }
 192
 193 TEST(Calib3d_EstimateAffine3D, accuracy) { CV_Affine3D_EstTest test; test.safe_run(); }
 194
 195 TEST(Calib3d_EstimateAffine3D, regression_16007)
 196 {
 197     std::vector<cv::Point3f> m1, m2;
 198     m1.push_back(Point3f(1.0f, 0.0f, 0.0f)); m2.push_back(Point3f(1.0f, 1.0f, 0.0f));
 199     m1.push_back(Point3f(1.0f, 0.0f, 1.0f)); m2.push_back(Point3f(1.0f, 1.0f, 1.0f));
 200     m1.push_back(Point3f(0.5f, 0.0f, 0.5f)); m2.push_back(Point3f(0.5f, 1.0f, 0.5f));
 201     m1.push_back(Point3f(2.5f, 0.0f, 2.5f)); m2.push_back(Point3f(2.5f, 1.0f, 2.5f));
 202     m1.push_back(Point3f(2.0f, 0.0f, 1.0f)); m2.push_back(Point3f(2.0f, 1.0f, 1.0f));
 203
 204     cv::Mat m3D, inl;
 205     int res = cv::estimateAffine3D(m1, m2, m3D, inl);
 206     EXPECT_EQ(1, res);
 207 }
 208
 209 }} // namespace