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ハレーション対策

 
　昼間の太陽光が入る部屋では、人工網膜チップが
　ハレーションを起こしてしまいます。

　カメラで考えると、絞りが開いた状態なので、露光時間
　を調整できるようにします。

　人工網膜チップのマニュアルを読むと、レジスタ２、３に
　露光時間を設定できるようになっていると記されています。

　露光時間は、16μｓの整数倍（0〜65535）で決めることに
　なっています。そこで、露光時間を与えると、倍数を算出
　するスクリプトを記述しました。



　露光時間を、μｓのオーダで入力し、計算ボタンを押すと
　16進と10進で表示します。

　このTcl/Tkのスクリプトは、以下です。
#!/bin/sh

wm title . "calculate exposure time"

# clear counter
set etime  0
set ncount 0

# add menu on TopLevel
. configure -menu .mnuTop
menu .mnuTop

# menu title and context
.mnuTop add cascade  -label File -underline 0 -menu .mnuTop.file
menu .mnuTop.file -tearoff no

# add sub menu "Quit"
.mnuTop.file  add command -label "Quit" -command {exit}

# set window size
set w 1000
set h 1000

entry .edtEtime  -textvariable etime
label .lblUnit   -text "us"
label .lblNcount -textvariable ncount
button .btnCalc -text "calculate" -command {CalcX}

pack .edtEtime
pack .lblUnit
pack .lblNcount
pack .btnCalc

##### procesure #####
proc CalcX {} {
  global etime ncount
  # get parameters
  set x $ncount
  set result [expr $etime / 16]
  set ncount [format "0x%04x(%d)" $result $result]
}

　テストファームウエアには、指定レジスタの値を個別に
　設定する機能があります。値は、16進で設定するので、
　16進表現して、入力するのに再度計算する手間を省き
　ました。

　露光時間を変えただけでは、どのような画像になるのか
　見当もつかいないので、入力画像を評価するシステムを
　考えます。




画像入力システム

　テストファームウエアを利用すると、人工網膜チップ内蔵
　カメラから、画像を取得できます。

　取得した画像は、10進数を羅列したテキストデータなので
　PGM形式ファイルに変換するスクリプトを作成します。

　Tcl/Tkのファイル名をダブルクリックし
　テキストファイルを指定します。



　メニューからSaveを選択して、ダブルクリックします。



　テキストファイルから、PGM形式ファイルを生成します。
　PGM形式ファイルのままでは、扱いが面倒なので、imagemagik
　を利用して、GIF形式にするように指示を出します。



　このTcl/Tkのスクリプトは、以下です。
#!/bin/sh

wm title . "GIF supporter"

# clear file names
set fname ""
set pname ""
set fd_in  ""
set fd_out ""
set fd_target ""

# add menu on TopLevel
. configure -menu .mnuTop
menu .mnuTop

# add sub form
.mnuTop add cascade  -label File -underline 0 -menu .mnuTop.file
menu .mnuTop.file -tearoff no

# add sub menu "Open"
.mnuTop.file  add command -label "Open" -command {OpenText}

# add sub menu "Save"
.mnuTop.file  add command -label "Save" -command {SaveImage}

# add sub menu "Quit"
.mnuTop.file  add command -label "Quit" -command {exit}

# declare image file
image create photo input_image -file $fname

# set window size
set w 1000
set h 1000

label .lblTxt -textvariable fname
label .lblPgm -textvariable pname

pack .lblTxt
pack .lblPgm

#######################
# Open Text procedure
#######################
proc OpenText { } {
  global fname pname fd_target
  # set file types
  set ftype {{ "text Files" .txt} { "All Files" * }}
  # get file name from built-in tool
  set fname [tk_getOpenFile -filetypes $ftype -parent . ]
  # create file name
  set xlist [split $fname "."]
  set xlist [split $xlist "/"]
  set xlist [lindex $xlist end]
  set pname [lindex $xlist 0]
  set fd_target "$pname.gif"
  set pname "$pname.pgm"
}

#######################
# Save Image procedure
#######################
proc SaveImage { } {
  global fname gname pname fd_target
  # open files
  set fd_in  [open $fname "r"]
  set fd_out [open $pname "w"]
  # save header
  puts $fd_out "P2"
  puts $fd_out "128 128"
  puts $fd_out "255"
  # justify context
  set i 0
  set obuf ""
  while { [gets $fd_in sbuf] >= 0 } {
    # check item count
    if { [llength $sbuf] < 3 } {
      continue
    }
    # store
    set tmp [string trimright $sbuf " "]
    set obuf "$obuf$tmp "
    # increment
    incr i
    # judge 
    if { $i == 8 } {
      set pgm [string trimright $obuf " "]
      # show
      puts $fd_out $pgm
      # prepare next
      set i 0
      set obuf ""
    }
  }
  # close
  close $fd_in
  close $fd_out
  # convert
  tk_messageBox -type ok -message "convert $pname $fd_target"
  #exec "convert $pname $fd_target"
}

　DOS窓で、PGM形式からGIF形式に変換します。



　タイプ量を減らすために、バッチファイルを作成して
　使います。バッチファイルの内容は、以下です。

    convert %1.pgm %1.gif

　GIF形式ファイルが生成できたならば、ピンポイントで
　内容を表示できるように、スクリプトを記述します。

　Tcl/Tkのファイル名をダブルクリックし
　テキストファイルを指定します。



　メニューからOpenを選択して、ファイルを指定します。



　ファイルファイルの画像が表示されます。



　このTcl/Tkのスクリプトは、以下です。
#!/bin/sh

wm title . "Image Viewer"

# clear file names
set fname ""
set input_image ""

# add menu on TopLevel
. configure -menu .mnuTop
menu .mnuTop

#
.mnuTop add cascade  -label File -underline 0 -menu .mnuTop.file
menu .mnuTop.file -tearoff no

# add sub menu "Open"
.mnuTop.file  add command -label "Open" -command {OpenImage}

# add sub menu "Quit"
.mnuTop.file  add command -label "Quit" -command {exit}

# declare image file
image create photo input_image -file $fname

# set window size
set w 1000
set h 1000

# define image canvas with both scroll bar
canvas .drawcanvas -background white -width 200 -height 200 \
		-scrollregion "0 0 $w $h" -yscrollcommand ".yscrl set" \
		-xscrollcommand ".xscrl set"

scrollbar .yscrl -command ".drawcanvas yview"
scrollbar .xscrl -command ".drawcanvas xview" -orient horizontal

pack .yscrl -side right -fill y
pack .xscrl -side bottom -fill x

pack .drawcanvas -side left -fill both -expand yes

.drawcanvas create image 0 0  -image input_image -anchor nw

#######################
# Open Image procedure
#######################
proc OpenImage { } {
  # set file types
  set ftype {{ "gif Files" .gif} { "All Files" * }}
  # get file name from built-in tool
  set fname [tk_getOpenFile -filetypes $ftype -parent . ]
  if { [regexp {ppm$|gif$|pgm$|pbm$} $fname] > 0 } {
    input_image read $fname
  }
}

　Windowsのアプリケーションとすると、UNIXやMac上で使えないので
　Tcl/Tkを利用して、マルチプラットホームに対応しました。

　同じ処理をするのに、WindowsのRDAツールであるC#等を使うと
　Tcl/Tkのコード量の倍以上になるでしょう。
　コンパイル、リンクも必要なので、開発時間が長く効率が悪いです。




画像入力サンプル

　作成した画像入力システムで、露光時間を変えて
　撮影してみました。



　左側は、露光時間を長くしています。

　周囲が暗い場合は、露光時間を長くするように
　ファームウエアを改良すればよいと理解できます。

　上の写真では、ラインの位置が少し変わっていますが
　同じカメラで、高さを変えて撮影したため、位置ズレ
　が出ています。
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