Use two radius in the configuration, one computed with the image resolution and one...
[master-thesis.git] / Parasitemia / Parasitemia / Ellipse.fs
index ef167b2..be35940 100644 (file)
@@ -14,8 +14,8 @@ open Const
 
 type private SearchExtremum = Minimum | Maximum
 
-let private goldenSectionSearch (f: float32 -> float32) (nbIter: int) (xmin: float32) (xmax: float32) (searchExtremum: SearchExtremum) : (float32 * float32) =
-    let gr = 1.f / 1.6180339887498948482f
+let private goldenSectionSearch (f: float -> float) (nbIter: int) (xmin: float) (xmax: float) (searchExtremum: SearchExtremum) : (float * float) =
+    let gr = 1. / 1.6180339887498948482
     let mutable a = xmin
     let mutable b = xmax
     let mutable c = b - gr * (b - a)
@@ -41,14 +41,14 @@ let private goldenSectionSearch (f: float32 -> float32) (nbIter: int) (xmin: flo
             c <- d
             d <- a + gr * (b - a)
 
-    let x = (b + a) / 2.f
+    let x = (b + a) / 2.
     x, f x
 
 // Ellipse.A is always equal or greater than Ellipse.B.
 // Ellipse.Alpha is between 0 and Pi.
-let ellipse (p1x: float32) (p1y: float32) (m1: float32) (p2x: float32) (p2y: float32) (m2: float32) (p3x: float32) (p3y: float32) : Types.Ellipse option =
-    let accuracy_extremum_search_1 = 8 // 3
-    let accuracy_extremum_search_2 = 8 // 4
+let ellipse (p1x: float) (p1y: float) (m1: float) (p2x: float) (p2y: float) (m2: float) (p3x: float) (p3y: float) : Types.Ellipse option =
+    let accuracy_extremum_search_1 = 10 // 3
+    let accuracy_extremum_search_2 = 10 // 4
 
     // p3 as the referencial.
     let p1x = p1x - p3x
@@ -61,27 +61,27 @@ let ellipse (p1x: float32) (p1y: float32) (m1: float32) (p2x: float32) (p2y: flo
     let alpha1 = atan m1
     let alpha2 = atan m2
 
-    let r1 = sqrt (p1x ** 2.f + p1y ** 2.f)
+    let r1 = sqrt (p1x ** 2. + p1y ** 2.)
     let theta1 = atan2 p1y p1x
 
-    let r2 = sqrt (p2x ** 2.f + p2y ** 2.f)
+    let r2 = sqrt (p2x ** 2. + p2y ** 2.)
     let theta2 = atan2 p2y p2x
 
     let valid =
-        4.f * sin (alpha1 - theta1) * (-r1 * sin (alpha1 - theta1) + r2 * sin (alpha1 - theta2)) *
+        4. * sin (alpha1 - theta1) * (-r1 * sin (alpha1 - theta1) + r2 * sin (alpha1 - theta2)) *
         sin (alpha2 - theta2) * (-r1 * sin (alpha2 - theta1) + r2 * sin (alpha2 - theta2)) +
-        r1 * r2 * sin (alpha1 - alpha2) ** 2.f * sin (theta1 - theta2) ** 2.f < 0.f
+        r1 * r2 * sin (alpha1 - alpha2) ** 2. * sin (theta1 - theta2) ** 2. < 0.
 
     if valid
     then
         let r theta =
             (r1 * r2 * (r1 * (cos (alpha2 + theta - theta1 - theta2) - cos (alpha2 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha1 - theta1) + r2 * (-cos (alpha1 + theta - theta1 - theta2) + cos (alpha1 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha2 - theta2)) * sin (theta1 - theta2)) /
-            (sin (alpha1 - theta1) * sin (alpha2 - theta2) * (r1 * sin (theta - theta1) - r2 * sin (theta - theta2)) ** 2.f - r1 * r2 * sin (alpha1 - theta) * sin (alpha2 - theta) * sin (theta1 - theta2) ** 2.f)
+            (sin (alpha1 - theta1) * sin (alpha2 - theta2) * (r1 * sin (theta - theta1) - r2 * sin (theta - theta2)) ** 2. - r1 * r2 * sin (alpha1 - theta) * sin (alpha2 - theta) * sin (theta1 - theta2) ** 2.)
 
         let rabs = r >> abs
 
         // We search for an interval [theta_a, theta_b] and assume the function is unimodal in this interval.
-        let thetaTan, _ = goldenSectionSearch rabs accuracy_extremum_search_1 0.PI Maximum
+        let thetaTan, _ = goldenSectionSearch rabs accuracy_extremum_search_1 0. Math.PI Maximum
         let rTan = r thetaTan
 
         let PTanx = rTan * cos thetaTan
@@ -93,7 +93,7 @@ let ellipse (p1x: float32) (p1y: float32) (m1: float32) (p2x: float32) (p2y: flo
         let d2a = tan alpha2
         let d2b = -d2a * p2x + p2y
 
-        let d3a = -1.f / tan thetaTan
+        let d3a = -1. / tan thetaTan
         let d3b = -d3a * PTanx + PTany
 
         let Ux = -(d1b - d2b) / (d1a - d2a)
@@ -102,11 +102,11 @@ let ellipse (p1x: float32) (p1y: float32) (m1: float32) (p2x: float32) (p2y: flo
         let Vx = -(d1b - d3b) / (d1a - d3a)
         let Vy = -(d3a * d1b - d1a * d3b) / (d1a - d3a)
 
-        let Wx = p1x + (p2x - p1x) / 2.f
-        let Wy = p1y + (p2y - p1y) / 2.f
+        let Wx = p1x + (p2x - p1x) / 2.
+        let Wy = p1y + (p2y - p1y) / 2.
 
-        let Zx = p1x + (PTanx - p1x) / 2.f
-        let Zy = p1y + (PTany - p1y) / 2.f
+        let Zx = p1x + (PTanx - p1x) / 2.
+        let Zy = p1y + (PTany - p1y) / 2.
 
         let va = -(-Vy + Zy) / (Vx - Zx)
         let vb = -(Zx * Vy - Vx * Zy) / (Vx - Zx)
@@ -117,33 +117,33 @@ let ellipse (p1x: float32) (p1y: float32) (m1: float32) (p2x: float32) (p2y: flo
         let cx = -(vb - ub) / (va - ua)
         let cy = -(ua * vb - va * ub) / (va - ua)
 
-        let rc = sqrt (cx ** 2.f + cy ** 2.f)
+        let rc = sqrt (cx ** 2. + cy ** 2.)
         let psi = atan2 cy cx
 
         let rellipse theta =
             sqrt (
-                rc ** 2.f + (r1 ** 2.f * r2 ** 2.f * (r1 * (cos (alpha2 + theta - theta1 - theta2) - cos (alpha2 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha1 - theta1) + r2 * (-cos (alpha1 + theta - theta1 - theta2) + cos (alpha1 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha2 - theta2)) ** 2.f * sin (theta1 - theta2) ** 2.f) /
-                (sin (alpha1 - theta1) * sin (alpha2 - theta2) * (r1 * sin (theta - theta1) - r2 * sin (theta - theta2)) ** 2.f - r1 * r2 * sin (alpha1 - theta) * sin (alpha2 - theta) * sin (theta1 - theta2) ** 2.f) ** 2.f -
-                (2.f * r1 * r2 * rc * cos (theta - psi) * (r1 * (cos (alpha2 + theta - theta1 - theta2) - cos (alpha2 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha1 - theta1) + r2 * (-cos (alpha1 + theta - theta1 - theta2) + cos (alpha1 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha2 - theta2)) * sin (theta1 - theta2)) /
-                (sin (alpha1 - theta1) * sin (alpha2 - theta2) * (r1 * sin (theta - theta1) - r2 * sin (theta - theta2)) ** 2.f - r1 * r2 * sin (alpha1 - theta) * sin (alpha2 - theta) * sin (theta1 - theta2) ** 2.f))
+                rc ** 2. + (r1 ** 2. * r2 ** 2. * (r1 * (cos (alpha2 + theta - theta1 - theta2) - cos (alpha2 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha1 - theta1) + r2 * (-cos (alpha1 + theta - theta1 - theta2) + cos (alpha1 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha2 - theta2)) ** 2. * sin (theta1 - theta2) ** 2.) /
+                (sin (alpha1 - theta1) * sin (alpha2 - theta2) * (r1 * sin (theta - theta1) - r2 * sin (theta - theta2)) ** 2. - r1 * r2 * sin (alpha1 - theta) * sin (alpha2 - theta) * sin (theta1 - theta2) ** 2.) ** 2. -
+                (2. * r1 * r2 * rc * cos (theta - psi) * (r1 * (cos (alpha2 + theta - theta1 - theta2) - cos (alpha2 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha1 - theta1) + r2 * (-cos (alpha1 + theta - theta1 - theta2) + cos (alpha1 - theta) * cos (theta1 - theta2)) * sin (alpha2 - theta2)) * sin (theta1 - theta2)) /
+                (sin (alpha1 - theta1) * sin (alpha2 - theta2) * (r1 * sin (theta - theta1) - r2 * sin (theta - theta2)) ** 2. - r1 * r2 * sin (alpha1 - theta) * sin (alpha2 - theta) * sin (theta1 - theta2) ** 2.))
 
         // We search for an interval [theta_a, theta_b] and assume the function is unimodal in this interval.
-        let r1eTheta, r1e = goldenSectionSearch rellipse accuracy_extremum_search_2 0.f (PI / 2.f) Maximum // Pi/2 and not pi because the period is Pi.
-        let r2eTheta, r2e = goldenSectionSearch rellipse accuracy_extremum_search_2 0.f (PI / 2.f) Minimum
+        let r1eTheta, r1e = goldenSectionSearch rellipse accuracy_extremum_search_2 0. (Math.PI / 2.) Maximum // Pi/2 and not pi because the period is Pi.
+        let r2eTheta, r2e = goldenSectionSearch rellipse accuracy_extremum_search_2 0. (Math.PI / 2.) Minimum
 
         let rr1e = r r1eTheta
         let r1ex = rr1e * cos r1eTheta
         let r1ey = rr1e * sin r1eTheta
         let mutable alpha = atan ((r1ey - cy) / (r1ex - cx))
-        if alpha < 0.f
+        if alpha < 0.
         then
-           alpha <- alpha + PI
+           alpha <- alpha + Math.PI
 
         // Ride off the p3 referential.
         let cx = cx + p3x
         let cy = cy + p3y
 
-        Some (Types.Ellipse(cx, cy, r1e, r2e, alpha))
+        Some (Types.Ellipse(float32 cx, float32 cy, float32 r1e, float32 r2e, float32 alpha))
     else
         None
 
@@ -209,7 +209,7 @@ let find (edges: Matrix<byte>)
          (yGradient: Image<Gray, float32>)
          (config: Config) : MatchingEllipses =
 
-    let r1, r2 = config.RBCMinRadius, config.RBCMaxRadius
+    let r1, r2 = config.RBCRadius.Min, config.RBCRadius.Max
     let incrementWindowDivisor = 4.f
 
     // We choose a window size for which the biggest ellipse can always be fitted in.
@@ -220,8 +220,8 @@ let find (edges: Matrix<byte>)
 
     let radiusTolerance = (r2 - r1) * 0.2f
 
-    let squaredMinimumDistance = (r2 / 1.5f) ** 2.f
-    let squaredDistance x1 y1 x2 y2 = (x1 - x2) ** 2.f + (y1 - y2) ** 2.f
+    let squaredMinimumDistance = (float r2 / 1.5) ** 2.
+    let inline squaredDistance x1 y1 x2 y2 = (x1 - x2) ** 2. + (y1 - y2) ** 2.
 
     let h = edges.Height
     let w = edges.Width
@@ -271,16 +271,16 @@ let find (edges: Matrix<byte>)
                     if p1 <> p2 && p1 <> p3 && p2 <> p3
                     then
                         nbOfPicks <- nbOfPicks - 1
-                        let p1yf, p1xf = float32 p1.Y, float32 p1.X
-                        let p2yf, p2xf = float32 p2.Y, float32 p2.X
-                        let p3yf, p3xf = float32 p3.Y, float32 p3.X
+                        let p1yf, p1xf = float p1.Y, float p1.X
+                        let p2yf, p2xf = float p2.Y, float p2.X
+                        let p3yf, p3xf = float p3.Y, float p3.X
                         if squaredDistance p1xf p1yf p2xf p2yf >= squaredMinimumDistance &&
                            squaredDistance p1xf p1yf p3xf p3yf >= squaredMinimumDistance &&
                            squaredDistance p2xf p2yf p3xf p3yf >= squaredMinimumDistance
                         then
-                            match areVectorsValid p1xf p1yf p2xf p2yf -xDirData.[p1.Y, p1.X, 0] -yDirData.[p1.Y, p1.X, 0] -xDirData.[p2.Y, p2.X, 0] -yDirData.[p2.Y, p2.X, 0] with
+                            match areVectorsValid (float32 p1xf) (float32 p1yf) (float32 p2xf) (float32 p2yf) -xDirData.[p1.Y, p1.X, 0] -yDirData.[p1.Y, p1.X, 0] -xDirData.[p2.Y, p2.X, 0] -yDirData.[p2.Y, p2.X, 0] with
                             | Some (m1, m2) ->
-                                match ellipse p1xf p1yf m1 p2xf p2yf m2 p3xf p3yf with
+                                match ellipse p1xf p1yf (float m1) p2xf p2yf (float m2) p3xf p3yf with
                                 | Some e when e.Cx > 0.f && e.Cx < w_f - 1.f && e.Cy > 0.f && e.Cy < h_f - 1.f &&
                                               e.A >= r1 - radiusTolerance && e.A <= r2 + radiusTolerance && e.B >= r1 - radiusTolerance && e.B <= r2 + radiusTolerance ->
                                      ellipses.Add e