An optical flow driven virtual keyboard. master
authorEleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
Thu, 4 Apr 2013 00:18:05 +0000 (03:18 +0300)
committerEleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
Thu, 4 Apr 2013 00:18:05 +0000 (03:18 +0300)
12 files changed:
COPYING [new file with mode: 0644]
Makefile [new file with mode: 0644]
data/glyphs.png [new file with mode: 0644]
src/main.cc [new file with mode: 0644]
src/matrix.cc [new file with mode: 0644]
src/matrix.h [new file with mode: 0644]
src/motion.cc [new file with mode: 0644]
src/motion.h [new file with mode: 0644]
src/vector.cc [new file with mode: 0644]
src/vector.h [new file with mode: 0644]
src/vkeyb.cc [new file with mode: 0644]
src/vkeyb.h [new file with mode: 0644]

diff --git a/COPYING b/COPYING
new file mode 100644 (file)
index 0000000..94a9ed0
--- /dev/null
+++ b/COPYING
@@ -0,0 +1,674 @@
+                    GNU GENERAL PUBLIC LICENSE
+                       Version 3, 29 June 2007
+
+ Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc. <http://fsf.org/>
+ Everyone is permitted to copy and distribute verbatim copies
+ of this license document, but changing it is not allowed.
+
+                            Preamble
+
+  The GNU General Public License is a free, copyleft license for
+software and other kinds of works.
+
+  The licenses for most software and other practical works are designed
+to take away your freedom to share and change the works.  By contrast,
+the GNU General Public License is intended to guarantee your freedom to
+share and change all versions of a program--to make sure it remains free
+software for all its users.  We, the Free Software Foundation, use the
+GNU General Public License for most of our software; it applies also to
+any other work released this way by its authors.  You can apply it to
+your programs, too.
+
+  When we speak of free software, we are referring to freedom, not
+price.  Our General Public Licenses are designed to make sure that you
+have the freedom to distribute copies of free software (and charge for
+them if you wish), that you receive source code or can get it if you
+want it, that you can change the software or use pieces of it in new
+free programs, and that you know you can do these things.
+
+  To protect your rights, we need to prevent others from denying you
+these rights or asking you to surrender the rights.  Therefore, you have
+certain responsibilities if you distribute copies of the software, or if
+you modify it: responsibilities to respect the freedom of others.
+
+  For example, if you distribute copies of such a program, whether
+gratis or for a fee, you must pass on to the recipients the same
+freedoms that you received.  You must make sure that they, too, receive
+or can get the source code.  And you must show them these terms so they
+know their rights.
+
+  Developers that use the GNU GPL protect your rights with two steps:
+(1) assert copyright on the software, and (2) offer you this License
+giving you legal permission to copy, distribute and/or modify it.
+
+  For the developers' and authors' protection, the GPL clearly explains
+that there is no warranty for this free software.  For both users' and
+authors' sake, the GPL requires that modified versions be marked as
+changed, so that their problems will not be attributed erroneously to
+authors of previous versions.
+
+  Some devices are designed to deny users access to install or run
+modified versions of the software inside them, although the manufacturer
+can do so.  This is fundamentally incompatible with the aim of
+protecting users' freedom to change the software.  The systematic
+pattern of such abuse occurs in the area of products for individuals to
+use, which is precisely where it is most unacceptable.  Therefore, we
+have designed this version of the GPL to prohibit the practice for those
+products.  If such problems arise substantially in other domains, we
+stand ready to extend this provision to those domains in future versions
+of the GPL, as needed to protect the freedom of users.
+
+  Finally, every program is threatened constantly by software patents.
+States should not allow patents to restrict development and use of
+software on general-purpose computers, but in those that do, we wish to
+avoid the special danger that patents applied to a free program could
+make it effectively proprietary.  To prevent this, the GPL assures that
+patents cannot be used to render the program non-free.
+
+  The precise terms and conditions for copying, distribution and
+modification follow.
+
+                       TERMS AND CONDITIONS
+
+  0. Definitions.
+
+  "This License" refers to version 3 of the GNU General Public License.
+
+  "Copyright" also means copyright-like laws that apply to other kinds of
+works, such as semiconductor masks.
+
+  "The Program" refers to any copyrightable work licensed under this
+License.  Each licensee is addressed as "you".  "Licensees" and
+"recipients" may be individuals or organizations.
+
+  To "modify" a work means to copy from or adapt all or part of the work
+in a fashion requiring copyright permission, other than the making of an
+exact copy.  The resulting work is called a "modified version" of the
+earlier work or a work "based on" the earlier work.
+
+  A "covered work" means either the unmodified Program or a work based
+on the Program.
+
+  To "propagate" a work means to do anything with it that, without
+permission, would make you directly or secondarily liable for
+infringement under applicable copyright law, except executing it on a
+computer or modifying a private copy.  Propagation includes copying,
+distribution (with or without modification), making available to the
+public, and in some countries other activities as well.
+
+  To "convey" a work means any kind of propagation that enables other
+parties to make or receive copies.  Mere interaction with a user through
+a computer network, with no transfer of a copy, is not conveying.
+
+  An interactive user interface displays "Appropriate Legal Notices"
+to the extent that it includes a convenient and prominently visible
+feature that (1) displays an appropriate copyright notice, and (2)
+tells the user that there is no warranty for the work (except to the
+extent that warranties are provided), that licensees may convey the
+work under this License, and how to view a copy of this License.  If
+the interface presents a list of user commands or options, such as a
+menu, a prominent item in the list meets this criterion.
+
+  1. Source Code.
+
+  The "source code" for a work means the preferred form of the work
+for making modifications to it.  "Object code" means any non-source
+form of a work.
+
+  A "Standard Interface" means an interface that either is an official
+standard defined by a recognized standards body, or, in the case of
+interfaces specified for a particular programming language, one that
+is widely used among developers working in that language.
+
+  The "System Libraries" of an executable work include anything, other
+than the work as a whole, that (a) is included in the normal form of
+packaging a Major Component, but which is not part of that Major
+Component, and (b) serves only to enable use of the work with that
+Major Component, or to implement a Standard Interface for which an
+implementation is available to the public in source code form.  A
+"Major Component", in this context, means a major essential component
+(kernel, window system, and so on) of the specific operating system
+(if any) on which the executable work runs, or a compiler used to
+produce the work, or an object code interpreter used to run it.
+
+  The "Corresponding Source" for a work in object code form means all
+the source code needed to generate, install, and (for an executable
+work) run the object code and to modify the work, including scripts to
+control those activities.  However, it does not include the work's
+System Libraries, or general-purpose tools or generally available free
+programs which are used unmodified in performing those activities but
+which are not part of the work.  For example, Corresponding Source
+includes interface definition files associated with source files for
+the work, and the source code for shared libraries and dynamically
+linked subprograms that the work is specifically designed to require,
+such as by intimate data communication or control flow between those
+subprograms and other parts of the work.
+
+  The Corresponding Source need not include anything that users
+can regenerate automatically from other parts of the Corresponding
+Source.
+
+  The Corresponding Source for a work in source code form is that
+same work.
+
+  2. Basic Permissions.
+
+  All rights granted under this License are granted for the term of
+copyright on the Program, and are irrevocable provided the stated
+conditions are met.  This License explicitly affirms your unlimited
+permission to run the unmodified Program.  The output from running a
+covered work is covered by this License only if the output, given its
+content, constitutes a covered work.  This License acknowledges your
+rights of fair use or other equivalent, as provided by copyright law.
+
+  You may make, run and propagate covered works that you do not
+convey, without conditions so long as your license otherwise remains
+in force.  You may convey covered works to others for the sole purpose
+of having them make modifications exclusively for you, or provide you
+with facilities for running those works, provided that you comply with
+the terms of this License in conveying all material for which you do
+not control copyright.  Those thus making or running the covered works
+for you must do so exclusively on your behalf, under your direction
+and control, on terms that prohibit them from making any copies of
+your copyrighted material outside their relationship with you.
+
+  Conveying under any other circumstances is permitted solely under
+the conditions stated below.  Sublicensing is not allowed; section 10
+makes it unnecessary.
+
+  3. Protecting Users' Legal Rights From Anti-Circumvention Law.
+
+  No covered work shall be deemed part of an effective technological
+measure under any applicable law fulfilling obligations under article
+11 of the WIPO copyright treaty adopted on 20 December 1996, or
+similar laws prohibiting or restricting circumvention of such
+measures.
+
+  When you convey a covered work, you waive any legal power to forbid
+circumvention of technological measures to the extent such circumvention
+is effected by exercising rights under this License with respect to
+the covered work, and you disclaim any intention to limit operation or
+modification of the work as a means of enforcing, against the work's
+users, your or third parties' legal rights to forbid circumvention of
+technological measures.
+
+  4. Conveying Verbatim Copies.
+
+  You may convey verbatim copies of the Program's source code as you
+receive it, in any medium, provided that you conspicuously and
+appropriately publish on each copy an appropriate copyright notice;
+keep intact all notices stating that this License and any
+non-permissive terms added in accord with section 7 apply to the code;
+keep intact all notices of the absence of any warranty; and give all
+recipients a copy of this License along with the Program.
+
+  You may charge any price or no price for each copy that you convey,
+and you may offer support or warranty protection for a fee.
+
+  5. Conveying Modified Source Versions.
+
+  You may convey a work based on the Program, or the modifications to
+produce it from the Program, in the form of source code under the
+terms of section 4, provided that you also meet all of these conditions:
+
+    a) The work must carry prominent notices stating that you modified
+    it, and giving a relevant date.
+
+    b) The work must carry prominent notices stating that it is
+    released under this License and any conditions added under section
+    7.  This requirement modifies the requirement in section 4 to
+    "keep intact all notices".
+
+    c) You must license the entire work, as a whole, under this
+    License to anyone who comes into possession of a copy.  This
+    License will therefore apply, along with any applicable section 7
+    additional terms, to the whole of the work, and all its parts,
+    regardless of how they are packaged.  This License gives no
+    permission to license the work in any other way, but it does not
+    invalidate such permission if you have separately received it.
+
+    d) If the work has interactive user interfaces, each must display
+    Appropriate Legal Notices; however, if the Program has interactive
+    interfaces that do not display Appropriate Legal Notices, your
+    work need not make them do so.
+
+  A compilation of a covered work with other separate and independent
+works, which are not by their nature extensions of the covered work,
+and which are not combined with it such as to form a larger program,
+in or on a volume of a storage or distribution medium, is called an
+"aggregate" if the compilation and its resulting copyright are not
+used to limit the access or legal rights of the compilation's users
+beyond what the individual works permit.  Inclusion of a covered work
+in an aggregate does not cause this License to apply to the other
+parts of the aggregate.
+
+  6. Conveying Non-Source Forms.
+
+  You may convey a covered work in object code form under the terms
+of sections 4 and 5, provided that you also convey the
+machine-readable Corresponding Source under the terms of this License,
+in one of these ways:
+
+    a) Convey the object code in, or embodied in, a physical product
+    (including a physical distribution medium), accompanied by the
+    Corresponding Source fixed on a durable physical medium
+    customarily used for software interchange.
+
+    b) Convey the object code in, or embodied in, a physical product
+    (including a physical distribution medium), accompanied by a
+    written offer, valid for at least three years and valid for as
+    long as you offer spare parts or customer support for that product
+    model, to give anyone who possesses the object code either (1) a
+    copy of the Corresponding Source for all the software in the
+    product that is covered by this License, on a durable physical
+    medium customarily used for software interchange, for a price no
+    more than your reasonable cost of physically performing this
+    conveying of source, or (2) access to copy the
+    Corresponding Source from a network server at no charge.
+
+    c) Convey individual copies of the object code with a copy of the
+    written offer to provide the Corresponding Source.  This
+    alternative is allowed only occasionally and noncommercially, and
+    only if you received the object code with such an offer, in accord
+    with subsection 6b.
+
+    d) Convey the object code by offering access from a designated
+    place (gratis or for a charge), and offer equivalent access to the
+    Corresponding Source in the same way through the same place at no
+    further charge.  You need not require recipients to copy the
+    Corresponding Source along with the object code.  If the place to
+    copy the object code is a network server, the Corresponding Source
+    may be on a different server (operated by you or a third party)
+    that supports equivalent copying facilities, provided you maintain
+    clear directions next to the object code saying where to find the
+    Corresponding Source.  Regardless of what server hosts the
+    Corresponding Source, you remain obligated to ensure that it is
+    available for as long as needed to satisfy these requirements.
+
+    e) Convey the object code using peer-to-peer transmission, provided
+    you inform other peers where the object code and Corresponding
+    Source of the work are being offered to the general public at no
+    charge under subsection 6d.
+
+  A separable portion of the object code, whose source code is excluded
+from the Corresponding Source as a System Library, need not be
+included in conveying the object code work.
+
+  A "User Product" is either (1) a "consumer product", which means any
+tangible personal property which is normally used for personal, family,
+or household purposes, or (2) anything designed or sold for incorporation
+into a dwelling.  In determining whether a product is a consumer product,
+doubtful cases shall be resolved in favor of coverage.  For a particular
+product received by a particular user, "normally used" refers to a
+typical or common use of that class of product, regardless of the status
+of the particular user or of the way in which the particular user
+actually uses, or expects or is expected to use, the product.  A product
+is a consumer product regardless of whether the product has substantial
+commercial, industrial or non-consumer uses, unless such uses represent
+the only significant mode of use of the product.
+
+  "Installation Information" for a User Product means any methods,
+procedures, authorization keys, or other information required to install
+and execute modified versions of a covered work in that User Product from
+a modified version of its Corresponding Source.  The information must
+suffice to ensure that the continued functioning of the modified object
+code is in no case prevented or interfered with solely because
+modification has been made.
+
+  If you convey an object code work under this section in, or with, or
+specifically for use in, a User Product, and the conveying occurs as
+part of a transaction in which the right of possession and use of the
+User Product is transferred to the recipient in perpetuity or for a
+fixed term (regardless of how the transaction is characterized), the
+Corresponding Source conveyed under this section must be accompanied
+by the Installation Information.  But this requirement does not apply
+if neither you nor any third party retains the ability to install
+modified object code on the User Product (for example, the work has
+been installed in ROM).
+
+  The requirement to provide Installation Information does not include a
+requirement to continue to provide support service, warranty, or updates
+for a work that has been modified or installed by the recipient, or for
+the User Product in which it has been modified or installed.  Access to a
+network may be denied when the modification itself materially and
+adversely affects the operation of the network or violates the rules and
+protocols for communication across the network.
+
+  Corresponding Source conveyed, and Installation Information provided,
+in accord with this section must be in a format that is publicly
+documented (and with an implementation available to the public in
+source code form), and must require no special password or key for
+unpacking, reading or copying.
+
+  7. Additional Terms.
+
+  "Additional permissions" are terms that supplement the terms of this
+License by making exceptions from one or more of its conditions.
+Additional permissions that are applicable to the entire Program shall
+be treated as though they were included in this License, to the extent
+that they are valid under applicable law.  If additional permissions
+apply only to part of the Program, that part may be used separately
+under those permissions, but the entire Program remains governed by
+this License without regard to the additional permissions.
+
+  When you convey a copy of a covered work, you may at your option
+remove any additional permissions from that copy, or from any part of
+it.  (Additional permissions may be written to require their own
+removal in certain cases when you modify the work.)  You may place
+additional permissions on material, added by you to a covered work,
+for which you have or can give appropriate copyright permission.
+
+  Notwithstanding any other provision of this License, for material you
+add to a covered work, you may (if authorized by the copyright holders of
+that material) supplement the terms of this License with terms:
+
+    a) Disclaiming warranty or limiting liability differently from the
+    terms of sections 15 and 16 of this License; or
+
+    b) Requiring preservation of specified reasonable legal notices or
+    author attributions in that material or in the Appropriate Legal
+    Notices displayed by works containing it; or
+
+    c) Prohibiting misrepresentation of the origin of that material, or
+    requiring that modified versions of such material be marked in
+    reasonable ways as different from the original version; or
+
+    d) Limiting the use for publicity purposes of names of licensors or
+    authors of the material; or
+
+    e) Declining to grant rights under trademark law for use of some
+    trade names, trademarks, or service marks; or
+
+    f) Requiring indemnification of licensors and authors of that
+    material by anyone who conveys the material (or modified versions of
+    it) with contractual assumptions of liability to the recipient, for
+    any liability that these contractual assumptions directly impose on
+    those licensors and authors.
+
+  All other non-permissive additional terms are considered "further
+restrictions" within the meaning of section 10.  If the Program as you
+received it, or any part of it, contains a notice stating that it is
+governed by this License along with a term that is a further
+restriction, you may remove that term.  If a license document contains
+a further restriction but permits relicensing or conveying under this
+License, you may add to a covered work material governed by the terms
+of that license document, provided that the further restriction does
+not survive such relicensing or conveying.
+
+  If you add terms to a covered work in accord with this section, you
+must place, in the relevant source files, a statement of the
+additional terms that apply to those files, or a notice indicating
+where to find the applicable terms.
+
+  Additional terms, permissive or non-permissive, may be stated in the
+form of a separately written license, or stated as exceptions;
+the above requirements apply either way.
+
+  8. Termination.
+
+  You may not propagate or modify a covered work except as expressly
+provided under this License.  Any attempt otherwise to propagate or
+modify it is void, and will automatically terminate your rights under
+this License (including any patent licenses granted under the third
+paragraph of section 11).
+
+  However, if you cease all violation of this License, then your
+license from a particular copyright holder is reinstated (a)
+provisionally, unless and until the copyright holder explicitly and
+finally terminates your license, and (b) permanently, if the copyright
+holder fails to notify you of the violation by some reasonable means
+prior to 60 days after the cessation.
+
+  Moreover, your license from a particular copyright holder is
+reinstated permanently if the copyright holder notifies you of the
+violation by some reasonable means, this is the first time you have
+received notice of violation of this License (for any work) from that
+copyright holder, and you cure the violation prior to 30 days after
+your receipt of the notice.
+
+  Termination of your rights under this section does not terminate the
+licenses of parties who have received copies or rights from you under
+this License.  If your rights have been terminated and not permanently
+reinstated, you do not qualify to receive new licenses for the same
+material under section 10.
+
+  9. Acceptance Not Required for Having Copies.
+
+  You are not required to accept this License in order to receive or
+run a copy of the Program.  Ancillary propagation of a covered work
+occurring solely as a consequence of using peer-to-peer transmission
+to receive a copy likewise does not require acceptance.  However,
+nothing other than this License grants you permission to propagate or
+modify any covered work.  These actions infringe copyright if you do
+not accept this License.  Therefore, by modifying or propagating a
+covered work, you indicate your acceptance of this License to do so.
+
+  10. Automatic Licensing of Downstream Recipients.
+
+  Each time you convey a covered work, the recipient automatically
+receives a license from the original licensors, to run, modify and
+propagate that work, subject to this License.  You are not responsible
+for enforcing compliance by third parties with this License.
+
+  An "entity transaction" is a transaction transferring control of an
+organization, or substantially all assets of one, or subdividing an
+organization, or merging organizations.  If propagation of a covered
+work results from an entity transaction, each party to that
+transaction who receives a copy of the work also receives whatever
+licenses to the work the party's predecessor in interest had or could
+give under the previous paragraph, plus a right to possession of the
+Corresponding Source of the work from the predecessor in interest, if
+the predecessor has it or can get it with reasonable efforts.
+
+  You may not impose any further restrictions on the exercise of the
+rights granted or affirmed under this License.  For example, you may
+not impose a license fee, royalty, or other charge for exercise of
+rights granted under this License, and you may not initiate litigation
+(including a cross-claim or counterclaim in a lawsuit) alleging that
+any patent claim is infringed by making, using, selling, offering for
+sale, or importing the Program or any portion of it.
+
+  11. Patents.
+
+  A "contributor" is a copyright holder who authorizes use under this
+License of the Program or a work on which the Program is based.  The
+work thus licensed is called the contributor's "contributor version".
+
+  A contributor's "essential patent claims" are all patent claims
+owned or controlled by the contributor, whether already acquired or
+hereafter acquired, that would be infringed by some manner, permitted
+by this License, of making, using, or selling its contributor version,
+but do not include claims that would be infringed only as a
+consequence of further modification of the contributor version.  For
+purposes of this definition, "control" includes the right to grant
+patent sublicenses in a manner consistent with the requirements of
+this License.
+
+  Each contributor grants you a non-exclusive, worldwide, royalty-free
+patent license under the contributor's essential patent claims, to
+make, use, sell, offer for sale, import and otherwise run, modify and
+propagate the contents of its contributor version.
+
+  In the following three paragraphs, a "patent license" is any express
+agreement or commitment, however denominated, not to enforce a patent
+(such as an express permission to practice a patent or covenant not to
+sue for patent infringement).  To "grant" such a patent license to a
+party means to make such an agreement or commitment not to enforce a
+patent against the party.
+
+  If you convey a covered work, knowingly relying on a patent license,
+and the Corresponding Source of the work is not available for anyone
+to copy, free of charge and under the terms of this License, through a
+publicly available network server or other readily accessible means,
+then you must either (1) cause the Corresponding Source to be so
+available, or (2) arrange to deprive yourself of the benefit of the
+patent license for this particular work, or (3) arrange, in a manner
+consistent with the requirements of this License, to extend the patent
+license to downstream recipients.  "Knowingly relying" means you have
+actual knowledge that, but for the patent license, your conveying the
+covered work in a country, or your recipient's use of the covered work
+in a country, would infringe one or more identifiable patents in that
+country that you have reason to believe are valid.
+
+  If, pursuant to or in connection with a single transaction or
+arrangement, you convey, or propagate by procuring conveyance of, a
+covered work, and grant a patent license to some of the parties
+receiving the covered work authorizing them to use, propagate, modify
+or convey a specific copy of the covered work, then the patent license
+you grant is automatically extended to all recipients of the covered
+work and works based on it.
+
+  A patent license is "discriminatory" if it does not include within
+the scope of its coverage, prohibits the exercise of, or is
+conditioned on the non-exercise of one or more of the rights that are
+specifically granted under this License.  You may not convey a covered
+work if you are a party to an arrangement with a third party that is
+in the business of distributing software, under which you make payment
+to the third party based on the extent of your activity of conveying
+the work, and under which the third party grants, to any of the
+parties who would receive the covered work from you, a discriminatory
+patent license (a) in connection with copies of the covered work
+conveyed by you (or copies made from those copies), or (b) primarily
+for and in connection with specific products or compilations that
+contain the covered work, unless you entered into that arrangement,
+or that patent license was granted, prior to 28 March 2007.
+
+  Nothing in this License shall be construed as excluding or limiting
+any implied license or other defenses to infringement that may
+otherwise be available to you under applicable patent law.
+
+  12. No Surrender of Others' Freedom.
+
+  If conditions are imposed on you (whether by court order, agreement or
+otherwise) that contradict the conditions of this License, they do not
+excuse you from the conditions of this License.  If you cannot convey a
+covered work so as to satisfy simultaneously your obligations under this
+License and any other pertinent obligations, then as a consequence you may
+not convey it at all.  For example, if you agree to terms that obligate you
+to collect a royalty for further conveying from those to whom you convey
+the Program, the only way you could satisfy both those terms and this
+License would be to refrain entirely from conveying the Program.
+
+  13. Use with the GNU Affero General Public License.
+
+  Notwithstanding any other provision of this License, you have
+permission to link or combine any covered work with a work licensed
+under version 3 of the GNU Affero General Public License into a single
+combined work, and to convey the resulting work.  The terms of this
+License will continue to apply to the part which is the covered work,
+but the special requirements of the GNU Affero General Public License,
+section 13, concerning interaction through a network will apply to the
+combination as such.
+
+  14. Revised Versions of this License.
+
+  The Free Software Foundation may publish revised and/or new versions of
+the GNU General Public License from time to time.  Such new versions will
+be similar in spirit to the present version, but may differ in detail to
+address new problems or concerns.
+
+  Each version is given a distinguishing version number.  If the
+Program specifies that a certain numbered version of the GNU General
+Public License "or any later version" applies to it, you have the
+option of following the terms and conditions either of that numbered
+version or of any later version published by the Free Software
+Foundation.  If the Program does not specify a version number of the
+GNU General Public License, you may choose any version ever published
+by the Free Software Foundation.
+
+  If the Program specifies that a proxy can decide which future
+versions of the GNU General Public License can be used, that proxy's
+public statement of acceptance of a version permanently authorizes you
+to choose that version for the Program.
+
+  Later license versions may give you additional or different
+permissions.  However, no additional obligations are imposed on any
+author or copyright holder as a result of your choosing to follow a
+later version.
+
+  15. Disclaimer of Warranty.
+
+  THERE IS NO WARRANTY FOR THE PROGRAM, TO THE EXTENT PERMITTED BY
+APPLICABLE LAW.  EXCEPT WHEN OTHERWISE STATED IN WRITING THE COPYRIGHT
+HOLDERS AND/OR OTHER PARTIES PROVIDE THE PROGRAM "AS IS" WITHOUT WARRANTY
+OF ANY KIND, EITHER EXPRESSED OR IMPLIED, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
+THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
+PURPOSE.  THE ENTIRE RISK AS TO THE QUALITY AND PERFORMANCE OF THE PROGRAM
+IS WITH YOU.  SHOULD THE PROGRAM PROVE DEFECTIVE, YOU ASSUME THE COST OF
+ALL NECESSARY SERVICING, REPAIR OR CORRECTION.
+
+  16. Limitation of Liability.
+
+  IN NO EVENT UNLESS REQUIRED BY APPLICABLE LAW OR AGREED TO IN WRITING
+WILL ANY COPYRIGHT HOLDER, OR ANY OTHER PARTY WHO MODIFIES AND/OR CONVEYS
+THE PROGRAM AS PERMITTED ABOVE, BE LIABLE TO YOU FOR DAMAGES, INCLUDING ANY
+GENERAL, SPECIAL, INCIDENTAL OR CONSEQUENTIAL DAMAGES ARISING OUT OF THE
+USE OR INABILITY TO USE THE PROGRAM (INCLUDING BUT NOT LIMITED TO LOSS OF
+DATA OR DATA BEING RENDERED INACCURATE OR LOSSES SUSTAINED BY YOU OR THIRD
+PARTIES OR A FAILURE OF THE PROGRAM TO OPERATE WITH ANY OTHER PROGRAMS),
+EVEN IF SUCH HOLDER OR OTHER PARTY HAS BEEN ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
+SUCH DAMAGES.
+
+  17. Interpretation of Sections 15 and 16.
+
+  If the disclaimer of warranty and limitation of liability provided
+above cannot be given local legal effect according to their terms,
+reviewing courts shall apply local law that most closely approximates
+an absolute waiver of all civil liability in connection with the
+Program, unless a warranty or assumption of liability accompanies a
+copy of the Program in return for a fee.
+
+                     END OF TERMS AND CONDITIONS
+
+            How to Apply These Terms to Your New Programs
+
+  If you develop a new program, and you want it to be of the greatest
+possible use to the public, the best way to achieve this is to make it
+free software which everyone can redistribute and change under these terms.
+
+  To do so, attach the following notices to the program.  It is safest
+to attach them to the start of each source file to most effectively
+state the exclusion of warranty; and each file should have at least
+the "copyright" line and a pointer to where the full notice is found.
+
+    <one line to give the program's name and a brief idea of what it does.>
+    Copyright (C) <year>  <name of author>
+
+    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/>.
+
+Also add information on how to contact you by electronic and paper mail.
+
+  If the program does terminal interaction, make it output a short
+notice like this when it starts in an interactive mode:
+
+    <program>  Copyright (C) <year>  <name of author>
+    This program comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY; for details type `show w'.
+    This is free software, and you are welcome to redistribute it
+    under certain conditions; type `show c' for details.
+
+The hypothetical commands `show w' and `show c' should show the appropriate
+parts of the General Public License.  Of course, your program's commands
+might be different; for a GUI interface, you would use an "about box".
+
+  You should also get your employer (if you work as a programmer) or school,
+if any, to sign a "copyright disclaimer" for the program, if necessary.
+For more information on this, and how to apply and follow the GNU GPL, see
+<http://www.gnu.org/licenses/>.
+
+  The GNU General Public License does not permit incorporating your program
+into proprietary programs.  If your program is a subroutine library, you
+may consider it more useful to permit linking proprietary applications with
+the library.  If this is what you want to do, use the GNU Lesser General
+Public License instead of this License.  But first, please read
+<http://www.gnu.org/philosophy/why-not-lgpl.html>.
diff --git a/Makefile b/Makefile
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6a17c1d
--- /dev/null
+++ b/Makefile
@@ -0,0 +1,19 @@
+src = $(wildcard src/*.cc)
+obj = $(src:.cc=.o)
+bin = vkeyb
+
+
+dbg = -g
+opt = -O3
+
+CXX = g++
+CXXFLAGS = -pedantic -Wall $(dbg) $(opt)
+LDFLAGS = -lGL -lGLU -lX11 -limago -lglut \
+                 -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgproc -lopencv_video
+
+$(bin): $(obj)
+       $(CXX) -o $@ $(obj) $(LDFLAGS)
+
+.PHONY: clean
+clean:
+       rm -f $(obj) $(bin)
diff --git a/data/glyphs.png b/data/glyphs.png
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c8467d4
Binary files /dev/null and b/data/glyphs.png differ
diff --git a/src/main.cc b/src/main.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..609ee9a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,419 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#include <assert.h>
+#include <pthread.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <unistd.h>
+
+#include <X11/Xlib.h>
+#include <GL/gl.h>
+#include <GL/glx.h>
+#include <GL/glut.h>
+
+#include <opencv2/opencv.hpp>
+
+#include <imago2.h>
+#include "vkeyb.h"
+#include "motion.h"
+
+int init(void);
+void shutdown(void);
+int create_window(int xsz, int ysz);
+void display(void);
+void show_frame(float frm_width);
+int handle_event(XEvent *xev);
+void reshape(int w, int h);
+void keyb(int key, int pressed);
+void send_key(KeySym key);
+void motion(int x, int y);
+void cam_motion(double orient);
+void button(int x, int y, int bn, int state);
+void activate(int enter);
+
+Display *dpy;          /* X11 display structure (x server connection) */
+Window win;                    /* X window */
+GLXContext ctx;                /* OpenGL context */
+
+unsigned int frm_tex;
+bool tex_created;
+
+double size = 0.1;
+VKeyb *vkeyb;
+
+int must_redraw;
+
+static double orient = 0.0;
+
+
+int main (int argc, char** argv)
+{
+       glutInit(&argc, argv);
+
+       if(init() == -1) {
+               return 1;
+       }
+       atexit(shutdown);
+
+       glEnable(GL_CULL_FACE);
+
+       for(;;) {
+               fd_set fdset;
+
+               FD_ZERO(&fdset);
+
+               //retreive the X server socket
+               int xsock = ConnectionNumber(dpy);
+               FD_SET(xsock, &fdset);
+               FD_SET(pipefd[0], &fdset);
+
+               int maxfd = (xsock > pipefd[0] ? xsock : pipefd[0]) + 1;
+               select(maxfd, &fdset, 0, 0, 0);
+
+               if(FD_ISSET(pipefd[0], &fdset)) {
+                       // process all pending events ...
+                       while(XPending(dpy)) {
+                               XEvent xev;
+                               XNextEvent(dpy, &xev);
+                               handle_event(&xev);
+                       }
+               }
+
+               if(FD_ISSET(pipefd[0], &fdset)) {
+                       if(read(pipefd[0], &orient, sizeof orient) < (int)sizeof orient) {
+                               fprintf(stderr, "read from pipe failed\n");
+                       }
+                       else {
+                               glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frm_tex);
+                               if(!tex_created) {
+                                       glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB, frm.cols, frm.rows, 0, GL_BGR, GL_UNSIGNED_BYTE, frm.data);
+                                       tex_created = true;
+                               }
+                               else {
+                                       glTexSubImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, frm.cols, frm.rows, GL_BGR, GL_UNSIGNED_BYTE, frm.data);
+                               }
+
+                               cam_motion(orient);
+                               must_redraw = true;
+                       }
+               }
+
+               // ... and then do a single redisplay if needed
+               if(must_redraw) {
+                       display();
+               }
+
+       }
+
+       shutdown();
+       return 0;
+}
+
+int init(void)
+{
+       Screen *scr;
+       int width, height;
+
+       if(!(dpy = XOpenDisplay(0))) {
+               fprintf(stderr, "failed to connect to the X server\n");
+               return -1;
+       }
+       scr = ScreenOfDisplay(dpy, DefaultScreen(dpy));
+
+       width = WidthOfScreen(scr);
+       height = width / 16;
+
+       if(create_window(width, height) == -1) {
+               XCloseDisplay(dpy);
+               return -1;
+       }
+       XMoveWindow(dpy, win, 0, HeightOfScreen(scr) - height);
+
+       try {
+               vkeyb = new VKeyb;
+       }
+       catch(...) {
+               fprintf(stderr, "failed to initialize virtual keyboard\n");
+               return -1;
+       }
+
+       // register a passive grab
+       Window root = RootWindow(dpy, DefaultScreen(dpy));
+       XGrabKey(dpy, XKeysymToKeycode(dpy, 'e'), ControlMask, root, False, GrabModeAsync, GrabModeAsync);
+
+       // create texture
+       glGenTextures(1, &frm_tex);
+       glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frm_tex);
+       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
+       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
+       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP);
+       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP);
+
+       // start the capturing thread
+       if(!start_capture())
+               return -1;
+
+       return 0;
+}
+
+void shutdown(void)
+{
+       glXMakeCurrent(dpy, None, 0);
+       glXDestroyContext(dpy, ctx);
+       XDestroyWindow(dpy, win);
+       XCloseDisplay(dpy);
+}
+
+int create_window(int xsz, int ysz)
+{
+       int scr;
+       Window root;
+       XSetWindowAttributes xattr;
+       XVisualInfo *vis;
+       unsigned int attr_valid;
+       long evmask;
+
+       int glattr[] = {
+               GLX_RGBA,
+               GLX_RED_SIZE, 8,
+               GLX_GREEN_SIZE, 8,
+               GLX_BLUE_SIZE, 8,
+               GLX_DEPTH_SIZE, 24,
+               GLX_DOUBLEBUFFER,
+               None
+       };
+
+       scr = DefaultScreen(dpy);
+       root = RootWindow(dpy, scr);
+
+       if(!(vis = glXChooseVisual(dpy, scr, glattr))) {
+               fprintf(stderr, "failed to find a suitable visual\n");
+               return -1;
+       }
+
+       if(!(ctx = glXCreateContext(dpy, vis, 0, True))) {
+               fprintf(stderr, "failed to create OpenGL context\n");
+               XFree(vis);
+               return -1;
+       }
+
+       xattr.background_pixel = xattr.border_pixel = BlackPixel(dpy, scr);
+       xattr.colormap = XCreateColormap(dpy, root, vis->visual, AllocNone);
+       xattr.override_redirect = True;
+       attr_valid = CWColormap | CWBackPixel | CWBorderPixel | CWOverrideRedirect;
+
+       if(!(win = XCreateWindow(dpy, root, 0, 0, xsz, ysz, 0, vis->depth, InputOutput,
+                                       vis->visual, attr_valid, &xattr))) {
+               fprintf(stderr, "failed to create X window\n");
+               glXDestroyContext(dpy, ctx);
+               XFree(vis);
+               return -1;
+       }
+       XFree(vis);
+
+       evmask = StructureNotifyMask | VisibilityChangeMask | KeyPressMask | PointerMotionMask |
+               ButtonPressMask | ButtonReleaseMask | ExposureMask | EnterWindowMask | LeaveWindowMask;
+       XSelectInput(dpy, win, evmask);
+
+       XMapWindow(dpy, win);
+
+       glXMakeCurrent(dpy, win, ctx);
+       return 0;
+}
+
+
+void display(void)
+{
+       glClearColor(1, 0, 0, 0);
+       glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
+       glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
+       glLoadIdentity();
+
+       vkeyb->show();
+       show_frame(0.1);
+
+       glRasterPos2i(-1, -1);
+
+       char buf[64];
+       snprintf(buf, sizeof buf, "%f %s", orient, orient > 0 ? "->" : orient < 0 ? "<-" : " ");
+       char *ptr = buf;
+       while(*ptr) {
+               glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_HELVETICA_18, *ptr++);
+       }
+
+       glXSwapBuffers(dpy, win);
+
+       must_redraw = 0;
+       assert(glGetError() == GL_NO_ERROR);
+}
+
+void show_frame(float frm_width)
+{
+       frm_width *= 2;
+
+       glEnable(GL_TEXTURE_2D);
+       glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, frm_tex);
+
+       glBegin(GL_QUADS);
+       glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
+       glTexCoord2f(0, 1); glVertex2f(-1, -1);
+       glTexCoord2f(1, 1); glVertex2f(frm_width - 1, -1);
+       glTexCoord2f(1, 0); glVertex2f(frm_width - 1, 1);
+       glTexCoord2f(0, 0); glVertex2f(-1, 1);
+       glEnd();
+
+       glDisable(GL_TEXTURE_2D);
+}
+
+
+int handle_event(XEvent *xev)
+{
+       static int mapped;
+       KeySym sym;
+
+       switch(xev->type) {
+       case ConfigureNotify:
+               reshape(xev->xconfigure.width, xev->xconfigure.height);
+               break;
+
+       case MapNotify:
+               mapped = 1;
+               break;
+       case UnmapNotify:
+               mapped = 0;
+               break;
+
+       case Expose:
+               if(mapped && xev->xexpose.count == 0) {
+                       display();
+               }
+               break;
+
+       case KeyPress:
+               sym = XLookupKeysym(&xev->xkey, 0);
+               keyb(sym, 1);
+               break;
+
+       case MotionNotify:
+               motion(xev->xmotion.x, xev->xmotion.y);
+               break;
+
+       case ButtonPress:
+               button(xev->xbutton.x, xev->xbutton.y, xev->xbutton.button, 1);
+               break;
+       case ButtonRelease:
+               button(xev->xbutton.x, xev->xbutton.y, xev->xbutton.button, 0);
+               break;
+
+       case EnterNotify:
+               activate(1);
+               break;
+       case LeaveNotify:
+               activate(0);
+               break;
+
+       default:
+               break;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+
+void reshape(int w, int h)
+{
+       glViewport(0, 0, w, h);
+}
+
+void keyb(int key, int pressed)
+{
+       if(!pressed) {
+               return;
+       }
+
+       switch (key) {
+       case XK_Escape:
+               exit(0);
+
+       case 'e':
+               printf("sending key: %c\n", (char)vkeyb->active_key());
+               send_key(vkeyb->active_key());
+               break;
+
+       }
+}
+
+void send_key(KeySym key)
+{
+       Window win;
+       XEvent ev;
+       int junk;
+
+       XGetInputFocus(dpy, &win, &junk);
+
+       memset(&ev, 0, sizeof ev);
+       ev.type = KeyPress;
+       ev.xkey.window = win;
+       ev.xkey.keycode = XKeysymToKeycode(dpy, key);
+       ev.xkey.state = 0;
+       ev.xkey.time = CurrentTime;
+
+       XSendEvent(dpy, InputFocus, False, NoEventMask, &ev);
+}
+
+static int prev_x = -1;
+
+void motion(int x, int y)
+{
+       if(prev_x == -1) {
+               prev_x = x;
+       }
+
+       vkeyb->move((x - prev_x) / 25.0);
+       prev_x = x;
+
+       must_redraw = 1;
+}
+
+void cam_motion(double orient)
+{
+       if(orient > 0) {
+               vkeyb->move(1);
+       }
+
+       if(orient < 0) {
+               vkeyb->move(-1);
+       }
+
+       must_redraw = 1;
+}
+
+void button(int x, int y, int bn, int state)
+{
+       if(bn == 3 && state) {
+               exit(0);
+       }
+}
+
+
+void activate(int enter)
+{
+       prev_x = -1;
+}
diff --git a/src/matrix.cc b/src/matrix.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e97bc76
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,87 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#include <math.h>
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include "matrix.h"
+#include "vector.h"
+
+Matrix4x4::Matrix4x4() {
+       for (int i=0; i<4; i++) {
+               for (int j=0; j<4; j++) {
+                       matrix[i][j] = (i == j ? 1 : 0);
+               }
+       }
+}
+
+void Matrix4x4::set_translation(const Vector3 &tr) {
+       matrix[0][3] = tr.x;
+       matrix[1][3] = tr.y;
+       matrix[2][3] = tr.z;
+}
+
+void Matrix4x4::set_rotation(const Vector3 &axis, double angle) {
+       double sina = sin(angle);
+       double cosa = cos(angle);
+       double invcosa = 1 - cosa;
+       double sqx = axis.x * axis.x;
+       double sqy = axis.y * axis.y;
+       double sqz = axis.z * axis.z;
+       
+       matrix[0][0] = sqx + (1 - sqx) * cosa;
+       matrix[0][1] = axis.x * axis.y * invcosa + axis.z * sina;
+       matrix[0][2] = axis.x * axis.z * invcosa + axis.y * sina;
+       matrix[1][0] = axis.x * axis.y * invcosa + axis.z * sina;
+       matrix[1][1] = sqy + (1 - sqy) * cosa;
+       matrix[1][2] = axis.y * axis.z * invcosa - axis.x * sina;
+       matrix[2][0] = axis.x * axis.z * invcosa - axis.y * sina;
+       matrix[2][1] = axis.y * axis.z * invcosa + axis.x * sina;
+       matrix[2][2] = sqz + (1 - sqz) * cosa;
+}
+
+void Matrix4x4::set_scaling(const Vector3 &sc) {
+       matrix[0][0] = sc.x;
+       matrix[1][1] = sc.y;
+       matrix[2][2] = sc.z;
+}
+
+void Matrix4x4::transpose() {
+       double m[4][4];
+
+       memcpy(m, matrix, sizeof m);
+
+       for(int i=0; i<4; i++) {
+               for(int j=0; j<4; j++) {
+                       matrix[i][j] = m[j][i];
+               }
+       }
+}
+
+void Matrix4x4::print() {
+       printf("\n");
+       for (int i=0; i<4; i++) {
+               for (int j=0; j<4; j++) {
+                       printf("%f", matrix[i][j]);
+                       char nxt = (j%4 == 3 ? '\n' : '\t');
+                       printf("%c", nxt);
+               }
+       }
+       printf("\n");
+}
+
diff --git a/src/matrix.h b/src/matrix.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..96de1e5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,36 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#ifndef MATRIX_H_
+#define MATRIX_H_
+
+class Vector3;
+
+class Matrix4x4 {
+public:
+       double matrix[4][4];
+       Matrix4x4();
+       void set_translation(const Vector3 &tr);
+       void set_rotation(const Vector3 &axis, double angle); 
+       void set_scaling(const Vector3 &sc); 
+       void transpose();
+       void print();
+};
+
+#endif
+
diff --git a/src/motion.cc b/src/motion.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7d8b618
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,187 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#include <unistd.h>
+#include <stdio.h>
+#include <sys/time.h>
+#include "motion.h"
+
+#define NUM_FEATURES 400
+#define MHI_DURATION 1000
+#define OFFSET 30
+
+static unsigned long get_msec();
+
+bool stop_capture = false;
+int pipefd[2];
+cv::Mat frm;
+pthread_t ptd;
+
+bool start_capture()
+{
+       if(pipe(pipefd) == -1) {
+               perror("failed to create synchronization pipe");
+               return false;
+       }
+
+       int res = pthread_create(&ptd, 0, capture_thread, 0);
+       if(res != 0) {
+               fprintf(stderr, "Failed to create capturing thread: %s\n", strerror(res));
+               return false;
+       }
+       return true;
+}
+
+void *capture_thread(void *arg)
+{
+       cv::VideoCapture cap(0);
+       if(!cap.isOpened()) {
+               fprintf(stderr, "failed to open video capture device\n");
+       }
+
+       cv::Mat next_frm, prev_frm, frm8b, prev_frm8b, colimg;
+
+       cap >> next_frm;
+       cv::flip(next_frm, next_frm, 1);
+       colimg = next_frm.clone();
+       cv::cvtColor(next_frm, next_frm, CV_RGB2GRAY);
+       next_frm.convertTo(frm8b, CV_8UC1);
+
+       while(!stop_capture) {
+               prev_frm = next_frm.clone();
+               prev_frm.convertTo(prev_frm8b, CV_8UC1);
+
+               cap >> next_frm;
+               cv::flip(next_frm, next_frm, 1);
+               colimg = next_frm.clone();
+               cv::cvtColor(next_frm, next_frm, CV_RGB2GRAY);
+               next_frm.convertTo(frm8b, CV_8UC1);
+
+               double direction = calculate_motion_dir(frm8b, prev_frm8b, colimg);
+               write(pipefd[1], &direction, sizeof direction);
+               frm = colimg.clone();
+       }
+       return 0;
+}
+
+double calculate_motion_dir(cv::Mat &frm8b, cv::Mat &prev_frm8b, cv::Mat &colimg)
+{
+       std::vector<cv::Point2f> prev_corners;
+       std::vector<cv::Point2f> corners;
+       std::vector<unsigned char> status;
+       std::vector<float> err;
+
+       cv::goodFeaturesToTrack(prev_frm8b, prev_corners, (float)NUM_FEATURES, 0.01, 3.0);
+       cv::goodFeaturesToTrack(frm8b, corners, (float)NUM_FEATURES, 0.01, 3.0);
+       cv::calcOpticalFlowPyrLK(prev_frm8b, frm8b, prev_corners, corners, status, err);
+
+       cv::Point motion_vector = cv::Point((int)((double)colimg.cols / 2.0), (int)((double)colimg.rows / 2.0));
+
+       for(size_t i=0; i<status.size(); i++) {
+               if(!status[i])
+                       continue;
+
+               cv::Point p, q;
+               p.x = prev_corners[i].x;
+               p.y = prev_corners[i].y;
+
+               q.x = corners[i].x;
+               q.y = corners[i].y;
+
+               double angle = atan2((double)(q.y - p.y), (double)(q.x - p.x));
+               double hypotenuse = sqrt(pow((double)(q.y - p.y), 2.0) + pow((double)(q.x - p.x), 2.0));
+
+               p.x = (int)(q.x - hypotenuse * cos(angle));
+               p.y = (int)(q.y - hypotenuse * sin(angle));
+
+               cv::line(colimg, q, p, cv::Scalar(255, 255, 0), 1, CV_AA, 0);
+
+               if(hypotenuse > 3) {
+                       cv::Point vec2d = cv::Point(q.x - p.x, q.y - p.y);
+                       motion_vector = cv::Point(motion_vector.x + vec2d.x, motion_vector.y + vec2d.y);
+               }
+
+/*
+               q.x = (int)(p.x + cos(angle) + M_PI / 4.0);
+               q.y = (int)(p.y + sin(angle) + M_PI / 4.0);
+
+               cv::line(colimg, q, p, cv::Scalar(0, 0, 255), 1, CV_AA, 0);
+
+               q.x = (int)(p.x + cos(angle) - M_PI / 4.0);
+               q.y = (int)(p.y + sin(angle) - M_PI / 4.0);
+
+               cv::line(colimg, q, p, cv::Scalar(255, 0, 0), 1, CV_AA, 0);*/
+
+       }
+
+       cv::Point ctr = cv::Point((int)((double)colimg.cols / 2.0), (int)((double)colimg.rows / 2.0));
+       cv::Point xproj = cv::Point(motion_vector.x, ctr.y);
+
+       cv::line(colimg, motion_vector, ctr, cv::Scalar(255, 0, 0), 3, CV_AA, 0);
+       cv::line(colimg, xproj, ctr, cv::Scalar(0, 0, 255), 3, CV_AA, 0);
+
+       return (xproj.x - ctr.x);
+}
+
+double calculate_orientation(cv::Mat &frm, cv::Mat &prev_frm)
+{
+       cv::Mat silhouette;
+       cv::absdiff(frm, prev_frm, silhouette);
+
+       cv::Mat sil8;
+       cv::cvtColor(silhouette, silhouette, CV_RGB2GRAY);
+       silhouette.convertTo(sil8, CV_8UC1);
+
+       double max_val, min_val;
+       cv::minMaxLoc(sil8, &min_val, &max_val);
+
+       cv::threshold(sil8, sil8, 119, max_val, CV_THRESH_BINARY);
+
+       cv::Mat mhi;
+       sil8.convertTo(mhi, CV_32FC1, 1.0 / (float)UCHAR_MAX);
+
+       cv::Mat mask = cv::Mat(mhi.size().width, mhi.size().height, CV_8UC1);
+       cv::Mat orientation = mhi.clone();
+
+       double duration = MHI_DURATION;
+       unsigned long timestamp = get_msec() + duration;
+
+       double min_delta = abs(timestamp);
+       double max_delta = abs(timestamp) + 500.0;
+
+       cv::updateMotionHistory(sil8, mhi, timestamp, duration);
+       cv::calcMotionGradient(mhi, mask, orientation, min_delta, max_delta, 3);
+
+       double global_orientation = cv::calcGlobalOrientation(orientation, mask, mhi, timestamp, duration);
+
+       return global_orientation;
+}
+
+
+static unsigned long get_msec()
+{
+       static struct timeval tv0;
+       struct timeval tv;
+
+       gettimeofday(&tv, 0);
+       if(tv0.tv_sec == 0 && tv0.tv_usec == 0) {
+               tv0 = tv;
+               return 0;
+       }
+       return (tv.tv_sec - tv0.tv_sec) * 1000 + (tv.tv_usec - tv0.tv_usec) / 1000;
+}
diff --git a/src/motion.h b/src/motion.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..39a4a7f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,34 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#ifndef MOTION_H_
+#define MOTION_H_
+
+#include <opencv2/opencv.hpp>
+
+extern bool stop_capture;
+extern int pipefd[2];
+extern cv::Mat frm;
+extern pthread_t ptd;
+
+bool start_capture();
+void *capture_thread(void *arg);
+double calculate_motion_dir(cv::Mat &frm8b, cv::Mat &prev_frm8b, cv::Mat &colimg);
+double calculate_orientation(cv::Mat &frm, cv::Mat &prev_frm);
+
+#endif /* MOTION_H_ */
diff --git a/src/vector.cc b/src/vector.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8af4741
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,116 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#include <math.h>
+#include <stdio.h>
+#include "vector.h"
+#include "matrix.h"
+
+Vector3::Vector3() {
+       x = 0;
+       y = 0;
+       z = 0;
+}
+
+Vector3::Vector3(double x, double y, double z) {
+       this->x = x;
+       this->y = y;
+       this->z = z;
+}
+
+void Vector3::transform(const Matrix4x4 &tm) {
+       double x1 = tm.matrix[0][0]*x + tm.matrix[0][1]*y + tm.matrix[0][2]*z + tm.matrix[0][3];
+       double y1 = tm.matrix[1][0]*x + tm.matrix[1][1]*y + tm.matrix[1][2]*z + tm.matrix[1][3];
+       double z1 = tm.matrix[2][0]*x + tm.matrix[2][1]*y + tm.matrix[2][2]*z + tm.matrix[2][3];
+       x = x1;
+       y = y1;
+       z = z1;
+}
+
+void Vector3::printv() {
+       printf("%f\t%f\t%f\n", x, y, z);
+}
+
+
+bool operator < (const Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       return a.x < b.x && a.y < b.y && a.z < b.z;
+}
+
+bool operator > (const Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       return a.x > b.x && a.y > b.y && a.z > b.z;
+}
+
+bool operator == (const Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       return a.x == b.x && a.y == b.y && a.z == b.z;
+}
+
+Vector3 operator + (const Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       return Vector3(a.x + b.x, a.y + b.y, a.z + b.z);
+}
+
+Vector3 operator - (const Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       return Vector3(a.x - b.x, a.y - b.y, a.z - b.z);
+}
+
+Vector3 operator - (const Vector3 &a) {
+       return Vector3(-a.x, -a.y, -a.z);
+}
+
+Vector3 operator * (const Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       return Vector3(a.x * b.x, a.y * b.y, a.z * b.z);
+}
+
+Vector3 operator * (const Vector3 &a, double b) {
+       return Vector3(a.x*b, a.y*b, a.z*b);
+}
+
+Vector3 operator * (double b, const Vector3 &a) {
+       return Vector3(a.x*b, a.y*b, a.z*b);
+}
+
+Vector3 operator / (const Vector3 &a, double b) {
+       return Vector3(a.x / b, a.y / b, a.z / b);
+}
+
+const Vector3 &operator += (Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       a.x += b.x;
+       a.y += b.y;
+       a.z += b.z;
+       return a;
+}
+
+double length(const Vector3 &a) {
+       return sqrt(a.x*a.x + a.y*a.y + a.z*a.z);
+}
+
+double dot(const Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       return a.x*b.x + a.y*b.y + a.z*b.z;
+}
+
+Vector3 cross(const Vector3 &a, const Vector3 &b) {
+       return Vector3(a.y*b.z - a.z*b.y, a.z*b.x - a.x*b.z, a.x*b.y - a.y*b.x);
+}
+
+Vector3 normalize(const Vector3 &vec) {
+       double mag = sqrt(vec.x*vec.x + vec.y*vec.y + vec.z*vec.z);
+       return vec / mag;
+}
+
+Vector3 reflect(const Vector3 &v, const Vector3 &n) {
+       return 2.0 * dot(v, n) * n - v;
+}
diff --git a/src/vector.h b/src/vector.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..30a8b21
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,55 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#ifndef VECTOR_H_
+#define VECTOR_H_
+
+class Matrix4x4;
+
+class Vector3 {
+public:
+       double x,y,z;
+       Vector3();
+       Vector3(double x, double y, double z);
+       void transform(const Matrix4x4 &tm);
+       void printv();
+};
+
+bool operator < (const Vector3 &a, const Vector3 &b);
+bool operator > (const Vector3 &a, const Vector3 &b);
+bool operator == (const Vector3 &a, const Vector3 &b);
+
+Vector3 operator + (const Vector3 &a, const Vector3 &b);
+Vector3 operator - (const Vector3 &a, const Vector3 &b);
+Vector3 operator - (const Vector3 &a);
+Vector3 operator * (const Vector3 &a, const Vector3 &b);
+Vector3 operator * (const Vector3 &a, double b);
+Vector3 operator * (double b, const Vector3 &a);
+Vector3 operator / (const Vector3 &a, double b);
+
+const Vector3 &operator += (Vector3 &a, const Vector3 &b);
+
+double length (const Vector3 &a);
+double dot (const Vector3 &a, const Vector3 &b);
+Vector3 cross (const Vector3 &a, const Vector3 &b);
+Vector3 normalize (const Vector3 &a);
+
+Vector3 reflect(const Vector3 &v, const Vector3 &n);
+
+#endif
+
diff --git a/src/vkeyb.cc b/src/vkeyb.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8acb4a1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,155 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#include <stdio.h>
+#include <math.h>
+#include <GL/gl.h>
+#include <X11/keysym.h>
+#include <imago2.h>
+#include "vkeyb.h"
+
+static KeySym charmap[] = {
+       XK_Greek_ALPHA,
+       XK_Greek_BETA,
+       XK_Greek_GAMMA,
+       XK_Greek_DELTA,
+       XK_Greek_EPSILON,
+       XK_Greek_ZETA,
+       XK_Greek_ETA,
+       XK_Greek_THETA,
+       XK_Greek_IOTA,
+       XK_Greek_KAPPA,
+       XK_Greek_LAMBDA,
+       XK_Greek_MU,
+       XK_Greek_NU,
+       XK_Greek_XI,
+       XK_Greek_OMICRON,
+       XK_Greek_PI,
+       XK_Greek_RHO,
+       XK_Greek_SIGMA,
+       XK_Greek_TAU,
+       XK_Greek_UPSILON,
+       XK_Greek_PHI,
+       XK_Greek_CHI,
+       XK_Greek_PSI,
+       XK_Greek_OMEGA,
+       ' ', '\b', '\n',
+       'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o',
+       'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z'
+};
+
+static unsigned int load_texture(const char *fname);
+
+VKeyb::VKeyb()
+{
+       offset = 0;
+       if(!(tex = load_texture("data/glyphs.png"))) {
+               throw 1;
+       }
+       num_glyphs = 53;
+       visible_glyphs = 24;
+}
+
+VKeyb::~VKeyb()
+{
+       glDeleteTextures(1, &tex);
+}
+
+void VKeyb::show() const
+{
+       float uoffs = floor(offset) / num_glyphs;
+       float umax = (float)visible_glyphs / num_glyphs;
+
+       glEnable(GL_TEXTURE_2D);
+       glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tex);
+
+       glBegin(GL_QUADS);
+       glColor3f(1, 1, 1);
+       glTexCoord2f(uoffs, 1);
+       glVertex2f(-1, -1);
+       glTexCoord2f(uoffs + umax, 1);
+       glVertex2f(1, -1);
+       glTexCoord2f(uoffs + umax, 0);
+       glVertex2f(1, 1);
+       glTexCoord2f(uoffs, 0);
+       glVertex2f(-1, 1);
+       glEnd();
+
+       glDisable(GL_TEXTURE_2D);
+
+       float rect_width = 2.0 / visible_glyphs;
+
+       glLineWidth(2.0);
+       glBegin(GL_LINE_LOOP);
+       glColor3f(1, 0, 0);
+       glVertex2f(0, -1);
+       glVertex2f(rect_width, -1);
+       glVertex2f(rect_width, 1);
+       glVertex2f(0, 1);
+       glEnd();
+}
+
+void VKeyb::move(float offs)
+{
+       float tmp = offset + offs;
+
+       if(tmp < 0.0) {
+               offset = fmod(num_glyphs + tmp, num_glyphs);
+       } else {
+               offset = fmod(tmp, num_glyphs);
+       }
+}
+
+
+static unsigned int load_texture(const char *fname)
+{
+       void *pixels;
+       int xsz, ysz;
+       unsigned int tex;
+
+       if(!(pixels = img_load_pixels(fname, &xsz, &ysz, IMG_FMT_RGBA32))) {
+               fprintf(stderr, "failed to load image: %s\n", fname);
+               return 0;
+       }
+
+       glGenTextures(1, &tex);
+       glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tex);
+       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
+       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
+       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
+       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
+       glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, xsz, ysz, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);
+
+       if(glGetError() != GL_NO_ERROR) {
+               img_free_pixels(pixels);
+               return 0;
+       }
+
+       img_free_pixels(pixels);
+       return tex;
+}
+
+int VKeyb::active_glyph() const
+{
+       return (int)(offset + visible_glyphs / 2) % num_glyphs;
+}
+
+KeySym VKeyb::active_key() const
+{
+       return charmap[active_glyph()];
+}
diff --git a/src/vkeyb.h b/src/vkeyb.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..29e6845
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,42 @@
+/* 
+vkeyb - camera motion detection virtual keyboard
+Copyright (C) 2012 Eleni Maria Stea <elene.mst@gmail.com>
+
+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/>.
+*/
+
+#ifndef VKEYB_H_
+#define VKEYB_H_
+
+#include <X11/Xlib.h>
+
+class VKeyb {
+private:
+       int num_glyphs;
+       int visible_glyphs;
+       float offset;
+       unsigned int tex;
+
+public:
+       VKeyb();
+       ~VKeyb();
+
+       void show() const;
+       void move(float offs);
+
+       int active_glyph() const;
+       KeySym active_key() const;
+};
+
+#endif