pctb/ocr.c

   1 /*
   2  * Core OCR algorithm (first exact bitmap match)
   3  */
   4 /*
   5  *  This is part of ypp-sc-tools, a set of third-party tools for assisting
   6  *  players of Yohoho Puzzle Pirates.
   7  *
   8  *  Copyright (C) 2009 Ian Jackson <ijackson@chiark.greenend.org.uk>
   9  *
  10  *  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  11  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  13  *  (at your option) any later version.
  14  *
  15  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  *  GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  22  *
  23  *  Yohoho and Puzzle Pirates are probably trademarks of Three Rings and
  24  *  are used without permission.  This program is not endorsed or
  25  *  sponsored by Three Rings.
  26  */
  27
  28 #include "ocr.h"
  29 #include "convert.h"
  30
  31 typedef struct {
  32   Pixcol col;
  33   struct DatabaseNode *then;
  34 } DatabaseLink;
  35
  36 typedef struct DatabaseNode {
  37   char *str;
  38   int nlinks, alinks;
  39   unsigned match:1, defined:1, endsword:1;
  40   DatabaseLink *links;
  41 } DatabaseNode;
  42
  43 typedef struct {
  44   OcrReader *rd;
  45   OcrCellType ct;
  46   int w;
  47   Pixcol *cols;
  48   int x;
  49   unsigned ctxmap;
  50 } FindCharArgs;
  51 typedef struct {
  52   DatabaseNode *match;
  53   int rx;
  54 } FindCharResults;
  55
  56 enum { ct_Lower, ct_Upper, ct_Word, ct_Digit };
  57 static const char *context_names[]= {
  58   "Lower",  /*  bit 0, value 001 */
  59   "Upper",  /*  bit 1, value 002 */
  60   "Word",   /*  bit 2, value 004 */
  61   "Digit",  /*  bit 3, value 010 */
  62 };
  63 struct OcrCellTypeInfo {
  64   /* bitmaps of indices into context_names: */
  65   unsigned initial, nextword, midword;
  66   int space_spaces;
  67   const char *name;
  68   int (*findchar_select)(const FindCharArgs *fca,
  69                          const FindCharResults results[]);
  70 };
  71
  72 #define NCONTEXTS (sizeof(context_names)/sizeof(context_names[0]))
  73
  74 struct OcrReader {
  75   int h;
  76   DatabaseNode contexts[NCONTEXTS];
  77   OcrResultGlyph *results;
  78   int aresults, nresults;
  79 };
  80
  81 DEBUG_DEFINE_DEBUGF(ocr)
  82
  83 #define FGETSLINE (dbfile_getsline(lbuf,sizeof(lbuf),__FILE__,__LINE__))
  84
  85 static void cleardb_node(DatabaseNode *n) {
  86   int i;
  87   free(n->str); n->str=0;
  88   n->defined=n->match=n->endsword= 0;
  89   for (i=0; i<n->nlinks; i++)
  90     cleardb_node(n->links[i].then);
  91 }
  92
  93 static void readdb1(OcrReader *rd, const char *which);
  94
  95 static void readdb(OcrReader *rd) {
  96   int ctxi;
  97
  98   for (ctxi=0; ctxi<NCONTEXTS; ctxi++)
  99     cleardb_node(&rd->contexts[ctxi]);
 100
 101   readdb1(rd, "master");
 102   readdb1(rd, "local");
 103 }
 104
 105 static void readdb1(OcrReader *rd, const char *which) {
 106   int nchrs;
 107   DatabaseNode *current, *additional;
 108   char chrs[100];
 109   Pixcol cv;
 110   int j,ctxi;
 111   int h, endsword;
 112   char lbuf[100];
 113
 114   char *dbfname= masprintf("%s/#%s-char%d#.txt",
 115                            get_vardir(), which, rd->h);
 116
 117   if (!dbfile_open(dbfname))
 118     goto x;
 119
 120   FGETSLINE;
 121   dbassert(!strcmp(lbuf,"# ypp-sc-tools pctb font v1"));
 122
 123   dbassert( dbfile_scanf("%d", &h) == 1);
 124   dbassert(h==rd->h);
 125
 126   for (;;) {
 127     FGETSLINE;
 128     if (!lbuf[0] || lbuf[0]=='#') continue;
 129     if (!strcmp(lbuf,".")) break;
 130
 131     for (ctxi=0; ctxi<NCONTEXTS; ctxi++)
 132       if (!strcmp(lbuf,context_names[ctxi]))
 133         goto found_ctx;
 134     /* not found, just skip */
 135     for (;;) { FGETSLINE; if (!lbuf[0]) break; }
 136     continue;
 137
 138   found_ctx:
 139     for (nchrs=0;;) {
 140       int c= fgetc(dbfile); sysassert(!ferror(dbfile)); dbassert(c!=EOF);
 141       if (c=='\n') break; /* forces no match */
 142       dbassert(nchrs<sizeof(chrs));
 143       chrs[nchrs++]= c;
 144     }
 145     endsword= 0;
 146     if (nchrs>0 && chrs[nchrs-1]==' ') {
 147       endsword= 1;
 148       nchrs--;
 149     }
 150
 151     current= &rd->contexts[ctxi];
 152     for (;;) {
 153       FGETSLINE;
 154       if (!lbuf[0]) { dbassert(current != &rd->contexts[ctxi]); break; }
 155       char *ep;
 156       cv= strtoul(lbuf,&ep,16);  dbassert(!*ep);
 157       dbassert(!(cv & ~((1UL << rd->h)-1)));
 158
 159       for (j=0; j<current->nlinks; j++)
 160         if (current->links[j].col == cv) {
 161           current= current->links[j].then;
 162           goto found_link;
 163         }
 164
 165       additional= mmalloc(sizeof(*additional));
 166       additional->str= 0;
 167       additional->defined= 0;
 168       additional->match= 0;
 169       additional->endsword= 0;
 170       additional->nlinks= additional->alinks= 0;
 171       additional->links= 0;
 172       if (current->nlinks==current->alinks) {
 173         current->alinks++;
 174         current->alinks<<=1;
 175         current->links= mrealloc(current->links,
 176                                  sizeof(*current->links) * current->alinks);
 177       }
 178       current->links[current->nlinks].col= cv;
 179       current->links[current->nlinks].then= additional;
 180       current->nlinks++;
 181       current= additional;
 182
 183     found_link:;
 184     }
 185
 186     if (!current->defined) {
 187       free(current->str);
 188       current->str= 0;
 189       current->defined= 1;
 190       current->match= 0;
 191
 192       if (nchrs) {
 193         current->str= mmalloc(nchrs+1);
 194         memcpy(current->str, chrs, nchrs);
 195         current->str[nchrs]= 0;
 196         current->match= 1;
 197         current->endsword= endsword;
 198       }
 199     }
 200   }
 201  x:
 202   dbfile_close();
 203   free(dbfname);
 204 }
 205
 206 static void cu_pr_ctxmap(FILE *resolver, unsigned ctxmap) {
 207   fprintf(resolver,"{");
 208   const char *spc="";
 209   int ctxi;
 210   for (ctxi=0; ctxi<NCONTEXTS; ctxi++) {
 211     if (!(ctxmap & (1u << ctxi))) continue;
 212     fprintf(resolver,"%s%s",spc,context_names[ctxi]);
 213     spc=" ";
 214   }
 215   fprintf(resolver,"}");
 216 }
 217
 218 static void callout_unknown(OcrReader *rd, int w, Pixcol cols[],
 219                             int unk_l, int unk_r, unsigned unk_ctxmap) {
 220   int c,i, x,y;
 221   const OcrResultGlyph *s;
 222   const char *p;
 223   Pixcol pv;
 224
 225   FILE *resolver= resolve_start();
 226   if (!resolver)
 227     fatal("OCR failed - unrecognised characters or ligatures.\n"
 228           "Character set database needs to be updated or augmented.\n"
 229           "See README.charset.\n");
 230
 231   fprintf(resolver,
 232           "char\n"
 233           "%d %d ",unk_l,unk_r);
 234   cu_pr_ctxmap(resolver,unk_ctxmap);
 235   for (i=0, s=rd->results; i<rd->nresults; i++, s++) {
 236     if (!strcmp(s->s," ")) continue;
 237     fprintf(resolver," %d %d ",s->l,s->r);
 238     cu_pr_ctxmap(resolver, 1u << s->ctxi);
 239     fprintf(resolver," ");
 240     for (p=s->s; (c= *p); p++) {
 241       if (c=='\\') fprintf(resolver,"\\%c",c);
 242       else if (c>=33 && c<=126) fputc(c,resolver);
 243       else fprintf(resolver,"\\x%02x",(unsigned char)c);
 244     }
 245   }
 246   fputc('\n',resolver);
 247
 248   fprintf(resolver,
 249           "/* XPM */\n"
 250           "static char *t[] = {\n"
 251           "/* columns rows colors chars-per-pixel */\n"
 252           "\"%d %d 2 1\",\n"
 253           "\"  c black\",\n"
 254           "\"o c white\",\n",
 255           w,rd->h);
 256   for (y=0, pv=1; y<rd->h; y++, pv<<=1) {
 257     fputc('"',resolver);
 258     for (x=0; x<w; x++)
 259       fputc(cols[x] & pv ? 'o' : ' ', resolver);
 260     fputs("\",\n",resolver);
 261   }
 262   fputs("};\n",resolver);
 263
 264   resolve_finish();
 265   readdb(rd);
 266 }
 267
 268 static void add_result(OcrReader *rd, const char *s, int l, int r, int ctxi) {
 269   if (rd->nresults >= rd->aresults) {
 270     rd->aresults++; rd->aresults<<=1;
 271     rd->results= mrealloc(rd->results, sizeof(*rd->results)*rd->aresults);
 272   }
 273   rd->results[rd->nresults].s= s;
 274   rd->results[rd->nresults].l= l;
 275   rd->results[rd->nresults].r= r;
 276   rd->results[rd->nresults].ctxi= ctxi;
 277   rd->nresults++;
 278 }
 279
 280
 281 static DatabaseNode *findchar_1ctx(const FindCharArgs *fca,
 282                                    DatabaseNode *start, int *matchx_r) {
 283   DatabaseNode *current= start;
 284   DatabaseNode *bestmatch= 0;
 285   int i;
 286   int x= fca->x;
 287
 288   for (;;) {
 289     debug_flush();
 290     debugf(" | x=%d",x);
 291     if (x > fca->w) break;
 292     Pixcol cv= fca->cols[x];
 293     debugf(" cv=%"PSPIXCOL(PRIx),cv);
 294     for (i=0; i<current->nlinks; i++)
 295       if (current->links[i].col == cv)
 296         goto found;
 297     /* not found */
 298     debugf(" ?");
 299     break;
 300
 301   found:
 302     current= current->links[i].then;
 303     if (current->match) {
 304       debugf(" \"%s\"%s",current->str,current->endsword?"_":"");
 305       bestmatch= current;
 306       *matchx_r= x;
 307     } else {
 308       debugf(" ...");
 309     }
 310
 311     x++;
 312   }
 313   return bestmatch;
 314 }
 315
 316 static DatabaseNode *findchar(const FindCharArgs *fca,
 317                               int *match_rx, int *match_rctxi) {
 318   FindCharResults results[NCONTEXTS];
 319   int ctxi, match=-1, nmatches=0;
 320
 321   debugf("OCR  lx=%d ct_state=%x  ", fca->x, fca->ctxmap);
 322   for (ctxi=0; ctxi<NCONTEXTS; ctxi++) {
 323     results[ctxi].match= 0;
 324     if (!(fca->ctxmap & (1u << ctxi))) continue;
 325     debugf(" || %s",context_names[ctxi]);
 326
 327     results[ctxi].match= findchar_1ctx(fca, &fca->rd->contexts[ctxi],
 328                                        &results[ctxi].rx);
 329     if (!results[ctxi].match) continue;
 330
 331     match= ctxi;
 332     nmatches++;
 333   }
 334   if (nmatches==1) {
 335     debugf(" unique");
 336   } else {
 337     debugf(" ambiguous");
 338     match= !fca->ct->findchar_select ? -1 :
 339       fca->ct->findchar_select(fca,results);
 340     debugf(" resolved %s", match<0 ? "<none>" : context_names[match]);
 341   }
 342   if (match<0)
 343     return 0;
 344
 345   *match_rx= results[match].rx;
 346   if (match_rctxi) *match_rctxi= match;
 347   return results[match].match;
 348 }
 349
 350 static int findchar_select_text(const FindCharArgs *fca,
 351                                 const FindCharResults results[]) {
 352   if (fca->ctxmap != 017) return -1;
 353
 354   dbassert(! results[ct_Digit].match );
 355   if (results[ct_Word].match) return ct_Word;
 356   if (results[ct_Lower].rx > results[ct_Upper].rx) return ct_Lower;
 357   if (results[ct_Upper].rx > results[ct_Lower].rx) return ct_Upper;
 358   return -1;
 359 }
 360
 361 const struct OcrCellTypeInfo ocr_celltype_number= {
 362   010,010,010,
 363   .space_spaces= 5,
 364   .name= "number",
 365   .findchar_select= 0
 366 };
 367 const struct OcrCellTypeInfo ocr_celltype_text= {
 368   .initial=  012, /* Digit|Upper */
 369   .nextword= 017, /* Digit|Upper|Lower|Word */
 370   .midword=  011, /* Digit|Lower */
 371   .space_spaces= 4,
 372   .name= "text",
 373   .findchar_select= findchar_select_text
 374 };
 375
 376
 377 const char *ocr_celltype_name(OcrCellType ct) { return ct->name; }
 378
 379 OcrResultGlyph *ocr(OcrReader *rd, OcrCellType ct, int w, Pixcol cols[]) {
 380   int nspaces;
 381   int x;
 382
 383   FindCharArgs fca;
 384   fca.rd= rd;
 385   fca.ct= ct;
 386   fca.w= w;
 387   fca.cols= cols;
 388   fca.x= -1;
 389
 390  restart:
 391
 392   nspaces=- w;
 393   fca.ctxmap= ct->initial;
 394   rd->nresults=0;
 395   debugf("OCR h=%d w=%d",rd->h,w);
 396   for (x=0; x<w; x++) debugf(" %"PSPIXCOL(PRIx),cols[x]);
 397   debugf("\n");
 398   debug_flush();
 399
 400   x=0;
 401   for (;;) {
 402     debug_flush();
 403     /* skip spaces */
 404     if (x>=w)
 405       break;
 406
 407     if (!cols[x]) {
 408       nspaces++;
 409       x++;
 410       if (nspaces == ct->space_spaces) {
 411         debugf("OCR  x=%x nspaces=%d space\n",x,nspaces);
 412         fca.ctxmap= ct->nextword;
 413       }
 414       continue;
 415     }
 416
 417     /* something here, so we need to add the spaces */
 418     if (nspaces >= ct->space_spaces)
 419       add_result(rd," ",x-nspaces,x+1,-1);
 420     nspaces=0;
 421
 422     fca.x= x;
 423
 424     int match_rx=-1;
 425     int match_ctxi=-1;
 426     DatabaseNode *match= findchar(&fca, &match_rx, &match_ctxi);
 427
 428     if (match) {
 429       debugf(" || YES");
 430       add_result(rd, match->str, x, match_rx, match_ctxi);
 431       x= match_rx+1;
 432       if (match->match) fca.ctxmap= ct->midword;
 433       else debugf(" (empty)");
 434       if (match->endsword) {
 435         nspaces= ct->space_spaces;
 436         debugf("_");
 437         fca.ctxmap= ct->nextword;
 438       }
 439       debugf("\n");
 440     } else {
 441       int rx;
 442       debugf(" || UNKNOWN");
 443       for (rx=x; rx<w && cols[rx]; rx++);
 444       debugf(" x=%d ctxmap=%x %d..%d\n",x, fca.ctxmap, x,rx);
 445       debug_flush();
 446       callout_unknown(rd, w,cols, x,rx-1, fca.ctxmap);
 447       goto restart;
 448     }
 449
 450   }
 451   add_result(rd, 0,-1,-1,-1);
 452   debugf("OCR  finished %d glyphs\n",rd->nresults);
 453   debug_flush();
 454   return rd->results;
 455 }
 456
 457 OcrReader *ocr_init(int h) {
 458   OcrReader *rd;
 459
 460   if (o_flags & ff_dict_fetch) {
 461     char *fetchfile= masprintf("char%d",h);
 462     progress("Updating %s...",fetchfile);
 463     fetch_with_rsync(fetchfile);
 464     free(fetchfile);
 465   }
 466
 467   rd= mmalloc(sizeof(*rd));
 468   memset(rd,0,sizeof(*rd));
 469   rd->h= h;
 470   readdb(rd);
 471   return rd;
 472 }