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| Author | SHA1 | Date | |
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| 39208aadab |
+122
-86
@@ -125,11 +125,6 @@ class _Variant:
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kw: int
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kw: int
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cx_local: float # centro-modello dentro al bbox kernel
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cx_local: float # centro-modello dentro al bbox kernel
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cy_local: float
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cy_local: float
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# Indice template view (X feature - multi-template ensemble).
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# 0 = template principale del train(); 1+ = view aggiunte via
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# add_template_view(). Usato in _verify_ncc/_compute_recall per
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# scegliere il template gray corretto per match.
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view_idx: int = 0
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class LineShapeMatcher:
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class LineShapeMatcher:
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@@ -175,11 +170,6 @@ class LineShapeMatcher:
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self.template_gray: np.ndarray | None = None
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self.template_gray: np.ndarray | None = None
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# Maschera usata in training (propagata al refine per coerenza).
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# Maschera usata in training (propagata al refine per coerenza).
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self._train_mask: np.ndarray | None = None
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self._train_mask: np.ndarray | None = None
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# Multi-template ensemble (X feature): N view dello stesso pezzo
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# (chiari/scuri, condizioni diverse). Template principale e' [0],
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# view aggiunte via add_template_view() sono [1+]. Match restituisce
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# la view che ha matchato meglio.
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self._view_templates: list[tuple[np.ndarray, np.ndarray | None]] = []
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# --- Helpers -------------------------------------------------------
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# --- Helpers -------------------------------------------------------
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@@ -236,6 +226,120 @@ class LineShapeMatcher:
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np.array(picked_y, np.int32),
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np.array(picked_y, np.int32),
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np.array(picked_b, np.int8))
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np.array(picked_b, np.int8))
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# --- Save / Load (Halcon-style write_shape_model / read_shape_model)
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def save_model(self, path: str) -> None:
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"""Salva matcher addestrato su disco (formato .npz).
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Persiste: parametri, template_gray, mask, e tutte le varianti
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pre-computate (con piramide). Halcon-equivalent write_shape_model.
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Caso d'uso: training offline su workstation, deploy su macchina
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di linea senza re-train (zero secondi di startup matching).
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"""
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if not self.variants:
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raise RuntimeError("Modello non addestrato: chiamare train() prima.")
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# Flatten varianti in array piatti (npz non ama dataclass nested)
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n_vars = len(self.variants)
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n_levels = len(self.variants[0].levels)
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var_meta = np.zeros((n_vars, 6), dtype=np.float32) # ang, scale, kh, kw, cxl, cyl
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all_dx, all_dy, all_bin, all_offsets = [], [], [], []
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offset = 0
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all_offsets_per_level = [[] for _ in range(n_levels)]
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all_dx_per_level = [[] for _ in range(n_levels)]
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all_dy_per_level = [[] for _ in range(n_levels)]
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all_bin_per_level = [[] for _ in range(n_levels)]
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for vi, var in enumerate(self.variants):
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var_meta[vi] = (
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var.angle_deg, var.scale, var.kh, var.kw,
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var.cx_local, var.cy_local,
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)
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for li, lvl in enumerate(var.levels):
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all_offsets_per_level[li].append(len(all_dx_per_level[li]))
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all_dx_per_level[li].extend(lvl.dx.tolist())
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all_dy_per_level[li].extend(lvl.dy.tolist())
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all_bin_per_level[li].extend(lvl.bin.tolist())
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for li in range(n_levels):
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all_offsets_per_level[li].append(len(all_dx_per_level[li]))
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out = {
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"_format_version": np.array([1], dtype=np.int32),
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"params": np.array([
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self.num_features, self.weak_grad, self.strong_grad,
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self.angle_range_deg[0], self.angle_range_deg[1],
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self.angle_step_deg,
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self.scale_range[0], self.scale_range[1], self.scale_step,
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self.spread_radius, self.min_feature_spacing,
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self.pyramid_levels, self.top_score_factor,
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int(self.use_polarity),
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], dtype=np.float64),
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"template_gray": self.template_gray,
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"train_mask": self._train_mask,
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"var_meta": var_meta,
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"n_levels": np.array([n_levels], dtype=np.int32),
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}
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for li in range(n_levels):
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out[f"dx_l{li}"] = np.asarray(all_dx_per_level[li], dtype=np.int32)
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|
out[f"dy_l{li}"] = np.asarray(all_dy_per_level[li], dtype=np.int32)
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||||||
|
out[f"bin_l{li}"] = np.asarray(all_bin_per_level[li], dtype=np.int8)
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||||||
|
out[f"offsets_l{li}"] = np.asarray(all_offsets_per_level[li], dtype=np.int32)
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np.savez_compressed(path, **out)
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@classmethod
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def load_model(cls, path: str) -> "LineShapeMatcher":
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"""Carica matcher pre-addestrato da .npz salvato con save_model.
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Halcon-equivalent read_shape_model. Bypassa completamente train():
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deploy production = istantaneo.
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"""
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data = np.load(path, allow_pickle=False)
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params = data["params"]
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m = cls(
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num_features=int(params[0]),
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weak_grad=float(params[1]),
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strong_grad=float(params[2]),
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angle_range_deg=(float(params[3]), float(params[4])),
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angle_step_deg=float(params[5]),
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scale_range=(float(params[6]), float(params[7])),
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scale_step=float(params[8]),
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spread_radius=int(params[9]),
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||||||
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min_feature_spacing=int(params[10]),
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pyramid_levels=int(params[11]),
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top_score_factor=float(params[12]),
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use_polarity=bool(int(params[13])),
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)
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tpl = data["template_gray"]
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if tpl.ndim > 0 and tpl.size > 0:
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m.template_gray = tpl
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m.template_size = (tpl.shape[1], tpl.shape[0])
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mk = data["train_mask"]
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m._train_mask = mk if mk.size > 0 else None
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var_meta = data["var_meta"]
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n_levels = int(data["n_levels"][0])
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offsets_l = [data[f"offsets_l{li}"] for li in range(n_levels)]
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dx_l = [data[f"dx_l{li}"] for li in range(n_levels)]
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||||||
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dy_l = [data[f"dy_l{li}"] for li in range(n_levels)]
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||||||
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bin_l = [data[f"bin_l{li}"] for li in range(n_levels)]
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||||||
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m.variants = []
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n_vars = var_meta.shape[0]
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for vi in range(n_vars):
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ang, scale, kh, kw, cxl, cyl = var_meta[vi]
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levels = []
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for li in range(n_levels):
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i0 = int(offsets_l[li][vi])
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i1 = int(offsets_l[li][vi + 1])
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levels.append(_LevelFeatures(
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dx=dx_l[li][i0:i1].copy(),
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dy=dy_l[li][i0:i1].copy(),
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||||||
|
bin=bin_l[li][i0:i1].copy(),
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||||||
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n=i1 - i0,
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))
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m.variants.append(_Variant(
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angle_deg=float(ang), scale=float(scale),
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levels=levels, kh=int(kh), kw=int(kw),
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cx_local=float(cxl), cy_local=float(cyl),
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))
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return m
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||||||
def set_angle_range_around(
|
def set_angle_range_around(
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self, center_deg: float, tolerance_deg: float,
|
self, center_deg: float, tolerance_deg: float,
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||||||
) -> None:
|
) -> None:
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@@ -324,60 +428,8 @@ class LineShapeMatcher:
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|||||||
self._train_mask = mask_full.copy()
|
self._train_mask = mask_full.copy()
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self.variants.clear()
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self.variants.clear()
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# Reset view list: template principale = view 0
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self._view_templates = [(gray.copy(), mask_full.copy())]
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||||||
# Invalida cache feature di refine: il template e cambiato.
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# Invalida cache feature di refine: il template e cambiato.
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||||||
self._refine_feat_cache = {}
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self._refine_feat_cache = {}
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||||||
self._build_variants_for_view(gray, mask_full, view_idx=0)
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self._dedup_variants()
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return len(self.variants)
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||||||
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def add_template_view(
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self, template_bgr: np.ndarray, mask: np.ndarray | None = None,
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) -> int:
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"""Aggiunge una view template extra all'ensemble (Halcon-style
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create_aniso_shape_model con fusione N viste).
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Genera varianti del nuovo template con stessi parametri (range
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angle/scale) e le APPENDE a self.variants. NCC/recall usano
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automaticamente il template della view che ha matchato.
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Use case: pezzo che cambia aspetto (chiaro/scuro, prima/dopo
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trattamento, illuminazioni diverse) → un solo matcher resistente.
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Ritorna numero TOTALE varianti dopo l'aggiunta. Le view sono
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indicizzate da 1 in poi (0 e' il template del train).
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"""
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if not self.variants:
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raise RuntimeError(
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"Chiamare train(template_principale) prima di add_template_view")
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gray = self._to_gray(template_bgr)
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h, w = gray.shape
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||||||
if (w, h) != self.template_size:
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||||||
# Resize per coerenza con bbox/poly
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||||||
gray = cv2.resize(gray, self.template_size, interpolation=cv2.INTER_LINEAR)
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||||||
if mask is not None:
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||||||
mask = cv2.resize(mask, self.template_size, interpolation=cv2.INTER_NEAREST)
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||||||
if mask is None:
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||||||
mask_full = np.full(gray.shape, 255, dtype=np.uint8)
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||||||
else:
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||||||
mask_full = (mask > 0).astype(np.uint8) * 255
|
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||||||
view_idx = len(self._view_templates)
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||||||
self._view_templates.append((gray.copy(), mask_full.copy()))
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||||||
n_before = len(self.variants)
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||||||
self._build_variants_for_view(gray, mask_full, view_idx=view_idx)
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||||||
self._dedup_variants()
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||||||
return len(self.variants) - n_before
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||||||
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||||||
def _build_variants_for_view(
|
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||||||
self, gray: np.ndarray, mask_full: np.ndarray, view_idx: int,
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||||||
) -> None:
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||||||
"""Estrae varianti rotate+scalate per UNA view template.
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||||||
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Estrazione algorithm identica al train() originale, separato per
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riuso da add_template_view (multi-template ensemble).
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||||||
"""
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||||||
h, w = gray.shape
|
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||||||
for s in self._scale_list():
|
for s in self._scale_list():
|
||||||
sw = max(16, int(round(w * s)))
|
sw = max(16, int(round(w * s)))
|
||||||
sh = max(16, int(round(h * s)))
|
sh = max(16, int(round(h * s)))
|
||||||
@@ -431,8 +483,9 @@ class LineShapeMatcher:
|
|||||||
levels=levels,
|
levels=levels,
|
||||||
kh=kh, kw=kw,
|
kh=kh, kw=kw,
|
||||||
cx_local=float(cx_local), cy_local=float(cy_local),
|
cx_local=float(cx_local), cy_local=float(cy_local),
|
||||||
view_idx=view_idx,
|
|
||||||
))
|
))
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||||||
|
self._dedup_variants()
|
||||||
|
return len(self.variants)
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||||||
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||||||
def _dedup_variants(self) -> int:
|
def _dedup_variants(self) -> int:
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||||||
"""Rimuove varianti con feature-set identico (post-quantizzazione).
|
"""Rimuove varianti con feature-set identico (post-quantizzazione).
|
||||||
@@ -801,23 +854,9 @@ class LineShapeMatcher:
|
|||||||
s2, cx2, cy2 = _score_at_angle(x2)
|
s2, cx2, cy2 = _score_at_angle(x2)
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||||||
return best
|
return best
|
||||||
|
|
||||||
def _get_view_template(
|
|
||||||
self, view_idx: int,
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|
||||||
) -> tuple[np.ndarray | None, np.ndarray | None]:
|
|
||||||
"""Ritorna (template_gray, mask) per la view specificata.
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||||||
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||||||
view_idx 0 = template principale (train), 1+ = view extra
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||||||
aggiunte via add_template_view. Usato per scegliere il template
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||||||
corretto in NCC/recall verification quando il matcher e'
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||||||
ensemble multi-template.
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|
||||||
"""
|
|
||||||
if 0 <= view_idx < len(self._view_templates):
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||||||
return self._view_templates[view_idx]
|
|
||||||
return self.template_gray, self._train_mask
|
|
||||||
|
|
||||||
def _verify_ncc(
|
def _verify_ncc(
|
||||||
self, scene_gray: np.ndarray, cx: float, cy: float,
|
self, scene_gray: np.ndarray, cx: float, cy: float,
|
||||||
angle_deg: float, scale: float, view_idx: int = 0,
|
angle_deg: float, scale: float,
|
||||||
) -> float:
|
) -> float:
|
||||||
"""NCC tra template warpato alla pose e scena sottostante.
|
"""NCC tra template warpato alla pose e scena sottostante.
|
||||||
|
|
||||||
@@ -829,9 +868,9 @@ class LineShapeMatcher:
|
|||||||
il matcher linemod può dare score alto su texture generiche ma
|
il matcher linemod può dare score alto su texture generiche ma
|
||||||
sovrapponendo il template gray i pixel non corrispondono.
|
sovrapponendo il template gray i pixel non corrispondono.
|
||||||
"""
|
"""
|
||||||
t, train_mask = self._get_view_template(view_idx)
|
if self.template_gray is None:
|
||||||
if t is None:
|
|
||||||
return 1.0
|
return 1.0
|
||||||
|
t = self.template_gray
|
||||||
h, w = t.shape
|
h, w = t.shape
|
||||||
cx_t = (w - 1) / 2.0
|
cx_t = (w - 1) / 2.0
|
||||||
cy_t = (h - 1) / 2.0
|
cy_t = (h - 1) / 2.0
|
||||||
@@ -856,8 +895,8 @@ class LineShapeMatcher:
|
|||||||
t, M, (cw, ch),
|
t, M, (cw, ch),
|
||||||
flags=cv2.INTER_LINEAR, borderValue=0,
|
flags=cv2.INTER_LINEAR, borderValue=0,
|
||||||
)
|
)
|
||||||
if train_mask is not None:
|
if self._train_mask is not None:
|
||||||
mask_src = train_mask
|
mask_src = self._train_mask
|
||||||
else:
|
else:
|
||||||
mask_src = np.full_like(t, 255)
|
mask_src = np.full_like(t, 255)
|
||||||
mask_w = cv2.warpAffine(
|
mask_w = cv2.warpAffine(
|
||||||
@@ -1260,10 +1299,7 @@ class LineShapeMatcher:
|
|||||||
# ranking/visualizzazione (uno score 1.0 vero richiede sia
|
# ranking/visualizzazione (uno score 1.0 vero richiede sia
|
||||||
# match shape sia template gray identici).
|
# match shape sia template gray identici).
|
||||||
if verify_ncc and float(score_f) < ncc_skip_above:
|
if verify_ncc and float(score_f) < ncc_skip_above:
|
||||||
ncc = self._verify_ncc(
|
ncc = self._verify_ncc(gray0, cx_f, cy_f, ang_f, var.scale)
|
||||||
gray0, cx_f, cy_f, ang_f, var.scale,
|
|
||||||
view_idx=getattr(var, "view_idx", 0),
|
|
||||||
)
|
|
||||||
if ncc < verify_threshold:
|
if ncc < verify_threshold:
|
||||||
continue
|
continue
|
||||||
score_f = (float(score_f) + max(0.0, ncc)) * 0.5
|
score_f = (float(score_f) + max(0.0, ncc)) * 0.5
|
||||||
|
|||||||
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