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| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
| 5059ce1d89 | |||
| f8f6a15166 | |||
| 5bd8fca248 | |||
| 796ccb8052 | |||
| 0a8a9365bb | |||
| 9ed779637e | |||
| 077d44c3c8 | |||
| e038ee3a1d | |||
| 041b26e791 | |||
| 84b73dc651 | |||
| 8d8a89ac35 | |||
| 41976f574d | |||
| 4ef7a4a85f | |||
| 7de7f35b7c | |||
| 7b014b7f69 | |||
| 367ee9aaac | |||
| 74e5a45a39 | |||
| 11c5160385 | |||
| 07bab87cb9 | |||
| a247484f36 | |||
| e188df0adb | |||
| b35d47669c | |||
| fc3b0dbc3a | |||
| 6da4dd5329 | |||
| b143c6607a | |||
| 6704d66cd5 | |||
| 4419c237b2 | |||
| f00cf9b621 | |||
| 746d1668c6 | |||
| d9a40952c4 | |||
| 6db2086ead | |||
| 27a0ef1a45 | |||
| ba4024d252 |
+380
-12
@@ -110,6 +110,118 @@ if HAS_NUMBA:
|
||||
acc[y, x] *= inv
|
||||
return acc
|
||||
|
||||
@nb.njit(cache=True, parallel=True, fastmath=True, boundscheck=False)
|
||||
def _jit_score_bitmap_rescored_strided(
|
||||
spread: np.ndarray,
|
||||
dx: np.ndarray, dy: np.ndarray, bins: np.ndarray,
|
||||
bit_active: np.uint8,
|
||||
bg: np.ndarray,
|
||||
stride: nb.int32,
|
||||
) -> np.ndarray:
|
||||
"""Variante con sub-sampling: valuta solo pixel su griglia stride×stride.
|
||||
Score restituito ha stessa shape (H, W); celle non valutate = 0.
|
||||
|
||||
4× speed-up con stride=2 (NMS recupera precisione in full-res).
|
||||
Numba prange richiede step costante: itero su indici griglia e
|
||||
moltiplico per stride dentro il body.
|
||||
"""
|
||||
H, W = spread.shape
|
||||
N = dx.shape[0]
|
||||
acc = np.zeros((H, W), dtype=np.float32)
|
||||
ny = (H + stride - 1) // stride
|
||||
nx = (W + stride - 1) // stride
|
||||
for yi in nb.prange(ny):
|
||||
y = yi * stride
|
||||
for i in range(N):
|
||||
b = bins[i]
|
||||
mask = np.uint8(1) << b
|
||||
if (bit_active & mask) == 0:
|
||||
continue
|
||||
ddy = dy[i]
|
||||
yy = y + ddy
|
||||
if yy < 0 or yy >= H:
|
||||
continue
|
||||
ddx = dx[i]
|
||||
x_lo = 0 if ddx >= 0 else -ddx
|
||||
x_hi = W if ddx <= 0 else W - ddx
|
||||
rem = x_lo % stride
|
||||
if rem != 0:
|
||||
x_lo += stride - rem
|
||||
x = x_lo
|
||||
while x < x_hi:
|
||||
if spread[yy, x + ddx] & mask:
|
||||
acc[y, x] += 1.0
|
||||
x += stride
|
||||
if N > 0:
|
||||
inv = 1.0 / N
|
||||
for yi in nb.prange(ny):
|
||||
y = yi * stride
|
||||
for xi in range(nx):
|
||||
x = xi * stride
|
||||
v = acc[y, x] * inv
|
||||
bgv = bg[y, x]
|
||||
if bgv < 1.0:
|
||||
r = (v - bgv) / (1.0 - bgv + 1e-6)
|
||||
acc[y, x] = r if r > 0.0 else 0.0
|
||||
else:
|
||||
acc[y, x] = 0.0
|
||||
return acc
|
||||
|
||||
@nb.njit(cache=True, parallel=True, fastmath=True, boundscheck=False)
|
||||
def _jit_score_bitmap_greedy(
|
||||
spread: np.ndarray,
|
||||
dx: np.ndarray, dy: np.ndarray, bins: np.ndarray,
|
||||
bit_active: np.uint8,
|
||||
min_score: nb.float32,
|
||||
greediness: nb.float32,
|
||||
) -> np.ndarray:
|
||||
"""Score bitmap con early-exit greedy (no rescore background).
|
||||
|
||||
Per ogni pixel iteriamo le N feature; abortiamo non appena diventa
|
||||
impossibile raggiungere `min_required` count anche aggiungendo
|
||||
tutte le feature rimanenti. min_required = greediness * min_score * N.
|
||||
|
||||
greediness=0 → nessun early-exit (equivalente a kernel base).
|
||||
greediness=1 → exit non appena hits + remaining < min_score * N.
|
||||
Tipico: 0.7-0.9 → 2-4x speed-up senza perdere match.
|
||||
"""
|
||||
H, W = spread.shape
|
||||
N = dx.shape[0]
|
||||
acc = np.zeros((H, W), dtype=np.float32)
|
||||
if N == 0:
|
||||
return acc
|
||||
min_req = greediness * min_score * N
|
||||
inv_N = nb.float32(1.0 / N)
|
||||
for y in nb.prange(H):
|
||||
for x in range(W):
|
||||
hits = 0
|
||||
for i in range(N):
|
||||
b = bins[i]
|
||||
mask = np.uint8(1) << b
|
||||
if (bit_active & mask) == 0:
|
||||
if hits + (N - i - 1) < min_req:
|
||||
break
|
||||
continue
|
||||
ddy = dy[i]
|
||||
yy = y + ddy
|
||||
if yy < 0 or yy >= H:
|
||||
if hits + (N - i - 1) < min_req:
|
||||
break
|
||||
continue
|
||||
ddx = dx[i]
|
||||
xx = x + ddx
|
||||
if xx < 0 or xx >= W:
|
||||
if hits + (N - i - 1) < min_req:
|
||||
break
|
||||
continue
|
||||
if spread[yy, xx] & mask:
|
||||
hits += 1
|
||||
else:
|
||||
if hits + (N - i - 1) < min_req:
|
||||
break
|
||||
acc[y, x] = nb.float32(hits) * inv_N
|
||||
return acc
|
||||
|
||||
@nb.njit(cache=True, parallel=True, fastmath=True, boundscheck=False)
|
||||
def _jit_score_bitmap_rescored(
|
||||
spread: np.ndarray, # uint8 (H, W)
|
||||
@@ -159,6 +271,122 @@ if HAS_NUMBA:
|
||||
acc[y, x] = 0.0
|
||||
return acc
|
||||
|
||||
@nb.njit(cache=True, parallel=True, fastmath=True, boundscheck=False)
|
||||
def _jit_top_max_per_variant(
|
||||
spread: np.ndarray, # uint8 (H, W)
|
||||
dx_flat: np.ndarray, # int32 (sum_N,)
|
||||
dy_flat: np.ndarray, # int32 (sum_N,)
|
||||
bins_flat: np.ndarray, # int8 (sum_N,)
|
||||
offsets: np.ndarray, # int32 (n_vars+1,) prefix sum
|
||||
bit_active: np.uint8,
|
||||
bg_per_variant: np.ndarray, # float32 (n_vars, H, W) - 1 per scala
|
||||
scale_idx: np.ndarray, # int32 (n_vars,) idx in bg_per_variant
|
||||
) -> np.ndarray:
|
||||
"""Batch: per ogni variante calcola max score (rescored bg), ritorna
|
||||
array float32 (n_vars,). Parallelismo prange ESTERNO sulle varianti
|
||||
elimina overhead di n_vars chiamate JIT separate (avg ~20us per
|
||||
chiamata su template piccoli) + pool thread Python.
|
||||
|
||||
Pensato per fase TOP del pruning quando n_vars >> n_threads.
|
||||
"""
|
||||
n_vars = offsets.shape[0] - 1
|
||||
H, W = spread.shape
|
||||
out = np.zeros(n_vars, dtype=np.float32)
|
||||
for vi in nb.prange(n_vars):
|
||||
i0 = offsets[vi]; i1 = offsets[vi + 1]
|
||||
N = i1 - i0
|
||||
if N == 0:
|
||||
out[vi] = -1.0
|
||||
continue
|
||||
si = scale_idx[vi]
|
||||
inv = nb.float32(1.0 / N)
|
||||
best = nb.float32(-1.0)
|
||||
for y in range(H):
|
||||
for x in range(W):
|
||||
s = nb.float32(0.0)
|
||||
for k in range(N):
|
||||
b = bins_flat[i0 + k]
|
||||
mask = np.uint8(1) << b
|
||||
if (bit_active & mask) == 0:
|
||||
continue
|
||||
ddy = dy_flat[i0 + k]
|
||||
yy = y + ddy
|
||||
if yy < 0 or yy >= H:
|
||||
continue
|
||||
ddx = dx_flat[i0 + k]
|
||||
xx = x + ddx
|
||||
if xx < 0 or xx >= W:
|
||||
continue
|
||||
if spread[yy, xx] & mask:
|
||||
s += nb.float32(1.0)
|
||||
s *= inv
|
||||
bgv = bg_per_variant[si, y, x]
|
||||
if bgv < 1.0:
|
||||
r = (s - bgv) / (1.0 - bgv + 1e-6)
|
||||
if r > best:
|
||||
best = r
|
||||
out[vi] = best if best > 0.0 else 0.0
|
||||
return out
|
||||
|
||||
@nb.njit(cache=True, parallel=True, fastmath=True, boundscheck=False)
|
||||
def _jit_score_bitmap_rescored_u16(
|
||||
spread: np.ndarray, # uint16 (H, W) - 16 bit di polarity-aware
|
||||
dx: np.ndarray, dy: np.ndarray, bins: np.ndarray,
|
||||
bit_active: np.uint16,
|
||||
bg: np.ndarray,
|
||||
) -> np.ndarray:
|
||||
"""Versione uint16 di _jit_score_bitmap_rescored per polarity 16-bin.
|
||||
|
||||
Identica logica ma mask = uint16(1) << b dove b in [0..15]
|
||||
(orientamento mod 2π invece di mod π).
|
||||
"""
|
||||
H, W = spread.shape
|
||||
N = dx.shape[0]
|
||||
acc = np.zeros((H, W), dtype=np.float32)
|
||||
for y in nb.prange(H):
|
||||
for i in range(N):
|
||||
b = bins[i]
|
||||
mask = np.uint16(1) << b
|
||||
if (bit_active & mask) == 0:
|
||||
continue
|
||||
ddy = dy[i]
|
||||
yy = y + ddy
|
||||
if yy < 0 or yy >= H:
|
||||
continue
|
||||
ddx = dx[i]
|
||||
x_lo = 0 if ddx >= 0 else -ddx
|
||||
x_hi = W if ddx <= 0 else W - ddx
|
||||
for x in range(x_lo, x_hi):
|
||||
if spread[yy, x + ddx] & mask:
|
||||
acc[y, x] += 1.0
|
||||
if N > 0:
|
||||
inv = 1.0 / N
|
||||
for y in nb.prange(H):
|
||||
for x in range(W):
|
||||
v = acc[y, x] * inv
|
||||
bgv = bg[y, x]
|
||||
if bgv < 1.0:
|
||||
r = (v - bgv) / (1.0 - bgv + 1e-6)
|
||||
acc[y, x] = r if r > 0.0 else 0.0
|
||||
else:
|
||||
acc[y, x] = 0.0
|
||||
return acc
|
||||
|
||||
@nb.njit(cache=True, parallel=True, fastmath=True, boundscheck=False)
|
||||
def _jit_popcount_density_u16(spread: np.ndarray) -> np.ndarray:
|
||||
"""Popcount per uint16 (16 bin polarity)."""
|
||||
H, W = spread.shape
|
||||
out = np.zeros((H, W), dtype=np.float32)
|
||||
for y in nb.prange(H):
|
||||
for x in range(W):
|
||||
v = spread[y, x]
|
||||
cnt = 0
|
||||
for b in range(16):
|
||||
if v & (np.uint16(1) << b):
|
||||
cnt += 1
|
||||
out[y, x] = float(cnt)
|
||||
return out
|
||||
|
||||
@nb.njit(cache=True, parallel=True, fastmath=True, boundscheck=False)
|
||||
def _jit_popcount_density(spread: np.ndarray) -> np.ndarray:
|
||||
"""Conta bit set per pixel: ritorna (H, W) float32 in [0..8]."""
|
||||
@@ -185,7 +413,25 @@ if HAS_NUMBA:
|
||||
_jit_score_bitmap(spread, dx, dy, b, np.uint8(0xFF))
|
||||
bg = np.zeros((32, 32), dtype=np.float32)
|
||||
_jit_score_bitmap_rescored(spread, dx, dy, b, np.uint8(0xFF), bg)
|
||||
_jit_score_bitmap_rescored_strided(
|
||||
spread, dx, dy, b, np.uint8(0xFF), bg, np.int32(2),
|
||||
)
|
||||
_jit_score_bitmap_greedy(
|
||||
spread, dx, dy, b, np.uint8(0xFF),
|
||||
np.float32(0.5), np.float32(0.8),
|
||||
)
|
||||
offsets = np.array([0, 1], dtype=np.int32)
|
||||
scale_idx = np.zeros(1, dtype=np.int32)
|
||||
bg_pv = np.zeros((1, 32, 32), dtype=np.float32)
|
||||
_jit_top_max_per_variant(
|
||||
spread, dx, dy, b, offsets, np.uint8(0xFF), bg_pv, scale_idx,
|
||||
)
|
||||
_jit_popcount_density(spread)
|
||||
spread16 = np.zeros((32, 32), dtype=np.uint16)
|
||||
_jit_score_bitmap_rescored_u16(
|
||||
spread16, dx, dy, b, np.uint16(0xFFFF), bg,
|
||||
)
|
||||
_jit_popcount_density_u16(spread16)
|
||||
|
||||
else: # pragma: no cover
|
||||
|
||||
@@ -198,6 +444,24 @@ else: # pragma: no cover
|
||||
def _jit_score_bitmap_rescored(spread, dx, dy, bins, bit_active, bg):
|
||||
raise RuntimeError("numba non disponibile")
|
||||
|
||||
def _jit_score_bitmap_rescored_strided(spread, dx, dy, bins, bit_active, bg, stride):
|
||||
raise RuntimeError("numba non disponibile")
|
||||
|
||||
def _jit_score_bitmap_greedy(spread, dx, dy, bins, bit_active, min_score, greediness):
|
||||
raise RuntimeError("numba non disponibile")
|
||||
|
||||
def _jit_top_max_per_variant(
|
||||
spread, dx_flat, dy_flat, bins_flat, offsets, bit_active,
|
||||
bg_per_variant, scale_idx,
|
||||
):
|
||||
raise RuntimeError("numba non disponibile")
|
||||
|
||||
def _jit_score_bitmap_rescored_u16(spread, dx, dy, bins, bit_active, bg):
|
||||
raise RuntimeError("numba non disponibile")
|
||||
|
||||
def _jit_popcount_density_u16(spread):
|
||||
raise RuntimeError("numba non disponibile")
|
||||
|
||||
def _jit_popcount_density(spread):
|
||||
raise RuntimeError("numba non disponibile")
|
||||
|
||||
@@ -228,28 +492,132 @@ def score_bitmap(
|
||||
|
||||
def score_bitmap_rescored(
|
||||
spread: np.ndarray, dx: np.ndarray, dy: np.ndarray, bins: np.ndarray,
|
||||
bit_active: int, bg: np.ndarray,
|
||||
bit_active: int, bg: np.ndarray, stride: int = 1,
|
||||
) -> np.ndarray:
|
||||
"""Score bitmap + rescore fusi in un solo pass (JIT)."""
|
||||
"""Score bitmap + rescore fusi in un solo pass (JIT).
|
||||
|
||||
Dispatch per dtype: uint16 → kernel polarity 16-bin, uint8 → kernel
|
||||
standard 8-bin (con eventuale stride > 1 per coarse top-level).
|
||||
"""
|
||||
if HAS_NUMBA and len(dx) > 0:
|
||||
return _jit_score_bitmap_rescored(
|
||||
np.ascontiguousarray(spread, dtype=np.uint8),
|
||||
np.ascontiguousarray(dx, dtype=np.int32),
|
||||
np.ascontiguousarray(dy, dtype=np.int32),
|
||||
np.ascontiguousarray(bins, dtype=np.int8),
|
||||
np.uint8(bit_active),
|
||||
np.ascontiguousarray(bg, dtype=np.float32),
|
||||
dx_c = np.ascontiguousarray(dx, dtype=np.int32)
|
||||
dy_c = np.ascontiguousarray(dy, dtype=np.int32)
|
||||
bins_c = np.ascontiguousarray(bins, dtype=np.int8)
|
||||
bg_c = np.ascontiguousarray(bg, dtype=np.float32)
|
||||
if spread.dtype == np.uint16:
|
||||
spread_c = np.ascontiguousarray(spread, dtype=np.uint16)
|
||||
return _jit_score_bitmap_rescored_u16(
|
||||
spread_c, dx_c, dy_c, bins_c, np.uint16(bit_active), bg_c,
|
||||
)
|
||||
# Fallback: chiamate separate
|
||||
spread_c = np.ascontiguousarray(spread, dtype=np.uint8)
|
||||
if stride > 1:
|
||||
return _jit_score_bitmap_rescored_strided(
|
||||
spread_c, dx_c, dy_c, bins_c, np.uint8(bit_active), bg_c,
|
||||
np.int32(stride),
|
||||
)
|
||||
return _jit_score_bitmap_rescored(
|
||||
spread_c, dx_c, dy_c, bins_c, np.uint8(bit_active), bg_c,
|
||||
)
|
||||
# Fallback: chiamate separate (stride ignorato in fallback)
|
||||
score = score_bitmap(spread, dx, dy, bins, bit_active)
|
||||
out = (score - bg) / (1.0 - bg + 1e-6)
|
||||
return np.maximum(0.0, out).astype(np.float32)
|
||||
|
||||
|
||||
def score_bitmap_greedy(
|
||||
spread: np.ndarray, dx: np.ndarray, dy: np.ndarray, bins: np.ndarray,
|
||||
bit_active: int, min_score: float, greediness: float,
|
||||
) -> np.ndarray:
|
||||
"""Score bitmap con early-exit greedy. Per coarse-pass aggressivo.
|
||||
|
||||
Non applica rescore background: usare quando la scena ha basso clutter
|
||||
o quando si vuole mass-prune varianti via top-level rapidamente.
|
||||
"""
|
||||
if HAS_NUMBA and len(dx) > 0:
|
||||
return _jit_score_bitmap_greedy(
|
||||
np.ascontiguousarray(spread, dtype=np.uint8),
|
||||
np.ascontiguousarray(dx, dtype=np.int32),
|
||||
np.ascontiguousarray(dy, dtype=np.int32),
|
||||
np.ascontiguousarray(bins, dtype=np.int8),
|
||||
np.uint8(bit_active),
|
||||
np.float32(min_score), np.float32(greediness),
|
||||
)
|
||||
# Fallback: kernel base senza early-exit
|
||||
return score_bitmap(spread, dx, dy, bins, bit_active)
|
||||
|
||||
|
||||
def top_max_per_variant(
|
||||
spread: np.ndarray,
|
||||
dx_list: list, dy_list: list, bin_list: list,
|
||||
bg_per_scale: dict,
|
||||
variant_scales: list,
|
||||
bit_active: int,
|
||||
) -> np.ndarray:
|
||||
"""Wrapper: prepara buffer flat e chiama kernel batch su tutte le varianti.
|
||||
|
||||
Parallelismo Numba prange-esterno sulle varianti (n_vars >> n_threads
|
||||
tipicamente per top-pruning) → meglio del thread-pool Python che paga
|
||||
overhead di n_vars chiamate JIT separate.
|
||||
"""
|
||||
if not HAS_NUMBA or len(dx_list) == 0:
|
||||
return np.array([], dtype=np.float32)
|
||||
n_vars = len(dx_list)
|
||||
sizes = [len(d) for d in dx_list]
|
||||
offsets = np.zeros(n_vars + 1, dtype=np.int32)
|
||||
offsets[1:] = np.cumsum(sizes)
|
||||
total = int(offsets[-1])
|
||||
dx_flat = np.empty(total, dtype=np.int32)
|
||||
dy_flat = np.empty(total, dtype=np.int32)
|
||||
bins_flat = np.empty(total, dtype=np.int8)
|
||||
for vi, (dx, dy, bn) in enumerate(zip(dx_list, dy_list, bin_list)):
|
||||
i0 = int(offsets[vi]); i1 = int(offsets[vi + 1])
|
||||
dx_flat[i0:i1] = dx
|
||||
dy_flat[i0:i1] = dy
|
||||
bins_flat[i0:i1] = bn
|
||||
# bg per variante: indicizzato per scala
|
||||
scales_unique = sorted(bg_per_scale.keys())
|
||||
scale_to_idx = {s: i for i, s in enumerate(scales_unique)}
|
||||
H, W = spread.shape
|
||||
bg_pv = np.empty((len(scales_unique), H, W), dtype=np.float32)
|
||||
for s, idx in scale_to_idx.items():
|
||||
bg_pv[idx] = bg_per_scale[s]
|
||||
scale_idx = np.array(
|
||||
[scale_to_idx[s] for s in variant_scales], dtype=np.int32,
|
||||
)
|
||||
return _jit_top_max_per_variant(
|
||||
np.ascontiguousarray(spread, dtype=np.uint8),
|
||||
dx_flat, dy_flat, bins_flat, offsets, np.uint8(bit_active),
|
||||
bg_pv, scale_idx,
|
||||
)
|
||||
|
||||
|
||||
_HAS_NP_BITCOUNT = hasattr(np, "bitwise_count")
|
||||
|
||||
|
||||
def popcount_density(spread: np.ndarray) -> np.ndarray:
|
||||
"""Conta bit set per pixel.
|
||||
|
||||
Order:
|
||||
1) Numba JIT parallel (preferito: piu veloce su 1080p, 0.5ms vs 1.6ms)
|
||||
2) numpy.bitwise_count (NumPy 2.0+, SIMD ma single-thread)
|
||||
3) Fallback numpy bit-shift puro
|
||||
"""
|
||||
if spread.dtype == np.uint16:
|
||||
spread_c = np.ascontiguousarray(spread, dtype=np.uint16)
|
||||
if HAS_NUMBA:
|
||||
return _jit_popcount_density(np.ascontiguousarray(spread, dtype=np.uint8))
|
||||
# Fallback
|
||||
return _jit_popcount_density_u16(spread_c)
|
||||
if _HAS_NP_BITCOUNT:
|
||||
return np.bitwise_count(spread_c).astype(np.float32, copy=False)
|
||||
H, W = spread_c.shape
|
||||
out = np.zeros((H, W), dtype=np.float32)
|
||||
for b in range(16):
|
||||
out += ((spread_c >> b) & 1).astype(np.float32)
|
||||
return out
|
||||
spread_c = np.ascontiguousarray(spread, dtype=np.uint8)
|
||||
if HAS_NUMBA:
|
||||
return _jit_popcount_density(spread_c)
|
||||
if _HAS_NP_BITCOUNT:
|
||||
return np.bitwise_count(spread_c).astype(np.float32, copy=False)
|
||||
H, W = spread.shape
|
||||
out = np.zeros((H, W), dtype=np.float32)
|
||||
for b in range(8):
|
||||
|
||||
+26
-5
@@ -152,14 +152,27 @@ def _cache_key(template_bgr: np.ndarray, mask: np.ndarray | None) -> str:
|
||||
return h.hexdigest()
|
||||
|
||||
|
||||
def auto_tune(template_bgr: np.ndarray, mask: np.ndarray | None = None) -> dict:
|
||||
def auto_tune(
|
||||
template_bgr: np.ndarray,
|
||||
mask: np.ndarray | None = None,
|
||||
angle_tolerance_deg: float | None = None,
|
||||
angle_center_deg: float = 0.0,
|
||||
) -> dict:
|
||||
"""Analizza template e ritorna dict parametri suggeriti.
|
||||
|
||||
Chiavi compatibili con edit_params PARAM_SCHEMA.
|
||||
|
||||
angle_tolerance_deg: se != None, restringe angle_range a
|
||||
(center - tol, center + tol). Usare quando l'orientamento del
|
||||
pezzo e' noto a priori (feeder con guida, posizionamento
|
||||
meccanico): training molto piu rapido (24x meno varianti per
|
||||
tol=15° vs 360° pieno).
|
||||
|
||||
Risultato cachato in-memory (LRU): ri-chiamare con stessa ROI è O(1).
|
||||
"""
|
||||
ck = _cache_key(template_bgr, mask)
|
||||
if angle_tolerance_deg is not None:
|
||||
ck = f"{ck}|tol={angle_tolerance_deg}|c={angle_center_deg}"
|
||||
cached = _TUNE_CACHE.get(ck)
|
||||
if cached is not None:
|
||||
_TUNE_CACHE.move_to_end(ck)
|
||||
@@ -208,7 +221,12 @@ def auto_tune(template_bgr: np.ndarray, mask: np.ndarray | None = None) -> dict:
|
||||
# spread_radius proporzionale a risoluzione + pyramid (tolleranza ~1% dim)
|
||||
spread_radius = int(np.clip(max(3, min_side * 0.02), 3, 8))
|
||||
|
||||
# angle range ridotto se simmetria rotazionale
|
||||
# angle range: priorita' a tolerance hint utente, poi simmetria rotazionale.
|
||||
if angle_tolerance_deg is not None:
|
||||
angle_min = float(angle_center_deg - angle_tolerance_deg)
|
||||
angle_max = float(angle_center_deg + angle_tolerance_deg)
|
||||
else:
|
||||
angle_min = 0.0
|
||||
angle_max = 360.0 / sym["order"] if sym["order"] > 1 else 360.0
|
||||
|
||||
# min_score: se entropia orient alta → template distintivo → soglia alta ok
|
||||
@@ -220,12 +238,15 @@ def auto_tune(template_bgr: np.ndarray, mask: np.ndarray | None = None) -> dict:
|
||||
else:
|
||||
min_score = 0.45
|
||||
|
||||
# angle step: 5° default; se simmetria, mantengo step ma range ridotto
|
||||
angle_step = 5.0
|
||||
# angle step adattivo (Halcon-style): atan(2/max_side) deg, clampato.
|
||||
# Template grande → step fine (rotazione minima visibile su perimetro).
|
||||
# Template piccolo → step grosso (over-sampling = sprecato).
|
||||
max_side = max(h, w)
|
||||
angle_step = float(np.clip(np.degrees(np.arctan2(2.0, max_side)), 1.0, 8.0))
|
||||
|
||||
result = {
|
||||
"backend": "line",
|
||||
"angle_min": 0.0,
|
||||
"angle_min": angle_min,
|
||||
"angle_max": angle_max,
|
||||
"angle_step": angle_step,
|
||||
"scale_min": 1.0,
|
||||
|
||||
+449
-37
@@ -40,11 +40,35 @@ from pm2d._jit_kernels import (
|
||||
score_by_shift as _jit_score_by_shift,
|
||||
score_bitmap as _jit_score_bitmap,
|
||||
score_bitmap_rescored as _jit_score_bitmap_rescored,
|
||||
score_bitmap_greedy as _jit_score_bitmap_greedy,
|
||||
top_max_per_variant as _jit_top_max_per_variant,
|
||||
popcount_density as _jit_popcount,
|
||||
HAS_NUMBA,
|
||||
)
|
||||
|
||||
N_BINS = 8 # orientamenti quantizzati modulo π
|
||||
N_BINS = 8 # default: orientamento mod π (no polarity)
|
||||
N_BINS_POL = 16 # use_polarity=True: orientamento mod 2π (con polarity)
|
||||
|
||||
|
||||
def _poly_iou(p1: np.ndarray, p2: np.ndarray) -> float:
|
||||
"""IoU tra due poligoni convessi (4 vertici, float32) via cv2.intersectConvexConvex.
|
||||
|
||||
Usa OpenCV (cv2.intersectConvexConvex) per intersezione esatta:
|
||||
ritorna area intersezione / area unione. Robusto a rotazioni
|
||||
qualsiasi (anti-orarie/orarie) - cv2 normalizza orientamento.
|
||||
"""
|
||||
a1 = float(cv2.contourArea(p1))
|
||||
a2 = float(cv2.contourArea(p2))
|
||||
if a1 <= 0 or a2 <= 0:
|
||||
return 0.0
|
||||
inter_area, _ = cv2.intersectConvexConvex(
|
||||
p1.astype(np.float32), p2.astype(np.float32),
|
||||
)
|
||||
inter_area = float(inter_area)
|
||||
if inter_area <= 0:
|
||||
return 0.0
|
||||
union = a1 + a2 - inter_area
|
||||
return inter_area / union if union > 0 else 0.0
|
||||
|
||||
|
||||
def _oriented_bbox_polygon(
|
||||
@@ -120,6 +144,7 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
pyramid_levels: int = 2,
|
||||
top_score_factor: float = 0.5,
|
||||
n_threads: int | None = None,
|
||||
use_polarity: bool = False,
|
||||
) -> None:
|
||||
self.num_features = num_features
|
||||
self.weak_grad = weak_grad
|
||||
@@ -133,6 +158,12 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
self.pyramid_levels = max(1, pyramid_levels)
|
||||
self.top_score_factor = top_score_factor
|
||||
self.n_threads = n_threads or max(1, (os.cpu_count() or 2) - 1)
|
||||
# Polarity-aware: 16 bin (orientamento mod 2π) usando bitmap uint16.
|
||||
# Distingue edge "chiaro→scuro" da "scuro→chiaro" → 2x selettività.
|
||||
# Usare quando background di scena varia (chiaro/scuro) e orientamento
|
||||
# template e' direzionale.
|
||||
self.use_polarity = use_polarity
|
||||
self._n_bins = N_BINS_POL if use_polarity else N_BINS
|
||||
|
||||
self.variants: list[_Variant] = []
|
||||
self.template_size: tuple[int, int] = (0, 0)
|
||||
@@ -148,12 +179,17 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
return cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
|
||||
return img
|
||||
|
||||
@staticmethod
|
||||
def _gradient(gray: np.ndarray) -> tuple[np.ndarray, np.ndarray]:
|
||||
def _gradient(self, gray: np.ndarray) -> tuple[np.ndarray, np.ndarray]:
|
||||
gx = cv2.Sobel(gray, cv2.CV_32F, 1, 0, ksize=3)
|
||||
gy = cv2.Sobel(gray, cv2.CV_32F, 0, 1, ksize=3)
|
||||
mag = cv2.magnitude(gx, gy)
|
||||
ang = np.arctan2(gy, gx)
|
||||
ang = np.arctan2(gy, gx) # [-π, π]
|
||||
if self.use_polarity:
|
||||
# Mod 2π: bin 0..15 codifica direzione + polarity edge.
|
||||
ang_full = np.where(ang < 0, ang + 2.0 * np.pi, ang)
|
||||
bins = np.floor(ang_full / (2.0 * np.pi) * N_BINS_POL).astype(np.int16)
|
||||
bins = np.clip(bins, 0, N_BINS_POL - 1)
|
||||
else:
|
||||
ang_mod = np.where(ang < 0, ang + np.pi, ang)
|
||||
bins = np.floor(ang_mod / np.pi * N_BINS).astype(np.int16)
|
||||
bins = np.clip(bins, 0, N_BINS - 1)
|
||||
@@ -190,6 +226,26 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
np.array(picked_y, np.int32),
|
||||
np.array(picked_b, np.int8))
|
||||
|
||||
def set_angle_range_around(
|
||||
self, center_deg: float, tolerance_deg: float,
|
||||
) -> None:
|
||||
"""Restringe angle_range a (center - tol, center + tol).
|
||||
|
||||
Comodo helper per scenari in cui l'orientamento del pezzo e'
|
||||
noto a priori entro ±tolerance_deg (es. feeder vibrante con
|
||||
guida meccanica). Riduce drasticamente le varianti generate
|
||||
in train(): es. ±15° vs 360° = 24x meno varianti, training
|
||||
e matching molto piu veloci.
|
||||
|
||||
Esempio:
|
||||
m.set_angle_range_around(0, 20) # cerca solo in [-20, +20]
|
||||
m.train(template)
|
||||
"""
|
||||
self.angle_range_deg = (
|
||||
float(center_deg - tolerance_deg),
|
||||
float(center_deg + tolerance_deg),
|
||||
)
|
||||
|
||||
def _scale_list(self) -> list[float]:
|
||||
s0, s1 = self.scale_range
|
||||
if s0 >= s1 or self.scale_step <= 0:
|
||||
@@ -197,12 +253,31 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
n = int(np.floor((s1 - s0) / self.scale_step)) + 1
|
||||
return [float(s0 + i * self.scale_step) for i in range(n)]
|
||||
|
||||
def _auto_angle_step(self) -> float:
|
||||
"""Step angolare derivato da dimensione template (Halcon-style).
|
||||
|
||||
Formula: step ≈ atan(2 / max_side) gradi. Garantisce che la
|
||||
rotazione minima produca uno spostamento di ≥2 px sul perimetro
|
||||
del template (sotto sample il matching coarse perde candidati).
|
||||
Clampato in [0.5°, 10°].
|
||||
"""
|
||||
max_side = max(self.template_size) if self.template_size != (0, 0) else 64
|
||||
step = math.degrees(math.atan2(2.0, float(max_side)))
|
||||
return float(np.clip(step, 0.5, 10.0))
|
||||
|
||||
def _effective_angle_step(self) -> float:
|
||||
"""Risolve angle_step_deg gestendo modalità auto (<=0)."""
|
||||
if self.angle_step_deg <= 0:
|
||||
return self._auto_angle_step()
|
||||
return self.angle_step_deg
|
||||
|
||||
def _angle_list(self) -> list[float]:
|
||||
a0, a1 = self.angle_range_deg
|
||||
if self.angle_step_deg <= 0 or a0 >= a1:
|
||||
step = self._effective_angle_step()
|
||||
if step <= 0 or a0 >= a1:
|
||||
return [float(a0)]
|
||||
n = int(np.floor((a1 - a0) / self.angle_step_deg))
|
||||
return [float(a0 + i * self.angle_step_deg) for i in range(n)]
|
||||
n = int(np.floor((a1 - a0) / step))
|
||||
return [float(a0 + i * step) for i in range(n)]
|
||||
|
||||
# --- Training ------------------------------------------------------
|
||||
|
||||
@@ -239,6 +314,8 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
self._train_mask = mask_full.copy()
|
||||
|
||||
self.variants.clear()
|
||||
# Invalida cache feature di refine: il template e cambiato.
|
||||
self._refine_feat_cache = {}
|
||||
for s in self._scale_list():
|
||||
sw = max(16, int(round(w * s)))
|
||||
sh = max(16, int(round(h * s)))
|
||||
@@ -293,8 +370,42 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
kh=kh, kw=kw,
|
||||
cx_local=float(cx_local), cy_local=float(cy_local),
|
||||
))
|
||||
self._dedup_variants()
|
||||
return len(self.variants)
|
||||
|
||||
def _dedup_variants(self) -> int:
|
||||
"""Rimuove varianti con feature-set identico (post-quantizzazione).
|
||||
|
||||
Halcon-style: con angle range = (0, 360) e simmetrie del template,
|
||||
molte rotazioni producono lo stesso set quantizzato di feature.
|
||||
Es: quadrato a 0/90/180/270 deg → stesse features (modulo permutazione).
|
||||
Hash su feature ordinate (livello 0, full-res) elimina i duplicati.
|
||||
|
||||
Vantaggio: meno varianti = meno chiamate kernel JIT al top-level
|
||||
senza perdere copertura angolare effettiva. Per template asimmetrici
|
||||
non rimuove nulla.
|
||||
"""
|
||||
seen: dict[bytes, int] = {}
|
||||
kept: list[_Variant] = []
|
||||
removed = 0
|
||||
for var in self.variants:
|
||||
lvl0 = var.levels[0]
|
||||
order = np.lexsort((lvl0.bin, lvl0.dy, lvl0.dx))
|
||||
key = (
|
||||
lvl0.dx[order].tobytes()
|
||||
+ b"|" + lvl0.dy[order].tobytes()
|
||||
+ b"|" + lvl0.bin[order].tobytes()
|
||||
+ b"|" + str(round(var.scale, 4)).encode()
|
||||
)
|
||||
h = key # diretto, senza hash crypto (collision ok solo se identici)
|
||||
if h in seen:
|
||||
removed += 1
|
||||
continue
|
||||
seen[h] = len(kept)
|
||||
kept.append(var)
|
||||
self.variants = kept
|
||||
return removed
|
||||
|
||||
# --- Matching ------------------------------------------------------
|
||||
|
||||
def _response_map(self, gray: np.ndarray) -> np.ndarray:
|
||||
@@ -312,20 +423,22 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
return raw
|
||||
|
||||
def _spread_bitmap(self, gray: np.ndarray) -> np.ndarray:
|
||||
"""Spread bitmap uint8: bit b acceso dove bin b è presente nel raggio.
|
||||
"""Spread bitmap: bit b acceso dove bin b è presente nel raggio.
|
||||
|
||||
Formato compatto 32× più denso della response map (N_BINS, H, W) float32.
|
||||
dtype: uint8 per N_BINS=8, uint16 per N_BINS_POL=16 (use_polarity).
|
||||
"""
|
||||
mag, bins = self._gradient(gray)
|
||||
valid = mag >= self.weak_grad
|
||||
k = 2 * self.spread_radius + 1
|
||||
kernel = np.ones((k, k), dtype=np.uint8)
|
||||
H, W = gray.shape
|
||||
spread = np.zeros((H, W), dtype=np.uint8)
|
||||
for b in range(N_BINS):
|
||||
nb = self._n_bins
|
||||
dtype = np.uint16 if nb > 8 else np.uint8
|
||||
spread = np.zeros((H, W), dtype=dtype)
|
||||
for b in range(nb):
|
||||
mask_b = ((bins == b) & valid).astype(np.uint8)
|
||||
d = cv2.dilate(mask_b, kernel)
|
||||
spread |= (d << b)
|
||||
spread |= (d.astype(dtype) << b)
|
||||
return spread
|
||||
|
||||
@staticmethod
|
||||
@@ -513,11 +626,13 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
l'angolo con score massimo (parabolic fit sulle 3 score centrali).
|
||||
Ritorna (angle_refined, score, cx_refined, cy_refined).
|
||||
"""
|
||||
# Se il match grezzo è già quasi perfetto, NON refinare
|
||||
if original_score is not None and original_score >= 0.99:
|
||||
return (angle_deg, original_score, cx, cy)
|
||||
# NB: rimosso early-skip su score >= 0.99. Lo score linemod/shape
|
||||
# satura facilmente a 1.0 (specie con pyramid_propagate o spread
|
||||
# ampio) ma NON garantisce angolo preciso: l'angolo grezzo della
|
||||
# variante e' quantizzato a multipli di angle_step (5 deg default).
|
||||
# Refine angolare e' essenziale per orientamento sub-step.
|
||||
if search_radius is None:
|
||||
search_radius = self.angle_step_deg / 2.0
|
||||
search_radius = self._effective_angle_step() / 2.0
|
||||
|
||||
h, w = template_gray.shape
|
||||
sw = max(16, int(round(w * scale)))
|
||||
@@ -535,9 +650,24 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
H, W = spread0.shape
|
||||
margin = 3
|
||||
|
||||
# Cache template features per angolo (chiave: int(round(ang*20)) =
|
||||
# bucket di 0.05°). Golden-search ricontratto puo richiedere lo
|
||||
# stesso bucket piu volte; evita re-warp+gradient+extract (costoso).
|
||||
# Cache a livello matcher per riusare tra chiamate find() su scene
|
||||
# diverse: la rotazione del template non dipende dalla scena.
|
||||
if not hasattr(self, '_refine_feat_cache'):
|
||||
self._refine_feat_cache = {}
|
||||
feat_cache = self._refine_feat_cache
|
||||
cache_scale_key = round(scale * 1000)
|
||||
|
||||
def _score_at_angle(off: float) -> tuple[float, float, float]:
|
||||
"""Ritorna (score, best_cx, best_cy) per angolo = angle_deg + off."""
|
||||
ang = angle_deg + off
|
||||
ck = (round(ang * 20), cache_scale_key)
|
||||
cached = feat_cache.get(ck)
|
||||
if cached is not None:
|
||||
fx, fy, fb = cached
|
||||
else:
|
||||
M = cv2.getRotationMatrix2D(center, ang, 1.0)
|
||||
gray_r = cv2.warpAffine(gray_p, M, (diag, diag),
|
||||
flags=cv2.INTER_LINEAR,
|
||||
@@ -546,6 +676,10 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
flags=cv2.INTER_NEAREST, borderValue=0)
|
||||
mag, bins = self._gradient(gray_r)
|
||||
fx, fy, fb = self._extract_features(mag, bins, mask_r)
|
||||
# LRU semplice: limita cache a ~256 angoli (8 angoli * 32 candidati)
|
||||
if len(feat_cache) > 256:
|
||||
feat_cache.pop(next(iter(feat_cache)))
|
||||
feat_cache[ck] = (fx, fy, fb)
|
||||
if len(fx) < 8:
|
||||
return (0.0, cx, cy)
|
||||
dx = (fx - center[0]).astype(np.int32)
|
||||
@@ -554,9 +688,10 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
x_lo = int(cx) - margin; x_hi = int(cx) + margin + 1
|
||||
sh_w = y_hi - y_lo; sw_w = x_hi - x_lo
|
||||
acc = np.zeros((sh_w, sw_w), dtype=np.float32)
|
||||
spread_dtype = spread0.dtype.type
|
||||
for i in range(len(dx)):
|
||||
ddx = int(dx[i]); ddy = int(dy[i]); b = int(fb[i])
|
||||
bit = np.uint8(1 << b)
|
||||
bit = spread_dtype(1 << b)
|
||||
sy0 = y_lo + ddy; sy1 = y_hi + ddy
|
||||
sx0 = x_lo + ddx; sx1 = x_hi + ddx
|
||||
a_y0 = max(0, -sy0); a_y1 = sh_w - max(0, sy1 - H)
|
||||
@@ -605,6 +740,94 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
s2, cx2, cy2 = _score_at_angle(x2)
|
||||
return best
|
||||
|
||||
def _compute_soft_score(
|
||||
self, scene_gray: np.ndarray, variant: _Variant,
|
||||
cx: float, cy: float, angle_deg: float,
|
||||
) -> float:
|
||||
"""Soft-margin gradient similarity (Halcon Metric='use_polarity').
|
||||
|
||||
Score = mean(max(0, cos(theta_template - theta_scene))) sulle
|
||||
feature template alla pose, pesato per magnitude scena. Continuo
|
||||
in [0, 1], piu discriminante della metric a bin (Y di "Halcon
|
||||
improvements"): match a leggera rotazione = penalita' graduale
|
||||
invece di on/off bin.
|
||||
|
||||
Polarity:
|
||||
- use_polarity=True: cos(theta_t - theta_s) considera direzione
|
||||
completa (mod 2pi)
|
||||
- use_polarity=False: |cos(theta_t - theta_s)| considera solo
|
||||
orientazione (mod pi)
|
||||
"""
|
||||
if self.template_gray is None:
|
||||
return 0.0
|
||||
h, w = self.template_gray.shape
|
||||
scale = variant.scale
|
||||
sw = max(16, int(round(w * scale)))
|
||||
sh = max(16, int(round(h * scale)))
|
||||
gray_s = cv2.resize(self.template_gray, (sw, sh), interpolation=cv2.INTER_LINEAR)
|
||||
mask_src = (
|
||||
self._train_mask if self._train_mask is not None
|
||||
else np.full_like(self.template_gray, 255)
|
||||
)
|
||||
mask_s = cv2.resize(mask_src, (sw, sh), interpolation=cv2.INTER_NEAREST)
|
||||
diag = int(np.ceil(np.hypot(sh, sw))) + 6
|
||||
py = (diag - sh) // 2; px = (diag - sw) // 2
|
||||
gray_p = cv2.copyMakeBorder(
|
||||
gray_s, py, diag - sh - py, px, diag - sw - px, cv2.BORDER_REPLICATE,
|
||||
)
|
||||
mask_p = cv2.copyMakeBorder(
|
||||
mask_s, py, diag - sh - py, px, diag - sw - px,
|
||||
cv2.BORDER_CONSTANT, value=0,
|
||||
)
|
||||
center = (diag / 2.0, diag / 2.0)
|
||||
M = cv2.getRotationMatrix2D(center, angle_deg, 1.0)
|
||||
gray_r = cv2.warpAffine(gray_p, M, (diag, diag),
|
||||
flags=cv2.INTER_LINEAR,
|
||||
borderMode=cv2.BORDER_REPLICATE)
|
||||
mask_r = cv2.warpAffine(mask_p, M, (diag, diag),
|
||||
flags=cv2.INTER_NEAREST, borderValue=0)
|
||||
# Gradient template (continuo, non quantizzato)
|
||||
gx_t = cv2.Sobel(gray_r, cv2.CV_32F, 1, 0, ksize=3)
|
||||
gy_t = cv2.Sobel(gray_r, cv2.CV_32F, 0, 1, ksize=3)
|
||||
mag_t = cv2.magnitude(gx_t, gy_t)
|
||||
# Estrai posizioni feature alla pose
|
||||
_, bins_t = self._gradient(gray_r)
|
||||
fx, fy, _ = self._extract_features(mag_t, bins_t, mask_r)
|
||||
if len(fx) < 4:
|
||||
return 0.0
|
||||
# Gradient scena (continuo)
|
||||
gx_s = cv2.Sobel(scene_gray, cv2.CV_32F, 1, 0, ksize=3)
|
||||
gy_s = cv2.Sobel(scene_gray, cv2.CV_32F, 0, 1, ksize=3)
|
||||
H, W = scene_gray.shape
|
||||
ix = int(round(cx)); iy = int(round(cy))
|
||||
sims = []
|
||||
weights = []
|
||||
for i in range(len(fx)):
|
||||
xs = ix + int(fx[i] - center[0])
|
||||
ys = iy + int(fy[i] - center[1])
|
||||
if not (0 <= xs < W and 0 <= ys < H):
|
||||
continue
|
||||
tx = float(gx_t[int(fy[i]), int(fx[i])])
|
||||
ty = float(gy_t[int(fy[i]), int(fx[i])])
|
||||
sx = float(gx_s[ys, xs]); sy = float(gy_s[ys, xs])
|
||||
tm = math.hypot(tx, ty); sm = math.hypot(sx, sy)
|
||||
if tm < 1e-3 or sm < 1e-3:
|
||||
continue
|
||||
# cos(theta_t - theta_s) = (tx*sx + ty*sy) / (tm*sm)
|
||||
cos_sim = (tx * sx + ty * sy) / (tm * sm)
|
||||
if not self.use_polarity:
|
||||
# Mod pi: |cos| considera solo orientazione (no polarity)
|
||||
cos_sim = abs(cos_sim)
|
||||
else:
|
||||
cos_sim = max(0.0, cos_sim)
|
||||
sims.append(cos_sim)
|
||||
weights.append(min(sm, 255.0))
|
||||
if not sims:
|
||||
return 0.0
|
||||
sims_arr = np.asarray(sims, dtype=np.float32)
|
||||
w_arr = np.asarray(weights, dtype=np.float32)
|
||||
return float((sims_arr * w_arr).sum() / (w_arr.sum() + 1e-9))
|
||||
|
||||
def _verify_ncc(
|
||||
self, scene_gray: np.ndarray, cx: float, cy: float,
|
||||
angle_deg: float, scale: float,
|
||||
@@ -661,7 +884,15 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
scn = scn_crop[valid].astype(np.float32)
|
||||
tm = tpl - tpl.mean()
|
||||
sm = scn - scn.mean()
|
||||
denom = np.sqrt((tm * tm).sum() * (sm * sm).sum()) + 1e-9
|
||||
# Std minimo: se template o scena patch sono quasi uniformi
|
||||
# (es. zona di sfondo bianco/nero), NCC e instabile e da false
|
||||
# high-correlation. Halcon-style: scarta match.
|
||||
tpl_var = float((tm * tm).sum())
|
||||
scn_var = float((sm * sm).sum())
|
||||
n_pix = float(valid.sum())
|
||||
if tpl_var < 1e-3 * n_pix or scn_var < 1e-3 * n_pix:
|
||||
return 0.0
|
||||
denom = np.sqrt(tpl_var * scn_var) + 1e-9
|
||||
return float((tm * sm).sum() / denom)
|
||||
|
||||
def find(
|
||||
@@ -674,9 +905,18 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
subpixel: bool = True,
|
||||
verify_ncc: bool = True,
|
||||
verify_threshold: float = 0.4,
|
||||
ncc_skip_above: float = 1.01, # disabilitato di default: NCC sempre
|
||||
coarse_angle_factor: int = 2,
|
||||
coarse_stride: int = 1,
|
||||
scale_penalty: float = 0.0,
|
||||
search_roi: tuple[int, int, int, int] | None = None,
|
||||
pyramid_propagate: bool = False, # off di default: meno duplicati
|
||||
propagate_topk: int = 4,
|
||||
refine_pose_joint: bool = False,
|
||||
greediness: float = 0.0,
|
||||
batch_top: bool = False,
|
||||
nms_iou_threshold: float = 0.3,
|
||||
use_soft_score: bool = False,
|
||||
) -> list[Match]:
|
||||
"""
|
||||
scale_penalty: se > 0, riduce lo score per match a scala diversa da 1.0:
|
||||
@@ -684,11 +924,30 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
Utile se l'operatore vuole che match "identico al template anche per
|
||||
dimensione" abbia score più alto di match "stessa forma, dimensione
|
||||
diversa". scale_penalty=0 (default) = comportamento shape puro.
|
||||
|
||||
search_roi: (x, y, w, h) limita la ricerca a una regione della scena.
|
||||
Equivalente a Halcon set_aoi: il matching opera su crop locale e le
|
||||
coordinate output sono ri-traslate al sistema scena originale. Usare
|
||||
quando si conosce a priori l'area in cui il pezzo può apparire (es.
|
||||
feeder a posizione fissa) → costo proporzionale a w·h invece di W·H.
|
||||
"""
|
||||
if not self.variants:
|
||||
raise RuntimeError("Matcher non addestrato: chiamare train() prima.")
|
||||
|
||||
gray0 = self._to_gray(scene_bgr)
|
||||
gray_full = self._to_gray(scene_bgr)
|
||||
# Applica ROI di ricerca: restringe scena a crop, ricorda offset per
|
||||
# ri-traslare le coordinate dei match a fine pipeline.
|
||||
if search_roi is not None:
|
||||
rx, ry, rw, rh = search_roi
|
||||
H_s, W_s = gray_full.shape
|
||||
rx = max(0, int(rx)); ry = max(0, int(ry))
|
||||
rw = max(1, min(int(rw), W_s - rx))
|
||||
rh = max(1, min(int(rh), H_s - ry))
|
||||
gray0 = gray_full[ry:ry + rh, rx:rx + rw]
|
||||
roi_offset = (rx, ry)
|
||||
else:
|
||||
gray0 = gray_full
|
||||
roi_offset = (0, 0)
|
||||
grays = [gray0]
|
||||
for _ in range(self.pyramid_levels - 1):
|
||||
grays.append(cv2.pyrDown(grays[-1]))
|
||||
@@ -698,12 +957,25 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
# map float32 → MOLTO più cache-friendly per _score_by_shift.
|
||||
spread_top = self._spread_bitmap(grays[top])
|
||||
bit_active_top = int(
|
||||
sum(1 << b for b in range(N_BINS)
|
||||
if (spread_top & np.uint8(1 << b)).any())
|
||||
sum(1 << b for b in range(self._n_bins)
|
||||
if (spread_top & (spread_top.dtype.type(1) << b)).any())
|
||||
)
|
||||
if nms_radius is None:
|
||||
nms_radius = max(8, min(self.template_size) // 2)
|
||||
top_thresh = min_score * self.top_score_factor
|
||||
# Pruning adattivo allo step angolare: con step piccolo (<= 3 deg)
|
||||
# ci sono molte varianti vicine, gli score top-level sono ravvicinati
|
||||
# e top_thresh*0.5 e' troppo aggressivo: scarta varianti valide che
|
||||
# sarebbero state riprese al full-res. Stessa cosa per
|
||||
# coarse_angle_factor (skip 1 ogni 2): con step fine non e' utile.
|
||||
# Risultato osservato: precisione "veloce" 10° dava risultati
|
||||
# migliori di "preciso" 2° proprio perche evitava il pruning.
|
||||
eff_step = self._effective_angle_step()
|
||||
top_factor = self.top_score_factor
|
||||
cf_eff = max(1, coarse_angle_factor)
|
||||
if eff_step <= 3.0:
|
||||
top_factor = max(top_factor, 0.7)
|
||||
cf_eff = 1
|
||||
top_thresh = min_score * top_factor
|
||||
|
||||
tw, th = self.template_size
|
||||
density_top = _jit_popcount(spread_top)
|
||||
@@ -735,7 +1007,7 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
|
||||
coarse_idx_list: list[int] = [] # varianti da valutare al top
|
||||
neighbor_map: dict[int, list[int]] = {} # vi_coarse -> indici vicini
|
||||
cf = max(1, coarse_angle_factor)
|
||||
cf = cf_eff
|
||||
for scale_key, vi_list in variants_by_scale.items():
|
||||
vi_sorted = sorted(vi_list, key=lambda i: self.variants[i].angle_deg)
|
||||
n = len(vi_sorted)
|
||||
@@ -748,19 +1020,66 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
end = min(n, i + half + 1)
|
||||
neighbor_map[vi_c] = vi_sorted[start:end]
|
||||
|
||||
# Pruning varianti via top-level (parallelizzato) - solo coarse
|
||||
# Pruning varianti via top-level (parallelizzato).
|
||||
# coarse_stride > 1: 1 pixel ogni stride (~stride^2 speed-up).
|
||||
# pyramid_propagate=True: top-K picchi per restringere full-res.
|
||||
# greediness > 0: kernel greedy con early-exit (alternativo a rescore).
|
||||
cs = max(1, int(coarse_stride))
|
||||
peaks_by_vi: dict[int, list[tuple[int, int, float]]] = {}
|
||||
use_greedy_top = greediness > 0.0
|
||||
|
||||
def _top_score(vi: int) -> tuple[int, float]:
|
||||
var = self.variants[vi]
|
||||
lvl = var.levels[min(top, len(var.levels) - 1)]
|
||||
if use_greedy_top:
|
||||
# Greedy non supporta stride né rescore bg
|
||||
score = _jit_score_bitmap_greedy(
|
||||
spread_top, lvl.dx, lvl.dy, lvl.bin, bit_active_top,
|
||||
top_thresh, greediness,
|
||||
)
|
||||
else:
|
||||
score = _jit_score_bitmap_rescored(
|
||||
spread_top, lvl.dx, lvl.dy, lvl.bin, bit_active_top,
|
||||
bg_cache_top[var.scale],
|
||||
bg_cache_top[var.scale], stride=cs,
|
||||
)
|
||||
return vi, float(score.max()) if score.size else -1.0
|
||||
if score.size == 0:
|
||||
return vi, -1.0
|
||||
best = float(score.max())
|
||||
if pyramid_propagate and best > 0:
|
||||
flat = score.ravel()
|
||||
k = min(propagate_topk, flat.size)
|
||||
idx = np.argpartition(-flat, k - 1)[:k]
|
||||
peaks: list[tuple[int, int, float]] = []
|
||||
for i in idx:
|
||||
s = float(flat[i])
|
||||
if s < top_thresh * 0.7:
|
||||
continue
|
||||
yt, xt = int(i // score.shape[1]), int(i % score.shape[1])
|
||||
peaks.append((xt, yt, s))
|
||||
peaks_by_vi[vi] = peaks
|
||||
return vi, best
|
||||
|
||||
kept_coarse: list[tuple[int, float]] = []
|
||||
all_top_scores: list[tuple[int, float]] = []
|
||||
if self.n_threads > 1 and len(coarse_idx_list) > 1:
|
||||
# batch_top: usa kernel batch single-call con prange-esterno su
|
||||
# varianti. Vince su threadpool quando n_vars >> n_threads e quando
|
||||
# H*W top e' piccolo (overhead chiamate JIT > costo kernel).
|
||||
if (batch_top and HAS_NUMBA and len(coarse_idx_list) > 4):
|
||||
dx_l = []; dy_l = []; bn_l = []; vs_l = []
|
||||
for vi in coarse_idx_list:
|
||||
var = self.variants[vi]
|
||||
lvl = var.levels[min(top, len(var.levels) - 1)]
|
||||
dx_l.append(lvl.dx); dy_l.append(lvl.dy); bn_l.append(lvl.bin)
|
||||
vs_l.append(var.scale)
|
||||
scores_arr = _jit_top_max_per_variant(
|
||||
spread_top, dx_l, dy_l, bn_l, bg_cache_top, vs_l,
|
||||
bit_active_top,
|
||||
)
|
||||
for vi, best in zip(coarse_idx_list, scores_arr.tolist()):
|
||||
all_top_scores.append((vi, best))
|
||||
if best >= top_thresh:
|
||||
kept_coarse.append((vi, best))
|
||||
elif self.n_threads > 1 and len(coarse_idx_list) > 1:
|
||||
with ThreadPoolExecutor(max_workers=self.n_threads) as ex:
|
||||
for vi, best in ex.map(_top_score, coarse_idx_list):
|
||||
all_top_scores.append((vi, best))
|
||||
@@ -809,21 +1128,55 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
# Full-res (parallelizzato) con bitmap
|
||||
spread0 = self._spread_bitmap(gray0)
|
||||
bit_active_full = int(
|
||||
sum(1 << b for b in range(N_BINS)
|
||||
if (spread0 & np.uint8(1 << b)).any())
|
||||
sum(1 << b for b in range(self._n_bins)
|
||||
if (spread0 & (spread0.dtype.type(1) << b)).any())
|
||||
)
|
||||
density_full = _jit_popcount(spread0)
|
||||
for sc in unique_scales:
|
||||
bg_cache_full[sc] = _bg_for_scale(density_full, sc, 1)
|
||||
|
||||
# Margine in full-res attorno ad ogni peak top: copre incertezza
|
||||
# downsampling (sf_top px) + spread_radius + slack per NMS.
|
||||
propagate_margin = sf_top + self.spread_radius + max(8, nms_radius // 2)
|
||||
H_full, W_full = spread0.shape
|
||||
|
||||
def _full_score(vi: int) -> tuple[int, np.ndarray]:
|
||||
var = self.variants[vi]
|
||||
lvl0 = var.levels[0]
|
||||
score = _jit_score_bitmap_rescored(
|
||||
if not pyramid_propagate or vi not in peaks_by_vi or not peaks_by_vi[vi]:
|
||||
# Path legacy: scansiona intera scena
|
||||
return vi, _jit_score_bitmap_rescored(
|
||||
spread0, lvl0.dx, lvl0.dy, lvl0.bin, bit_active_full,
|
||||
bg_cache_full[var.scale],
|
||||
)
|
||||
return vi, score
|
||||
# Path piramide propagata: valuta solo crop locali attorno
|
||||
# alle posizioni dei picchi top-level (riproiettati a full-res).
|
||||
score_full = np.zeros((H_full, W_full), dtype=np.float32)
|
||||
mark = np.zeros((H_full, W_full), dtype=bool)
|
||||
bg = bg_cache_full[var.scale]
|
||||
for xt, yt, _s in peaks_by_vi[vi]:
|
||||
cx0 = xt * sf_top
|
||||
cy0 = yt * sf_top
|
||||
x_lo = max(0, cx0 - propagate_margin)
|
||||
x_hi = min(W_full, cx0 + propagate_margin + 1)
|
||||
y_lo = max(0, cy0 - propagate_margin)
|
||||
y_hi = min(H_full, cy0 + propagate_margin + 1)
|
||||
if x_hi <= x_lo or y_hi <= y_lo:
|
||||
continue
|
||||
if mark[y_lo:y_hi, x_lo:x_hi].all():
|
||||
continue
|
||||
# Crop spread + bg, valuta kernel sul crop
|
||||
spread_crop = np.ascontiguousarray(spread0[y_lo:y_hi, x_lo:x_hi])
|
||||
bg_crop = np.ascontiguousarray(bg[y_lo:y_hi, x_lo:x_hi])
|
||||
score_crop = _jit_score_bitmap_rescored(
|
||||
spread_crop, lvl0.dx, lvl0.dy, lvl0.bin,
|
||||
bit_active_full, bg_crop,
|
||||
)
|
||||
score_full[y_lo:y_hi, x_lo:x_hi] = np.maximum(
|
||||
score_full[y_lo:y_hi, x_lo:x_hi], score_crop,
|
||||
)
|
||||
mark[y_lo:y_hi, x_lo:x_hi] = True
|
||||
return vi, score_full
|
||||
|
||||
candidates_per_var: list[tuple[int, np.ndarray]] = []
|
||||
raw: list[tuple[float, int, int, int]] = []
|
||||
@@ -910,24 +1263,83 @@ class LineShapeMatcher:
|
||||
ang_f, score_f, cx_f, cy_f = self._refine_angle(
|
||||
spread0, bit_active_full, self.template_gray, cx_f, cy_f,
|
||||
var.angle_deg, var.scale, mask_full,
|
||||
search_radius=self.angle_step_deg / 2.0,
|
||||
search_radius=self._effective_angle_step() / 2.0,
|
||||
original_score=score,
|
||||
)
|
||||
if verify_ncc:
|
||||
# NCC verify (Halcon-style): se ncc_skip_above < 1.0 salta
|
||||
# il calcolo per shape-score gia alti. Default 1.01 = NCC sempre,
|
||||
# piu sicuro contro falsi positivi (lo shape-score satura facile).
|
||||
# Quando NCC viene calcolato, lo score finale e' la MEDIA tra
|
||||
# shape-score e NCC: rende lo score piu discriminante per
|
||||
# ranking/visualizzazione (uno score 1.0 vero richiede sia
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# match shape sia template gray identici).
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if verify_ncc and float(score_f) < ncc_skip_above:
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ncc = self._verify_ncc(gray0, cx_f, cy_f, ang_f, var.scale)
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if ncc < verify_threshold:
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continue
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poly = _oriented_bbox_polygon(
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cx_f, cy_f, tw * var.scale, th * var.scale, ang_f,
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score_f = (float(score_f) + max(0.0, ncc)) * 0.5
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# Soft-margin gradient similarity: sostituisce o integra lo
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# score con metric continua (cos sim gradients) invece di
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# bin discreto. Halcon-style: piu robusto a piccole rotazioni.
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if use_soft_score:
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soft = self._compute_soft_score(
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gray0, var, cx_f, cy_f, ang_f,
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)
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score_f = (float(score_f) + soft) * 0.5
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# Re-check min_score sullo score finale: NCC averaging puo
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# abbattere lo shape-score sotto la soglia user. Senza questo
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# check apparivano match con score < min_score (UI confusing).
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if float(score_f) < min_score:
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continue
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# Ri-traslo coord da spazio crop ROI a spazio scena originale.
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cx_out = cx_f + roi_offset[0]
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cy_out = cy_f + roi_offset[1]
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poly = _oriented_bbox_polygon(
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cx_out, cy_out, tw * var.scale, th * var.scale, ang_f,
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)
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# Reject match con bbox che sfora pesantemente la scena:
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# spesso indica match spurio (centro derivato male o scala
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# incoerente). Tollera 25% out-of-bounds, sopra rigetta.
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H_scn, W_scn = gray_full.shape
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poly_area = float(cv2.contourArea(poly))
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if poly_area > 0:
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# Clip poly alla scena: intersezione con rettangolo (0,0,W,H)
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scene_rect = np.array([
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[0, 0], [W_scn, 0], [W_scn, H_scn], [0, H_scn],
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], dtype=np.float32)
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inter, _ = cv2.intersectConvexConvex(
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poly.astype(np.float32), scene_rect,
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)
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inside_ratio = float(inter) / poly_area
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if inside_ratio < 0.75:
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||||
continue
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# Penalità scala opzionale: score degrada con distanza da 1.0
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if scale_penalty > 0.0 and var.scale != 1.0:
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score_f = float(score_f) * max(
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0.0, 1.0 - scale_penalty * abs(var.scale - 1.0)
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)
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# NMS post-refine cross-variant: usa IoU bbox-poligonale invece
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# di sola distanza centro. Due match orientati diversi ma vicini
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# (pezzi adiacenti) NON vengono fusi se l'overlap reale e basso;
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# due match dello stesso pezzo (centri uguali, rotazione simile)
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# hanno IoU alto e vengono droppati.
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# Fallback distanza centro per match con bbox degenere.
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dup = False
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for k in kept:
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iou = _poly_iou(k.bbox_poly, poly)
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if iou > nms_iou_threshold:
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dup = True
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break
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# Sicurezza: centri molto vicini (dentro nms_radius/2)
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# sempre fusi, anche con orientamenti molto diversi.
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if (k.cx - cx_out) ** 2 + (k.cy - cy_out) ** 2 < (r2 / 4.0):
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dup = True
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||||
break
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if dup:
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continue
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kept.append(Match(
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cx=cx_f, cy=cy_f,
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cx=cx_out, cy=cy_out,
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angle_deg=ang_f,
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scale=var.scale,
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score=score_f,
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+3
-3
@@ -249,9 +249,9 @@ PRECISION_ANGLE_STEP = {
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# Un operatore sceglie il livello di rigore, non un numero astratto.
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FILTRO_FP_MAP = {
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"off": 0.0, # disabilitato: mantieni tutti i match shape-based
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||||
"leggero": 0.20, # tollera variazioni intensità/illuminazione forti
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||||
"medio": 0.35, # default bilanciato (consigliato)
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||||
"forte": 0.50, # scarta match con intensità molto diversa dal template
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||||
"leggero": 0.30, # tollera variazioni intensità/illuminazione forti
|
||||
"medio": 0.50, # default bilanciato (consigliato)
|
||||
"forte": 0.70, # scarta match con intensità molto diversa dal template
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||||
}
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@@ -294,12 +294,17 @@ async function doMatch() {
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const SCALE_MAP = {fissa:[1,1,0.1], mini:[0.9,1.1,0.05],
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medio:[0.75,1.25,0.05], max:[0.5,1.5,0.05]};
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||||
const PREC_MAP = {veloce:10, normale:5, preciso:2};
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||||
const FP_MAP = {off:0, leggero:0.20, medio:0.35, forte:0.50};
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||||
// Allineato a FILTRO_FP_MAP server-side (server.py)
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||||
const FP_MAP = {off:0, leggero:0.30, medio:0.50, forte:0.70};
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const [smin, smax, sstep] = SCALE_MAP[user.scala];
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// NB: SYM_MAP[invariante]=0 e' valido (zero rotazioni). Uso ?? per
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// distinguere "chiave mancante" da "valore zero": altrimenti 0 || 360
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// collassa invariante a 360 = bug "simmetria non ha effetto".
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const angMax = SYM_MAP[user.simmetria] ?? 360;
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body = {
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model_id: state.model.id, scene_id: state.scene.id, roi: state.roi,
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angle_min: 0, angle_max: SYM_MAP[user.simmetria] || 360,
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||||
angle_step: PREC_MAP[user.precisione] || 5,
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angle_min: 0, angle_max: angMax,
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||||
angle_step: PREC_MAP[user.precisione] ?? 5,
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||||
scale_min: smin, scale_max: smax, scale_step: sstep,
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min_score: user.min_score, max_matches: user.max_matches,
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num_features: adv.num_features ?? 96,
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@@ -307,7 +312,7 @@ async function doMatch() {
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strong_grad: adv.strong_grad ?? 60,
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spread_radius: adv.spread_radius ?? 5,
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pyramid_levels: adv.pyramid_levels ?? 3,
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||||
verify_threshold: adv.verify_threshold ?? (FP_MAP[user.filtro_fp] ?? 0.35),
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verify_threshold: adv.verify_threshold ?? (FP_MAP[user.filtro_fp] ?? 0.50),
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||||
nms_radius: adv.nms_radius ?? 0,
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};
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} else {
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