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| 5059ce1d89 |
+97
-114
@@ -226,120 +226,6 @@ 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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||||||
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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dy_l = [data[f"dy_l{li}"] for li in range(n_levels)]
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bin_l = [data[f"bin_l{li}"] for li in range(n_levels)]
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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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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(
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def set_angle_range_around(
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self, center_deg: float, tolerance_deg: float,
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self, center_deg: float, tolerance_deg: float,
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) -> None:
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) -> None:
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@@ -854,6 +740,94 @@ class LineShapeMatcher:
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s2, cx2, cy2 = _score_at_angle(x2)
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s2, cx2, cy2 = _score_at_angle(x2)
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return best
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return best
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def _compute_soft_score(
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self, scene_gray: np.ndarray, variant: _Variant,
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cx: float, cy: float, angle_deg: float,
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) -> float:
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"""Soft-margin gradient similarity (Halcon Metric='use_polarity').
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Score = mean(max(0, cos(theta_template - theta_scene))) sulle
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feature template alla pose, pesato per magnitude scena. Continuo
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in [0, 1], piu discriminante della metric a bin (Y di "Halcon
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improvements"): match a leggera rotazione = penalita' graduale
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invece di on/off bin.
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Polarity:
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- use_polarity=True: cos(theta_t - theta_s) considera direzione
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completa (mod 2pi)
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- use_polarity=False: |cos(theta_t - theta_s)| considera solo
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orientazione (mod pi)
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"""
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if self.template_gray is None:
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return 0.0
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h, w = self.template_gray.shape
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scale = variant.scale
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sw = max(16, int(round(w * scale)))
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sh = max(16, int(round(h * scale)))
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gray_s = cv2.resize(self.template_gray, (sw, sh), interpolation=cv2.INTER_LINEAR)
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mask_src = (
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self._train_mask if self._train_mask is not None
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else np.full_like(self.template_gray, 255)
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)
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mask_s = cv2.resize(mask_src, (sw, sh), interpolation=cv2.INTER_NEAREST)
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diag = int(np.ceil(np.hypot(sh, sw))) + 6
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py = (diag - sh) // 2; px = (diag - sw) // 2
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gray_p = cv2.copyMakeBorder(
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gray_s, py, diag - sh - py, px, diag - sw - px, cv2.BORDER_REPLICATE,
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)
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mask_p = cv2.copyMakeBorder(
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mask_s, py, diag - sh - py, px, diag - sw - px,
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cv2.BORDER_CONSTANT, value=0,
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)
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center = (diag / 2.0, diag / 2.0)
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M = cv2.getRotationMatrix2D(center, angle_deg, 1.0)
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gray_r = cv2.warpAffine(gray_p, M, (diag, diag),
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flags=cv2.INTER_LINEAR,
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borderMode=cv2.BORDER_REPLICATE)
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||||||
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mask_r = cv2.warpAffine(mask_p, M, (diag, diag),
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flags=cv2.INTER_NEAREST, borderValue=0)
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# Gradient template (continuo, non quantizzato)
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gx_t = cv2.Sobel(gray_r, cv2.CV_32F, 1, 0, ksize=3)
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gy_t = cv2.Sobel(gray_r, cv2.CV_32F, 0, 1, ksize=3)
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mag_t = cv2.magnitude(gx_t, gy_t)
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# Estrai posizioni feature alla pose
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_, bins_t = self._gradient(gray_r)
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fx, fy, _ = self._extract_features(mag_t, bins_t, mask_r)
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if len(fx) < 4:
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return 0.0
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# Gradient scena (continuo)
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gx_s = cv2.Sobel(scene_gray, cv2.CV_32F, 1, 0, ksize=3)
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gy_s = cv2.Sobel(scene_gray, cv2.CV_32F, 0, 1, ksize=3)
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H, W = scene_gray.shape
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ix = int(round(cx)); iy = int(round(cy))
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sims = []
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weights = []
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for i in range(len(fx)):
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xs = ix + int(fx[i] - center[0])
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ys = iy + int(fy[i] - center[1])
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if not (0 <= xs < W and 0 <= ys < H):
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continue
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tx = float(gx_t[int(fy[i]), int(fx[i])])
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ty = float(gy_t[int(fy[i]), int(fx[i])])
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sx = float(gx_s[ys, xs]); sy = float(gy_s[ys, xs])
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tm = math.hypot(tx, ty); sm = math.hypot(sx, sy)
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if tm < 1e-3 or sm < 1e-3:
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continue
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# cos(theta_t - theta_s) = (tx*sx + ty*sy) / (tm*sm)
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cos_sim = (tx * sx + ty * sy) / (tm * sm)
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if not self.use_polarity:
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# Mod pi: |cos| considera solo orientazione (no polarity)
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cos_sim = abs(cos_sim)
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else:
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cos_sim = max(0.0, cos_sim)
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sims.append(cos_sim)
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weights.append(min(sm, 255.0))
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if not sims:
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return 0.0
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sims_arr = np.asarray(sims, dtype=np.float32)
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w_arr = np.asarray(weights, dtype=np.float32)
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return float((sims_arr * w_arr).sum() / (w_arr.sum() + 1e-9))
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def _verify_ncc(
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def _verify_ncc(
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self, scene_gray: np.ndarray, cx: float, cy: float,
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self, scene_gray: np.ndarray, cx: float, cy: float,
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angle_deg: float, scale: float,
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angle_deg: float, scale: float,
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@@ -942,6 +916,7 @@ class LineShapeMatcher:
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greediness: float = 0.0,
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greediness: float = 0.0,
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batch_top: bool = False,
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batch_top: bool = False,
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nms_iou_threshold: float = 0.3,
|
nms_iou_threshold: float = 0.3,
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||||||
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use_soft_score: bool = False,
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) -> list[Match]:
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) -> list[Match]:
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"""
|
"""
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||||||
scale_penalty: se > 0, riduce lo score per match a scala diversa da 1.0:
|
scale_penalty: se > 0, riduce lo score per match a scala diversa da 1.0:
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||||||
@@ -1303,6 +1278,14 @@ class LineShapeMatcher:
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|||||||
if ncc < verify_threshold:
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if ncc < verify_threshold:
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||||||
continue
|
continue
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||||||
score_f = (float(score_f) + max(0.0, ncc)) * 0.5
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score_f = (float(score_f) + max(0.0, ncc)) * 0.5
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||||||
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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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||||||
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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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# 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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# abbattere lo shape-score sotto la soglia user. Senza questo
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# check apparivano match con score < min_score (UI confusing).
|
# check apparivano match con score < min_score (UI confusing).
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||||||
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Reference in New Issue
Block a user