Files
railway-client/tools/detect_raamen.py
minsung 4c15d5ff5d sam31server 전환, 라멘 파이프라인 정리, 문서 추가
- sam31server를 SAM3.1 서버로 전환 (x-anylabeling01 대체)
- detect_raamen.py: B/C 분류 기반 라멘형 전철주 검출 파이프라인 정비
- sam3_everything_explore.py: Discovery Sweep 탐색 모드 정리
- detect_all_objects.py: 타일 검출 개선
- docs/railway-client-guide.html: 서버·도구·파이프라인 전체 가이드 추가
- tools 추가: detect_control_box, group_ramen_poles, render_everything_by_label, render_label_polygons, debug_vh

Closes #1

Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.6 <noreply@anthropic.com>
2026-06-02 10:11:52 +09:00

991 lines
41 KiB
Python

"""
드론 사선 촬영 이미지에서 라멘형(門자형) 전철주 검출.
기존 픽셀 위상수학(Skeleton) 방식을 공간 기하학 방식으로 교체.
파이프라인:
Phase 1: 폴리곤 단순화(approxPolyDP) + 소실점(Vanishing Point) 계산
Phase 2: 동적 C/B 분류 (소실점 기반 기대 각도) — C=기둥(Column), B=빔(Beam)
Phase 3: 근접성 기반 그룹핑 (B 앵커 → 아래 C 탐색)
Phase 4: 라멘 구조 판정 + 예외(가림) 처리
사용:
python tools/detect_raamen.py \
--image <path> --label <path> --output <path> \
[--class-ids 1] [--epsilon 4.0] [--c-thresh 20.0]
"""
import argparse
import numpy as np
import cv2
from pathlib import Path
# ── Phase 1: 파싱 + 단순화 + 소실점 ─────────────────────────────────────
def load_polygons(label_path, W, H, class_ids=None, class_names=None):
"""
AnyLabeling JSON 또는 YOLO .txt 자동 감지 후 파싱.
Returns: (픽셀 좌표 폴리곤 리스트, 절대 shapes[] 인덱스 리스트)
절대 인덱스는 AnyLabeling JSON shapes[] 배열 인덱스와 동일.
"""
import json as _json
if not label_path.exists():
raise FileNotFoundError(f"라벨 파일을 찾을 수 없습니다: {label_path}")
if label_path.suffix.lower() == ".json":
data = _json.loads(label_path.read_text(encoding="utf-8"))
shapes = data.get("shapes", [])
polys, abs_indices = [], []
for abs_idx, s in enumerate(shapes):
if class_names is not None and s.get("label", "") not in class_names:
continue
pts = np.array([[float(p[0]), float(p[1])] for p in s.get("points", [])],
dtype=np.float32)
if len(pts) >= 3:
polys.append(pts)
abs_indices.append(abs_idx)
return polys, abs_indices
# YOLO .txt
polys, abs_indices = [], []
for abs_idx, line in enumerate(label_path.read_text(encoding="utf-8").splitlines()):
parts = line.split()
if not parts:
continue
if class_ids is not None and int(parts[0]) not in class_ids:
continue
coords = list(map(float, parts[1:]))
pts = np.array(
[[coords[i] * W, coords[i + 1] * H] for i in range(0, len(coords), 2)],
dtype=np.float32,
)
if len(pts) >= 3:
polys.append(pts)
abs_indices.append(abs_idx)
return polys, abs_indices
def smooth_polygon(pts, epsilon):
"""approxPolyDP로 노이즈 경계 → 직선 위주 단순화."""
approx = cv2.approxPolyDP(pts.astype(np.int32), epsilon, closed=True)
result = approx.reshape(-1, 2).astype(np.float32)
return result if len(result) >= 3 else pts.astype(np.float32)
def _minrect(pts):
"""cv2.minAreaRect 래퍼 (int32 변환 포함)."""
return cv2.minAreaRect(pts.astype(np.int32))
def _long_axis_angle(pts):
"""minAreaRect 장축 각도 (degrees) 반환."""
(cx, cy), (rw, rh), angle = _minrect(pts)
return angle if rw >= rh else angle + 90, cx, cy, max(rw, rh), min(rw, rh)
def _radial_cos_sim(pts, img_cx, img_cy):
"""VP 후보 bootstrap용 기존 radial cos_sim."""
long_angle_deg, cx, cy, long_side, short_side = _long_axis_angle(pts)
if short_side < 1 or long_side / short_side < 1.3:
return 0.0
lx = np.cos(np.radians(long_angle_deg))
ly = np.sin(np.radians(long_angle_deg))
rdx, rdy = cx - img_cx, cy - img_cy
n = (rdx ** 2 + rdy ** 2) ** 0.5
return abs(lx * rdx / n + ly * rdy / n) if n > 1 else 0.0
def compute_vanishing_point(polys):
"""
후보 폴리곤 장축 선분들의 최소자승 교점 (소실점) 계산.
각 장축 선분: 법선 n=(-dy, dx), 방정식 -dy*x + dx*y = -dy*cx + dx*cy
"""
A_rows, b_vals = [], []
for pts in polys:
long_angle_deg, cx, cy, _, _ = _long_axis_angle(pts)
dx = np.cos(np.radians(long_angle_deg))
dy = np.sin(np.radians(long_angle_deg))
A_rows.append([-dy, dx])
b_vals.append(-dy * cx + dx * cy)
vp, *_ = np.linalg.lstsq(np.array(A_rows), np.array(b_vals), rcond=None)
return float(vp[0]), float(vp[1])
def _estimate_vp_iterative(polys, seed_indices, c_thresh, b_max_diff, vp_min_len, max_iter=6):
"""초기 후보에서 반복 정제 VP 추정. Returns (vp_x, vp_y, n_c, orients, adiffs)."""
n = len(polys)
orients = ['?'] * n
adiffs = [90.0] * n
if len(seed_indices) < 2:
return None, None, 0, orients, adiffs
vp_x, vp_y = compute_vanishing_point([polys[i] for i in seed_indices])
for _ in range(max_iter):
for i, pts in enumerate(polys):
orients[i], adiffs[i] = classify_cb(pts, vp_x, vp_y, c_thresh, b_max_diff)
c_cands = [i for i in range(n)
if orients[i] == 'C' and _long_axis_angle(polys[i])[3] > vp_min_len]
if len(c_cands) < 3:
break
nx, ny = compute_vanishing_point([polys[i] for i in c_cands])
shift = ((nx - vp_x) ** 2 + (ny - vp_y) ** 2) ** 0.5
vp_x, vp_y = nx, ny
if shift < 5.0:
for i, pts in enumerate(polys):
orients[i], adiffs[i] = classify_cb(pts, vp_x, vp_y, c_thresh, b_max_diff)
break
return vp_x, vp_y, orients.count('C'), orients, adiffs
# ── Phase 2: 동적 C/B 분류 ──────────────────────────────────────────────
def classify_cb(pts, vp_x, vp_y, c_thresh, b_max_diff=75.0):
"""
소실점 기준 C/B 분류. C=기둥(Column), B=빔(Beam).
- diff < c_thresh → C (기둥)
- c_thresh ≤ diff < b_max_diff → B (빔)
- diff ≥ b_max_diff → '?' (레일/전선 등 비라멘 수평 구조물)
Returns: (orient, angle_diff_deg)
orient = 'C' | 'B' | '?'
"""
long_angle_deg, cx, cy, long_side, short_side = _long_axis_angle(pts)
if short_side < 1 or long_side / short_side < 1.3:
return '?', 90.0
# 기대 수직 각도: 폴리곤 중심 → 소실점 방향
exp_angle = np.degrees(np.arctan2(vp_y - cy, vp_x - cx))
# 장축은 방향 무관 → 0~90° 범위로 정규화
diff = abs(long_angle_deg - exp_angle) % 180.0
if diff > 90.0:
diff = 180.0 - diff
if diff < c_thresh:
return 'C', diff
if diff < b_max_diff:
return 'B', diff
return '?', diff
# ── Phase 3: 폴리곤 접촉/교차 기반 그룹핑 ───────────────────────────────
def _poly_union(polys_list):
"""여러 폴리곤의 rasterization union 외곽 contour 반환 (실제 union shape)."""
all_pts = np.vstack(polys_list)
x0 = int(all_pts[:, 0].min()) - 1
y0 = int(all_pts[:, 1].min()) - 1
x1 = int(all_pts[:, 0].max()) + 2
y1 = int(all_pts[:, 1].max()) + 2
w, h = x1 - x0, y1 - y0
mask = np.zeros((h, w), dtype=np.uint8)
off = np.array([[x0, y0]], dtype=np.float32)
for pts in polys_list:
cv2.fillPoly(mask, [(pts - off).astype(np.int32)], 255)
contours, _ = cv2.findContours(mask, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
if not contours:
return all_pts.astype(np.float32)
cnt = max(contours, key=cv2.contourArea).reshape(-1, 2).astype(np.float32)
return cnt + [x0, y0]
def _polys_intersect(pts_i, pts_j, bbox_i, bbox_j):
"""두 폴리곤의 실제 픽셀 교차 여부 확인 (rasterization 기반)."""
ax0, ay0, ax1, ay1 = bbox_i
bx0, by0, bx1, by1 = bbox_j
ix0 = max(int(ax0), int(bx0))
iy0 = max(int(ay0), int(by0))
ix1 = min(int(ax1), int(bx1))
iy1 = min(int(ay1), int(by1))
if ix0 >= ix1 or iy0 >= iy1:
return False
w, h = ix1 - ix0 + 1, iy1 - iy0 + 1
off = np.array([[ix0, iy0]], dtype=np.float32)
mi = np.zeros((h, w), dtype=np.uint8)
mj = np.zeros((h, w), dtype=np.uint8)
cv2.fillPoly(mi, [(pts_i - off).astype(np.int32)], 1)
cv2.fillPoly(mj, [(pts_j - off).astype(np.int32)], 1)
return bool(np.any(mi & mj))
def remove_beam_center_small(polys, orients, poly_abs_idx,
center_ratio=0.30, area_ratio=0.15, min_beam_len=100):
"""
B(빔) 폴리곤 장축의 중앙 center_ratio 구간에 위치한 소형 폴리곤 제거.
소형 기준: 해당 B 면적의 area_ratio 미만.
"""
n = len(polys)
remove_set = set()
for i in range(n):
if orients[i] != 'B':
continue
la, bcx, bcy, long_side, short_side = _long_axis_angle(polys[i])
if long_side < min_beam_len:
continue
b_area = cv2.contourArea(polys[i].astype(np.int32))
if b_area <= 0:
continue
angle_rad = np.radians(la)
ux, uy = np.cos(angle_rad), np.sin(angle_rad)
pts_b = polys[i]
proj_b = pts_b[:, 0] * ux + pts_b[:, 1] * uy
proj_center = (proj_b.min() + proj_b.max()) / 2.0
half = (proj_b.max() - proj_b.min()) * center_ratio / 2.0
for j in range(n):
if j == i or j in remove_set:
continue
if orients[j] not in ('B', '?'): # C(기둥)은 절대 제거 안 함
continue
j_area = cv2.contourArea(polys[j].astype(np.int32))
if j_area >= b_area * area_ratio:
continue
jcx = float(polys[j][:, 0].mean())
jcy = float(polys[j][:, 1].mean())
proj_j = jcx * ux + jcy * uy
if proj_center - half <= proj_j <= proj_center + half:
remove_set.add(j)
keep = [i for i in range(n) if i not in remove_set]
if remove_set:
print(f" [B 중앙부 소형 제거] {len(remove_set)}개 idx={sorted(remove_set)}")
polys = [polys[i] for i in keep]
orients = [orients[i] for i in keep]
poly_abs_idx = [poly_abs_idx[i] for i in keep]
return polys, orients, poly_abs_idx, keep
def connectivity_groups(polys, orients, margin=30):
"""
폴리곤 bbox가 margin px 이내로 닿거나 교차하면 같은 그룹 (B/C 구분 없음).
Union-Find로 연결된 폴리곤들을 묶은 뒤, 각 그룹 내에서 B/C 목록 분리.
Returns: list of {'id': int, 'B': [idx,...], 'C': [idx,...]}
"""
n = len(polys)
parent = list(range(n))
def find(x):
while parent[x] != x:
parent[x] = parent[parent[x]]
x = parent[x]
return x
def union(a, b):
ra, rb = find(a), find(b)
if ra != rb:
parent[ra] = rb
# 폴리곤 bbox 미리 계산
bboxes = []
for pts in polys:
bboxes.append((pts[:, 0].min(), pts[:, 1].min(),
pts[:, 0].max(), pts[:, 1].max()))
# bbox가 margin 이내로 닿거나 교차하면 union
for i in range(n):
ax0, ay0, ax1, ay1 = bboxes[i]
for j in range(i + 1, n):
bx0, by0, bx1, by1 = bboxes[j]
if (ax1 + margin >= bx0 and bx1 + margin >= ax0 and
ay1 + margin >= by0 and by1 + margin >= ay0):
union(i, j)
# 연결 컴포넌트 수집
from collections import defaultdict
comp = defaultdict(list)
for i in range(n):
comp[find(i)].append(i)
groups = []
for gid, members in enumerate(comp.values(), 1):
b_list = sorted(i for i in members if orients[i] == 'B')
c_list = sorted(i for i in members if orients[i] == 'C')
groups.append({'id': gid, 'B': b_list, 'C': c_list})
# 면적 내림차순으로 ID 재부여 (큰 그룹이 G1)
for g in groups:
g['area'] = sum(cv2.contourArea(polys[i].astype(np.int32))
for i in g['B'] + g['C'])
groups.sort(key=lambda x: x['area'], reverse=True)
for gid, g in enumerate(groups, 1):
g['id'] = gid
return groups
def reclassify_center_groups(groups, polys, W, center_ratio=0.2):
"""
RAAMEN_CENTER 후보 그룹 (B 없음, C 2개 이상, 이미지 중앙):
가장 아래(+Y 최대) C 폴리곤만 C(기둥)로 유지, 나머지 C → B(빔)로 재분류.
"""
for g in groups:
if g['B'] or len(g['C']) < 2:
continue
all_c_pts = np.vstack([polys[i] for i in g['C']])
gcx = float(all_c_pts[:, 0].mean())
if abs(gcx - W / 2) >= W * center_ratio:
continue
bottom_c = max(g['C'], key=lambda i: float(polys[i][:, 1].mean()))
g['B'] = sorted(i for i in g['C'] if i != bottom_c)
g['C'] = [bottom_c]
return groups
def merge_intersecting_same_type(groups, polys, poly_abs_idx):
"""
각 그룹 내에서 교차하는 동일 타입(B↔B, C↔C) 폴리곤들을 convex hull로 병합.
교차하는 폴리곤 클러스터 → 하나의 합성 폴리곤으로 대체.
Returns: (groups, extended_polys, extended_abs_idx)
- extended_polys: 원본 + 새 병합 폴리곤 (append 방식, 원본 인덱스 유지)
- 병합된 폴리곤의 abs_idx는 원본 인덱스 리스트를 저장 (추적용)
"""
from collections import defaultdict
ext_polys = list(polys)
ext_abs_idx = list(poly_abs_idx)
for g in groups:
for key in ('B', 'C'):
members = g[key]
if len(members) <= 1:
continue
n = len(members)
parent = list(range(n))
def find(x):
while parent[x] != x:
parent[x] = parent[parent[x]]
x = parent[x]
return x
def union(a, b):
ra, rb = find(a), find(b)
if ra != rb:
parent[ra] = rb
bboxes_m = [(ext_polys[members[k]][:, 0].min(), ext_polys[members[k]][:, 1].min(),
ext_polys[members[k]][:, 0].max(), ext_polys[members[k]][:, 1].max())
for k in range(n)]
for a in range(n):
for b in range(a + 1, n):
if _polys_intersect(ext_polys[members[a]], ext_polys[members[b]],
bboxes_m[a], bboxes_m[b]):
union(a, b)
clusters = defaultdict(list)
for k in range(n):
clusters[find(k)].append(members[k])
new_members = []
for cluster in clusters.values():
if len(cluster) == 1:
new_members.append(cluster[0])
else:
cluster_polys = [ext_polys[i] for i in cluster]
union_pts = _poly_union(cluster_polys)
new_idx = len(ext_polys)
ext_polys.append(union_pts)
flat = []
for i in cluster:
v = ext_abs_idx[i]
flat.extend(v) if isinstance(v, list) else flat.append(v)
ext_abs_idx.append(sorted(flat))
new_members.append(new_idx)
g[key] = sorted(new_members)
return groups, ext_polys, ext_abs_idx
# ── Phase 4: 라멘 구조 판정 ─────────────────────────────────────────────
def _cluster_polys(indices, polys, margin=60):
"""
인접 폴리곤을 클러스터링 → 물리적 객체(기둥) 단위 반환.
Returns: list of [idx, ...] clusters
"""
if not indices:
return []
n = len(indices)
parent = list(range(n))
def find(x):
while parent[x] != x:
parent[x] = parent[parent[x]]
x = parent[x]
return x
bboxes = [(polys[i][:, 0].min(), polys[i][:, 1].min(),
polys[i][:, 0].max(), polys[i][:, 1].max()) for i in indices]
for a in range(n):
ax0, ay0, ax1, ay1 = bboxes[a]
for b in range(a + 1, n):
bx0, by0, bx1, by1 = bboxes[b]
if (ax1 + margin >= bx0 and bx1 + margin >= ax0 and
ay1 + margin >= by0 and by1 + margin >= ay0):
ra, rb = find(a), find(b)
if ra != rb:
parent[ra] = rb
from collections import defaultdict
clusters = defaultdict(list)
for i in range(n):
clusters[find(i)].append(indices[i])
return list(clusters.values())
def judge_raamen(group, polys, W, center_ratio=0.2, v_cluster_margin=60):
"""
라멘 구조 판정.
- 빔 기준: 그룹 내 가장 큰 B 폴리곤
- 기둥 수: C 폴리곤을 근접 클러스터링한 클러스터 수
- 빔 x 범위(±50%) 밖의 C 클러스터는 잡폴리곤으로 무시
Returns: ('RAAMEN' | 'RAAMEN_OCCLUDED' | 'PARTIAL' | '', n_poles)
"""
bs, cs = group['B'], group['C']
# B 없음: 중앙 영역이면 C/B 분류 자체가 신뢰 불가 (기둥·빔 각도 수렴)
# → 2개 이상의 C 폴리곤이 중앙에 모여 있으면 RAAMEN_CENTER 처리
if not bs:
if len(cs) >= 2:
all_c_pts = np.vstack([polys[i] for i in cs])
gcx = float(all_c_pts[:, 0].mean())
if abs(gcx - W / 2) < W * center_ratio:
return 'RAAMEN_CENTER', len(cs)
return '', 0
# 큰 B 폴리곤 최대 2개를 빔 기준으로 사용 (2nd가 1st 면적의 50% 이상이면 포함)
b_by_area = sorted(bs, key=lambda i: cv2.contourArea(polys[i].astype(np.int32)), reverse=True)
main_bs = [b_by_area[0]]
if len(b_by_area) > 1:
a0 = cv2.contourArea(polys[b_by_area[0]].astype(np.int32))
a1 = cv2.contourArea(polys[b_by_area[1]].astype(np.int32))
if a1 >= a0 * 0.5:
main_bs.append(b_by_area[1])
# 이미지 중앙 여부 판정 (X축 기반 유지)
hx0 = int(min(polys[i][:, 0].min() for i in main_bs))
hx1 = int(max(polys[i][:, 0].max() for i in main_bs))
hcx = (hx0 + hx1) / 2.0
is_center = abs(hcx - W / 2) < W * center_ratio
# 빔 장축(major axis) 방향으로 투영 — 대각 빔도 정확하게 span 계산
la, _, _, _, _ = _long_axis_angle(polys[main_bs[0]])
angle_rad = np.radians(la)
ux, uy = np.cos(angle_rad), np.sin(angle_rad)
beam_pts = np.vstack([polys[i] for i in main_bs])
proj_beam = beam_pts[:, 0] * ux + beam_pts[:, 1] * uy
proj_min, proj_max = float(proj_beam.min()), float(proj_beam.max())
span = proj_max - proj_min
# C 폴리곤 클러스터링 → 기둥 단위
pole_clusters = _cluster_polys(cs, polys, margin=v_cluster_margin)
# 기둥은 빔 양 끝단(좌 35% / 우 35%)에만 존재 (장축 투영 기준)
p_tol = max(span * 0.5, 50)
left_zone = proj_min + span * 0.35
right_zone = proj_max - span * 0.35
valid_projs = []
for cluster in pole_clusters:
# 멤버별 투영값 계산
member_projs = [polys[i][:, 0].mean() * ux + polys[i][:, 1].mean() * uy
for i in cluster]
proj_c = float(np.mean(member_projs)) # 중심값 (range 체크)
proj_lo = min(member_projs) # 가장 왼쪽 끝
proj_hi = max(member_projs) # 가장 오른쪽 끝
in_range = proj_min - p_tol <= proj_c <= proj_max + p_tol
# 클러스터 안 멤버 중 하나라도 끝단에 있으면 유효 (43C 같은 중간 노이즈가 흡수돼도 기둥 인식)
in_end_zone = proj_lo <= left_zone or proj_hi >= right_zone
if in_range and in_end_zone:
# 끝단 대표값: 왼쪽 끝단이면 proj_lo, 오른쪽 끝단이면 proj_hi
rep = proj_lo if proj_lo <= left_zone else proj_hi
valid_projs.append(rep)
n_poles = len(valid_projs)
if n_poles >= 2:
lp, rp = min(valid_projs), max(valid_projs)
if lp <= proj_min + span * 0.4 and rp >= proj_max - span * 0.4:
return 'RAAMEN', n_poles
return 'PARTIAL', n_poles
if n_poles == 1:
return ('RAAMEN_OCCLUDED', 1) if not is_center else ('', 1)
return '', 0
def _merge_poly_hull(indices, polys):
"""여러 폴리곤 점들을 합쳐 Convex Hull 좌표 반환 (AnyLabeling points 형식)."""
all_pts = np.vstack([polys[i] for i in indices])
hull = cv2.convexHull(all_pts.astype(np.int32))
return [[float(p[0][0]), float(p[0][1])] for p in hull]
def group_detail(group, polys, W, center_ratio=0.2, v_cluster_margin=60):
"""
라멘 그룹의 세부 구성 분석.
Returns dict: main_b, junk_b, valid_pole_clusters, attach_clusters
"""
bs, cs = group['B'], group['C']
if not bs:
return {'main_b': None, 'junk_b': [], 'valid_pole_clusters': [], 'attach_clusters': []}
b_by_area = sorted(bs, key=lambda i: cv2.contourArea(polys[i].astype(np.int32)), reverse=True)
main_bs = [b_by_area[0]]
if len(b_by_area) > 1:
a0 = cv2.contourArea(polys[b_by_area[0]].astype(np.int32))
a1 = cv2.contourArea(polys[b_by_area[1]].astype(np.int32))
if a1 >= a0 * 0.5:
main_bs.append(b_by_area[1])
main_b = main_bs[0] # JSON 출력용 대표 빔
junk_b = [i for i in bs if i not in main_bs]
# 빔 장축(major axis) 투영 기반 span 계산
la, _, _, _, _ = _long_axis_angle(polys[main_bs[0]])
angle_rad = np.radians(la)
ux, uy = np.cos(angle_rad), np.sin(angle_rad)
beam_pts = np.vstack([polys[i] for i in main_bs])
proj_beam = beam_pts[:, 0] * ux + beam_pts[:, 1] * uy
proj_min, proj_max = float(proj_beam.min()), float(proj_beam.max())
span = proj_max - proj_min
pole_clusters = _cluster_polys(cs, polys, margin=v_cluster_margin)
p_tol = max(span * 0.5, 50)
left_zone = proj_min + span * 0.35
right_zone = proj_max - span * 0.35
valid_pole_clusters, attach_clusters = [], []
for cluster in pole_clusters:
member_projs = [polys[i][:, 0].mean() * ux + polys[i][:, 1].mean() * uy
for i in cluster]
proj_c = float(np.mean(member_projs))
proj_lo = min(member_projs)
proj_hi = max(member_projs)
in_range = proj_min - p_tol <= proj_c <= proj_max + p_tol
in_end_zone = proj_lo <= left_zone or proj_hi >= right_zone
if in_range and in_end_zone:
valid_pole_clusters.append(cluster)
elif in_range:
attach_clusters.append(cluster)
return {
'main_b': main_b,
'main_bs': main_bs,
'junk_b': junk_b,
'valid_pole_clusters': valid_pole_clusters,
'attach_clusters': attach_clusters,
}
# ── 시각화 상수 ─────────────────────────────────────────────────────────
_CB_COLOR = {
'C': (255, 80, 0), # 주황 (기둥 Column)
'B': ( 0, 80, 255), # 파란 (빔 Beam)
'?': (140, 140, 140), # 회색 (미분류)
}
_RAAMEN_COLOR = {
'RAAMEN': ( 0, 255, 0), # 초록
'RAAMEN_CENTER': ( 0, 255, 255), # 노랑 (중앙 영역, C/B 분류 불신뢰)
'RAAMEN_OCCLUDED': ( 0, 165, 255), # 주황 (가림/부분 검출)
'PARTIAL': (128, 128, 128), # 회색
}
# ── 메인 렌더링 ─────────────────────────────────────────────────────────
def render(image_path, label_path, output_path, args,
class_ids=None, class_names=None, epsilon=4.0, c_thresh=20.0,
b_max_diff=75.0, vp_min_ar=2.5, vp_min_len=80.0, vp_outer_ratio=0.2):
buf = np.fromfile(str(image_path), dtype=np.uint8)
img = cv2.imdecode(buf, cv2.IMREAD_COLOR)
H, W = img.shape[:2]
# ── Phase 1 ──────────────────────────────────────────────────────────
raw_polys, poly_abs_idx = load_polygons(label_path, W, H, class_ids, class_names)
polys_all = [smooth_polygon(p, epsilon) for p in raw_polys]
# 가로:세로 > 4:1 → 전철주 아님 (레일·전선 등), 제거
keep = []
skipped = []
for i, pts in enumerate(polys_all):
bw = pts[:, 0].max() - pts[:, 0].min()
bh = pts[:, 1].max() - pts[:, 1].min()
if bh > 0 and bw / bh > 4.0:
skipped.append(poly_abs_idx[i])
else:
keep.append(i)
polys = [polys_all[i] for i in keep]
poly_abs_idx = [poly_abs_idx[i] for i in keep]
print(f" {len(polys_all)}개 파싱 → {len(skipped)}개 가로형 필터 제거 → {len(polys)}개 처리")
if skipped:
print(f" 제거 shape idx: {skipped}")
img_cx, img_cy = W / 2.0, H / 2.0
# ── Phase 1+2: 두 가지 VP 시드 방식으로 시도 → C 폴리곤이 더 많은 VP 채택 ──
elong_idx = []
for i, pts in enumerate(polys):
la, cx, cy, long_side, short_side = _long_axis_angle(pts)
if short_side > 0 and long_side / short_side > vp_min_ar and long_side > vp_min_len:
elong_idx.append(i)
# 시드 A: 지배적 장축 각도 클러스터 (이미지 방향 비의존)
seeds_A = []
if len(elong_idx) >= 2:
avals_all = [(i, _long_axis_angle(polys[i])[0] % 180.0) for i in elong_idx]
hist, edges = np.histogram([a for _, a in avals_all], bins=12, range=(0.0, 180.0))
pk = int(np.argmax(hist))
peak_c = (edges[pk] + edges[pk + 1]) / 2.0
seeds_A = [i for i, a in avals_all
if min(abs(a - peak_c), 180.0 - abs(a - peak_c)) < 20.0]
# 시드 B: radial cos_sim (이미지 중심 방사 방향 정렬)
seeds_B = []
for i in elong_idx:
_, cx, cy, _, _ = _long_axis_angle(polys[i])
dist = ((cx - img_cx) ** 2 + (cy - img_cy) ** 2) ** 0.5
if dist > min(W, H) * vp_outer_ratio and _radial_cos_sim(polys[i], img_cx, img_cy) > 0.5:
seeds_B.append(i)
# 두 시드 모두 시도 → C가 더 많이 나오는 VP 채택
best_vp_x, best_vp_y = img_cx, -H * 3.0
best_n_c = 0
orients, adiffs = ['?'] * len(polys), [90.0] * len(polys)
for label, seeds in [('지배각', seeds_A), ('radial', seeds_B)]:
if len(seeds) < 2:
continue
vx, vy, nc, ors, ads = _estimate_vp_iterative(
polys, seeds, c_thresh, b_max_diff, vp_min_len)
print(f" VP [{label}]: ({vx:.0f}, {vy:.0f}) C={nc}")
if nc > best_n_c:
best_vp_x, best_vp_y, best_n_c = vx, vy, nc
orients, adiffs = ors, ads
vp_x, vp_y = best_vp_x, best_vp_y
print(f" → 채택 VP: ({vp_x:.1f}, {vp_y:.1f})")
print(f"\n [C/B 분류] threshold=±{c_thresh}° b_max=±{b_max_diff}°")
for i in range(len(polys)):
print(f" poly {i:>2d}: {orients[i]} diff={adiffs[i]:.1f}°")
print(f" C:{orients.count('C')} B:{orients.count('B')} ?:{orients.count('?')}")
# B 장축 중앙부 소형 폴리곤 제거 (Phase 3 전)
polys, orients, poly_abs_idx, beam_keep = remove_beam_center_small(polys, orients, poly_abs_idx)
old_to_new = {old: new for new, old in enumerate(beam_keep)}
seeds_A = [old_to_new[i] for i in seeds_A if i in old_to_new]
seeds_B = [old_to_new[i] for i in seeds_B if i in old_to_new]
# ── Phase 3 ──────────────────────────────────────────────────────────
groups = connectivity_groups(polys, orients, margin=args.margin)
print(f"\n [그룹핑] 연결 컴포넌트 {len(groups)}개 (margin={args.margin}px)")
for g in groups:
print(f" G{g['id']}: B={g['B']} C={g['C']}")
# ── Phase 4 ──────────────────────────────────────────────────────────
print(f"\n [라멘 판정]")
for g in groups:
verdict, n_poles = judge_raamen(g, polys, W)
g['verdict'] = verdict
g['n_poles'] = n_poles
pole_str = f"{n_poles}poles" if n_poles else "-"
print(f" G{g['id']}: B={g['B']} C={g['C']}{verdict or '-':18s} ({pole_str})")
# RAAMEN_CENTER: 최하단(+Y 최대) C만 기둥으로 유지, 나머지 C → B (판정 유지)
for g in groups:
if g['verdict'] != 'RAAMEN_CENTER' or len(g['C']) < 2:
continue
bottom_c = max(g['C'], key=lambda i: float(polys[i][:, 1].mean()))
for i in g['C']:
if i != bottom_c:
orients[i] = 'B'
g['B'] = sorted(g['B'] + [i for i in g['C'] if i != bottom_c])
g['C'] = [bottom_c]
print(f" G{g['id']} [CENTER 재분류]: B={g['B']} C={g['C']}")
# 그룹 내 동일 타입 교차 폴리곤 병합 (B↔B, C↔C, 폴리곤 교차 기준)
in_group_before = set()
for g in groups:
in_group_before.update(g['B'] + g['C'])
orig_poly_n = len(polys)
groups, polys, poly_abs_idx = merge_intersecting_same_type(groups, polys, poly_abs_idx)
# 새 병합 폴리곤의 orient 확장
new_orient_map = {}
for g in groups:
for key in ('B', 'C'):
for idx in g[key]:
if idx >= orig_poly_n:
new_orient_map[idx] = key
for i in range(orig_poly_n, len(polys)):
orients.append(new_orient_map.get(i, '?'))
# 병합으로 흡수된 원본 폴리곤 인덱스 (시각화에서 제외)
in_group_after = set()
for g in groups:
in_group_after.update(g['B'] + g['C'])
merged_away = {i for i in in_group_before if i not in in_group_after}
valid_items = [g for g in groups if g['verdict']]
valid_items.sort(key=lambda x: x['area'], reverse=True)
print(f"\n [최종 라멘 객체] {len(valid_items)}개 (면적순)")
for g in valid_items:
print(f" G{g['id']}: B={g['B']} C={g['C']}{g['verdict']:18s} ({g['n_poles']}poles) Area={g['area']:,.0f}")
# 최소 면적 필터링
if args.min_group_area > 0:
before = len(valid_items)
valid_items = [g for g in valid_items if g['area'] >= args.min_group_area]
print(f" [필터] 최소 면적 {args.min_group_area} 미만 제거: {before}{len(valid_items)}")
# ── 시각화 ───────────────────────────────────────────────────────────
# 1. 폴리곤 C/B 색상 반투명 오버레이 (fill + outline) — 병합 흡수된 원본은 제외
for i, (pts, orient) in enumerate(zip(polys, orients)):
if i in merged_away:
continue
color = _CB_COLOR[orient]
pts_i = pts.astype(np.int32)
ov = img.copy()
cv2.fillPoly(ov, [pts_i], color)
cv2.addWeighted(ov, 0.25, img, 0.75, 0, img)
cv2.polylines(img, [pts_i], True, color, 2)
# 2. VP 시드 폴리곤에 청록 테두리 (채택된 시드셋 재구성)
for i in seeds_A + [i for i in seeds_B if i not in seeds_A]:
if i not in merged_away:
cv2.polylines(img, [polys[i].astype(np.int32)], True, (0, 220, 220), 3)
# 3. 소실점 표시 (이미지 내부: 원, 외부: 방향 화살표)
vp_ix, vp_iy = int(vp_x), int(vp_y)
if 0 <= vp_ix < W and 0 <= vp_iy < H:
cv2.circle(img, (vp_ix, vp_iy), 20, (0, 255, 255), 3)
cv2.putText(img, "VP", (vp_ix + 25, vp_iy),
cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.0, (0, 255, 255), 2)
else:
ax_s, ay_s = W // 2, H // 5
dx, dy = vp_x - img_cx, vp_y - img_cy
n = (dx ** 2 + dy ** 2) ** 0.5
if n > 0:
ax_e = max(0, min(W - 1, int(ax_s + dx / n * 80)))
ay_e = max(0, min(H - 1, int(ay_s + dy / n * 80)))
cv2.arrowedLine(img, (ax_s, ay_s), (ax_e, ay_e), (0, 255, 255), 3)
cv2.putText(img, f"VP({vp_ix},{vp_iy})", (ax_s + 5, ay_s - 10),
cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.8, (0, 255, 255), 2)
# 4. 라멘 그룹 강조: 바운딩 박스 + 그룹 ID + 판정 라벨
for g in valid_items:
verdict = g['verdict']
color = _RAAMEN_COLOR[verdict]
all_idx = g['B'] + g['C']
all_pts = np.vstack([polys[i] for i in all_idx]).astype(np.int32)
x0 = all_pts[:, 0].min() - 15; y0 = all_pts[:, 1].min() - 15
x1 = all_pts[:, 0].max() + 15; y1 = all_pts[:, 1].max() + 15
cv2.rectangle(img, (x0, y0), (x1, y1), color, 4)
lbl = f"G{g['id']} {verdict} ({g['n_poles']}poles)"
cv2.putText(img, lbl, (x0, y0 - 10),
cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.2, (0, 0, 0), 6)
cv2.putText(img, lbl, (x0, y0 - 10),
cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.2, color, 2)
# 5. 폴리곤 라벨 — 모든 그래픽 최상단에 그리기 (병합 흡수된 원본 제외)
for i, (pts, orient) in enumerate(zip(polys, orients)):
if i in merged_away:
continue
color = _CB_COLOR[orient]
cx, cy = int(pts[:, 0].mean()), int(pts[:, 1].mean())
lbl = f"{i}{orient}"
cv2.putText(img, lbl, (cx, cy), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.0, (255, 255, 255), 4)
cv2.putText(img, lbl, (cx, cy), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1.0, color, 2)
# 이미지 저장
scale = min(1.0, 4096 / max(H, W))
if scale < 1.0:
img = cv2.resize(img, (int(W * scale), int(H * scale)))
output_path.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
cv2.imencode(output_path.suffix, img)[1].tofile(str(output_path))
print(f"\n{output_path}")
# AnyLabeling JSON 저장
import json
def _shape(label, points, gid, desc):
return {"label": label, "score": None, "points": points,
"group_id": gid, "description": desc,
"shape_type": "polygon", "flags": None}
shapes = []
for g in valid_items:
gid = g['id']
verdict = g['verdict']
desc_base = f"G{gid} {verdict}"
def abs_ids(rel_list):
"""상대 폴리곤 인덱스 → 절대 JSON shapes[] 인덱스 변환. 병합 폴리곤은 list."""
result = []
for i in rel_list:
v = poly_abs_idx[i]
if isinstance(v, list):
result.extend(v)
else:
result.append(v)
return sorted(result)
if not g['B']:
# RAAMEN_CENTER: C 폴리곤만 있는 중앙 영역 그룹
for ci in g['C']:
shapes.append(_shape("raamen_center",
[[float(p[0]), float(p[1])] for p in polys[ci]],
gid, f"{desc_base} shape#{poly_abs_idx[ci]}"))
continue
det = group_detail(g, polys, W)
# 주 빔 (1~2개: 면적 기준 상위, 2nd ≥ 50% 조건 충족 시 포함)
for bi, mb in enumerate(det['main_bs'], 1):
label = "raamen_beam" if bi == 1 else "raamen_beam2"
shapes.append(_shape(label,
_merge_poly_hull([mb], polys),
gid, f"{desc_base} beam{bi} shape#{poly_abs_idx[mb]}"))
# 잡 B 폴리곤 클러스터 (브라켓 등 부속)
if det['junk_b']:
junk_clusters = _cluster_polys(det['junk_b'], polys)
for jc in junk_clusters:
shapes.append(_shape("raamen_beam_sub",
_merge_poly_hull(jc, polys),
gid, f"{desc_base} beam_sub{abs_ids(jc)}"))
# 유효 기둥 클러스터 (끝단)
for pi, cluster in enumerate(det['valid_pole_clusters'], 1):
shapes.append(_shape("raamen_pole",
_merge_poly_hull(cluster, polys),
gid, f"{desc_base} pole{pi}{abs_ids(cluster)}"))
# 중앙 부속물 클러스터 (기둥 아님)
for cluster in det['attach_clusters']:
shapes.append(_shape("raamen_pole_attach",
_merge_poly_hull(cluster, polys),
gid, f"{desc_base} attach{abs_ids(cluster)}"))
anylabel_json = {
"version": "3.3.9",
"flags": {},
"shapes": shapes,
"imagePath": image_path.name,
"imageData": None,
"imageHeight": H,
"imageWidth": W,
}
json_path = output_path.with_suffix(".json")
json_path.write_text(json.dumps(anylabel_json, ensure_ascii=False, indent=2),
encoding="utf-8")
print(f"{json_path}")
# ── 원본 폴리곤 분류 JSON 저장 ───────────────────────────────────────
# 입력 catenary_pole 폴리곤마다 그룹/타입 레이블 부여
# 그룹 소속: catenary_pole_B / catenary_pole_C (group_id=G번호)
# 그룹 미소속: catenary_pole (원본 그대로)
abs_to_info = {} # abs_idx → (group_id, verdict, 'B'|'C')
for g in groups:
v = g.get('verdict', '')
for type_char, members in (('B', g['B']), ('C', g['C'])):
for idx in members:
av = poly_abs_idx[idx]
for a in (av if isinstance(av, list) else [av]):
abs_to_info[a] = (g['id'], v, type_char)
input_data = json.loads(label_path.read_text(encoding="utf-8"))
input_shapes = input_data.get("shapes", [])
cls_shapes = []
for abs_idx, s in enumerate(input_shapes):
if class_names and s.get("label", "") not in class_names:
continue
if abs_idx in abs_to_info:
gid, verdict, type_char = abs_to_info[abs_idx]
lbl = f"catenary_pole_{type_char}"
desc = f"G{gid} {verdict}"
gid_out = gid
else:
lbl = s.get("label", "catenary_pole")
desc = s.get("description", "")
gid_out = None
cls_shapes.append({
"label": lbl,
"score": s.get("score"),
"points": s.get("points", []),
"group_id": gid_out,
"description": desc,
"shape_type": s.get("shape_type", "polygon"),
"flags": s.get("flags"),
})
cls_json = {
"version": input_data.get("version", "3.3.9"),
"flags": input_data.get("flags", {}),
"shapes": cls_shapes,
"imagePath": input_data.get("imagePath", image_path.name),
"imageData": None,
"imageHeight": H,
"imageWidth": W,
}
cls_path = output_path.parent / (label_path.stem + "_classified.json")
cls_path.write_text(json.dumps(cls_json, ensure_ascii=False, indent=2),
encoding="utf-8")
print(f"{cls_path} ({len(cls_shapes)}개 폴리곤)")
def main():
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("--image", required=True)
ap.add_argument("--label", required=True)
ap.add_argument("--output", default=None,
help="출력 jpg 경로 (기본: output/raamen/{이미지명}/{이미지명}_raamen_NNN.jpg)")
ap.add_argument("--class-ids", default="",
help="포함할 클래스 ID, 콤마 구분 (.txt 전용)")
ap.add_argument("--class-names", default="catenary_pole",
help="포함할 클래스 이름, 콤마 구분 (.json 전용, 기본: 'catenary_pole')")
ap.add_argument("--epsilon", type=float, default=4.0,
help="approxPolyDP epsilon (기본 4.0px)")
ap.add_argument("--c-thresh", type=float, default=20.0,
help="C/B 분류 각도 임계값 degrees (기본 20°)")
ap.add_argument("--b-max-diff", type=float, default=75.0,
help="B(빔) 최대 각도 diff; 이 이상은 레일/전선 등으로 제외 (기본 75°)")
ap.add_argument("--margin", type=int, default=30,
help="폴리곤 접촉 판정 margin px (기본 30)")
ap.add_argument("--min-group-area", type=float, default=0,
help="라멘 그룹의 최소 면적 합계 (기본 0)")
args = ap.parse_args()
class_ids = ({int(x) for x in args.class_ids.split(',') if x.strip()}
if args.class_ids else None)
class_names = ({x.strip() for x in args.class_names.split(',') if x.strip()}
if args.class_names else None)
if args.output:
out_path = Path(args.output)
else:
img_stem = Path(args.image).stem
out_dir = Path("output") / "raamen" / img_stem
out_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
n = 1
while True:
out_path = out_dir / f"{img_stem}_raamen_{n:03d}.jpg"
if not out_path.exists():
break
n += 1
render(Path(args.image), Path(args.label), out_path, args,
class_ids=class_ids, class_names=class_names,
epsilon=args.epsilon, c_thresh=args.c_thresh,
b_max_diff=args.b_max_diff)
if __name__ == "__main__":
main()