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import torch
from diffusers import StableDiffusionControlNetPipeline, ControlNetModel
from controlnet_aux import OpenposeDetector
from PIL import Image, ImageFilter, ImageEnhance # NEU: ImageEnhance für Kontrast
import random
import cv2
import numpy as np
import gradio as gr
import torch.nn.functional as F
from transformers import Sam2Model, Sam2Processor
from scipy import ndimage
from skimage import measure, morphology
# === CONTROLNET FORTSCHRITTS-CALLBACK (Für Gradio-UI) ===
class ControlNetProgressCallback:
def __init__(self, progress, total_steps):
self.progress = progress
self.total_steps = total_steps
self.current_step = 0
def __call__(self, pipe, step_index, timestep, callback_kwargs):
self.current_step = step_index + 1
progress_percentage = self.current_step / self.total_steps
if self.progress is not None:
self.progress(progress_percentage, desc=f"ControlNet: Schritt {self.current_step}/{self.total_steps}")
print(f"ControlNet Fortschritt: {self.current_step}/{self.total_steps} ({progress_percentage:.1%})")
return callback_kwargs
class ControlNetProcessor:
def __init__(self, device="cuda", torch_dtype=torch.float32):
self.device = device
self.torch_dtype = torch_dtype
self.pose_detector = None
self.midas_model = None
self.midas_transform = None
self.sam_processor = None
self.sam_model = None
self.sam_initialized = False
def _lazy_load_sam(self):
"""Lazy Loading von SAM 2 über 🤗 Transformers API"""
if self.sam_initialized:
return True
try:
print("#" * 80)
print("# 🔄 LADE SAM 2 (Segment Anything Model 2)")
print("#" * 80)
model_id = "facebook/sam2-hiera-tiny"
print(f"📥 Modell-ID: {model_id}")
print(f"📥 Lade Processor...")
self.sam_processor = Sam2Processor.from_pretrained(model_id)
print(f"📥 Lade Modell...")
self.sam_model = Sam2Model.from_pretrained(model_id, torch_dtype=torch.float32).to(self.device)
self.sam_model.eval()
self.sam_initialized = True
print("✅ SAM 2 erfolgreich geladen (via Transformers)")
return True
except Exception as e:
print(f"❌ FEHLER beim Laden von SAM 2: {str(e)[:200]}")
self.sam_initialized = True
return False
def _validate_bbox(self, image, bbox_coords):
"""Validiert und korrigiert BBox-Koordinaten"""
width, height = image.size
if isinstance(bbox_coords, (list, tuple)) and len(bbox_coords) == 4:
x1, y1, x2, y2 = bbox_coords
else:
x1, y1, x2, y2 = bbox_coords
x1, x2 = min(x1, x2), max(x1, x2)
y1, y2 = min(y1, y2), max(y1, y2)
x1 = max(0, min(x1, width - 1))
y1 = max(0, min(y1, height - 1))
x2 = max(0, min(x2, width - 1))
y2 = max(0, min(y2, height - 1))
if x2 - x1 < 10 or y2 - y1 < 10:
size = min(width, height) * 0.3
x1 = max(0, width/2 - size/2)
y1 = max(0, height/2 - size/2)
x2 = min(width, width/2 + size/2)
y2 = min(height, height/2 + size/2)
return int(x1), int(y1), int(x2), int(y2)
def _smooth_mask(self, mask_array, blur_radius=3):
"""Glättet die Maske für bessere Übergänge"""
try:
if blur_radius > 0:
mask_array = cv2.medianBlur(mask_array, blur_radius*2+1)
return mask_array
except Exception as e:
print(f"⚠️ Fehler beim Glätten der Maske: {e}")
return mask_array
def create_sam_mask(self, image, bbox_coords, mode):
"""
ERWEITERTE Funktion: Erstellt präzise Maske mit SAM 2
Korrigierte Version für face_only_change mit einzelner BBox
"""
try:
print("#" * 80)
print("# 🎯 STARTE SAM 2 SEGMENTIERUNG")
print("#" * 80)
print(f"📐 Eingabebild-Größe: {image.size}")
print(f"🎛️ Ausgewählter Modus: {mode}")
# Variablen für alle Modi initialisieren
crop_size = None
crop_x1 = crop_y1 = crop_x2 = crop_y2 = None
original_image = image
best_score = 0.0
# 1. SAM2 laden
if not self.sam_initialized:
print("📥 SAM 2 ist noch nicht geladen, starte Lazy Loading...")
self._lazy_load_sam()
if self.sam_model is None or self.sam_processor is None:
print("⚠️ SAM 2 Model nicht verfügbar, verwende Fallback")
return self._create_rectangular_mask(image, bbox_coords, mode)
else:
print("✅ SAM 2 Modell ist geladen und bereit")
# 2. Validiere BBox
x1, y1, x2, y2 = self._validate_bbox(image, bbox_coords)
original_bbox = (x1, y1, x2, y2)
original_bbox_size = (x2 - x1, y2 - y1)
print(f"📏 Original-BBox Größe: {original_bbox_size[0]} × {original_bbox_size[1]} px")
# ============================================================
# SPEZIALBEHANDLUNG NUR FÜR face_only_change
# ============================================================
if mode == "face_only_change":
print("-" * 60)
print("👤 SPEZIALMODUS: NUR GESICHT - ROBUSTER WORKFLOW")
print("-" * 60)
# ============================================================
# SCHRITT 1: Originalbild sichern
# ============================================================
original_image = image
print(f"💾 Originalbild gesichert: {original_image.size}")
# ============================================================
# SCHRITT 2: Crop = BBox × 2.5 (ERHÖHT für mehr Kontext)
# ============================================================
print("✂️ SCHRITT 2: ERSTELLE QUADRATISCHEN AUSSCHNITT (BBox × 2.5)")
# BBox-Zentrum berechnen
bbox_center_x = (x1 + x2) // 2
bbox_center_y = (y1 + y2) // 2
print(f" 📍 BBox-Zentrum: ({bbox_center_x}, {bbox_center_y})")
# Größte Dimension der BBox finden
bbox_width = x2 - x1
bbox_height = y2 - y1
bbox_max_dim = max(bbox_width, bbox_height)
print(f" 📏 BBox Dimensionen: {bbox_width} × {bbox_height} px")
print(f" 📐 Maximale BBox-Dimension: {bbox_max_dim} px")
# Crop-Größe berechnen (BBox × 2.5)
crop_size = int(bbox_max_dim * 2.5)
print(f" 🎯 Ziel-Crop-Größe: {crop_size} × {crop_size} px (BBox × 2.5)")
# Crop-Koordinaten berechnen (zentriert um BBox)
crop_x1 = bbox_center_x - crop_size // 2
crop_y1 = bbox_center_y - crop_size // 2
crop_x2 = crop_x1 + crop_size
crop_y2 = crop_y1 + crop_size
# Sicherstellen, dass Crop innerhalb der Bildgrenzen bleibt
crop_x1 = max(0, crop_x1)
crop_y1 = max(0, crop_y1)
crop_x2 = min(original_image.width, crop_x2)
crop_y2 = min(original_image.height, crop_y2)
# Falls Crop zu klein ist, anpassen
actual_crop_width = crop_x2 - crop_x1
actual_crop_height = crop_y2 - crop_y1
if actual_crop_width < crop_size or actual_crop_height < crop_size:
# An Kanten anpassen
if crop_x1 == 0:
crop_x2 = min(original_image.width, crop_size)
elif crop_x2 == original_image.width:
crop_x1 = max(0, original_image.width - crop_size)
if crop_y1 == 0:
crop_y2 = min(original_image.height, crop_size)
elif crop_y2 == original_image.height:
crop_y1 = max(0, original_image.height - crop_size)
print(f" 🔲 Crop-Bereich: [{crop_x1}, {crop_y1}, {crop_x2}, {crop_y2}]")
print(f" 📏 Tatsächliche Crop-Größe: {crop_x2-crop_x1} × {crop_y2-crop_y1} px")
# Bild ausschneiden
cropped_image = original_image.crop((crop_x1, crop_y1, crop_x2, crop_y2))
print(f" ✅ Quadratischer Ausschnitt erstellt: {cropped_image.size}")
# ============================================================
# SCHRITT 3: BBox-Koordinaten transformieren
# ============================================================
print("📐 SCHRITT 3: BBox-KOORDINATEN TRANSFORMIEREN")
rel_x1 = x1 - crop_x1
rel_y1 = y1 - crop_y1
rel_x2 = x2 - crop_x1
rel_y2 = y2 - crop_y1
# Sicherstellen, dass BBox innerhalb des Crops liegt
rel_x1 = max(0, rel_x1)
rel_y1 = max(0, rel_y1)
rel_x2 = min(cropped_image.width, rel_x2)
rel_y2 = min(cropped_image.height, rel_y2)
print(f" 🎯 Relative BBox im Crop: [{rel_x1}, {rel_y1}, {rel_x2}, {rel_y2}]")
print(f" 📏 Relative BBox Größe: {rel_x2-rel_x1} × {rel_y2-rel_y1} px")
# ============================================================
# SCHRITT 4: INTENSIVE BILDAUFBEREITUNG FÜR GESICHTSERKENNUNG
# ============================================================
print("🔍 SCHRITT 4: ERWEITERTE BILDAUFBEREITUNG FÜR GESICHTSERKENNUNG")
# 1. Kontrast verstärken
contrast_enhancer = ImageEnhance.Contrast(cropped_image)
enhanced_image = contrast_enhancer.enhance(1.8) # 80% mehr Kontrast
# 2. Schärfe erhöhen für bessere Kantenerkennung
sharpness_enhancer = ImageEnhance.Sharpness(enhanced_image)
enhanced_image = sharpness_enhancer.enhance(2.0) # 100% mehr Schärfe
# 3. Helligkeit anpassen
brightness_enhancer = ImageEnhance.Brightness(enhanced_image)
enhanced_image = brightness_enhancer.enhance(1.1) # 10% heller
print(f" ✅ Erweiterte Bildaufbereitung abgeschlossen")
print(f" • Kontrast: +80%")
print(f" • Schärfe: +100%")
print(f" • Helligkeit: +10%")
# Für SAM: Verwende aufbereiteten Ausschnitt
image = enhanced_image
x1, y1, x2, y2 = rel_x1, rel_y1, rel_x2, rel_y2
print(" 🔄 SAM wird auf aufbereitetem Ausschnitt ausgeführt")
print(f" 📊 SAM-Eingabegröße: {image.size}")
# ============================================================
# GEMEINSAME SAM-LOGIK FÜR ALLE MODI
# ============================================================
print("-" * 60)
print(f"📦 BOUNDING BOX DETAILS FÜR SAM:")
print(f" Bild-Größe für SAM: {image.size}")
print(f" BBox Koordinaten: [{x1}, {y1}, {x2}, {y2}]")
print(f" BBox Dimensionen: {x2-x1}px × {y2-y1}px")
# 3. Vorbereitung für SAM2 - WICHTIG: NUR EINE BBOX
print("-" * 60)
print("🖼️ BILDAUFBEREITUNG FÜR SAM 2")
image_np = np.array(image.convert("RGB"))
# Immer nur eine BBox verwenden (SAM 2 erwartet genau 1)
input_boxes = [[[x1, y1, x2, y2]]]
# 1. Punkt in der BBox-Mitte (zur Ünterstützung von SAM damit BBox nicht zu dicht um Kopf gezogen werden muß!)
center_x = (x1 + x2) // 2
center_y = (y1 + y2) // 2
# 2. Punkt im Gesicht (30% höher vom Mittelpunkt)(auch für größere BBox)
bbox_height = y2 - y1
face_offset = int(bbox_height * 0.3)
face_x = center_x
face_y = center_y - face_offset
face_y = max(y1 + 10, min(face_y, y2 - 10)) # In BBox halten
# BEIDE Punkte kombinieren
input_points = [[[[center_x, center_y], [face_x, face_y]]]] # ZWEI Punkte
input_labels = [[[1, 1]]] # Beide sind positive Prompts
print(f" 🎯 SAM-Prompt: BBox [{x1},{y1},{x2},{y2}]")
print(f" 👁️ Punkte: Mitte ({center_x},{center_y}), Gesicht ({face_x},{face_y})")
# Aufruf des SAM-Prozessors mit den Variablen. Der Processor verpackt diese Rohdaten
# in die für das SAM-Modell erforderlichen Tensoren und speichert sie in inputs.
inputs = self.sam_processor(
image_np,
input_boxes=input_boxes,
input_points=input_points, # ZWEI Punkte
input_labels=input_labels, # Zwei Labels
return_tensors="pt"
).to(self.device) # Ohne .to(self.device) werden die Tensoren standardmäßig im CPU-RAM erzeugt und gespeichert! Da GPU-Fehler!
print(f"✅ Processor-Ausgabe: Dictionary mit {len(inputs)} Schlüsseln: {list(inputs.keys())}")
print(f" - 'pixel_values' Shape: {inputs['pixel_values'].shape}")
print(f" - 'input_boxes' Shape: {inputs['input_boxes'].shape}")
if 'input_points' in inputs:
print(f" - 'input_points' Shape: {inputs['input_points'].shape}")
# 4. SAM2 Vorhersage
print("-" * 60)
print("🧠 SAM 2 INFERENZ (Vorhersage)")
with torch.no_grad():
print(" Führe Vorhersage durch...")
outputs = self.sam_model(**inputs)
print(f"✅ Vorhersage abgeschlossen")
print(f" Anzahl der Vorhersagemasken: {outputs.pred_masks.shape[2]}")
# 5. Maske extrahieren
print("📏 SCHRITT 6: MASKE EXTRAHIEREN")
num_masks = outputs.pred_masks.shape[2]
print(f" SAM lieferte {num_masks} verschiedene Masken")
# Extrahiere alle Masken
all_masks = []
for i in range(num_masks):
single_mask = outputs.pred_masks[:, :, i, :, :]
resized_mask = F.interpolate(
single_mask,
size=(image.height, image.width),
mode='bilinear',
align_corners=False
).squeeze()
mask_np = resized_mask.sigmoid().cpu().numpy()
all_masks.append(mask_np)
# Basis-Statistiken für jede Maske
mask_binary = (mask_np > 0.5).astype(np.uint8)
mask_area = np.sum(mask_binary)
print(f" Maske {i+1}: Größe={mask_area:,} Pixel, Max-Konfidenz={mask_np.max():.3f}")
# ============================================================
# MODUS-SPEZIFISCHE HEURISTIK
# ============================================================
print("🤔 SCHRITT 6: MASKENAUSWAHL MIT MODUS-SPEZIFISCHER HEURISTIK")
bbox_center = ((x1 + x2) // 2, (y1 + y2) // 2)
bbox_area = (x2 - x1) * (y2 - y1)
print(f" Erwartetes BBox-Zentrum: {bbox_center}")
print(f" Erwartete BBox-Fläche: {bbox_area:,} Pixel")
best_mask_idx = 0
best_score = -1
for i, mask_np in enumerate(all_masks):
mask_max = mask_np.max()
# Grundlegende Filterung
if mask_max < 0.3:
print(f" ❌ Maske {i+1}: Zu niedrige Konfidenz ({mask_max:.3f}), überspringe")
continue
# Adaptiver Threshold
adaptive_threshold = max(0.3, mask_max * 0.7)
mask_binary = (mask_np > adaptive_threshold).astype(np.uint8)
if np.sum(mask_binary) == 0:
print(f" ❌ Maske {i+1}: Keine Pixel nach Threshold {adaptive_threshold:.3f}")
continue
mask_area_pixels = np.sum(mask_binary)
# ============================================================
# SPEZIALHEURISTIK NUR FÜR GESICHTSMODUS
# ============================================================
if mode == "face_only_change":
print(f" 🔍 Analysiere Maske {i+1} mit GESICHTS-HEURISTIK")
# 1. FLÄCHENBASIERTE BEWERTUNG (40%)
area_ratio = mask_area_pixels / bbox_area
print(f" 📐 Flächen-Ratio: {area_ratio:.3f} ({mask_area_pixels:,} / {bbox_area:,} Pixel)")
# Optimale Kopfgröße: 80-120% der BBox
if area_ratio < 0.6:
print(f" ⚠️ Fläche zu klein für Kopf (<60% der BBox)")
area_score = area_ratio * 0.5 # Stark bestrafen
elif area_ratio > 1.5:
print(f" ⚠️ Fläche zu groß für Kopf (>150% der BBox)")
area_score = 2.0 - area_ratio # Linear bestrafen
elif 0.8 <= area_ratio <= 1.2:
area_score = 1.0 # Perfekte Größe
print(f" ✅ Perfekte Kopfgröße (80-120% der BBox)")
else:
# Sanfte Abweichung
area_score = 1.0 - abs(area_ratio - 1.0) * 0.5
# 2. KOMPAKTHEIT/SOLIDITÄT (30%)
labeled_mask = measure.label(mask_binary)
regions = measure.regionprops(labeled_mask)
if len(regions) == 0:
compactness_score = 0.1
print(f" ❌ Keine zusammenhängenden Regionen gefunden")
else:
# Größte Region finden (sollte der Kopf sein)
largest_region = max(regions, key=lambda r: r.area)
# Solidität = Fläche / konvexe Hüllenfläche
solidity = largest_region.solidity if hasattr(largest_region, 'solidity') else 0.7
# Exzentrizität (wie elliptisch) - Köpfe sind tendenziell elliptisch
eccentricity = largest_region.eccentricity if hasattr(largest_region, 'eccentricity') else 0.5
# Perfekt runde Formen (Kreis) sind 0, Linie wäre 1
# Köpfe haben typischerweise 0.5-0.8
if 0.4 <= eccentricity <= 0.9:
eccentricity_score = 1.0 - abs(eccentricity - 0.65) * 2
else:
eccentricity_score = 0.2
compactness_score = (solidity * 0.6 + eccentricity_score * 0.4)
print(f" 🎯 Kompaktheits-Analyse:")
print(f" • Solidität (Fläche/Konvex): {solidity:.3f}")
print(f" • Exzentrizität (Form): {eccentricity:.3f}")
print(f" • Kompaktheits-Score: {compactness_score:.3f}")
# 3. BBOX-ÜBERLAPPUNG (20%)
bbox_mask = np.zeros((image.height, image.width), dtype=np.uint8)
bbox_mask[y1:y2, x1:x2] = 1
overlap = np.sum(mask_binary & bbox_mask)
bbox_overlap_ratio = overlap / mask_area_pixels if mask_area_pixels > 0 else 0
# Für Kopf: Sollte großteils in BBox sein (mind. 70%)
if bbox_overlap_ratio >= 0.7:
bbox_score = 1.0
print(f" ✅ Hohe BBox-Überlappung: {bbox_overlap_ratio:.3f} ({overlap:,} Pixel)")
elif bbox_overlap_ratio >= 0.5:
bbox_score = bbox_overlap_ratio * 1.2
print(f" ⚠️ Mittlere BBox-Überlappung: {bbox_overlap_ratio:.3f}")
else:
bbox_score = bbox_overlap_ratio * 0.8
print(f" ❌ Geringe BBox-Überlappung: {bbox_overlap_ratio:.3f}")
# 4. SAM-KONFIDENZ (10%)
confidence_score = mask_max
# GESAMTSCORE für Gesicht
score = (
area_score * 0.4 + # 40% Flächenpassung
compactness_score * 0.3 + # 30% Kompaktheit
bbox_score * 0.2 + # 20% BBox-Überlappung
confidence_score * 0.1 # 10% Konfidenz
)
print(f" 📊 GESICHTS-SCORES für Maske {i+1}:")
print(f" • Flächen-Score: {area_score:.3f}")
print(f" • Kompaktheits-Score: {compactness_score:.3f}")
print(f" • BBox-Überlappungs-Score: {bbox_score:.3f}")
print(f" • Konfidenz-Score: {confidence_score:.3f}")
print(f" • GESAMTSCORE: {score:.3f}")
# ============================================================
# STANDARD-HEURISTIK FÜR ANDERE MODI
# ============================================================
else:
# Standard Heuristik für focus_change und environment_change
bbox_mask = np.zeros((image.height, image.width), dtype=np.uint8)
bbox_mask[y1:y2, x1:x2] = 1
overlap = np.sum(mask_binary & bbox_mask)
bbox_overlap_ratio = overlap / np.sum(bbox_mask) if np.sum(bbox_mask) > 0 else 0
# Schwerpunkt berechnen
y_coords, x_coords = np.where(mask_binary > 0)
if len(y_coords) > 0:
centroid_y = np.mean(y_coords)
centroid_x = np.mean(x_coords)
centroid_distance = np.sqrt((centroid_x - bbox_center[0])**2 + (centroid_y - bbox_center[1])**2)
normalized_distance = centroid_distance / max(image.width, image.height)
else:
normalized_distance = 1.0
# Flächen-Ratio
area_ratio = mask_area_pixels / bbox_area
area_score = 1.0 - min(abs(area_ratio - 1.0), 1.0)
# Konfidenz
confidence_score = mask_max
# Standard-Score
score = (
bbox_overlap_ratio * 0.4 +
(1.0 - normalized_distance) * 0.25 +
area_score * 0.25 +
confidence_score * 0.1
)
print(f" 📊 STANDARD-SCORES für Maske {i+1}:")
print(f" • BBox-Überlappung: {bbox_overlap_ratio:.3f}")
print(f" • Zentrums-Distanz: {centroid_distance if 'centroid_distance' in locals() else 'N/A'}")
print(f" • Flächen-Ratio: {area_ratio:.3f}")
print(f" • GESAMTSCORE: {score:.3f}")
if score > best_score:
best_score = score
best_mask_idx = i
print(f" 🏆 Neue beste Maske: Nr. {i+1} mit Score {score:.3f}")
print(f"✅ Beste Maske ausgewählt: Nr. {best_mask_idx+1} mit Score {best_score:.3f}")
# Beste Maske verwenden
mask_np = all_masks[best_mask_idx]
# ============================================================
# OPTIMIERTER THRESHOLD
# SAM gibt nur Wahrscheinlichkeiten aus!
# Nachdem das Modell eine Maske für eine Person vorhersagt (wo jeder Pixel einen Wert zwischen 0 und 1 hat,
# wie "wahrscheinlich gehört dieser Pixel zur Person"), wird diese Maske binarisiert (0 oder 1), indem alle
# Pixel unter 0.05 auf 0 gesetzt werden, alle darüber auf 1.
# ============================================================
max_val = mask_np.max()
print(f" 🔍 Maximaler SAM-Konfidenzwert der besten Maske: {max_val:.3f}")
if mode == "face_only_change":
# Spezieller Threshold für Gesichter
if max_val < 0.5:
dynamic_threshold = 0.25
print(f" ⚠️ SAM ist unsicher für Gesicht (max_val={max_val:.3f} < 0.5)")
elif max_val < 0.8:
dynamic_threshold = max_val * 0.65 # Mittlerer Threshold
print(f" ℹ️ SAM ist mäßig sicher für Gesicht (max_val={max_val:.3f})")
else:
dynamic_threshold = max_val * 0.75 # Hoher Threshold
print(f" ✅ SAM ist sicher für Gesicht (max_val={max_val:.3f} >= 0.8)")
print(f" 🎯 Gesichts-Threshold: {dynamic_threshold:.3f}")
elif mode == "focus_change":
# SPEZIALBEHANDLUNG für Fokus-Änderung
print(" 🎯 FOCUS-CHANGE: Passe Threshold für vollständige Körpermaske an")
if best_score < 0.7: # Wenn Maskenqualität schlecht ist
dynamic_threshold = 0.05 #0.05 bedeutet, dass nur Pixel beibehalten werden, deren vorhergesagte Maskenwahrscheinlichkeit über 5% liegt.
print(f" ⚠️ Masken-Score niedrig ({best_score:.3f}). Setze Threshold auf {dynamic_threshold:.3f} für maximale Abdeckung.")
else:
# Bei guter Maske: moderaten Threshold verwenden
dynamic_threshold = max(0.15, max_val * 0.3) # Viel niedriger als 0.8!
print(f" ✅ Gute Maske. Verwende moderaten Threshold: {dynamic_threshold:.3f}")
else: # environment_change oder andere
# Alte Standardlogik (kann beibehalten werden)
if max_val < 0.6:
dynamic_threshold = 0.3
print(f" ⚠️ SAM ist unsicher (max_val={max_val:.3f} < 0.6)")
else:
dynamic_threshold = max_val * 0.8
print(f" ✅ SAM ist sicher (max_val={max_val:.3f} >= 0.6)")
print(f" 🐛 DEBUG THRESHOLD: max_val={max_val:.3f}, dynamic_threshold={dynamic_threshold:.3f}")
mask_array = (mask_np > dynamic_threshold).astype(np.uint8) * 255
print(f" 🚨 URSPSRUNGS-DEBUG 1: mask_np Min/Max: {mask_np.min():.3f}/{mask_np.max():.3f}")
print(f" 🚨 URSPSRUNGS-DEBUG 2: mask_array Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}, Sum: {mask_array.sum()}")
print(f" 🚨 URSPSRUNGS-DEBUG 3: Sind mask_np und mask_array gleich? {np.array_equal(mask_np > dynamic_threshold, mask_array > 0)}")
print(f" 🚨 URSPSRUNGS-DEBUG 4: Weiße Pixel in mask_array: {np.sum(mask_array > 0)}")
print(f" 🚨 URSPSRUNGS-DEBUG 5: Anteil weiße Pixel: {np.sum(mask_array > 0) / mask_array.size:.1%}")
print(f" 🐛 DEBUG BINÄRMASKE: Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}, Weiße Pixel: {np.sum(mask_array > 0)}")
#mask_array = (mask_np > dynamic_threshold).astype(np.uint8) * 255
# 2. Wenn die Maske immer noch leer ist, ERZwinge eine einfache Maske für den Test:
if mask_array.max() == 0:
print(" ⚠️ KRITISCH: Binärmaske ist leer! Erzwinge Testmaske (BBox).")
print(f" 🚨 BBox für Fallback: x1={x1}, y1={y1}, x2={x2}, y2={y2}")
# Erstelle eine einfache weiße Box innerhalb der BBox als Fallback
test_mask = np.zeros((image.height, image.width), dtype=np.uint8)
cv2.rectangle(test_mask, (x1, y1), (x2, y2), 255, -1) # -1 = ausgefüllt
mask_array = test_mask
print(f" 🐛 DEBUG ERZWUNGENE MASKE: Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}")
print(f" 🐛 DEBUG ERZWUNGENE MASKE Weiße Pixel: {np.sum(mask_array > 0)}")
mask_np = mask_array.astype(np.float32) / 255.0
print(" ✅ Fallback-Maske wurde gesetzt und mask_np aktualisiert.")
# Direkt VOR raw_mask_array = mask_array.copy():
print("=" * 60)
print("🔍 FINALE MASKE VOR RÜCKGABE:")
print(f" mask_array - Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}")
print(f" mask_array - Weiße Pixel: {np.sum(mask_array > 0)}")
print(f" mask_array - Shape: {mask_array.shape}")
print(f" mask_array - dtype: {mask_array.dtype}")
# KRITISCHE PRÜFUNG: Ist die Maske überhaupt sichtbar?
if mask_array.max() == 0:
print(" ⚠️ ⚠️ ⚠️ KRITISCH: Maske ist KOMPLETT SCHWARZ vor Rückgabe!")
print(" 🎯 SOFORT-FIX: Setze Maske auf einfache Box (100% weiß)")
# Erstelle eine 100% weiße Maske in BBox-Größe
mask_array = np.ones((image.height, image.width), dtype=np.uint8) * 255
print(f" ✅ FORCIERTE VOLLE MASKE: Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}")
else:
print(f" ✅ Maske hat Inhalt: {np.sum(mask_array > 0) / mask_array.size:.1%} weiß")
print("=" * 60)
# HIER: Rohmaske speichern (vor Smoothing)
raw_mask_array = mask_array.copy()
# ============================================================
# MODUS-SPEZIFISCHES POSTPROCESSING
# ============================================================
print("🔧 SCHRITT 7: MODUS-SPEZIFISCHES POSTPROCESSING")
if mode == "face_only_change":
print("👤 GESICHTS-SPEZIFISCHES POSTPROCESSING")
# 1. Größte zusammenhängende Komponente finden
labeled_array, num_features = ndimage.label(mask_array)
if num_features > 0:
print(f" 🔍 Gefundene Komponenten: {num_features}")
sizes = ndimage.sum(mask_array, labeled_array, range(1, num_features + 1))
largest_component_idx = np.argmax(sizes) + 1
print(f" 👑 Größte Komponente: Nr. {largest_component_idx} mit {sizes[largest_component_idx-1]:,} Pixel")
# NUR die größte Komponente behalten (der Kopf)
mask_array = np.where(labeled_array == largest_component_idx, mask_array, 0)
# 2. MORPHOLOGISCHE OPERATIONEN FÜR SAUBEREN KOPF
print(" ⚙️ Morphologische Operationen für sauberen Kopf")
# Zuerst CLOSE, um kleine Löcher im Kopf zu füllen
kernel_close = np.ones((7, 7), np.uint8)
mask_array = cv2.morphologyEx(mask_array, cv2.MORPH_CLOSE, kernel_close, iterations=1)
print(" • MORPH_CLOSE (7x7) - Löcher im Kopf füllen")
# Dann OPEN, um kleine Ausreißer zu entfernen
kernel_open = np.ones((5, 5), np.uint8)
mask_array = cv2.morphologyEx(mask_array, cv2.MORPH_OPEN, kernel_open, iterations=1)
print(" • MORPH_OPEN (5x5) - Rauschen entfernen")
# ============================================================
# KRITISCH: MASKE IMMER ZURÜCK AUF ORIGINALGRÖSSE (auch bei Fallback!)
# ============================================================
print("-" * 60)
print("🔄 MASKE IMMER ZURÜCK AUF ORIGINALGRÖSSE TRANSFORMIEREN")
# WICHTIG: Immer die richtigen Crop-Koordinaten verwenden
temp_mask = Image.fromarray(mask_array).convert("L")
print(f" Maskengröße auf Ausschnitt: {temp_mask.size}")
# Maske auf ORIGINALBILDGRÖSSE bringen
final_mask = Image.new("L", original_image.size, 0)
print(f" Leere Maske in Originalgröße: {final_mask.size}")
# Immer die gespeicherten Crop-Koordinaten verwenden
if crop_x1 is not None and crop_y1 is not None:
final_mask.paste(temp_mask, (crop_x1, crop_y1))
print(f" Maskenposition im Original: ({crop_x1}, {crop_y1})")
else:
# Fallback: Zentrieren
x_offset = (original_image.width - temp_mask.width) // 2
y_offset = (original_image.height - temp_mask.height) // 2
final_mask.paste(temp_mask, (x_offset, y_offset))
print(f" ⚠️ Keine Crop-Koordinaten, zentriert: ({x_offset}, {y_offset})")
mask_array = np.array(final_mask)
print(f" ✅ Maske zurück auf Originalgröße skaliert: {mask_array.shape}")
# Bild-Referenz zurücksetzen
image = original_image
print(f" 🔄 Bild-Referenz wieder auf Original gesetzt: {image.size}")
elif mode == "focus_change":
print("🎯 FOCUS-CHANGE POSTPROCESSING")
# DEBUG: Zustand der Maske VOR der Bearbeitung
print(f" DEBUG VORHER - Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}, Typ: {mask_array.dtype}")
# Für focus_change: Originalbildgröße beibehalten
if image.size != original_image.size:
print(f" ⚠️ Bildgröße angepasst: {image.size} → {original_image.size}")
temp_mask = Image.fromarray(mask_array).convert("L")
temp_mask = temp_mask.resize(original_image.size, Image.Resampling.NEAREST)
mask_array = np.array(temp_mask)
mask_array = mask_array.copy()
# Größte weiße Komponente behalten (Person)
labeled_array, num_features = ndimage.label(mask_array)
if num_features > 1:
sizes = ndimage.sum(mask_array, labeled_array, range(1, num_features + 1))
largest_component = np.argmax(sizes) + 1
mask_array = np.where(labeled_array == largest_component, mask_array, 0)
print(f" ✅ Behalte größte Person-Komponente ({num_features} → 1 Komponente)")
print(f" DEBUG NACH Komponentenfilter - Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}")
# 1. Zuerst CLOSE, um schwarze Löcher IN der Person zu füllen
kernel_close = np.ones((5,5), np.uint8)
mask_array = cv2.morphologyEx(mask_array, cv2.MORPH_CLOSE, kernel_close, iterations=3)
print(f" DEBUG NACH MORPH_CLOSE - Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}")
# 2. Dann Dilation für bessere Abdeckung
kernel_dilate_large = np.ones((25,25), np.uint8)
mask_array = cv2.dilate(mask_array, kernel_dilate_large, iterations=2)
print(f" DEBUG NACH DILATION - Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}")
print(f" 🐛 DEBUG NACH VERSTÄRKTER DILATION - Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}, Weiße Pixel: {np.sum(mask_array > 0)}")
# Mittelstarker Blur für natürliche Übergänge:
mask_array = cv2.GaussianBlur(mask_array, (9, 9), 2.0)
# Alternativen:
# Sanfter: (7, 7), 1.5 → subtiler Übergang
# Stärker: (11, 11), 2.5 → sehr weiche Übergänge
# Mittelstarker Blur für natürliche Übergänge:
mask_array = cv2.GaussianBlur(mask_array, (9, 9), 2.0)
# GAMMA-KORREKTUR gegen milchige Ränder (Float-Bereich 0-1 nötig)
mask_array = mask_array.astype(np.float32) / 255.0 # <-- WICHTIG: ZUERST in 0-1 konvertieren
print(f" DEBUG NACH Float-Konvertierung - Min/Max: {mask_array.min():.3f}/{mask_array.max():.3f}, Typ: {mask_array.dtype}")
mask_array = np.clip(mask_array, 0.0, 1.0)
mask_array = mask_array ** 0.85 # Gamma-Korrektur anwenden
print(f" DEBUG NACH Gamma-Korrektur - Min/Max: {mask_array.min():.3f}/{mask_array.max():.3f}")
mask_array = (mask_array * 255).astype(np.uint8) # Zurück in 0-255
print(f" DEBUG NACH Rückkonvertierung - Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}, Typ: {mask_array.dtype}")
print(" ✅ MORPH_CLOSE füllt schwarze Löcher in der Person")
print(" ✅ Dilation für bessere Personenabdeckung")
print(f" 🔄 Konvertiert zu Float32 im Bereich [0, 1]. Neuer min/max: {mask_array.min():.3f}/{mask_array.max():.3f}")
print(f" ⚙️ Gamma-Korrektur (0.85) angewendet. Neuer min/max: {mask_array.min():.3f}/{mask_array.max():.3f}")
print(f" ✅ Zurück zu uint8 [0, 255]. Final min/max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}")
elif mode == "environment_change":
print("🌳 ENVIRONMENT-CHANGE POSTPROCESSING")
# Für environment_change: Originalbildgröße beibehalten
if image.size != original_image.size:
print(f" ⚠️ Bildgröße angepasst: {image.size} → {original_image.size}")
temp_mask = Image.fromarray(mask_array).convert("L")
temp_mask = temp_mask.resize(original_image.size, Image.Resampling.NEAREST)
mask_array = np.array(temp_mask)
mask_array = 255 - mask_array # Invertiere Maske
print(" ✅ Maske invertiert (Person schwarz, Hintergrund weiß)")
# Weiße Punkte in der Person (schwarz) entfernen
kernel_open = np.ones((3,3), np.uint8)
mask_array = cv2.morphologyEx(mask_array, cv2.MORPH_OPEN, kernel_open, iterations=3)
print(" ✅ MORPH_OPEN entfernt weiße Punkte in der Person")
# Morphologische Operationen für saubere Umgebung
kernel_close = np.ones((5,5), np.uint8)
mask_array = cv2.morphologyEx(mask_array, cv2.MORPH_CLOSE, kernel_close)
print(" ✅ MORPH_CLOSE für zusammenhängende Umgebung")
# Weiche Ränder für bessere Integration der Person
mask_array = cv2.GaussianBlur(mask_array, (9, 9), 2.0)
print(" ✅ Gaussian Blur für weiche Übergänge")
# Gamma-Korrektur für präzisere Ränder
mask_array = mask_array.astype(np.float32) / 255.0
mask_array = np.clip(mask_array, 0.0, 1.0)
mask_array = mask_array ** 0.85
mask_array = (mask_array * 255).astype(np.uint8)
print(" ✅ Gamma-Korrektur (0.85) gegen milchige Ränder")
# QUALITÄTSKONTROLLE
#white_pixels = np.sum(mask_array > 127)
#total_pixels = mask_array.size
#white_ratio = white_pixels / total_pixels * 100
#print("-" * 60)
#print("📊 MASKEN-STATISTIK (FINAL)")
#print(f" Weiße Pixel (Veränderungsbereich): {white_pixels:,} ({white_ratio:.1f}%)")
#print(f" Schwarze Pixel (Erhaltungsbereich): {total_pixels-white_pixels:,} ({100-white_ratio:.1f}%)")
#print(f" Gesamtpixel: {total_pixels:,}")
if mode == "face_only_change":
original_face_area = original_bbox_size[0] * original_bbox_size[1]
coverage_ratio = white_pixels / original_face_area if original_face_area > 0 else 0
print(f" 👤 GESICHTSABDECKUNG: {coverage_ratio:.1%} der ursprünglichen BBox")
# Warnungen basierend auf Abdeckung
if coverage_ratio < 0.7:
print(f" ⚠️ WARNUNG: Geringe Gesichtsabdeckung ({coverage_ratio:.1%})")
elif coverage_ratio > 1.3:
print(f" ⚠️ WARNUNG: Sehr hohe Gesichtsabdeckung ({coverage_ratio:.1%})")
elif 0.8 <= coverage_ratio <= 1.2:
print(f" ✅ OPTIMALE Gesichtsabdeckung ({coverage_ratio:.1%})")
# Zurück zu PIL Image
mask = Image.fromarray(mask_array).convert("L")
raw_mask = Image.fromarray(raw_mask_array).convert("L")
print("#" * 80)
print(f"✅ SAM 2 SEGMENTIERUNG ABGESCHLOSSEN")
print(f"📐 Finale Maskengröße: {mask.size}")
print(f"🎛️ Verwendeter Modus: {mode}")
if mode == "face_only_change" and crop_size is not None:
print(f"👤 Bei face_only_change: Crop={crop_size}×{crop_size}px, Heuristik-Score={best_score:.3f}")
print(f"👤 Kopfabdeckung: {coverage_ratio:.1%} der BBox")
# Vor der Zeile: print("#" * 80) oder return mask, raw_mask
print(f" DEBUG NACHHER - Min/Max: {mask_array.min()}/{mask_array.max()}, Typ: {mask_array.dtype}")
print("#" * 80)
return mask, raw_mask
except Exception as e:
print("❌" * 40)
print("❌ FEHLER IN SAM 2 SEGMENTIERUNG")
print("❌" * 40)
print(f"Fehler: {str(e)[:200]}")
import traceback
traceback.print_exc()
# WICHTIG: Im Fallback immer die richtige Größe zurückgeben
print("ℹ️ Fallback auf rechteckige Maske")
fallback_mask = self._create_rectangular_mask(original_image, original_bbox, mode)
# Sicherstellen, dass die Maske die richtige Größe hat
if fallback_mask.size != original_image.size:
print(f" ⚠️ Fallback-Maske angepasst: {fallback_mask.size} → {original_image.size}")
fallback_mask = fallback_mask.resize(original_image.size, Image.Resampling.NEAREST)
return fallback_mask, fallback_mask
def _create_rectangular_mask(self, image, bbox_coords, mode):
"""Fallback: Erstellt rechteckige Maske"""
print("#" * 80)
print("# ⚠️ FALLBACK: ERSTELLE RECHTECKIGE MASKE")
print("#" * 80)
from PIL import ImageDraw
mask = Image.new("L", image.size, 0)
print(f"📐 Erstelle leere Maske: {mask.size}")
if bbox_coords and all(coord is not None for coord in bbox_coords):
x1, y1, x2, y2 = self._validate_bbox(image, bbox_coords)
draw = ImageDraw.Draw(mask)
if mode == "environment_change":
draw.rectangle([0, 0, image.size[0], image.size[1]], fill=255)
draw.rectangle([x1, y1, x2, y2], fill=0)
print(f" Modus: Umgebung ändern - BBox geschützt: [{x1}, {y1}, {x2}, {y2}]")
else:
draw.rectangle([x1, y1, x2, y2], fill=255)
print(f" Modus: Focus/Gesicht ändern - BBox verändert: [{x1}, {y1}, {x2}, {y2}]")
print("✅ Rechteckige Maske erstellt")
return mask
def load_pose_detector(self):
"""Lädt nur den Pose-Detector"""
if self.pose_detector is None:
print("#" * 80)
print("# 📥 LADE POSE DETECTOR")
print("#" * 80)
try:
self.pose_detector = OpenposeDetector.from_pretrained("lllyasviel/ControlNet")
print("✅ Pose-Detector geladen")
except Exception as e:
print(f"⚠️ Pose-Detector konnte nicht geladen werden: {e}")
return self.pose_detector
def load_midas_model(self):
"""Lädt MiDaS Model für Depth Maps"""
if self.midas_model is None:
print("#" * 80)
print("# 📥 LADE MIDAS MODELL FÜR DEPTH MAPS")
print("#" * 80)
try:
import torchvision.transforms as T
self.midas_model = torch.hub.load(
"intel-isl/MiDaS",
"DPT_Hybrid",
trust_repo=True
)
self.midas_model.to(self.device)
self.midas_model.eval()
self.midas_transform = T.Compose([
T.Resize(384),
T.ToTensor(),
T.Normalize(mean=[0.5, 0.5, 0.5], std=[0.5, 0.5, 0.5]),
])
print("✅ MiDaS Modell erfolgreich geladen")
except Exception as e:
print(f"❌ MiDaS konnte nicht geladen werden: {e}")
print("ℹ️ Verwende Fallback-Methode")
self.midas_model = None
return self.midas_model
def extract_pose_simple(self, image):
"""Einfache Pose-Extraktion ohne komplexe Abhängigkeiten"""
print("#" * 80)
print("# ⚠️ ERSTELLE EINFACHE POSE-MAP (FALLBACK)")
print("#" * 80)
try:
img_array = np.array(image.convert("RGB"))
edges = cv2.Canny(img_array, 100, 200)
pose_image = Image.fromarray(edges).convert("RGB")
print("⚠️ Verwende Kanten-basierte Pose-Approximation")
return pose_image
except Exception as e:
print(f"Fehler bei einfacher Pose-Extraktion: {e}")
return image.convert("RGB").resize((512, 512))
def extract_pose(self, image):
"""Extrahiert Pose-Map aus Bild mit Fallback"""
print("#" * 80)
print("# 🕺 ERSTELLE POSE-MAP")
print("#" * 80)
try:
detector = self.load_pose_detector()
if detector is None:
print("⚠️ Kein Pose-Detector verfügbar, verwende Fallback")
return self.extract_pose_simple(image)
print(" Extrahiere Pose mit OpenPose...")
pose_image = detector(image, hand_and_face=True)
print("✅ Pose-Map erfolgreich erstellt")
return pose_image
except Exception as e:
print(f"Fehler bei Pose-Extraktion: {e}")
return self.extract_pose_simple(image)
def extract_canny_edges(self, image):
"""Extrahiert Canny Edges für Umgebungserhaltung"""
print("#" * 80)
print("# 🎨 ERSTELLE CANNY EDGE MAP")
print("#" * 80)
try:
img_array = np.array(image.convert("RGB"))
gray = cv2.cvtColor(img_array, cv2.COLOR_RGB2GRAY)
edges = cv2.Canny(gray, 100, 200)
edges_rgb = cv2.cvtColor(edges, cv2.COLOR_GRAY2RGB)
edges_image = Image.fromarray(edges_rgb)
print("✅ Canny Edge Map erstellt")
return edges_image
except Exception as e:
print(f"Fehler bei Canny Edge Extraction: {e}")
return image.convert("RGB").resize((512, 512))
def extract_depth_map(self, image):
"""
Extrahiert Depth Map mit MiDaS (Fallback auf Filter)
"""
print("#" * 80)
print("# 🏔️ ERSTELLE DEPTH MAP")
print("#" * 80)
try:
midas = self.load_midas_model()
if midas is not None:
print("🎯 Verwende MiDaS für Depth Map...")
import torchvision.transforms as T
img_transformed = self.midas_transform(image).unsqueeze(0).to(self.device)
with torch.no_grad():
print(" Führe MiDaS Inferenz durch...")
prediction = midas(img_transformed)
prediction = torch.nn.functional.interpolate(
prediction.unsqueeze(1),
size=image.size[::-1],
mode="bicubic",
align_corners=False,
).squeeze()
depth_np = prediction.cpu().numpy()
depth_min, depth_max = depth_np.min(), depth_np.max()
print(f" Tiefenwerte: Min={depth_min:.3f}, Max={depth_max:.3f}")
if depth_max > depth_min:
depth_np = (depth_np - depth_min) / (depth_max - depth_min)
depth_np = (depth_np * 255).astype(np.uint8)
depth_image = Image.fromarray(depth_np).convert("RGB")
print("✅ MiDaS Depth Map erfolgreich erstellt")
return depth_image
else:
raise Exception("MiDaS nicht geladen")
except Exception as e:
print(f"⚠️ MiDaS Fehler: {e}. Verwende Fallback...")
try:
img_array = np.array(image.convert("RGB"))
gray = cv2.cvtColor(img_array, cv2.COLOR_RGB2GRAY)
depth_map = cv2.GaussianBlur(gray, (5, 5), 0)
depth_rgb = cv2.cvtColor(depth_map, cv2.COLOR_GRAY2RGB)
depth_image = Image.fromarray(depth_rgb)
print("✅ Fallback Depth Map erstellt")
return depth_image
except Exception as fallback_error:
print(f"❌ Auch Fallback fehlgeschlagen: {fallback_error}")
return image.convert("RGB").resize((512, 512))
def prepare_controlnet_maps(self, image, keep_environment=False):
"""
ERSTELLT NUR CONDITIONING-MAPS, generiert KEIN Bild.
"""
print("#" * 80)
print("# 🎯 STARTE CONTROLNET CONDITIONING-MAP ERSTELLUNG")
print("#" * 80)
print(f"📐 Eingabebild-Größe: {image.size}")
print(f"🎛️ Modus: {'Depth + Canny' if keep_environment else 'OpenPose + Canny'}")
if keep_environment:
print(" Modus: Depth + Canny")
print(" Schritt 1/2: Extrahiere Depth Map...")
depth_map = self.extract_depth_map(image)
print(" Schritt 2/2: Extrahiere Canny Edges...")
canny_map = self.extract_canny_edges(image)
conditioning_images = [depth_map, canny_map]
extra_maps = {"depth": depth_map, "canny": canny_map} # NEU
else:
print(" Modus: OpenPose + Canny")
print(" Schritt 1/2: Extrahiere Pose Map...")
pose_map = self.extract_pose(image)
print(" Schritt 2/2: Extrahiere Canny Edges...")
canny_map = self.extract_canny_edges(image)
conditioning_images = [pose_map, canny_map]
extra_maps = {"pose": pose_map, "canny": canny_map}
print("-" * 60)
print(f"✅ {len(conditioning_images)} CONDITIONING-MAPS ERSTELLT")
for i, img in enumerate(conditioning_images):
print(f" Map {i+1}: {img.size}, Modus: {img.mode}")
print("#" * 80)
return conditioning_images, extra_maps
# Globale Instanz
device = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu"
torch_dtype = torch.float16 if device == "cuda" else torch.float32
controlnet_processor = ControlNetProcessor(device=device, torch_dtype=torch_dtype) |