app.py

import json
import re
from typing import Any, Dict, List, Optional, Sequence

import easyocr
import gradio as gr
import numpy as np
import torch
from PIL import Image, ImageDraw
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer, pipeline

# --- OCR pipeline ---------------------------------------------------------
# Use a high-capacity OCR model for better accuracy on prescription labels.
OCR_LANGS = ["ko", "en"]
LLM_MODEL_ID = "Qwen/Qwen2.5-0.5B-Instruct"


def _load_ocr():
    use_gpu = torch.cuda.is_available()
    return easyocr.Reader(OCR_LANGS, gpu=use_gpu)


ocr_reader = _load_ocr()


def _load_llm():
    device_map = "auto" if torch.cuda.is_available() else None
    dtype = torch.float16 if torch.cuda.is_available() else torch.float32
    model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(LLM_MODEL_ID, device_map=device_map, torch_dtype=dtype)
    if device_map is None:
        model = model.to(torch.device("cpu"))
    tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(LLM_MODEL_ID)
    return model, tokenizer


LLM_MODEL, LLM_TOKENIZER = _load_llm()

# Korean keywords describing time slots on prescription labels.
TIME_KEYWORDS = [
    "아침",
    "점심",
    "저녁",
    "취침",
    "자기",
    "식전",
    "식후",
    "식간",
    "기상",
]

# Very small knowledge base for common Korean OTC medications.
MED_KNOWLEDGE: Sequence[Dict[str, Any]] = [
    {
        "keywords": ["타이레놀", "아세트아미노펜", "acetaminophen"],
        "category": "진통·해열제",
        "what_it_does": "몸살이나 감기로 열이 나거나 머리가 아플 때 통증과 열을 낮춰 줍니다.",
        "example": "예: 수학시험 준비로 긴장했는데 머리가 지끈거릴 때, 한 알 복용하면 통증이 줄어듭니다.",
        "tip": "위에 부담을 줄이기 위해 간단한 간식과 함께 물과 복용하고, 하루 총 복용 횟수(일반적으로 4회 이하)를 넘기지 마세요.",
    },
    {
        "keywords": ["이부프로펜", "부루펜", "ibuprofen"],
        "category": "진통·소염제",
        "what_it_does": "몸속 염증을 가라앉히고 통증을 완화해서 근육통이나 치통에 자주 사용됩니다.",
        "example": "예: 체육 시간에 무릎을 살짝 삐었을 때 붓기와 아픔을 줄여 줍니다.",
        "tip": "식후에 복용하면 속 쓰림을 줄일 수 있고, 다른 소염진통제와는 시간 간격을 두세요.",
    },
    {
        "keywords": ["시잘", "세티리진", "cetirizine", "지르텍"],
        "category": "알레르기 완화제",
        "what_it_does": "코가 간질거리거나 피부가 가려울 때 알레르기 반응을 가라앉혀 줍니다.",
        "example": "예: 봄철 꽃가루 때문에 기침과 콧물이 나올 때 증상을 줄여 줍니다.",
        "tip": "졸릴 수 있으니 첫 복용 후에는 운전이나 집중이 필요한 활동은 피하세요.",
    },
    {
        "keywords": ["훼스탈", "pancreatin", "위장", "소화제"],
        "category": "소화제",
        "what_it_does": "기름진 음식을 먹고 배가 더부룩할 때 소화를 도와 속을 편하게 해 줍니다.",
        "example": "예: 치킨을 많이 먹어 속이 더부룩할 때 속을 가볍게 해 줍니다.",
        "tip": "식후에 복용하면 효과가 좋으며, 복통이 계속되면 병원을 방문하세요.",
    },
    {
        "keywords": ["비타민", "multivitamin", "vitamin"],
        "category": "영양제",
        "what_it_does": "몸에 필요한 비타민을 채워 피곤함을 줄이고 면역력을 돕습니다.",
        "example": "예: 시험 준비로 잠을 줄였을 때 몸이 지치지 않도록 도와줍니다.",
        "tip": "하루 권장량을 지켜 꾸준히 복용하면 더 효과적이며, 물과 함께 삼키세요.",
    },
]


def _extract_time_slots(text: str) -> List[str]:
    slots = []
    for kw in TIME_KEYWORDS:
        if kw in text:
            slots.append(kw)
    # Also capture explicit times like 08:00 혹은 8시
    for match in re.findall(r"(\d{1,2}[:시]\d{0,2})", text):
        norm = match.replace("시", ":")
        if norm.endswith(":"):
            norm += "00"
        if norm not in slots:
            slots.append(norm)
    return slots


STOPWORDS = {"용법", "용량", "복용", "방법", "약", "정"}


def _extract_medications(text: str) -> List[Dict[str, Optional[str]]]:
    meds: List[Dict[str, Optional[str]]] = []
    pattern = re.compile(
        r"([가-힣A-Za-z]{2,})[\s·]*(\d+[\./]?\d*\s*(?:mg|mL|ML|ml|정|캡슐))?"
    )
    seen: set[str] = set()
    for match in pattern.finditer(text):
        name = match.group(1)
        if name in STOPWORDS or len(name) <= 1:
            continue
        if any(sw in name for sw in STOPWORDS):
            continue
        name_norm = name.strip()
        if name_norm in seen:
            continue
        seen.add(name_norm)
        dose = match.group(2).strip() if match.group(2) else None
        meds.append({"name": name_norm, "dose": dose})
    return meds


def parse_fields(raw: str) -> Dict[str, Any]:
    """Extract drug name and dosage information from OCR text."""
    collapsed = raw.replace("\n", " ")
    collapsed = re.sub(r"\s+", " ", collapsed)

    medications = _extract_medications(collapsed)

    first = medications[0] if medications else {"name": None, "dose": None}
    drug_name = first.get("name")
    dose_per_intake = first.get("dose")

    times_per_day: Optional[int] = None
    times_match = re.search(r"(?:1일|하루)\s*(\d+)\s*회", collapsed)
    if times_match:
        times_per_day = int(times_match.group(1))

    time_slots = _extract_time_slots(collapsed)

    return {
        "drug_name": drug_name,
        "dose_per_intake": dose_per_intake,
        "times_per_day": times_per_day,
        "time_slots": time_slots or None,
        "medications": medications,
    }


def ocr_and_parse(image: Image.Image) -> Dict[str, Any]:
    np_img = np.array(image.convert("RGB"))
    results = ocr_reader.readtext(np_img, detail=1, paragraph=False)

    segments: List[Dict[str, Any]] = []
    lines: List[str] = []
    for bbox, text, confidence in results:
        cleaned = text.strip()
        if not cleaned:
            continue
        lines.append(cleaned)
        segments.append({
            "text": cleaned,
            "confidence": float(confidence),
            "bbox": bbox,
        })

    raw_text = "\n".join(lines)
    fields = parse_fields(raw_text)

    warnings: List[str] = []
    if not fields["drug_name"]:
        warnings.append("약 이름 인식이 불확실합니다.")
    if not fields["times_per_day"]:
        warnings.append("1일 횟수를 찾지 못했습니다 (예: 1일 3회).")

    return {
        "raw_text": raw_text,
        "fields": fields,
        "warnings": warnings,
        "segments": segments,
    }


def render_card(fields: Dict[str, Any]) -> Image.Image:
    width, height = 720, 400
    img = Image.new("RGB", (width, height), "white")
    draw = ImageDraw.Draw(img)

    header_text = "오늘 복용 일정"
    draw.rectangle((0, 0, width, 60), fill=(230, 240, 255))
    draw.text((24, 18), header_text, fill=(0, 0, 0))

    y = 90

    def add_line(label: str, value: Optional[str]):
        nonlocal y
        draw.text((24, y), label, fill=(60, 60, 60))
        display = value if value else "-"
        draw.text((180, y), f": {display}", fill=(0, 0, 0))
        y += 34

    add_line("약 이름", fields.get("drug_name"))
    add_line("1회 용량", fields.get("dose_per_intake"))
    add_line("1일 횟수", str(fields.get("times_per_day") or ""))

    slots = fields.get("time_slots") or []
    add_line("시간대", ", ".join(slots) if slots else None)

    footer = "※ 의료진 처방이 우선이며, 본 앱은 참고용입니다."
    draw.text((24, height - 60), footer, fill=(120, 120, 120))
    return img


def to_csv_row(output: Dict[str, Any]) -> str:
    fields = output["fields"]
    row = [
        fields.get("drug_name") or "",
        fields.get("dose_per_intake") or "",
        str(fields.get("times_per_day") or ""),
        ";".join(fields.get("time_slots") or []),
    ]
    return ",".join(row)


def _match_knowledge(name: str) -> Optional[Dict[str, Any]]:
    lowered = name.lower()
    for info in MED_KNOWLEDGE:
        for kw in info["keywords"]:
            if kw.lower() in lowered or lowered in kw.lower():
                return info
    return None


def build_kb_explanations(output: Dict[str, Any]) -> str:
    meds = output["fields"].get("medications") or []
    if not meds:
        return (
            "### 약 설명\n"
            "- 약 이름을 정확히 인식하지 못했어요. 사진을 다시 찍거나 약사에게 직접 확인해 주세요.\n"
            "\n> ⚠️ 의료진 처방과 복약 지시가 가장 우선입니다."
        )

    lines = ["### 쉽게 알아보는 약 설명"]
    for med in meds:
        name = med.get("name") or "이름 미확인"
        info = _match_knowledge(name) if name else None
        dose = med.get("dose")
        if info:
            lines.append(
                f"- **{name}** ({info['category']})"
            )
            if dose:
                lines.append(f"  - 약 봉투에 적힌 용량: `{dose}`")
            lines.append(f"  - 하는 일: {info['what_it_does']}")
            lines.append(f"  - 중학생 예시: {info['example']}")
            lines.append(f"  - 복용 팁: {info['tip']}")
        else:
            lines.append(f"- **{name}**")
            if dose:
                lines.append(f"  - 약 봉투 용량: `{dose}`")
            lines.append(
                "  - 아직 데이터가 없어요. 약 이름을 다시 확인하거나 약사에게 물어보세요."
            )

    lines.append("\n> ⚠️ 실제 복약은 의사·약사의 지시에 반드시 따르세요.")
    return "\n".join(lines)


def generate_llm_explanations(output: Dict[str, Any]) -> str:
    meds = output["fields"].get("medications") or []
    if not meds:
        return (
            "약 이름을 제대로 인식하지 못했어요. 사진을 다시 찍거나 약사에게 직접 확인해 주세요."
        )

    med_lines = []
    for idx, med in enumerate(meds, 1):
        name = med.get("name") or "이름 미확인"
        dose = med.get("dose") or "용량 정보 없음"
        med_lines.append(f"{idx}. {name} — {dose}")

    context = "\n".join(med_lines)
    raw_text = output.get("raw_text", "")

    system_prompt = (
        "당신은 약사 선생님입니다. 어려운 의학 용어를 쓰지 말고, 중학생도 이해할 수 있는 말투로 친절하게 설명하세요."
    )
    user_prompt = (
        "다음은 약봉투에서 OCR로 추출한 전체 텍스트입니다. 약 이름과 복용 지시를 기반으로 각 약의 정보를 아주 쉽게 정리해 주세요.\n"
        "요구 사항:\n"
        "1. 각 약마다 아래 항목을 bullet 형식으로 작성합니다.\n"
        "   - 약 이름: (가능하면 한글/영문 병기)\n"
        "   - 어떤 약인지 한 줄 설명\n"
        "   - 복용 예시: 언제, 어떤 상황에서 복용하면 좋은지 예시\n"
        "   - 복용 방법 예시: 1회 용량/하루 횟수가 있다면 언급\n"
        "   - 부작용 또는 주의사항: 흔한 부작용, 피해야 할 행동\n"
        "2. 어려운 의학 용어는 피하고, 중학생도 이해할 수 있는 말투로 작성합니다.\n"
        "3. 약 이름을 확실히 모르면 ‘이름 미확인’이라고 쓰고, 약사에게 확인하라고 안내합니다.\n"
        "4. 마지막 문단에 반드시 ‘실제 복약은 의사·약사의 지시를 따르세요’ 문장을 포함하세요.\n"
        f"\n약 목록(추출 요약):\n{context}\n\nOCR 원문 전체:\n{raw_text}\n"
    )

    messages = [
        {"role": "system", "content": system_prompt},
        {"role": "user", "content": user_prompt},
    ]

    input_ids = LLM_TOKENIZER.apply_chat_template(
        messages,
        add_generation_prompt=True,
        return_tensors="pt",
    )
    input_ids = input_ids.to(LLM_MODEL.device)

    with torch.no_grad():
        output_ids = LLM_MODEL.generate(
            input_ids,
            max_new_tokens=480,
            temperature=0.7,
            top_p=0.9,
            do_sample=True,
            eos_token_id=LLM_TOKENIZER.eos_token_id,
        )

    generated_ids = output_ids[0][input_ids.shape[1]:]
    text = LLM_TOKENIZER.decode(generated_ids, skip_special_tokens=True).strip()
    return text


def build_explanations(output: Dict[str, Any]) -> str:
    try:
        llm_text = generate_llm_explanations(output)
        if llm_text:
            return llm_text
    except Exception as err:  # pragma: no cover - safe fallback
        print(f"[WARN] LLM generation failed: {err}", flush=True)
    return build_kb_explanations(output)


def format_warnings(warnings: List[str]) -> str:
    if not warnings:
        return "✅ 인식된 정보가 충분해요. 복약 시간만 잘 지켜 주세요."
    lines = ["### 확인해 주세요"]
    for warn in warnings:
        lines.append(f"- {warn}")
    lines.append("\n> 의료진의 지시가 가장 정확합니다.")
    return "\n".join(lines)


def run_pipeline(image: Optional[Image.Image]):
    if image is None:
        return (
            "이미지를 업로드하세요.",
            None,
            None,
            "이미지를 먼저 업로드해 주세요.",
            "📷 약 봉투 사진을 올리면 인식이 시작돼요.",
            "",
        )

    output = ocr_and_parse(image)
    card = render_card(output["fields"])
    csv_row = to_csv_row(output)
    json_text = json.dumps(output, ensure_ascii=False, indent=2)
    explanations = build_explanations(output)
    warnings_md = format_warnings(output.get("warnings", []))
    return json_text, card, csv_row, explanations, warnings_md, output.get("raw_text", "")


CUSTOM_CSS = """
body {background: radial-gradient(circle at top left, #f5f0ff 0%, #fff7ec 60%, #ffffff 100%);}
.gradio-container {max-width: 1180px !important; margin: auto; font-family: 'Noto Sans KR', sans-serif;}
.hero {
  background: linear-gradient(120deg, rgba(123, 97, 255, 0.12), rgba(255, 207, 117, 0.18));
  border-radius: 28px;
  padding: 36px 44px;
  box-shadow: 0 20px 40px rgba(66, 46, 138, 0.08);
  margin-bottom: 32px;
}
.hero h1 {font-size: 2.4rem; font-weight: 700; color: #1f1c3b; margin-bottom: 12px;}
.hero p {color: #514c7b; font-size: 1.05rem; line-height: 1.6; max-width: 640px;}
.glass-panel {background: rgba(255, 255, 255, 0.72); backdrop-filter: blur(18px); border-radius: 26px; padding: 28px; box-shadow: 0 12px 32px rgba(80, 60, 160, 0.12);}
.panel-title {font-weight: 700; font-size: 1.2rem; margin-bottom: 18px; color: #2f2355;}
.primary-btn button {background: linear-gradient(120deg, #7c62ff, #ffa74d); border: none; color: white; font-weight: 600; border-radius: 999px; padding: 12px 22px; box-shadow: 0 12px 24px rgba(124, 98, 255, 0.25);} 
.primary-btn button:hover {opacity: 0.95; transform: translateY(-1px);}
.output-card {background: rgba(255, 255, 255, 0.88); border-radius: 22px; padding: 24px; box-shadow: inset 0 0 0 1px rgba(124, 98, 255, 0.08), 0 14px 30px rgba(49, 32, 114, 0.12);}
.notice {background: rgba(255, 247, 226, 0.9); border-radius: 18px; padding: 18px; color: #7a4b00; box-shadow: inset 0 0 0 1px rgba(255, 193, 96, 0.3);}
.csv-box textarea {font-family: 'JetBrains Mono', monospace;}
.gr-image {border-radius: 20px !important; box-shadow: 0 10px 20px rgba(60, 40, 120, 0.15);}
.accordion {border-radius: 20px !important;}
"""

HERO_HTML = """
<div class="hero">
  <h1>MedCard-KR · 약봉투 한 컷으로 이해하는 복용 안내</h1>
  <p>사진 속 약 이름을 OCR로 읽어 들이고, Qwen LLM이 중학생도 이해할 수 있는 말투로 약을 설명해 드립니다.
     복용 일정 카드와 CSV까지 한 번에 받아 보세요.</p>
</div>
"""


with gr.Blocks(theme=gr.themes.Soft(), css=CUSTOM_CSS) as demo:
    gr.HTML(HERO_HTML)
    with gr.Row():
        with gr.Column(scale=4, elem_classes=["glass-panel"]):
            gr.Markdown("### 1. 약 봉투 사진을 업로드하세요")
            img_in = gr.Image(type="pil", label="약 봉투/라벨 사진", height=360)
            warn_md = gr.Markdown("📷 약 봉투 사진을 올리면 인식이 시작돼요.", elem_classes=["notice"])
            btn = gr.Button("인식 & 설명 생성", elem_classes=["primary-btn"])
        with gr.Column(scale=6, elem_classes=["glass-panel"]):
            gr.Markdown("### 2. 결과를 확인하세요")
            explain_md = gr.Markdown("여기에 약 설명이 표시됩니다.", elem_classes=["output-card"])
            raw_box = gr.Textbox(label="OCR 원문 텍스트", lines=5, interactive=False)
            card_out = gr.Image(type="pil", label="일정 카드(미리보기)")
            csv_box = gr.Textbox(label="CSV(약명,1회용량,1일횟수,시간대)", lines=2, elem_classes=["csv-box"])
            with gr.Accordion("세부 JSON 결과", open=False, elem_classes=["accordion"]):
                json_out = gr.Code(label="인식 결과(JSON)")

    btn.click(
        run_pipeline,
        inputs=img_in,
        outputs=[json_out, card_out, csv_box, explain_md, warn_md, raw_box],
    )

    gr.Markdown(
        """
        > ℹ️ **주의**: 이 서비스는 참고용 도구이며, 실제 복약은 반드시 의사·약사의 지시에 따라 주세요.
        """
    )


if __name__ == "__main__":
    demo.queue().launch()