Загрузка данных


import cv2
import numpy as np
import os

class ChessAnalyzer:
    def __init__(self, templates_dir='templates', win_size=(64, 64)):
        self.templates_dir = templates_dir
        self.win_size = win_size
        
        self.hog = cv2.HOGDescriptor(
            _winSize=self.win_size,
            _blockSize=(16, 16),
            _blockStride=(8, 8),
            _cellSize=(8, 8),
            _nbins=9
        )
        
        self.piece_symbols = {
            'white_pawn': 'wP', 'white_knight': 'wN', 'white_bishop': 'wB',
            'white_rook': 'wR', 'white_queen': 'wQ', 'white_king': 'wK',
            'black_pawn': 'bP', 'black_knight': 'bN', 'black_bishop': 'bB',
            'black_rook': 'bR', 'black_queen': 'bQ', 'black_king': 'bK'
        }
        
        self.templates = {}
        self.load_templates()

    def load_templates(self):
        """Загрузка PNG-шаблонов"""
        if not os.path.exists(self.templates_dir):
            print(f"[!] Ошибка: Папка '{self.templates_dir}' не найдена.")
            return

        for filename in os.listdir(self.templates_dir):
            if filename.lower().endswith('.png'):
                piece_name = os.path.splitext(filename)[0]
                path = os.path.join(self.templates_dir, filename)
                
                img = cv2.imread(path, cv2.IMREAD_UNCHANGED)
                if img is None:
                    continue

                img_resized = cv2.resize(img, self.win_size)

                if len(img_resized.shape) == 3 and img_resized.shape[2] == 4:
                    alpha = img_resized[:, :, 3] / 255.0
                    gray_piece = cv2.cvtColor(img_resized[:, :, :3], cv2.COLOR_BGR2GRAY)
                    bg = np.ones_like(gray_piece, dtype=np.uint8) * 128
                    composite_gray = (gray_piece * alpha + bg * (1 - alpha)).astype(np.uint8)
                else:
                    composite_gray = cv2.cvtColor(img_resized, cv2.COLOR_BGR2GRAY) if len(img_resized.shape) == 3 else img_resized

                composite_gray = cv2.equalizeHist(composite_gray)
                hog_feat = self.hog.compute(composite_gray)
                self.templates[piece_name] = hog_feat

    def is_empty_cell(self, cell_img, stddev_threshold=16.0):
        """Проверка клетки на пустоту по отклонению яркости"""
        gray = cv2.cvtColor(cell_img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) if len(cell_img.shape) == 3 else cell_img
        h, w = gray.shape
        inner_crop = gray[int(h*0.2):int(h*0.8), int(w*0.2):int(w*0.8)]
        
        _, stddev = cv2.meanStdDev(inner_crop)
        return stddev[0][0] < stddev_threshold

    def segment_piece_mask(self, cell_img):
        """
        Сегментация: вырезает силуэт фигуры, отделяя его от фона клетки.
        Возвращает бинарную маску (255 там, где фигура, и 0 там, где фон).
        """
        gray = cv2.cvtColor(cell_img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) if len(cell_img.shape) == 3 else cell_img
        h, w = gray.shape

        # 1. Сглаживаем шум
        blurred = cv2.GaussianBlur(gray, (5, 5), 0)

        # 2. Вычисляем градиент (Canny / Sobel) для поиска контуров объекта
        edges = cv2.Canny(blurred, 30, 100)

        # 3. Применяем морфологическую закрывающую операцию, чтобы объединить контуры фигуры
        kernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE, (5, 5))
        closed_edges = cv2.morphologyEx(edges, cv2.MORPH_CLOSE, kernel)

        # 4. Находим контуры и берём самый крупный в центре (это и будет фигура)
        contours, _ = cv2.findContours(closed_edges, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
        
        mask = np.zeros_like(gray)
        if contours:
            # Находим контур, расположенный ближе всего к центру
            center_point = (w // 2, h // 2)
            best_cnt = None
            min_dist = float('inf')

            for cnt in contours:
                area = cv2.contourArea(cnt)
                if area > (h * w * 0.05):  # фильтруем мелкий шум
                    M = cv2.moments(cnt)
                    if M["m00"] != 0:
                        cx = int(M["m10"] / M["m00"])
                        cy = int(M["m01"] / M["m00"])
                        dist = (cx - center_point[0])**2 + (cy - center_point[1])**2
                        if dist < min_dist:
                            min_dist = dist
                            best_cnt = cnt

            if best_cnt is not None:
                cv2.drawContours(mask, [best_cnt], -1, 255, thickness=cv2.FILLED)

        # Если контур выделить не удалось — используем стандартный центральный прямоугольник
        if np.sum(mask) == 0:
            mask[int(h*0.25):int(h*0.75), int(w*0.25):int(w*0.75)] = 255

        return mask

    def get_piece_color(self, cell_img):
        """
        Определяет цвет фигуры, вычисляя яркость пикселей СТРОГО внутри выделенной маски.
        """
        if cell_img is None or cell_img.size == 0:
            return 'white'

        gray = cv2.cvtColor(cell_img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) if len(cell_img.shape) == 3 else cell_img

        # Получаем сегментированную маску фигуры
        mask = self.segment_piece_mask(cell_img)

        # Извлекаем пиксели, принадлежащие строго фигуре
        piece_pixels = gray[mask == 255]

        if len(piece_pixels) == 0:
            return 'white'

        # Анализируем яркость самой фигуры
        mean_brightness = np.mean(piece_pixels)
        median_brightness = np.median(piece_pixels)

        # Чёрная фигура редко бывает ярче 110, белая — обычно выше 130
        if median_brightness < 115 or mean_brightness < 115:
            return 'black'
        else:
            return 'white'

    def identify_piece(self, cell_img):
        """Определяет фигуру на отдельной клетке"""
        if cell_img is None or cell_img.size == 0 or not self.templates:
            return ""

        if self.is_empty_cell(cell_img):
            return ""

        detected_color = self.get_piece_color(cell_img)
        cell_resized = cv2.resize(cell_img, self.win_size)
        gray = cv2.cvtColor(cell_resized, cv2.COLOR_BGR2GRAY) if len(cell_resized.shape) == 3 else cell_resized
        
        gray = cv2.equalizeHist(gray)
        cell_hog = self.hog.compute(gray)
        
        best_piece = ""
        min_dist = float('inf')

        for piece_name, template_hog in self.templates.items():
            if not piece_name.startswith(detected_color):
                continue

            dist = np.linalg.norm(cell_hog - template_hog)
            if dist < min_dist:
                min_dist = dist
                best_piece = piece_name

        if min_dist < 22.0 and best_piece:
            return self.piece_symbols.get(best_piece, "")
        
        return ""

    def get_board_state(self, image_input):
        """Возвращает матрицу 8x8 со стоящими фигурами"""
        if image_input is None:
            print("[!] Ошибка: На вход передано пустое изображение (None).")
            return []

        if isinstance(image_input, str):
            if not os.path.exists(image_input):
                print(f"[!] Файл '{image_input}' не найден!")
                return []
            board_img = cv2.imread(image_input)
        else:
            board_img = image_input

        if board_img is None:
            print("[!] Ошибка: Не удалось прочитать изображение.")
            return []

        h, w = board_img.shape[:2]
        cell_h = h // 8
        cell_w = w // 8

        board_matrix = []

        for row in range(8):
            row_pieces = []
            for col in range(8):
                y1, y2 = row * cell_h, (row + 1) * cell_h
                x1, x2 = col * cell_w, (col + 1) * cell_w
                cell_crop = board_img[y1:y2, x1:x2]

                symbol = self.identify_piece(cell_crop)
                row_pieces.append(symbol)
            
            board_matrix.append(row_pieces)

        return board_matrix

    def analyze_initial_board(self, image_input):
        """Псевдоним для совместимости со старыми вызовами"""
        return self.get_board_state(image_input)