deploy_pickup/predictor/utils.py

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
utils.py - 部署环境工具函数
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部署环境使用的工具函数。
与训练环境的utils.py功能相同，但去除了训练相关的函数。
"""

from pathlib import Path
import re
import torch
import torch.nn.functional as F
import numpy as np

from .config import CFG


def ensure_dirs():
    """
    确保部署所需目录存在
    
    创建以下目录（如不存在）：
    - AUDIO_DIR: 音频文件
    - MODEL_DIR: 模型文件
    - THRESHOLD_DIR: 阈值文件
    """
    for d in ['AUDIO_DIR', 'MODEL_DIR', 'THRESHOLD_DIR']:
        if hasattr(CFG, d):
            getattr(CFG, d).mkdir(parents=True, exist_ok=True)


def get_device():
    """
    获取可用的计算设备

    优先级: CUDA > NPU (华为昇腾) > CPU

    返回:
        str: "cuda", "npu" 或 "cpu"
    """
    if torch.cuda.is_available():
        return "cuda"
    # 华为昇腾 NPU
    try:
        import torch_npu  # noqa: F401
        if torch.npu.is_available():
            return "npu"
    except ImportError:
        pass
    return "cpu"


def align_to_target(pred, target):
    """
    将预测tensor对齐到目标tensor的尺寸
    
    处理卷积自编码器可能产生的尺寸偏差。
    
    参数:
        pred: 预测tensor [B, C, H, W]
        target: 目标tensor [B, C, H_target, W_target]
    
    返回:
        对齐后的tensor
    """
    # 获取目标尺寸
    _, _, H_t, W_t = target.shape
    _, _, H_p, W_p = pred.shape
    
    x = pred
    
    # H维度对齐
    if H_p > H_t:
        start = (H_p - H_t) // 2
        x = x[:, :, start:start + H_t, :]
    elif H_p < H_t:
        diff = H_t - H_p
        x = F.pad(x, (0, 0, diff // 2, diff - diff // 2))
    
    # W维度对齐
    _, _, _, W_p2 = x.shape
    if W_p2 > W_t:
        start = (W_p2 - W_t) // 2
        x = x[:, :, :, start:start + W_t]
    elif W_p2 < W_t:
        diff = W_t - W_p2
        x = F.pad(x, (diff // 2, diff - diff // 2, 0, 0))
    
    return x


def parse_metadata_from_filename(path):
    """
    从音频文件名解析元数据
    
    支持三种格式：
    1. 4段式: {水厂}_ch{通道}_{起始时间}_{结束时间}.wav
    2. 3段式: {水厂}_ch{通道}_{时间}.wav
    3. 新格式: {project_id}_{device_code}_{时间}.wav (如 1450_LT-2_20260115103754.wav)
    
    参数:
        path: 文件路径
    
    返回:
        元组 (plant_id, pump_id, start_time, end_time)
    """
    stem = Path(path).stem
    
    # 4段式
    m = re.match(r"(.+?)_ch(\d+)_(\d{14})_(\d{14})", stem)
    if m:
        return m.group(1).strip(), f"ch{m.group(2)}", m.group(3), m.group(4)
    
    # 3段式
    m = re.match(r"(.+?)_ch(\d+)_(\d{14})", stem)
    if m:
        return m.group(1).strip(), f"ch{m.group(2)}", m.group(3), ""
    
    # 新格式: {project_id}_{device_code}_{时间}.wav (如 1450_LT-2_20260115103754.wav)
    m = re.match(r"(\d+)_([A-Za-z0-9-]+)_(\d{14})", stem)
    if m:
        project_id = m.group(1)
        device_code = m.group(2)
        timestamp = m.group(3)
        # 返回 (project_id, device_code, timestamp, "")
        # 其中 device_code 作为 pump_id 用于阈值查找
        return project_id, device_code, timestamp, ""
    
    raise ValueError(f"文件名格式不符: {stem}")


def load_global_scale():
    """
    加载全局标准化参数（已过时）

    注意：此函数加载全局共享的 scale 文件，仅用于向后兼容。
    当前系统使用 DevicePredictor._load_scale() 按设备加载。

    返回:
        元组 (val_0, val_1)
        如果文件不存在返回 (None, None)
    """
    if not CFG.SCALE_FILE.exists():
        return None, None

    scale = np.load(CFG.SCALE_FILE)
    return float(scale[0]), float(scale[1])