feat(v1): add replayable video source

docs/04-architecture.md

@@ -30,7 +30,7 @@ V1 的同一数据流既可接 RTSP，也可回放本地录像。V2 复用同一
 | --- | --- | --- | --- |
 | 应用入口 | `v1/app.py` | 装配配置、窗口、线程和依赖 | 推理细节、事件判定 |
 | 配置 | `v1/config.py` | 解析示例和本地配置，校验非敏感字段 | 保存真实凭证 |
-| 视频源 | `v1/video_source.py` | 打开、读取、重连 RTSP 或录像，附带时间戳 | Pose、报警 |
+| 视频源 | `v1/video_source.py` | 打开、读取、重连 RTSP 或录像；输出帧、单调回放时间戳和显式来源状态 | Pose、报警 |
 | Pose 适配器 | `v1/pose.py` | 统一返回 box、关键点、置信度 | 跟踪、摔倒业务结论 |
 | 跟踪 | `v1/tracking.py` | 为连续人员输出 `track_id` | 根据姿态报警 |
 | 质量与证据 | `v1/evidence.py` | 过滤低质量点，计算水平姿态、下移和持续性证据 | GUI 状态 |
@@ -85,7 +85,7 @@ RECOVERING
 | --- | --- | --- |
 | 单帧误报 | 当前 `demo/` 任一规则命中即报警 | V1 用质量门控、跟踪和时序状态机；反例录像必测。 |
 | 俯视关键点不稳 | 1.6 米俯视、遮挡或远距离会影响膝踝 | 全身可见前提、ROI、质量拒绝和现场回归；必要时再采集数据。 |
-| RTSP 断流 | 网络抖动或摄像头重连 | 视频源显式状态、退避重连、断流不报警。 |
+| RTSP 断流 | 网络抖动或摄像头重连 | 视频源显式状态、指数退避重连、断流不报警。 |
 | 同一事件重复报警 | CONFIRMED 状态持续多帧 | 每个事件 ID 仅执行一次报警副作用，恢复后才允许新事件。 |
 | Go 行为漂移 | ONNX 预后处理与 Python 不同 | 导出后跑同一录像，比较关键点、事件数量、确认时间和截图。 |
 | 模型误解 | Pose 指标被误当摔倒指标 | 文案仅说明姿态模型；事件级指标单独记录。 |

docs/06-tasks.md

@@ -15,7 +15,7 @@
 | ID | 任务 | 依赖 | 验收要点 | 状态 |
 | --- | --- | --- | --- | --- |
 | T-101 | 创建 V1 包、依赖清单、示例配置和忽略规则 | T-000 | `v1/` 可导入；真实 RTSP 凭证被拒绝提交；`pytest` 能运行。 | DONE |
-| T-102 | 实现可重连的视频源与录像回放适配器 | T-101 | 有效本地录像可按时间戳产帧；无效源进入连接错误状态且不崩溃。 | DOING |
+| T-102 | 实现可重连的视频源与录像回放适配器 | T-101 | 有效本地录像可按时间戳产帧；无效源进入连接错误状态且不崩溃。 | DONE |
 | T-103 | 实现 Pose 适配器与模型来源校验 | T-102 | 输出 person box、17 点和置信度；错误模型或哈希不符时给出明确错误。 | TODO |
 | T-104 | 实现人员跟踪与姿态质量门控 | T-103 | 连续人员维持 ID；低质量、缺失膝踝或空帧不会产生倒地候选。 | TODO |
 | T-105 | 实现按 ID 的时序摔倒状态机 | T-104 | 正例在配置秒数内确认；坐下、弯腰、短时低姿态回到 NORMAL；事件副作用只触发一次。 | TODO |

docs/07-v1-implementation-plan.md

@@ -132,7 +132,7 @@ git commit -m "feat(v1): add secure configuration baseline"
 - Create: `v1/video_source.py`
 - Create: `v1/tests/test_video_source.py`
 
-- [ ] **Step 1: Write replay and broken-source tests**
+- [x] **Step 1: Write replay and broken-source tests**
 
 ```python
 def test_file_source_emits_monotonic_timestamps(sample_video):
@@ -146,12 +146,12 @@ def test_missing_source_returns_error_state(tmp_path):
     assert source.read().status == SourceStatus.ERROR
 ```
 
-- [ ] **Step 2: Run tests to verify they fail**
+- [x] **Step 2: Run tests to verify they fail**
 
 Run: `python -m pytest v1/tests/test_video_source.py -v`
 Expected: FAIL because `VideoSource` and `SourceStatus` do not exist.
 
-- [ ] **Step 3: Implement the source contract**
+- [x] **Step 3: Implement the source contract**
 
 ```python
 from typing import Optional
@@ -172,12 +172,12 @@ class FramePacket:
 
 `read()` returns an error packet for failures; it never emits a synthetic person or fall event. For RTSP, reconnect with bounded backoff from configuration.
 
-- [ ] **Step 4: Run tests**
+- [x] **Step 4: Run tests**
 
 Run: `python -m pytest v1/tests/test_video_source.py -v`
 Expected: PASS.
 
-- [ ] **Step 5: Commit**
+- [x] **Step 5: Commit**
 
 ```powershell
 git add v1/video_source.py v1/tests/test_video_source.py docs progress.md

docs/api.md

@@ -71,6 +71,21 @@ FallEvent = {
 
 `FallEvent` 只在状态首次进入 `CONFIRMED` 时创建一次。连续帧更新 UI 状态，但不重复创建事件。
 
+## 视频来源帧合约
+
+```text
+FramePacket = {
+  image: ndarray | null,
+  timestamp_monotonic: float,
+  status: "connected" | "retrying" | "error" | "eof" | "closed",
+  error: string | null
+}
+```
+
+- 录像优先使用容器时间戳；首帧时间戳无效或倒退时，回退为帧序号/FPS，保证回放时间单调。
+- `retrying`、`error`、`eof` 和 `closed` 都没有图像，且绝不伪造人员、姿态或摔倒事件。
+- 可重连来源以有界指数退避重新打开；断流不推进状态机的证据时间。
+
 ## 事件合约
 
 | 事件 | 触发者 | 负载 | 结果 |

docs/current-state.md

@@ -5,13 +5,13 @@
 ## 当前快照
 
 - 日期：2026-07-21
-- 阶段：V1 工程化起步；T-102 进行中。
+- 阶段：V1 工程化起步；T-102 已验收，等待 T-103。
 - 已验证环境：Windows PowerShell；Python 3.8.10；Ultralytics 8.3.205；PyQt5 可导入。
 - 旧生产基线：`demo/main.py`、`demo/fall_detection_gui.py`、`demo/detect_fall.py`、`demo/best.pt`。
-- V1 代码：已建立 `v1/__init__.py`、`v1/config.py`、安全的 `config.example.json`、固定依赖清单和配置单元测试；视频源、Pose、跟踪、证据、状态机和 GUI 尚未实现。
+- V1 代码：已建立安全配置基线，以及 `v1/video_source.py` 的 OpenCV 回放/重连适配器；它输出显式状态和单调时间戳。Pose、跟踪、证据、状态机和 GUI 尚未实现。
 - V2 代码：`v2/` 目录存在但尚无实现。
 - 非代码设计工件：docs/ui/silver-pose-ui-ux-spec.md、docs/ui/2026-07-20-html-prototype-plan.md、docs/ui/silver-pose-v1-prototype.html 与 docs/ui/silver-pose-v2-prototype.html 已建立。v2 HTML 是符合正式浅色 Windows 规范的当前视觉参考：浅灰蓝底、白色卡片，红色只表示确认摔倒、其弹窗和事件证据；文件名中的 v2 只表示原型设计修订，不能理解为 Go V2 实现已开始。v1 HTML 保留为历史深色对照。两者均使用顶部双 Tab、设置草稿与状态交互，且画面、事件和时间都是模拟数据，不连接真实摄像头、模型或网络，也不改变 Phase 1 任务顺序。
-- 测试：`python -m compileall -q demo` 已通过；`python -m pytest v1/tests -v` 当前有 2 个配置测试并已通过。`init.ps1` 会检查运行时依赖、编译旧基线并运行 V1 测试，但不会安装软件包。
+- 测试：`python -m compileall -q demo` 已通过；`python -m pytest v1/tests -v` 当前有 6 项配置/视频源测试并已通过。`demo/1.mp4` 的首两帧回放时间戳已验证为 0.000000 与 0.033333 秒。`init.ps1` 会检查运行时依赖、编译旧基线并运行 V1 测试，但不会安装软件包。
 - 模型：`demo/best.pt` 可加载为 YOLO Pose，类别 `person`，`kpt_shape=[17, 3]`；与 `D:\PythonP\fall_detection\best.pt` 哈希一致。
 - 当前标准启动：`./init.ps1`。
 - 当前标准验证：`python -m compileall -q demo`。
@@ -32,9 +32,9 @@
 
 ## 任务状态
 
-- 已完成：T-000（Harness 文档与旧基线快照）、T-101（V1 安全配置基线）。
+- 已完成：T-000（Harness 文档与旧基线快照）、T-101（V1 安全配置基线）、T-102（视频源与录像回放）。
-- 正在进行：T-102（实现可重连的视频源与录像回放适配器）。
+- 正在进行：无。
-- 下一个可领取：完成 T-102 后为 T-103。
+- 下一个可领取：T-103。
 
 ## 当前可运行内容
 

progress.md

@@ -98,3 +98,12 @@
 - 阻塞：无。
 - 决策：视频源只返回帧、单调时间戳和来源状态；读取失败、EOF 和重连绝不生成虚构人员或摔倒事件。
 - 下一步：写入时间戳单调、错误来源和有界重连的失败测试。
+
+## 【2026-07-21】T-102 实现可重连的视频源与录像回放适配器（完成）
+
+- 状态：DONE
+- 变更：新增 `v1/video_source.py`，定义 `FramePacket` 与 `connected`、`retrying`、`error`、`eof`、`closed` 来源状态。录像优先读取容器时间戳，负首帧或倒退值回退到帧序号/FPS；可重连来源采用有界指数退避，所有非连接状态返回空帧且不携带事件信息。
+- 验证：先运行 `python -m pytest v1/tests/test_video_source.py -v`，确认因缺少 `v1.video_source` 导入失败；实现后视频源测试 4 passed，完整 V1 测试在本轮最后一次运行时为 6 passed。`demo/1.mp4` 只读 smoke 成功读取首两帧，时间戳为 0.000000 与 0.033333 秒；`python -m compileall -q v1 demo` 通过。
+- 阻塞：无。
+- 决策：来源失败只表达来源状态，绝不以空帧、EOF 或重连触发人员更新或摔倒事件；本地录像测试使用临时生成的 AVI，避免将客户视频或样例录像作为 pytest 夹具。
+- 下一步：T-103，先写模型来源和 17 点 Pose 输出的失败测试。

v1/tests/test_video_source.py

@@ -0,0 +1,129 @@
+import cv2
+import numpy as np
+import pytest
+
+from v1.video_source import SourceStatus, VideoSource
+
+
+def _write_sample_video(path):
+    writer = cv2.VideoWriter(
+        str(path), cv2.VideoWriter_fourcc(*"MJPG"), 10.0, (32, 24)
+    )
+    assert writer.isOpened()
+    for value in (20, 80, 140):
+        writer.write(np.full((24, 32, 3), value, dtype=np.uint8))
+    writer.release()
+
+
+def test_file_source_emits_monotonic_timestamps(tmp_path):
+    sample_video = tmp_path / "sample.avi"
+    _write_sample_video(sample_video)
+    source = VideoSource(sample_video, reconnect=False)
+
+    first = source.read(now=10.0)
+    second = source.read(now=10.1)
+
+    assert first.status is SourceStatus.CONNECTED
+    assert second.status is SourceStatus.CONNECTED
+    assert first.image is not None
+    assert second.image is not None
+    assert first.timestamp_monotonic < second.timestamp_monotonic
+
+
+def test_missing_source_returns_error_state_without_frame(tmp_path):
+    source = VideoSource(tmp_path / "missing.avi", reconnect=False)
+
+    packet = source.read(now=1.0)
+
+    assert packet.status is SourceStatus.ERROR
+    assert packet.image is None
+    assert packet.error
+
+
+class _ClosedCapture:
+    def isOpened(self):
+        return False
+
+    def read(self):
+        return False, None
+
+    def get(self, _property_id):
+        return 0.0
+
+    def release(self):
+        pass
+
+
+class _OpenCapture:
+    def __init__(self):
+        self._read_count = 0
+
+    def isOpened(self):
+        return True
+
+    def read(self):
+        self._read_count += 1
+        return True, np.zeros((8, 8, 3), dtype=np.uint8)
+
+    def get(self, _property_id):
+        return self._read_count * 100.0
+
+    def release(self):
+        pass
+
+
+def test_reconnect_waits_then_reopens_with_bounded_backoff():
+    captures = [_ClosedCapture(), _OpenCapture()]
+
+    source = VideoSource(
+        "demo-source",
+        reconnect=True,
+        retry_initial_seconds=2.0,
+        retry_max_seconds=2.0,
+        capture_factory=lambda _source: captures.pop(0),
+    )
+
+    first = source.read(now=5.0)
+    waiting = source.read(now=6.0)
+    recovered = source.read(now=7.0)
+
+    assert first.status is SourceStatus.RETRYING
+    assert waiting.status is SourceStatus.RETRYING
+    assert recovered.status is SourceStatus.CONNECTED
+    assert recovered.image is not None
+
+
+class _NegativeFirstTimestampCapture:
+    def __init__(self):
+        self._read_count = 0
+
+    def isOpened(self):
+        return True
+
+    def read(self):
+        self._read_count += 1
+        return True, np.zeros((8, 8, 3), dtype=np.uint8)
+
+    def get(self, property_id):
+        if property_id == cv2.CAP_PROP_POS_MSEC:
+            return -33.0 if self._read_count == 1 else 33.333333333333336
+        if property_id == cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES:
+            return float(self._read_count)
+        if property_id == cv2.CAP_PROP_FPS:
+            return 30.0
+        return 0.0
+
+    def release(self):
+        pass
+
+
+def test_negative_first_timestamp_falls_back_to_frame_index_and_fps():
+    source = VideoSource(
+        "demo-source", reconnect=False, capture_factory=lambda _source: _NegativeFirstTimestampCapture()
+    )
+
+    first = source.read(now=10.0)
+    second = source.read(now=10.1)
+
+    assert first.timestamp_monotonic == 0.0
+    assert second.timestamp_monotonic == pytest.approx(1.0 / 30.0)

v1/video_source.py

@@ -0,0 +1,163 @@
+"""OpenCV frame acquisition with explicit replay and reconnect states."""
+
+import time
+from dataclasses import dataclass
+from enum import Enum
+from pathlib import Path
+from typing import Any, Callable, Optional, Union
+
+import cv2
+import numpy as np
+
+
+class SourceStatus(str, Enum):
+    CONNECTED = "connected"
+    RETRYING = "retrying"
+    ERROR = "error"
+    EOF = "eof"
+    CLOSED = "closed"
+
+
+@dataclass(frozen=True)
+class FramePacket:
+    image: Optional[np.ndarray]
+    timestamp_monotonic: float
+    status: SourceStatus
+    error: Optional[str] = None
+
+
+CaptureFactory = Callable[[str], Any]
+
+
+class VideoSource:
+    """Read replay or RTSP frames without treating source failures as evidence."""
+
+    def __init__(
+        self,
+        source: Union[str, Path],
+        reconnect: bool = True,
+        retry_initial_seconds: float = 1.0,
+        retry_max_seconds: float = 16.0,
+        capture_factory: Optional[CaptureFactory] = None,
+    ) -> None:
+        if retry_initial_seconds <= 0:
+            raise ValueError("retry_initial_seconds must be positive")
+        if retry_max_seconds < retry_initial_seconds:
+            raise ValueError("retry_max_seconds must not be smaller than retry_initial_seconds")
+        self._source = str(source)
+        self._reconnect = reconnect
+        self._retry_initial_seconds = retry_initial_seconds
+        self._retry_max_seconds = retry_max_seconds
+        self._capture_factory = capture_factory or cv2.VideoCapture
+        self._capture = None
+        self._status = SourceStatus.RETRYING if reconnect else SourceStatus.ERROR
+        self._retry_delay_seconds = retry_initial_seconds
+        self._next_retry_at = 0.0
+        self._last_timestamp: Optional[float] = None
+        self._last_error: Optional[str] = None
+        self._closed = False
+
+    @property
+    def status(self) -> SourceStatus:
+        return self._status
+
+    def close(self) -> None:
+        self._release_capture()
+        self._closed = True
+        self._status = SourceStatus.CLOSED
+
+    def read(self, now: Optional[float] = None) -> FramePacket:
+        """Return one frame or an explicit non-frame state.
+
+        ``now`` is injectable for deterministic reconnect tests. It is never
+        interpreted as video time; replay timestamps come from OpenCV.
+        """
+
+        timestamp = time.monotonic() if now is None else float(now)
+        if self._closed:
+            return self._packet(timestamp, SourceStatus.CLOSED, "source is closed")
+
+        if self._capture is None:
+            if self._status is SourceStatus.RETRYING and timestamp < self._next_retry_at:
+                return self._packet(timestamp, SourceStatus.RETRYING, self._last_error)
+            if not self._open_capture(timestamp):
+                return self._packet(timestamp, self._status, self._last_error)
+
+        success, image = self._capture.read()
+        if not success or image is None:
+            self._release_capture()
+            if self._reconnect:
+                self._schedule_retry(timestamp, "frame read failed; retry scheduled")
+                return self._packet(timestamp, SourceStatus.RETRYING, self._last_error)
+            self._status = SourceStatus.EOF
+            self._last_error = "frame read reached end of source"
+            return self._packet(timestamp, SourceStatus.EOF, self._last_error)
+
+        self._status = SourceStatus.CONNECTED
+        self._last_error = None
+        self._retry_delay_seconds = self._retry_initial_seconds
+        frame_timestamp = self._frame_timestamp(timestamp)
+        return FramePacket(image=image, timestamp_monotonic=frame_timestamp, status=SourceStatus.CONNECTED)
+
+    def _open_capture(self, now: float) -> bool:
+        capture = self._capture_factory(self._source)
+        if capture is None or not capture.isOpened():
+            if capture is not None:
+                capture.release()
+            if self._reconnect:
+                self._schedule_retry(now, "unable to open source; retry scheduled")
+            else:
+                self._status = SourceStatus.ERROR
+                self._last_error = "unable to open source"
+            return False
+        self._capture = capture
+        self._status = SourceStatus.CONNECTED
+        return True
+
+    def _frame_timestamp(self, fallback_now: float) -> float:
+        source_seconds = float(self._capture.get(cv2.CAP_PROP_POS_MSEC)) / 1000.0
+        frame_seconds = self._timestamp_from_frame_index()
+        if source_seconds < 0:
+            source_seconds = frame_seconds if frame_seconds is not None else fallback_now
+        elif (
+            self._last_timestamp is not None
+            and source_seconds <= self._last_timestamp
+            and frame_seconds is not None
+            and frame_seconds > self._last_timestamp
+        ):
+            source_seconds = frame_seconds
+        if self._last_timestamp is not None and source_seconds <= self._last_timestamp:
+            source_seconds = self._last_timestamp + 0.000001
+        self._last_timestamp = source_seconds
+        return source_seconds
+
+    def _timestamp_from_frame_index(self) -> Optional[float]:
+        fps = float(self._capture.get(cv2.CAP_PROP_FPS))
+        frame_index = float(self._capture.get(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES))
+        if fps <= 0 or frame_index < 1:
+            return None
+        return (frame_index - 1.0) / fps
+
+    def _schedule_retry(self, now: float, reason: str) -> None:
+        self._release_capture()
+        self._status = SourceStatus.RETRYING
+        self._last_error = reason
+        self._next_retry_at = now + self._retry_delay_seconds
+        self._retry_delay_seconds = min(
+            self._retry_delay_seconds * 2.0, self._retry_max_seconds
+        )
+
+    def _release_capture(self) -> None:
+        if self._capture is not None:
+            self._capture.release()
+            self._capture = None
+
+    def _packet(
+        self, timestamp: float, status: SourceStatus, error: Optional[str]
+    ) -> FramePacket:
+        return FramePacket(
+            image=None,
+            timestamp_monotonic=timestamp,
+            status=status,
+            error=error,
+        )