Alexey
2017-04-21 56ff0edf102747ffc39d60f57a54385bba40267b
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
#include "yolo_v2_class.hpp"
 
#include "network.h"
 
extern "C" {
#include "detection_layer.h"
#include "region_layer.h"
#include "cost_layer.h"
#include "utils.h"
#include "parser.h"
#include "box.h"
#include "image.h"
#include "demo.h"
#include "option_list.h"
#include "stb_image.h"
}
//#include <sys/time.h>
 
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
 
#define FRAMES 3
 
struct detector_gpu_t{
    float **probs;
    box *boxes;
    network net;
    image images[FRAMES];
    float *avg;
    float *predictions[FRAMES];
};
 
 
YOLODLL_API Detector::Detector(std::string cfg_filename, std::string weight_filename, int gpu_id)
{
    int old_gpu_index;
    cudaGetDevice(&old_gpu_index);
 
    detector_gpu_ptr = std::make_shared<detector_gpu_t>();
    detector_gpu_t &detector_gpu = *reinterpret_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
 
    cudaSetDevice(gpu_id);
    network &net = detector_gpu.net;
    net.gpu_index = gpu_id;
    //gpu_index = i;
    
    char *cfgfile = const_cast<char *>(cfg_filename.data());
    char *weightfile = const_cast<char *>(weight_filename.data());
 
    net = parse_network_cfg(cfgfile);
    if (weightfile) {
        load_weights(&net, weightfile);
    }
    set_batch_network(&net, 1);
    net.gpu_index = gpu_id;
 
    layer l = net.layers[net.n - 1];
    int j;
 
    detector_gpu.avg = (float *)calloc(l.outputs, sizeof(float));
    for (j = 0; j < FRAMES; ++j) detector_gpu.predictions[j] = (float *)calloc(l.outputs, sizeof(float));
    for (j = 0; j < FRAMES; ++j) detector_gpu.images[j] = make_image(1, 1, 3);
 
    detector_gpu.boxes = (box *)calloc(l.w*l.h*l.n, sizeof(box));
    detector_gpu.probs = (float **)calloc(l.w*l.h*l.n, sizeof(float *));
    for (j = 0; j < l.w*l.h*l.n; ++j) detector_gpu.probs[j] = (float *)calloc(l.classes, sizeof(float));
 
    cudaSetDevice(old_gpu_index);
}
 
 
YOLODLL_API Detector::~Detector() 
{
    detector_gpu_t &detector_gpu = *reinterpret_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
    layer l = detector_gpu.net.layers[detector_gpu.net.n - 1];
 
    free(detector_gpu.avg);
    for (int j = 0; j < FRAMES; ++j) free(detector_gpu.predictions[j]);
    for (int j = 0; j < FRAMES; ++j) if(detector_gpu.images[j].data) free(detector_gpu.images[j].data);
 
    for (int j = 0; j < l.w*l.h*l.n; ++j) free(detector_gpu.probs[j]);
    free(detector_gpu.boxes);
    free(detector_gpu.probs);
 
    int old_gpu_index;
    cudaGetDevice(&old_gpu_index);
    cudaSetDevice(detector_gpu.net.gpu_index);
 
    free_network(detector_gpu.net);
 
    cudaSetDevice(old_gpu_index);
}
 
 
YOLODLL_API std::vector<bbox_t> Detector::detect(std::string image_filename, float thresh)
{
    std::shared_ptr<image_t> image_ptr(new image_t, [](image_t *img) { if (img->data) free(img->data); delete img; });
    *image_ptr = load_image(image_filename);
    return detect(*image_ptr, thresh);
}
 
static image load_image_stb(char *filename, int channels)
{
    int w, h, c;
    unsigned char *data = stbi_load(filename, &w, &h, &c, channels);
    if (!data) 
        throw std::runtime_error("file not found");
    if (channels) c = channels;
    int i, j, k;
    image im = make_image(w, h, c);
    for (k = 0; k < c; ++k) {
        for (j = 0; j < h; ++j) {
            for (i = 0; i < w; ++i) {
                int dst_index = i + w*j + w*h*k;
                int src_index = k + c*i + c*w*j;
                im.data[dst_index] = (float)data[src_index] / 255.;
            }
        }
    }
    free(data);
    return im;
}
 
YOLODLL_API image_t Detector::load_image(std::string image_filename)
{
    char *input = const_cast<char *>(image_filename.data());
    image im = load_image_stb(input, 3);
 
    image_t img;
    img.c = im.c;
    img.data = im.data;
    img.h = im.h;
    img.w = im.w;
 
    return img;
}
 
 
YOLODLL_API void Detector::free_image(image_t m)
{
    if (m.data) {
        free(m.data);
    }
}
 
YOLODLL_API std::vector<bbox_t> Detector::detect(image_t img, float thresh)
{
 
    detector_gpu_t &detector_gpu = *reinterpret_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
    network &net = detector_gpu.net;
    int old_gpu_index;
    cudaGetDevice(&old_gpu_index);
    cudaSetDevice(net.gpu_index);
    //std::cout << "net.gpu_index = " << net.gpu_index << std::endl;
 
    //float nms = .4;
 
    image im;
    im.c = img.c;
    im.data = img.data;
    im.h = img.h;
    im.w = img.w;
 
    image sized = resize_image(im, net.w, net.h);
    layer l = net.layers[net.n - 1];
 
    float *X = sized.data;
 
    network_predict(net, X);
 
    get_region_boxes(l, 1, 1, thresh, detector_gpu.probs, detector_gpu.boxes, 0, 0);
    if (nms) do_nms_sort(detector_gpu.boxes, detector_gpu.probs, l.w*l.h*l.n, l.classes, nms);
    //draw_detections(im, l.w*l.h*l.n, thresh, boxes, probs, names, alphabet, l.classes);
 
    std::vector<bbox_t> bbox_vec;
 
    for (size_t i = 0; i < (l.w*l.h*l.n); ++i) {
        box b = detector_gpu.boxes[i];
        int const obj_id = max_index(detector_gpu.probs[i], l.classes);
        float const prob = detector_gpu.probs[i][obj_id];
        
        if (prob > thresh) 
        {
            bbox_t bbox;
            bbox.x = std::max((double)0, (b.x - b.w / 2.)*im.w);
            bbox.y = std::max((double)0, (b.y - b.h / 2.)*im.h);
            bbox.w = b.w*im.w;
            bbox.h = b.h*im.h;
            bbox.obj_id = obj_id;
            bbox.prob = prob;
            bbox.track_id = 0;
 
            bbox_vec.push_back(bbox);
        }
    }
 
    if(sized.data)
        free(sized.data);
 
    cudaSetDevice(old_gpu_index);
 
    return bbox_vec;
}
 
YOLODLL_API std::vector<bbox_t> Detector::tracking(std::vector<bbox_t> cur_bbox_vec, int const frames_story)
{
    bool prev_track_id_present = false;
    for (auto &i : prev_bbox_vec_deque)
        if (i.size() > 0) prev_track_id_present = true;
 
    static unsigned int track_id = 1;
 
    if (!prev_track_id_present) {
        //track_id = 1;
        for (size_t i = 0; i < cur_bbox_vec.size(); ++i)
            cur_bbox_vec[i].track_id = track_id++;
        prev_bbox_vec_deque.push_front(cur_bbox_vec);
        if (prev_bbox_vec_deque.size() > frames_story) prev_bbox_vec_deque.pop_back();
        return cur_bbox_vec;
    }
 
    std::vector<unsigned int> dist_vec(cur_bbox_vec.size(), std::numeric_limits<unsigned int>::max());
 
    for (auto &prev_bbox_vec : prev_bbox_vec_deque) {
        for (auto &i : prev_bbox_vec) {
            int cur_index = -1;
            for (size_t m = 0; m < cur_bbox_vec.size(); ++m) {
                bbox_t const& k = cur_bbox_vec[m];
                if (i.obj_id == k.obj_id) {
                    unsigned int cur_dist = sqrt(((float)i.x - k.x)*((float)i.x - k.x) + ((float)i.y - k.y)*((float)i.y - k.y));
                    if (cur_dist < 100 && (k.track_id == 0 || dist_vec[m] > cur_dist)) {
                        dist_vec[m] = cur_dist;
                        cur_index = m;
                    }
                }
            }
 
            bool track_id_absent = !std::any_of(cur_bbox_vec.begin(), cur_bbox_vec.end(), [&](bbox_t const& b) { return b.track_id == i.track_id; });
 
            if (cur_index >= 0 && track_id_absent)
                cur_bbox_vec[cur_index].track_id = i.track_id;
        }
    }
 
    for (size_t i = 0; i < cur_bbox_vec.size(); ++i)
        if (cur_bbox_vec[i].track_id == 0)
            cur_bbox_vec[i].track_id = track_id++;
 
    prev_bbox_vec_deque.push_front(cur_bbox_vec);
    if (prev_bbox_vec_deque.size() > frames_story) prev_bbox_vec_deque.pop_back();
 
    return cur_bbox_vec;
}