Detection is back, baby\!

Joseph Redmon

2015-02-11 0f645836f193e75c4c3b718369e6fab15b5d19c5

 src/data.c

@@ -6,6 +6,20 @@
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct load_args{
    char **paths;
    int n;
    int m;
    char **labels;
    int k;
    int h;
    int w;
    int nh;
    int nw;
    int jitter;
    data *d;
};

list *get_paths(char *filename)
{
    char *path;
@@ -19,47 +33,127 @@
    return lines;
}

void fill_truth_detection(char *path, float *truth, int height, int width, int num_height, int num_width, int dy, int dx, int jitter)
{
    int box_height = height/num_height;
    int box_width = width/num_width;
    char *labelpath = find_replace(path, "imgs", "det/train");
    labelpath = find_replace(labelpath, ".JPEG", ".txt");
    FILE *file = fopen(labelpath, "r");
    if(!file) file_error(labelpath);
    float x, y, h, w;
    while(fscanf(file, "%f %f %f %f", &x, &y, &w, &h) == 4){
        x *= width + jitter;
        y *= height + jitter;
        x -= dx;
        y -= dy;
        int i = x/box_width;
        int j = y/box_height;

        if(i < 0) i = 0;
        if(i >= num_width) i = num_width-1;
        if(j < 0) j = 0;
        if(j >= num_height) j = num_height-1;
        
        float dw = (x - i*box_width)/box_width;
        float dh = (y - j*box_height)/box_height;
        //printf("%d %d %f %f\n", i, j, dh, dw);
        int index = (i+j*num_width)*5;
        truth[index++] = 1;
        truth[index++] = dh;
        truth[index++] = dw;
        truth[index++] = h*(height+jitter)/height;
        truth[index++] = w*(width+jitter)/width;
    }
    fclose(file);
}

void fill_truth(char *path, char **labels, int k, float *truth)
{
    int i;
    memset(truth, 0, k*sizeof(float));
    int count = 0;
    for(i = 0; i < k; ++i){
        if(strstr(path, labels[i])){
            truth[i] = 1;
            ++count;
        }
    }
    if(count != 1) printf("%d, %s\n", count, path);
}

data load_data_image_paths(char **paths, int n, char **labels, int k, int h, int w)
matrix load_image_paths(char **paths, int n, int h, int w)
{
    int i;
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X.rows = n;
    d.X.vals = calloc(d.X.rows, sizeof(float*));
    d.X.cols = 0;
    d.y = make_matrix(n, k);
    matrix X;
    X.rows = n;
    X.vals = calloc(X.rows, sizeof(float*));
    X.cols = 0;

    for(i = 0; i < n; ++i){
        image im = load_image(paths[i], h, w);
        d.X.vals[i] = im.data;
        d.X.cols = im.h*im.w*im.c;
        fill_truth(paths[i], labels, k, d.y.vals[i]);
        image im = load_image_color(paths[i], h, w);
        X.vals[i] = im.data;
        X.cols = im.h*im.w*im.c;
    }
    return d;
    return X;
}

char **get_random_paths(char **paths, int n, int m)
{
    char **random_paths = calloc(n, sizeof(char*));
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        int index = rand()%m;
        random_paths[i] = paths[index];
        if(i == 0) printf("%s\n", paths[index]);
    }
    return random_paths;
}

matrix load_labels_paths(char **paths, int n, char **labels, int k)
{
    matrix y = make_matrix(n, k);
    int i;
    for(i = 0; i < n && labels; ++i){
        fill_truth(paths[i], labels, k, y.vals[i]);
    }
    return y;
}

matrix load_labels_detection(char **paths, int n, int height, int width, int num_height, int num_width)
{
    int k = num_height*num_width*5;
    matrix y = make_matrix(n, k);
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        fill_truth_detection(paths[i], y.vals[i], height, width, num_height, num_width, 0, 0, 0);
    }
    return y;
}

data load_data_image_pathfile(char *filename, char **labels, int k, int h, int w)
{
    list *plist = get_paths(filename);
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    data d = load_data_image_paths(paths, plist->size, labels, k, h, w);
    int n = plist->size;
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, h, w);
    d.y = load_labels_paths(paths, n, labels, k);
    free_list_contents(plist);
    free_list(plist);
    free(paths);
    return d;
}

char **get_labels(char *filename)
{
    list *plist = get_paths(filename);
    char **labels = (char **)list_to_array(plist);
    free_list(plist);
    return labels;
}

void free_data(data d)
{
    if(!d.shallow){
@@ -71,38 +165,106 @@
    }
}

data load_data_image_pathfile_part(char *filename, int part, int total, char **labels, int k, int h, int w)
data load_data_detection_jitter_random(int n, char **paths, int m, int h, int w, int nh, int nw, int jitter)
{
    list *plist = get_paths(filename);
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    int start = part*plist->size/total;
    int end = (part+1)*plist->size/total;
    data d = load_data_image_paths(paths+start, end-start, labels, k, h, w);
    free_list_contents(plist);
    free_list(plist);
    free(paths);
    char **random_paths = get_random_paths(paths, n, m);
    int i;
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(random_paths, n, h, w);
    int k = nh*nw*5;
    d.y = make_matrix(n, k);
    for(i = 0; i < n; ++i){
        int dx = rand()%jitter;
        int dy = rand()%jitter;
        fill_truth_detection(random_paths[i], d.y.vals[i], h-jitter, w-jitter, nh, nw, dy, dx, jitter);
        image a = float_to_image(h, w, 3, d.X.vals[i]);
        jitter_image(a,h-jitter,w-jitter,dy,dx);
    }
    d.X.cols = (h-jitter)*(w-jitter)*3;
    free(random_paths);
    return d;
}

data load_data_image_pathfile_random(char *filename, int n, char **labels, int k, int h, int w)
void *load_detection_thread(void *ptr)
{
    int i;
    list *plist = get_paths(filename);
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    char **random_paths = calloc(n, sizeof(char*));
    for(i = 0; i < n; ++i){
        int index = rand()%plist->size;
        random_paths[i] = paths[index];
        if(i == 0) printf("%s\n", paths[index]);
    struct load_args a = *(struct load_args*)ptr;
    *a.d = load_data_detection_jitter_random(a.n, a.paths, a.m, a.h, a.w, a.nh, a.nw, a.jitter);
    translate_data_rows(*a.d, -128);
    scale_data_rows(*a.d, 1./128);
    free(ptr);
    return 0;
}

pthread_t load_data_detection_thread(int n, char **paths, int m, int h, int w, int nh, int nw, int jitter, data *d)
{
    pthread_t thread;
    struct load_args *args = calloc(1, sizeof(struct load_args));
    args->n = n;
    args->paths = paths;
    args->m = m;
    args->h = h;
    args->w = w;
    args->nh = nh;
    args->nw = nw;
    args->jitter = jitter;
    args->d = d;
    if(pthread_create(&thread, 0, load_detection_thread, args)) {
        error("Thread creation failed");
    }
    data d = load_data_image_paths(random_paths, n, labels, k, h, w);
    free_list_contents(plist);
    free_list(plist);
    free(paths);
    return thread;
}

data load_data_detection_random(int n, char **paths, int m, int h, int w, int nh, int nw)
{
    char **random_paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(random_paths, n, h, w);
    d.y = load_labels_detection(random_paths, n, h, w, nh, nw);
    free(random_paths);
    return d;
}

data load_data(char **paths, int n, int m, char **labels, int k, int h, int w)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, h, w);
    d.y = load_labels_paths(paths, n, labels, k);
    if(m) free(paths);
    return d;
}

void *load_in_thread(void *ptr)
{
    struct load_args a = *(struct load_args*)ptr;
    *a.d = load_data(a.paths, a.n, a.m, a.labels, a.k, a.h, a.w);
    translate_data_rows(*a.d, -128);
    scale_data_rows(*a.d, 1./128);
    free(ptr);
    return 0;
}

pthread_t load_data_thread(char **paths, int n, int m, char **labels, int k, int h, int w, data *d)
{
    pthread_t thread;
    struct load_args *args = calloc(1, sizeof(struct load_args));
    args->n = n;
    args->paths = paths;
    args->m = m;
    args->labels = labels;
    args->k = k;
    args->h = h;
    args->w = w;
    args->d = d;
    if(pthread_create(&thread, 0, load_in_thread, args)) {
        error("Thread creation failed");
    }
    return thread;
}

data load_categorical_data_csv(char *filename, int target, int k)
{
    data d;
@@ -131,6 +293,7 @@
    d.y = y;

    FILE *fp = fopen(filename, "rb");
    if(!fp) file_error(filename);
    for(i = 0; i < 10000; ++i){
        unsigned char bytes[3073];
        fread(bytes, 1, 3073, fp);
@@ -140,10 +303,67 @@
            X.vals[i][j] = (double)bytes[j+1];
        }
    }
    translate_data_rows(d, -144);
    scale_data_rows(d, 1./128);
    //normalize_data_rows(d);
    fclose(fp);
    return d;
}

void get_random_batch(data d, int n, float *X, float *y)
{
    int j;
    for(j = 0; j < n; ++j){
        int index = rand()%d.X.rows;
        memcpy(X+j*d.X.cols, d.X.vals[index], d.X.cols*sizeof(float));
        memcpy(y+j*d.y.cols, d.y.vals[index], d.y.cols*sizeof(float));
    }
}

void get_next_batch(data d, int n, int offset, float *X, float *y)
{
    int j;
    for(j = 0; j < n; ++j){
        int index = offset + j;
        memcpy(X+j*d.X.cols, d.X.vals[index], d.X.cols*sizeof(float));
        memcpy(y+j*d.y.cols, d.y.vals[index], d.y.cols*sizeof(float));
    }
}


data load_all_cifar10()
{
    data d;
    d.shallow = 0;
    int i,j,b;
    matrix X = make_matrix(50000, 3072);
    matrix y = make_matrix(50000, 10);
    d.X = X;
    d.y = y;


    for(b = 0; b < 5; ++b){
        char buff[256];
        sprintf(buff, "data/cifar10/data_batch_%d.bin", b+1);
        FILE *fp = fopen(buff, "rb");
        if(!fp) file_error(buff);
        for(i = 0; i < 10000; ++i){
            unsigned char bytes[3073];
            fread(bytes, 1, 3073, fp);
            int class = bytes[0];
            y.vals[i+b*10000][class] = 1;
            for(j = 0; j < X.cols; ++j){
                X.vals[i+b*10000][j] = (double)bytes[j+1];
            }
        }
        fclose(fp);
    }
    //normalize_data_rows(d);
    translate_data_rows(d, -144);
    scale_data_rows(d, 1./128);
    return d;
}

void randomize_data(data d)
{
    int i;
@@ -167,6 +387,14 @@
    }
}

void translate_data_rows(data d, float s)
{
    int i;
    for(i = 0; i < d.X.rows; ++i){
        translate_array(d.X.vals[i], d.X.cols, s);
    }
}

void normalize_data_rows(data d)
{
    int i;