cpu batch norm works

Joseph Redmon

2016-11-19 62235e9aa3d0c15d87d49bf340625d075cba3e65

 src/image.c

@@ -1,5 +1,7 @@
#include "image.h"
#include "utils.h"
#include "blas.h"
#include "cuda.h"
#include <stdio.h>
#include <math.h>

@@ -8,6 +10,12 @@
#define STB_IMAGE_WRITE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image_write.h"

#ifdef OPENCV
#include "opencv2/highgui/highgui_c.h"
#include "opencv2/imgproc/imgproc_c.h"
#endif


int windows = 0;

float colors[6][3] = { {1,0,1}, {0,0,1},{0,1,1},{0,1,0},{1,1,0},{1,0,0} };
@@ -23,6 +31,79 @@
    return r;
}

void composite_image(image source, image dest, int dx, int dy)
{
    int x,y,k;
    for(k = 0; k < source.c; ++k){
        for(y = 0; y < source.h; ++y){
            for(x = 0; x < source.w; ++x){
                float val = get_pixel(source, x, y, k);
                float val2 = get_pixel_extend(dest, dx+x, dy+y, k);
                set_pixel(dest, dx+x, dy+y, k, val * val2);
            }
        }
    }
}

image border_image(image a, int border)
{
    image b = make_image(a.w + 2*border, a.h + 2*border, a.c);
    int x,y,k;
    for(k = 0; k < b.c; ++k){
        for(y = 0; y < b.h; ++y){
            for(x = 0; x < b.w; ++x){
                float val = get_pixel_extend(a, x - border, y - border, k);
                if(x - border < 0 || x - border >= a.w || y - border < 0 || y - border >= a.h) val = 1;
                set_pixel(b, x, y, k, val);
            }
        }
    }
    return b;
}

image tile_images(image a, image b, int dx)
{
    if(a.w == 0) return copy_image(b);
    image c = make_image(a.w + b.w + dx, (a.h > b.h) ? a.h : b.h, (a.c > b.c) ? a.c : b.c);
    fill_cpu(c.w*c.h*c.c, 1, c.data, 1);
    embed_image(a, c, 0, 0); 
    composite_image(b, c, a.w + dx, 0);
    return c;
}

image get_label(image **characters, char *string, int size)
{
    if(size > 7) size = 7;
    image label = make_empty_image(0,0,0);
    while(*string){
        image l = characters[size][(int)*string];
        image n = tile_images(label, l, -size - 1 + (size+1)/2);
        free_image(label);
        label = n;
        ++string;
    }
    image b = border_image(label, label.h*.25);
    free_image(label);
    return b;
}

void draw_label(image a, int r, int c, image label, const float *rgb)
{
    int w = label.w;
    int h = label.h;
    if (r - h >= 0) r = r - h;

    int i, j, k;
    for(j = 0; j < h && j + r < a.h; ++j){
        for(i = 0; i < w && i + c < a.w; ++i){
            for(k = 0; k < label.c; ++k){
                float val = get_pixel(label, i, j, k);
                set_pixel(a, i+c, j+r, k, rgb[k] * val);
            }
        }
    }
}

void draw_box(image a, int x1, int y1, int x2, int y2, float r, float g, float b)
{
    //normalize_image(a);
@@ -37,25 +118,25 @@
    if(y2 < 0) y2 = 0;
    if(y2 >= a.h) y2 = a.h-1;

    for(i = x1; i < x2; ++i){
        a.data[i + y1*a.w + 0*a.w*a.h] = b;
        a.data[i + y2*a.w + 0*a.w*a.h] = b;
    for(i = x1; i <= x2; ++i){
        a.data[i + y1*a.w + 0*a.w*a.h] = r;
        a.data[i + y2*a.w + 0*a.w*a.h] = r;

        a.data[i + y1*a.w + 1*a.w*a.h] = g;
        a.data[i + y2*a.w + 1*a.w*a.h] = g;

        a.data[i + y1*a.w + 2*a.w*a.h] = r;
        a.data[i + y2*a.w + 2*a.w*a.h] = r;
        a.data[i + y1*a.w + 2*a.w*a.h] = b;
        a.data[i + y2*a.w + 2*a.w*a.h] = b;
    }
    for(i = y1; i < y2; ++i){
        a.data[x1 + i*a.w + 0*a.w*a.h] = b;
        a.data[x2 + i*a.w + 0*a.w*a.h] = b;
    for(i = y1; i <= y2; ++i){
        a.data[x1 + i*a.w + 0*a.w*a.h] = r;
        a.data[x2 + i*a.w + 0*a.w*a.h] = r;

        a.data[x1 + i*a.w + 1*a.w*a.h] = g;
        a.data[x2 + i*a.w + 1*a.w*a.h] = g;

        a.data[x1 + i*a.w + 2*a.w*a.h] = r;
        a.data[x2 + i*a.w + 2*a.w*a.h] = r;
        a.data[x1 + i*a.w + 2*a.w*a.h] = b;
        a.data[x2 + i*a.w + 2*a.w*a.h] = b;
    }
}

@@ -67,6 +148,121 @@
    }
}

void draw_bbox(image a, box bbox, int w, float r, float g, float b)
{
    int left  = (bbox.x-bbox.w/2)*a.w;
    int right = (bbox.x+bbox.w/2)*a.w;
    int top   = (bbox.y-bbox.h/2)*a.h;
    int bot   = (bbox.y+bbox.h/2)*a.h;

    int i;
    for(i = 0; i < w; ++i){
        draw_box(a, left+i, top+i, right-i, bot-i, r, g, b);
    }
}

image **load_alphabet()
{
    int i, j;
    const int nsize = 8;
    image **alphabets = calloc(nsize, sizeof(image));
    for(j = 0; j < nsize; ++j){
        alphabets[j] = calloc(128, sizeof(image));
        for(i = 32; i < 127; ++i){
            char buff[256];
            sprintf(buff, "data/labels/%d_%d.png", i, j);
            alphabets[j][i] = load_image_color(buff, 0, 0);
        }
    }
    return alphabets;
}

void draw_detections(image im, int num, float thresh, box *boxes, float **probs, char **names, image **alphabet, int classes)
{
    int i;

    for(i = 0; i < num; ++i){
        int class = max_index(probs[i], classes);
        float prob = probs[i][class];
        if(prob > thresh){

            int width = im.h * .012;

            if(0){
                width = pow(prob, 1./2.)*10+1;
                alphabet = 0;
            }

            printf("%s: %.0f%%\n", names[class], prob*100);
            int offset = class*123457 % classes;
            float red = get_color(2,offset,classes);
            float green = get_color(1,offset,classes);
            float blue = get_color(0,offset,classes);
            float rgb[3];

            //width = prob*20+2;

            rgb[0] = red;
            rgb[1] = green;
            rgb[2] = blue;
            box b = boxes[i];

            int left  = (b.x-b.w/2.)*im.w;
            int right = (b.x+b.w/2.)*im.w;
            int top   = (b.y-b.h/2.)*im.h;
            int bot   = (b.y+b.h/2.)*im.h;

            if(left < 0) left = 0;
            if(right > im.w-1) right = im.w-1;
            if(top < 0) top = 0;
            if(bot > im.h-1) bot = im.h-1;

            draw_box_width(im, left, top, right, bot, width, red, green, blue);
            if (alphabet) {
                image label = get_label(alphabet, names[class], (im.h*.03)/10);
                draw_label(im, top + width, left, label, rgb);
            }
        }
    }
}

void transpose_image(image im)
{
    assert(im.w == im.h);
    int n, m;
    int c;
    for(c = 0; c < im.c; ++c){
        for(n = 0; n < im.w-1; ++n){
            for(m = n + 1; m < im.w; ++m){
                float swap = im.data[m + im.w*(n + im.h*c)];
                im.data[m + im.w*(n + im.h*c)] = im.data[n + im.w*(m + im.h*c)];
                im.data[n + im.w*(m + im.h*c)] = swap;
            }
        }
    }
}

void rotate_image_cw(image im, int times)
{
    assert(im.w == im.h);
    times = (times + 400) % 4;
    int i, x, y, c;
    int n = im.w;
    for(i = 0; i < times; ++i){
        for(c = 0; c < im.c; ++c){
            for(x = 0; x < n/2; ++x){
                for(y = 0; y < (n-1)/2 + 1; ++y){
                    float temp = im.data[y + im.w*(x + im.h*c)];
                    im.data[y + im.w*(x + im.h*c)] = im.data[n-1-x + im.w*(y + im.h*c)];
                    im.data[n-1-x + im.w*(y + im.h*c)] = im.data[n-1-y + im.w*(n-1-x + im.h*c)];
                    im.data[n-1-y + im.w*(n-1-x + im.h*c)] = im.data[x + im.w*(n-1-y + im.h*c)];
                    im.data[x + im.w*(n-1-y + im.h*c)] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

void flip_image(image a)
{
    int i,j,k;
@@ -137,6 +333,26 @@

void normalize_image(image p)
{
    int i;
    float min = 9999999;
    float max = -999999;

    for(i = 0; i < p.h*p.w*p.c; ++i){
        float v = p.data[i];
        if(v < min) min = v;
        if(v > max) max = v;
    }
    if(max - min < .000000001){
        min = 0;
        max = 1;
    }
    for(i = 0; i < p.c*p.w*p.h; ++i){
        p.data[i] = (p.data[i] - min)/(max-min);
    }
}

void normalize_image2(image p)
{
    float *min = calloc(p.c, sizeof(float));
    float *max = calloc(p.c, sizeof(float));
    int i,j;
@@ -183,11 +399,12 @@
}

#ifdef OPENCV
void show_image_cv(image p, char *name)
void show_image_cv(image p, const char *name)
{
    int x,y,k;
    image copy = copy_image(p);
    rgbgr_image(copy);
    constrain_image(copy);
    if(p.c == 3) rgbgr_image(copy);
    //normalize_image(copy);

    char buff[256];
@@ -196,7 +413,7 @@

    IplImage *disp = cvCreateImage(cvSize(p.w,p.h), IPL_DEPTH_8U, p.c);
    int step = disp->widthStep;
    cvNamedWindow(buff, CV_WINDOW_AUTOSIZE); 
    cvNamedWindow(buff, CV_WINDOW_NORMAL); 
    //cvMoveWindow(buff, 100*(windows%10) + 200*(windows/10), 100*(windows%10));
    ++windows;
    for(y = 0; y < p.h; ++y){
@@ -207,7 +424,7 @@
        }
    }
    free_image(copy);
    if(disp->height < 448 || disp->width < 448 || disp->height > 1000){
    if(0){
        int w = 448;
        int h = w*p.h/p.w;
        if(h > 1000){
@@ -224,17 +441,98 @@
}
#endif

void show_image(image p, char *name)
void show_image(image p, const char *name)
{
    #ifdef OPENCV
#ifdef OPENCV
    show_image_cv(p, name);
    #else
#else
    fprintf(stderr, "Not compiled with OpenCV, saving to %s.png instead\n", name);
    save_image(p, name);
    #endif
#endif
}

void save_image(image im, char *name)
#ifdef OPENCV

image ipl_to_image(IplImage* src)
{
    unsigned char *data = (unsigned char *)src->imageData;
    int h = src->height;
    int w = src->width;
    int c = src->nChannels;
    int step = src->widthStep;
    image out = make_image(w, h, c);
    int i, j, k, count=0;;

    for(k= 0; k < c; ++k){
        for(i = 0; i < h; ++i){
            for(j = 0; j < w; ++j){
                out.data[count++] = data[i*step + j*c + k]/255.;
            }
        }
    }
    return out;
}

image load_image_cv(char *filename, int channels)
{
    IplImage* src = 0;
    int flag = -1;
    if (channels == 0) flag = -1;
    else if (channels == 1) flag = 0;
    else if (channels == 3) flag = 1;
    else {
        fprintf(stderr, "OpenCV can't force load with %d channels\n", channels);
    }

    if( (src = cvLoadImage(filename, flag)) == 0 )
    {
        fprintf(stderr, "Cannot load image \"%s\"\n", filename);
        char buff[256];
        sprintf(buff, "echo %s >> bad.list", filename);
        system(buff);
        return make_image(10,10,3);
        //exit(0);
    }
    image out = ipl_to_image(src);
    cvReleaseImage(&src);
    rgbgr_image(out);
    return out;
}

image get_image_from_stream(CvCapture *cap)
{
    IplImage* src = cvQueryFrame(cap);
    if (!src) return make_empty_image(0,0,0);
    image im = ipl_to_image(src);
    rgbgr_image(im);
    return im;
}

void save_image_jpg(image p, const char *name)
{
    image copy = copy_image(p);
    if(p.c == 3) rgbgr_image(copy);
    int x,y,k;

    char buff[256];
    sprintf(buff, "%s.jpg", name);

    IplImage *disp = cvCreateImage(cvSize(p.w,p.h), IPL_DEPTH_8U, p.c);
    int step = disp->widthStep;
    for(y = 0; y < p.h; ++y){
        for(x = 0; x < p.w; ++x){
            for(k= 0; k < p.c; ++k){
                disp->imageData[y*step + x*p.c + k] = (unsigned char)(get_pixel(copy,x,y,k)*255);
            }
        }
    }
    cvSaveImage(buff, disp,0);
    cvReleaseImage(&disp);
    free_image(copy);
}
#endif

void save_image_png(image im, const char *name)
{
    char buff[256];
    //sprintf(buff, "%s (%d)", name, windows);
@@ -247,34 +545,19 @@
        }
    }
    int success = stbi_write_png(buff, im.w, im.h, im.c, data, im.w*im.c);
    free(data);
    if(!success) fprintf(stderr, "Failed to write image %s\n", buff);
}

/*
void save_image_cv(image p, char *name)
void save_image(image im, const char *name)
{
    int x,y,k;
    image copy = copy_image(p);
    //normalize_image(copy);

    char buff[256];
    //sprintf(buff, "%s (%d)", name, windows);
    sprintf(buff, "%s.png", name);

    IplImage *disp = cvCreateImage(cvSize(p.w,p.h), IPL_DEPTH_8U, p.c);
    int step = disp->widthStep;
    for(y = 0; y < p.h; ++y){
        for(x = 0; x < p.w; ++x){
            for(k= 0; k < p.c; ++k){
                disp->imageData[y*step + x*p.c + k] = (unsigned char)(get_pixel(copy,x,y,k)*255);
            }
        }
    }
    free_image(copy);
    cvSaveImage(buff, disp,0);
    cvReleaseImage(&disp);
#ifdef OPENCV
    save_image_jpg(im, name);
#else
    save_image_png(im, name);
#endif
}
*/


void show_image_layers(image p, char *name)
{
@@ -312,6 +595,17 @@
    return out;
}

image make_random_image(int w, int h, int c)
{
    image out = make_empty_image(w,h,c);
    out.data = calloc(h*w*c, sizeof(float));
    int i;
    for(i = 0; i < w*h*c; ++i){
        out.data[i] = (rand_normal() * .25) + .5;
    }
    return out;
}

image float_to_image(int w, int h, int c, float *data)
{
    image out = make_empty_image(w,h,c);
@@ -319,6 +613,26 @@
    return out;
}


image rotate_crop_image(image im, float rad, float s, int w, int h, float dx, float dy, float aspect)
{
    int x, y, c;
    float cx = im.w/2.;
    float cy = im.h/2.;
    image rot = make_image(w, h, im.c);
    for(c = 0; c < im.c; ++c){
        for(y = 0; y < h; ++y){
            for(x = 0; x < w; ++x){
                float rx = cos(rad)*((x - w/2.)/s*aspect + dx/s*aspect) - sin(rad)*((y - h/2.)/s + dy/s) + cx;
                float ry = sin(rad)*((x - w/2.)/s*aspect + dx/s*aspect) + cos(rad)*((y - h/2.)/s + dy/s) + cy;
                float val = bilinear_interpolate(im, rx, ry, c);
                set_pixel(rot, x, y, c, val);
            }
        }
    }
    return rot;
}

image rotate_image(image im, float rad)
{
    int x, y, c;
@@ -330,7 +644,7 @@
            for(x = 0; x < im.w; ++x){
                float rx = cos(rad)*(x-cx) - sin(rad)*(y-cy) + cx;
                float ry = sin(rad)*(x-cx) + cos(rad)*(y-cy) + cy;
                float val = billinear_interpolate(im, rx, ry, c);
                float val = bilinear_interpolate(im, rx, ry, c);
                set_pixel(rot, x, y, c, val);
            }
        }
@@ -360,6 +674,8 @@
                int r = j + dy;
                int c = i + dx;
                float val = 0;
                r = constrain_int(r, 0, im.h-1);
                c = constrain_int(c, 0, im.w-1);
                if (r >= 0 && r < im.h && c >= 0 && c < im.w) {
                    val = get_pixel(im, c, r, k);
                }
@@ -370,6 +686,134 @@
    return cropped;
}

int best_3d_shift_r(image a, image b, int min, int max)
{
    if(min == max) return min;
    int mid = floor((min + max) / 2.);
    image c1 = crop_image(b, 0, mid, b.w, b.h);
    image c2 = crop_image(b, 0, mid+1, b.w, b.h);
    float d1 = dist_array(c1.data, a.data, a.w*a.h*a.c, 10);
    float d2 = dist_array(c2.data, a.data, a.w*a.h*a.c, 10);
    free_image(c1);
    free_image(c2);
    if(d1 < d2) return best_3d_shift_r(a, b, min, mid);
    else return best_3d_shift_r(a, b, mid+1, max);
}

int best_3d_shift(image a, image b, int min, int max)
{
    int i;
    int best = 0;
    float best_distance = FLT_MAX;
    for(i = min; i <= max; i += 2){
        image c = crop_image(b, 0, i, b.w, b.h);
        float d = dist_array(c.data, a.data, a.w*a.h*a.c, 100);
        if(d < best_distance){
            best_distance = d;
            best = i;
        }
        printf("%d %f\n", i, d);
        free_image(c);
    }
    return best;
}

void composite_3d(char *f1, char *f2, char *out, int delta)
{
    if(!out) out = "out";
    image a = load_image(f1, 0,0,0);
    image b = load_image(f2, 0,0,0);
    int shift = best_3d_shift_r(a, b, -a.h/100, a.h/100);

    image c1 = crop_image(b, 10, shift, b.w, b.h);
    float d1 = dist_array(c1.data, a.data, a.w*a.h*a.c, 100);
    image c2 = crop_image(b, -10, shift, b.w, b.h);
    float d2 = dist_array(c2.data, a.data, a.w*a.h*a.c, 100);

    if(d2 < d1 && 0){
        image swap = a;
        a = b;
        b = swap;
        shift = -shift;
        printf("swapped, %d\n", shift);
    }
    else{
        printf("%d\n", shift);
    }

    image c = crop_image(b, delta, shift, a.w, a.h);
    int i;
    for(i = 0; i < c.w*c.h; ++i){
        c.data[i] = a.data[i];
    }
#ifdef OPENCV
    save_image_jpg(c, out);
#else
    save_image(c, out);
#endif
}

image resize_max(image im, int max)
{
    int w = im.w;
    int h = im.h;
    if(w > h){
        h = (h * max) / w;
        w = max;
    } else {
        w = (w * max) / h;
        h = max;
    }
    if(w == im.w && h == im.h) return im;
    image resized = resize_image(im, w, h);
    return resized;
}

image resize_min(image im, int min)
{
    int w = im.w;
    int h = im.h;
    if(w < h){
        h = (h * min) / w;
        w = min;
    } else {
        w = (w * min) / h;
        h = min;
    }
    if(w == im.w && h == im.h) return im;
    image resized = resize_image(im, w, h);
    return resized;
}

image random_crop_image(image im, int w, int h)
{
    int dx = rand_int(0, im.w - w);
    int dy = rand_int(0, im.h - h);
    image crop = crop_image(im, dx, dy, w, h);
    return crop;
}

image random_augment_image(image im, float angle, float aspect, int low, int high, int size)
{
    aspect = rand_scale(aspect);
    int r = rand_int(low, high);
    int min = (im.h < im.w*aspect) ? im.h : im.w*aspect;
    float scale = (float)r / min;

    float rad = rand_uniform(-angle, angle) * TWO_PI / 360.;

    float dx = (im.w*scale/aspect - size) / 2.;
    float dy = (im.h*scale - size) / 2.;
    if(dx < 0) dx = 0;
    if(dy < 0) dy = 0;
    dx = rand_uniform(-dx, dx);
    dy = rand_uniform(-dy, dy);

    image crop = rotate_crop_image(im, rad, scale, size, size, dx, dy, aspect);

    return crop;
}

float three_way_max(float a, float b, float c)
{
    return (a > b) ? ( (a > c) ? a : c) : ( (b > c) ? b : c) ;
@@ -398,7 +842,7 @@
            v = max;
            if(max == 0){
                s = 0;
                h = -1;
                h = 0;
            }else{
                s = delta/max;
                if(r == max){
@@ -409,6 +853,7 @@
                    h = 4 + (r - g) / delta;
                }
                if (h < 0) h += 6;
                h = h/6.;
            }
            set_pixel(im, i, j, 0, h);
            set_pixel(im, i, j, 1, s);
@@ -426,7 +871,7 @@
    float f, p, q, t;
    for(j = 0; j < im.h; ++j){
        for(i = 0; i < im.w; ++i){
            h = get_pixel(im, i , j, 0);
            h = 6 * get_pixel(im, i , j, 0);
            s = get_pixel(im, i , j, 1);
            v = get_pixel(im, i , j, 2);
            if (s == 0) {
@@ -462,7 +907,7 @@
{
    assert(im.c == 3);
    int i, j, k;
    image gray = make_image(im.w, im.h, im.c);
    image gray = make_image(im.w, im.h, 1);
    float scale[] = {0.587, 0.299, 0.114};
    for(k = 0; k < im.c; ++k){
        for(j = 0; j < im.h; ++j){
@@ -471,11 +916,19 @@
            }
        }
    }
    memcpy(gray.data + im.w*im.h*1, gray.data, sizeof(float)*im.w*im.h);
    memcpy(gray.data + im.w*im.h*2, gray.data, sizeof(float)*im.w*im.h);
    return gray;
}

image threshold_image(image im, float thresh)
{
    int i;
    image t = make_image(im.w, im.h, im.c);
    for(i = 0; i < im.w*im.h*im.c; ++i){
        t.data[i] = im.data[i]>thresh ? 1 : 0;
    }
    return t;
}

image blend_image(image fore, image back, float alpha)
{
    assert(fore.w == back.w && fore.h == back.h && fore.c == back.c);
@@ -505,6 +958,29 @@
    }
}

void translate_image_channel(image im, int c, float v)
{
    int i, j;
    for(j = 0; j < im.h; ++j){
        for(i = 0; i < im.w; ++i){
            float pix = get_pixel(im, i, j, c);
            pix = pix+v;
            set_pixel(im, i, j, c, pix);
        }
    }
}

image binarize_image(image im)
{
    image c = copy_image(im);
    int i;
    for(i = 0; i < im.w * im.h * im.c; ++i){
        if(c.data[i] > .5) c.data[i] = 1;
        else c.data[i] = 0;
    }
    return c;
}

void saturate_image(image im, float sat)
{
    rgb_to_hsv(im);
@@ -513,6 +989,19 @@
    constrain_image(im);
}

void hue_image(image im, float hue)
{
    rgb_to_hsv(im);
    int i;
    for(i = 0; i < im.w*im.h; ++i){
        im.data[i] = im.data[i] + hue;
        if (im.data[i] > 1) im.data[i] -= 1;
        if (im.data[i] < 0) im.data[i] += 1;
    }
    hsv_to_rgb(im);
    constrain_image(im);
}

void exposure_image(image im, float sat)
{
    rgb_to_hsv(im);
@@ -521,6 +1010,29 @@
    constrain_image(im);
}

void distort_image(image im, float hue, float sat, float val)
{
    rgb_to_hsv(im);
    scale_image_channel(im, 1, sat);
    scale_image_channel(im, 2, val);
    int i;
    for(i = 0; i < im.w*im.h; ++i){
        im.data[i] = im.data[i] + hue;
        if (im.data[i] > 1) im.data[i] -= 1;
        if (im.data[i] < 0) im.data[i] += 1;
    }
    hsv_to_rgb(im);
    constrain_image(im);
}

void random_distort_image(image im, float hue, float saturation, float exposure)
{
    float dhue = rand_uniform(-hue, hue);
    float dsat = rand_scale(saturation);
    float dexp = rand_scale(exposure);
    distort_image(im, dhue, dsat, dexp);
}

void saturate_exposure_image(image im, float sat, float exposure)
{
    rgb_to_hsv(im);
@@ -530,24 +1042,7 @@
    constrain_image(im);
}

/*
   image saturate_image(image im, float sat)
   {
   image gray = grayscale_image(im);
   image blend = blend_image(im, gray, sat);
   free_image(gray);
   constrain_image(blend);
   return blend;
   }

   image brightness_image(image im, float b)
   {
   image bright = make_image(im.w, im.h, im.c);
   return bright;
   }
 */

float billinear_interpolate(image im, float x, float y, int c)
float bilinear_interpolate(image im, float x, float y, int c)
{
    int ix = (int) floorf(x);
    int iy = (int) floorf(y);
@@ -562,98 +1057,99 @@
    return val;
}

// #wikipedia
image resize_image(image im, int w, int h)
{
    image resized = make_image(w, h, im.c);   
    image part = make_image(w, im.h, im.c);
    int r, c, k;
    float w_scale = (float)(im.w - 1) / (w - 1);
    float h_scale = (float)(im.h - 1) / (h - 1);
    for(k = 0; k < im.c; ++k){
        for(r = 0; r < h; ++r){
        for(r = 0; r < im.h; ++r){
            for(c = 0; c < w; ++c){
                float sx = c*w_scale;
                float sy = r*h_scale;
                float val = billinear_interpolate(im, sx, sy, k);
                set_pixel(resized, c, r, k, val);
                float val = 0;
                if(c == w-1 || im.w == 1){
                    val = get_pixel(im, im.w-1, r, k);
                } else {
                    float sx = c*w_scale;
                    int ix = (int) sx;
                    float dx = sx - ix;
                    val = (1 - dx) * get_pixel(im, ix, r, k) + dx * get_pixel(im, ix+1, r, k);
                }
                set_pixel(part, c, r, k, val);
            }
        }
    }
    for(k = 0; k < im.c; ++k){
        for(r = 0; r < h; ++r){
            float sy = r*h_scale;
            int iy = (int) sy;
            float dy = sy - iy;
            for(c = 0; c < w; ++c){
                float val = (1-dy) * get_pixel(part, c, iy, k);
                set_pixel(resized, c, r, k, val);
            }
            if(r == h-1 || im.h == 1) continue;
            for(c = 0; c < w; ++c){
                float val = dy * get_pixel(part, c, iy+1, k);
                add_pixel(resized, c, r, k, val);
            }
        }
    }

    free_image(part);
    return resized;
}


void test_resize(char *filename)
{
    image im = load_image(filename, 0,0, 3);
    float mag = mag_array(im.data, im.w*im.h*im.c);
    printf("L2 Norm: %f\n", mag);
    image gray = grayscale_image(im);

    image sat2 = copy_image(im);
    saturate_image(sat2, 2);
    image c1 = copy_image(im);
    image c2 = copy_image(im);
    image c3 = copy_image(im);
    image c4 = copy_image(im);
    distort_image(c1, .1, 1.5, 1.5);
    distort_image(c2, -.1, .66666, .66666);
    distort_image(c3, .1, 1.5, .66666);
    distort_image(c4, .1, .66666, 1.5);

    image sat5 = copy_image(im);
    saturate_image(sat5, .5);

    image exp2 = copy_image(im);
    exposure_image(exp2, 2);

    image exp5 = copy_image(im);
    exposure_image(exp5, .5);

    show_image(im, "Original");
    show_image(im,   "Original");
    show_image(gray, "Gray");
    show_image(sat2, "Saturation-2");
    show_image(sat5, "Saturation-.5");
    show_image(exp2, "Exposure-2");
    show_image(exp5, "Exposure-.5");
    #ifdef OPENCV
    cvWaitKey(0);
    #endif
}

    show_image(c1, "C1");
    show_image(c2, "C2");
    show_image(c3, "C3");
    show_image(c4, "C4");
#ifdef OPENCV
image ipl_to_image(IplImage* src)
{
    unsigned char *data = (unsigned char *)src->imageData;
    int h = src->height;
    int w = src->width;
    int c = src->nChannels;
    int step = src->widthStep;
    image out = make_image(w, h, c);
    int i, j, k, count=0;;
    while(1){
        image aug = random_augment_image(im, 0, .75, 320, 448, 320);
        show_image(aug, "aug");
        free_image(aug);

    for(k= 0; k < c; ++k){
        for(i = 0; i < h; ++i){
            for(j = 0; j < w; ++j){
                out.data[count++] = data[i*step + j*c + k]/255.;
            }
        }
    }
    return out;
}

image load_image_cv(char *filename, int channels)
{
    IplImage* src = 0;
    int flag = -1;
    if (channels == 0) flag = -1;
    else if (channels == 1) flag = 0;
    else if (channels == 3) flag = 1;
    else {
        fprintf(stderr, "OpenCV can't force load with %d channels\n", channels);
    }
    
    if( (src = cvLoadImage(filename, flag)) == 0 )
    {
        printf("Cannot load file image %s\n", filename);
        exit(0);
    }
    image out = ipl_to_image(src);
    cvReleaseImage(&src);
    rgbgr_image(out);
    return out;
}
        float exposure = 1.15;
        float saturation = 1.15;
        float hue = .05;

        image c = copy_image(im);

        float dexp = rand_scale(exposure);
        float dsat = rand_scale(saturation);
        float dhue = rand_uniform(-hue, hue);

        distort_image(c, dhue, dsat, dexp);
        show_image(c, "rand");
        printf("%f %f %f\n", dhue, dsat, dexp);
        free_image(c);
        cvWaitKey(0);
    }
#endif
}


image load_image_stb(char *filename, int channels)
@@ -661,7 +1157,7 @@
    int w, h, c;
    unsigned char *data = stbi_load(filename, &w, &h, &c, channels);
    if (!data) {
        fprintf(stderr, "Cannot load file image %s\nSTB Reason: %s\n", filename, stbi_failure_reason());
        fprintf(stderr, "Cannot load image \"%s\"\nSTB Reason: %s\n", filename, stbi_failure_reason());
        exit(0);
    }
    if(channels) c = channels;
@@ -682,11 +1178,11 @@

image load_image(char *filename, int w, int h, int c)
{
    #ifdef OPENCV
#ifdef OPENCV
    image out = load_image_cv(filename, c);
    #else
#else
    image out = load_image_stb(filename, c);
    #endif
#endif

    if((h && w) && (h != out.h || w != out.w)){
        image resized = resize_image(out, w, h);
@@ -718,14 +1214,24 @@
}
float get_pixel_extend(image m, int x, int y, int c)
{
    if(x < 0 || x >= m.w || y < 0 || y >= m.h || c < 0 || c >= m.c) return 0;
    if(x < 0) x = 0;
    if(x >= m.w) x = m.w-1;
    if(y < 0) y = 0;
    if(y >= m.h) y = m.h-1;
    if(c < 0 || c >= m.c) return 0;
    return get_pixel(m, x, y, c);
}
void set_pixel(image m, int x, int y, int c, float val)
{
    if (x < 0 || y < 0 || c < 0 || x >= m.w || y >= m.h || c >= m.c) return;
    assert(x < m.w && y < m.h && c < m.c);
    m.data[c*m.h*m.w + y*m.w + x] = val;
}
void add_pixel(image m, int x, int y, int c, float val)
{
    assert(x < m.w && y < m.h && c < m.c);
    m.data[c*m.h*m.w + y*m.w + x] += val;
}

void print_image(image m)
{
@@ -815,9 +1321,27 @@
    return filters;
} 

void show_image_normalized(image im, const char *name)
{
    image c = copy_image(im);
    normalize_image(c);
    show_image(c, name);
    free_image(c);
}

void show_images(image *ims, int n, char *window)
{
    image m = collapse_images_vert(ims, n);
    /*
       int w = 448;
       int h = ((float)m.h/m.w) * 448;
       if(h > 896){
       h = 896;
       w = ((float)m.w/m.h) * 896;
       }
       image sized = resize_image(m, w, h);
     */
    normalize_image(m);
    save_image(m, window);
    show_image(m, window);
    free_image(m);
@@ -825,5 +1349,7 @@

void free_image(image m)
{
    free(m.data);
    if(m.data){
        free(m.data);
    }
}