Update for training

Edmond Yoo

2018-09-14 8eb0d400e80f3dd135313834ce103bd0f9e62dbc

 src/yolo_layer.c

@@ -38,8 +38,8 @@
    l.bias_updates = calloc(n*2, sizeof(float));
    l.outputs = h*w*n*(classes + 4 + 1);
    l.inputs = l.outputs;
   l.max_boxes = max_boxes;
    l.truths = l.max_boxes*(4 + 1); // 90*(4 + 1);
    l.max_boxes = max_boxes;
    l.truths = l.max_boxes*(4 + 1);    // 90*(4 + 1);
    l.delta = calloc(batch*l.outputs, sizeof(float));
    l.output = calloc(batch*l.outputs, sizeof(float));
    for(i = 0; i < total*2; ++i){
@@ -55,7 +55,7 @@
    l.delta_gpu = cuda_make_array(l.delta, batch*l.outputs);
#endif

    fprintf(stderr, "detection\n");
    fprintf(stderr, "yolo\n");
    srand(0);

    return l;
@@ -109,17 +109,40 @@
}


void delta_yolo_class(float *output, float *delta, int index, int class, int classes, int stride, float *avg_cat)
void delta_yolo_class(float *output, float *delta, int index, int class_id, int classes, int stride, float *avg_cat, int focal_loss)
{
    int n;
    if (delta[index]){
        delta[index + stride*class] = 1 - output[index + stride*class];
        if(avg_cat) *avg_cat += output[index + stride*class];
    if (delta[index + stride*class_id]){
        delta[index + stride*class_id] = 1 - output[index + stride*class_id];
        if(avg_cat) *avg_cat += output[index + stride*class_id];
        return;
    }
    for(n = 0; n < classes; ++n){
        delta[index + stride*n] = ((n == class)?1 : 0) - output[index + stride*n];
        if(n == class && avg_cat) *avg_cat += output[index + stride*n];
    // Focal loss
    if (focal_loss) {
        // Focal Loss
        float alpha = 0.5;    // 0.25 or 0.5
        //float gamma = 2;    // hardcoded in many places of the grad-formula

        int ti = index + stride*class_id;
        float pt = output[ti] + 0.000000000000001F;
        // http://fooplot.com/#W3sidHlwZSI6MCwiZXEiOiItKDEteCkqKDIqeCpsb2coeCkreC0xKSIsImNvbG9yIjoiIzAwMDAwMCJ9LHsidHlwZSI6MTAwMH1d
        float grad = -(1 - pt) * (2 * pt*logf(pt) + pt - 1);    // http://blog.csdn.net/linmingan/article/details/77885832
        //float grad = (1 - pt) * (2 * pt*logf(pt) + pt - 1);    // https://github.com/unsky/focal-loss

        for (n = 0; n < classes; ++n) {
            delta[index + stride*n] = (((n == class_id) ? 1 : 0) - output[index + stride*n]);

            delta[index + stride*n] *= alpha*grad;

            if (n == class_id) *avg_cat += output[index + stride*n];
        }
    }
    else {
        // default
        for (n = 0; n < classes; ++n) {
            delta[index + stride*n] = ((n == class_id) ? 1 : 0) - output[index + stride*n];
            if (n == class_id && avg_cat) *avg_cat += output[index + stride*n];
        }
    }
}

@@ -132,12 +155,12 @@

static box float_to_box_stride(float *f, int stride)
{
   box b = { 0 };
   b.x = f[0];
   b.y = f[1 * stride];
   b.w = f[2 * stride];
   b.h = f[3 * stride];
   return b;
    box b = { 0 };
    b.x = f[0];
    b.y = f[1 * stride];
    b.w = f[2 * stride];
    b.h = f[3 * stride];
    return b;
}

void forward_yolo_layer(const layer l, network_state state)
@@ -177,7 +200,13 @@
                    int best_t = 0;
                    for(t = 0; t < l.max_boxes; ++t){
                        box truth = float_to_box_stride(state.truth + t*(4 + 1) + b*l.truths, 1);
                        if(!truth.x) break;
                        int class_id = state.truth[t*(4 + 1) + b*l.truths + 4];
                        if (class_id >= l.classes) {
                            printf(" Warning: in txt-labels class_id=%d >= classes=%d in cfg-file. In txt-labels class_id should be [from 0 to %d] \n", class_id, l.classes, l.classes - 1);
                            getchar();
                            continue; // if label contains class_id more than number of classes in the cfg-file
                        }
                        if(!truth.x) break;  // continue;
                        float iou = box_iou(pred, truth);
                        if (iou > best_iou) {
                            best_iou = iou;
@@ -193,10 +222,10 @@
                    if (best_iou > l.truth_thresh) {
                        l.delta[obj_index] = 1 - l.output[obj_index];

                        int class = state.truth[best_t*(4 + 1) + b*l.truths + 4];
                        if (l.map) class = l.map[class];
                        int class_id = state.truth[best_t*(4 + 1) + b*l.truths + 4];
                        if (l.map) class_id = l.map[class_id];
                        int class_index = entry_index(l, b, n*l.w*l.h + j*l.w + i, 4 + 1);
                        delta_yolo_class(l.output, l.delta, class_index, class, l.classes, l.w*l.h, 0);
                        delta_yolo_class(l.output, l.delta, class_index, class_id, l.classes, l.w*l.h, 0, l.focal_loss);
                        box truth = float_to_box_stride(state.truth + best_t*(4 + 1) + b*l.truths, 1);
                        delta_yolo_box(truth, l.output, l.biases, l.mask[n], box_index, i, j, l.w, l.h, state.net.w, state.net.h, l.delta, (2-truth.w*truth.h), l.w*l.h);
                    }
@@ -205,8 +234,10 @@
        }
        for(t = 0; t < l.max_boxes; ++t){
            box truth = float_to_box_stride(state.truth + t*(4 + 1) + b*l.truths, 1);
            int class_id = state.truth[t*(4 + 1) + b*l.truths + 4];
            if (class_id >= l.classes) continue; // if label contains class_id more than number of classes in the cfg-file

            if(!truth.x) break;
            if(!truth.x) break;  // continue;
            float best_iou = 0;
            int best_n = 0;
            i = (truth.x * l.w);
@@ -233,10 +264,10 @@
                avg_obj += l.output[obj_index];
                l.delta[obj_index] = 1 - l.output[obj_index];

                int class = state.truth[t*(4 + 1) + b*l.truths + 4];
                if (l.map) class = l.map[class];
                int class_id = state.truth[t*(4 + 1) + b*l.truths + 4];
                if (l.map) class_id = l.map[class_id];
                int class_index = entry_index(l, b, mask_n*l.w*l.h + j*l.w + i, 4 + 1);
                delta_yolo_class(l.output, l.delta, class_index, class, l.classes, l.w*l.h, &avg_cat);
                delta_yolo_class(l.output, l.delta, class_index, class_id, l.classes, l.w*l.h, &avg_cat, l.focal_loss);

                ++count;
                ++class_count;
@@ -260,24 +291,24 @@
    int i;
    int new_w=0;
    int new_h=0;
   if (letter) {
      if (((float)netw / w) < ((float)neth / h)) {
         new_w = netw;
         new_h = (h * netw) / w;
      }
      else {
         new_h = neth;
         new_w = (w * neth) / h;
      }
   }
   else {
      new_w = netw;
      new_h = neth;
   }
    if (letter) {
        if (((float)netw / w) < ((float)neth / h)) {
            new_w = netw;
            new_h = (h * netw) / w;
        }
        else {
            new_h = neth;
            new_w = (w * neth) / h;
        }
    }
    else {
        new_w = netw;
        new_h = neth;
    }
    for (i = 0; i < n; ++i){
        box b = dets[i].bbox;
        b.x =  (b.x - (netw - new_w)/2./netw) / ((float)new_w/netw); 
        b.y =  (b.y - (neth - new_h)/2./neth) / ((float)new_h/neth); 
        b.x =  (b.x - (netw - new_w)/2./netw) / ((float)new_w/netw);
        b.y =  (b.y - (neth - new_h)/2./neth) / ((float)new_h/neth);
        b.w *= (float)netw/new_w;
        b.h *= (float)neth/new_h;
        if(!relative){
@@ -380,25 +411,25 @@
    }

    //cuda_pull_array(l.output_gpu, state.input, l.batch*l.inputs);
   float *in_cpu = calloc(l.batch*l.inputs, sizeof(float));
   cuda_pull_array(l.output_gpu, in_cpu, l.batch*l.inputs);
   float *truth_cpu = 0;
   if (state.truth) {
      int num_truth = l.batch*l.truths;
      truth_cpu = calloc(num_truth, sizeof(float));
      cuda_pull_array(state.truth, truth_cpu, num_truth);
   }
   network_state cpu_state = state;
   cpu_state.net = state.net;
   cpu_state.index = state.index;
   cpu_state.train = state.train;
   cpu_state.truth = truth_cpu;
   cpu_state.input = in_cpu;
   forward_yolo_layer(l, cpu_state);
    float *in_cpu = calloc(l.batch*l.inputs, sizeof(float));
    cuda_pull_array(l.output_gpu, in_cpu, l.batch*l.inputs);
    float *truth_cpu = 0;
    if (state.truth) {
        int num_truth = l.batch*l.truths;
        truth_cpu = calloc(num_truth, sizeof(float));
        cuda_pull_array(state.truth, truth_cpu, num_truth);
    }
    network_state cpu_state = state;
    cpu_state.net = state.net;
    cpu_state.index = state.index;
    cpu_state.train = state.train;
    cpu_state.truth = truth_cpu;
    cpu_state.input = in_cpu;
    forward_yolo_layer(l, cpu_state);
    //forward_yolo_layer(l, state);
    cuda_push_array(l.delta_gpu, l.delta, l.batch*l.outputs);
   free(in_cpu);
   if (cpu_state.truth) free(cpu_state.truth);
    free(in_cpu);
    if (cpu_state.truth) free(cpu_state.truth);
}

void backward_yolo_layer_gpu(const layer l, network_state state)