Fixes for small objects. And fixes of densenet201_yolo.cfg, resnet50_yolo.c...

AlexeyAB

2018-03-08 a6c51e3b758aee7fd3a6f1d37daa8dcad4891e52

 src/region_layer.c

@@ -11,7 +11,7 @@

#define DOABS 1

region_layer make_region_layer(int batch, int w, int h, int n, int classes, int coords)
region_layer make_region_layer(int batch, int w, int h, int n, int classes, int coords, int max_boxes)
{
    region_layer l = {0};
    l.type = REGION;
@@ -27,7 +27,8 @@
    l.bias_updates = calloc(n*2, sizeof(float));
    l.outputs = h*w*n*(classes + coords + 1);
    l.inputs = l.outputs;
    l.truths = 30*(5);
   l.max_boxes = max_boxes;
    l.truths = max_boxes*(5);
    l.delta = calloc(batch*l.outputs, sizeof(float));
    l.output = calloc(batch*l.outputs, sizeof(float));
    int i;
@@ -52,6 +53,8 @@

void resize_region_layer(layer *l, int w, int h)
{
   int old_w = l->w;
   int old_h = l->h;
    l->w = w;
    l->h = h;

@@ -62,11 +65,13 @@
    l->delta = realloc(l->delta, l->batch*l->outputs*sizeof(float));

#ifdef GPU
    cuda_free(l->delta_gpu);
    cuda_free(l->output_gpu);
   if (old_w < w || old_h < h) {
      cuda_free(l->delta_gpu);
      cuda_free(l->output_gpu);

    l->delta_gpu =     cuda_make_array(l->delta, l->batch*l->outputs);
    l->output_gpu =    cuda_make_array(l->output, l->batch*l->outputs);
      l->delta_gpu = cuda_make_array(l->delta, l->batch*l->outputs);
      l->output_gpu = cuda_make_array(l->output, l->batch*l->outputs);
   }
#endif
}

@@ -105,28 +110,48 @@
    return iou;
}

void delta_region_class(float *output, float *delta, int index, int class, int classes, tree *hier, float scale, float *avg_cat)
void delta_region_class(float *output, float *delta, int index, int class_id, int classes, tree *hier, float scale, float *avg_cat, int focal_loss)
{
    int i, n;
    if(hier){
        float pred = 1;
        while(class >= 0){
            pred *= output[index + class];
            int g = hier->group[class];
        while(class_id >= 0){
            pred *= output[index + class_id];
            int g = hier->group[class_id];
            int offset = hier->group_offset[g];
            for(i = 0; i < hier->group_size[g]; ++i){
                delta[index + offset + i] = scale * (0 - output[index + offset + i]);
            }
            delta[index + class] = scale * (1 - output[index + class]);
            delta[index + class_id] = scale * (1 - output[index + class_id]);

            class = hier->parent[class];
            class_id = hier->parent[class_id];
        }
        *avg_cat += pred;
    } else {
        for(n = 0; n < classes; ++n){
            delta[index + n] = scale * (((n == class)?1 : 0) - output[index + n]);
            if(n == class) *avg_cat += output[index + n];
        }
    } else {		
      // Focal loss
      if (focal_loss) {
         // Focal Loss for Dense Object Detection: http://blog.csdn.net/linmingan/article/details/77885832
         float alpha = 0.5;   // 0.25 or 0.5
         //float gamma = 2;   // hardcoded in many places of the grad-formula	

         int ti = index + class_id;
         float grad = -2 * (1 - output[ti])*logf(fmaxf(output[ti], 0.0000001))*output[ti] + (1 - output[ti])*(1 - output[ti]);

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

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

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

@@ -169,7 +194,7 @@
        for (b = 0; b < l.batch; ++b){
            for(i = 0; i < l.h*l.w*l.n; ++i){
                int index = size*i + b*l.outputs;
                softmax(l.output + index + 5, l.classes, 1, l.output + index + 5);
                softmax(l.output + index + 5, l.classes, 1, l.output + index + 5, 1);
            }
        }
    }
@@ -186,31 +211,31 @@
    *(l.cost) = 0;
    for (b = 0; b < l.batch; ++b) {
        if(l.softmax_tree){
            int onlyclass = 0;
            for(t = 0; t < 30; ++t){
            int onlyclass_id = 0;
            for(t = 0; t < l.max_boxes; ++t){
                box truth = float_to_box(state.truth + t*5 + b*l.truths);
                if(!truth.x) break;
                int class = state.truth[t*5 + b*l.truths + 4];
                int class_id = state.truth[t*5 + b*l.truths + 4];
                float maxp = 0;
                int maxi = 0;
                if(truth.x > 100000 && truth.y > 100000){
                    for(n = 0; n < l.n*l.w*l.h; ++n){
                        int index = size*n + b*l.outputs + 5;
                        float scale =  l.output[index-1];
                        float p = scale*get_hierarchy_probability(l.output + index, l.softmax_tree, class);
                        float p = scale*get_hierarchy_probability(l.output + index, l.softmax_tree, class_id);
                        if(p > maxp){
                            maxp = p;
                            maxi = n;
                        }
                    }
                    int index = size*maxi + b*l.outputs + 5;
                    delta_region_class(l.output, l.delta, index, class, l.classes, l.softmax_tree, l.class_scale, &avg_cat);
                    delta_region_class(l.output, l.delta, index, class_id, l.classes, l.softmax_tree, l.class_scale, &avg_cat, l.focal_loss);
                    ++class_count;
                    onlyclass = 1;
                    onlyclass_id = 1;
                    break;
                }
            }
            if(onlyclass) continue;
            if(onlyclass_id) continue;
        }
        for (j = 0; j < l.h; ++j) {
            for (i = 0; i < l.w; ++i) {
@@ -218,13 +243,13 @@
                    int index = size*(j*l.w*l.n + i*l.n + n) + b*l.outputs;
                    box pred = get_region_box(l.output, l.biases, n, index, i, j, l.w, l.h);
                    float best_iou = 0;
                    int best_class = -1;
                    for(t = 0; t < 30; ++t){
                    int best_class_id = -1;
                    for(t = 0; t < l.max_boxes; ++t){
                        box truth = float_to_box(state.truth + t*5 + b*l.truths);
                        if(!truth.x) break;
                        float iou = box_iou(pred, truth);
                        if (iou > best_iou) {
                            best_class = state.truth[t*5 + b*l.truths + 4];
                            best_class_id = state.truth[t*5 + b*l.truths + 4];
                            best_iou = iou;
                        }
                    }
@@ -235,7 +260,7 @@
                        if (best_iou > l.thresh) {
                            l.delta[index + 4] = 0;
                            if(l.classfix > 0){
                                delta_region_class(l.output, l.delta, index + 5, best_class, l.classes, l.softmax_tree, l.class_scale*(l.classfix == 2 ? l.output[index + 4] : 1), &avg_cat);
                                delta_region_class(l.output, l.delta, index + 5, best_class_id, l.classes, l.softmax_tree, l.class_scale*(l.classfix == 2 ? l.output[index + 4] : 1), &avg_cat, l.focal_loss);
                                ++class_count;
                            }
                        }
@@ -256,7 +281,7 @@
                }
            }
        }
        for(t = 0; t < 30; ++t){
        for(t = 0; t < l.max_boxes; ++t){
            box truth = float_to_box(state.truth + t*5 + b*l.truths);

            if(!truth.x) break;
@@ -305,9 +330,9 @@
            }


            int class = state.truth[t*5 + b*l.truths + 4];
            if (l.map) class = l.map[class];
            delta_region_class(l.output, l.delta, best_index + 5, class, l.classes, l.softmax_tree, l.class_scale, &avg_cat);
            int class_id = state.truth[t*5 + b*l.truths + 4];
            if (l.map) class_id = l.map[class_id];
            delta_region_class(l.output, l.delta, best_index + 5, class_id, l.classes, l.softmax_tree, l.class_scale, &avg_cat, l.focal_loss);
            ++count;
            ++class_count;
        }
@@ -409,6 +434,7 @@
        cuda_pull_array(state.truth, truth_cpu, num_truth);
    }
    cuda_pull_array(l.output_gpu, in_cpu, l.batch*l.inputs);
   cudaStreamSynchronize(get_cuda_stream());
    network_state cpu_state = state;
    cpu_state.train = state.train;
    cpu_state.truth = truth_cpu;
@@ -418,6 +444,7 @@
    free(cpu_state.input);
    if(!state.train) return;
    cuda_push_array(l.delta_gpu, l.delta, l.batch*l.outputs);
   cudaStreamSynchronize(get_cuda_stream());
    if(cpu_state.truth) free(cpu_state.truth);
}