t1

Joseph Redmon

2016-06-20 ab75d5c5783db4792e400f933d584984f3aa7bf0

 src/data.c

@@ -22,6 +22,19 @@
    return lines;
}

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

char **get_random_paths(char **paths, int n, int m)
{
    char **random_paths = calloc(n, sizeof(char*));
@@ -54,7 +67,12 @@
    X.cols = 0;

    for(i = 0; i < n; ++i){
        image im = load_image(paths[i], w, h, 1);
        image im = load_image(paths[i], w, h, 3);

        image gray = grayscale_image(im);
        free_image(im);
        im = gray;

        X.vals[i] = im.data;
        X.cols = im.h*im.w*im.c;
    }
@@ -77,6 +95,32 @@
    return X;
}

matrix load_image_cropped_paths(char **paths, int n, int min, int max, int size)
{
    int i;
    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_color(paths[i], 0, 0);
        image crop = random_crop_image(im, min, max, size);
        int flip = rand_r(&data_seed)%2;
        if (flip) flip_image(crop);
        /*
        show_image(im, "orig");
        show_image(crop, "crop");
        cvWaitKey(0);
        */
        free_image(im);
        X.vals[i] = crop.data;
        X.cols = crop.h*crop.w*crop.c;
    }
    return X;
}


box_label *read_boxes(char *filename, int *n)
{
    box_label *boxes = calloc(1, sizeof(box_label));
@@ -144,11 +188,50 @@
    }
}

void fill_truth_swag(char *path, float *truth, int classes, int flip, float dx, float dy, float sx, float sy)
{
    char *labelpath = find_replace(path, "images", "labels");
    labelpath = find_replace(labelpath, "JPEGImages", "labels");

    labelpath = find_replace(labelpath, ".jpg", ".txt");
    labelpath = find_replace(labelpath, ".JPG", ".txt");
    labelpath = find_replace(labelpath, ".JPEG", ".txt");
    int count = 0;
    box_label *boxes = read_boxes(labelpath, &count);
    randomize_boxes(boxes, count);
    correct_boxes(boxes, count, dx, dy, sx, sy, flip);
    float x,y,w,h;
    int id;
    int i;

    for (i = 0; i < count && i < 30; ++i) {
        x =  boxes[i].x;
        y =  boxes[i].y;
        w =  boxes[i].w;
        h =  boxes[i].h;
        id = boxes[i].id;

        if (w < .0 || h < .0) continue;

        int index = (4+classes) * i;

        truth[index++] = x;
        truth[index++] = y;
        truth[index++] = w;
        truth[index++] = h;

        if (id < classes) truth[index+id] = 1;
    }
    free(boxes);
}

void fill_truth_region(char *path, float *truth, int classes, int num_boxes, int flip, float dx, float dy, float sx, float sy)
{
    char *labelpath = find_replace(path, "images", "labels");
    labelpath = find_replace(labelpath, "JPEGImages", "labels");

    labelpath = find_replace(labelpath, ".jpg", ".txt");
    labelpath = find_replace(labelpath, ".JPG", ".txt");
    labelpath = find_replace(labelpath, ".JPEG", ".txt");
    int count = 0;
    box_label *boxes = read_boxes(labelpath, &count);
@@ -176,8 +259,10 @@
        int index = (col+row*num_boxes)*(5+classes);
        if (truth[index]) continue;
        truth[index++] = 1;
        if (classes) truth[index+id] = 1;

        if (id < classes) truth[index+id] = 1;
        index += classes;

        truth[index++] = x;
        truth[index++] = y;
        truth[index++] = w;
@@ -186,78 +271,37 @@
    free(boxes);
}

void fill_truth_detection(char *path, float *truth, int classes, int num_boxes, int flip, int background, float dx, float dy, float sx, float sy)
void fill_truth_detection(char *path, int num_boxes, float *truth, int classes, int flip, float dx, float dy, float sx, float sy)
{
    char *labelpath = find_replace(path, "JPEGImages", "labels");
    char *labelpath = find_replace(path, "images", "labels");
    labelpath = find_replace(labelpath, "JPEGImages", "labels");

    labelpath = find_replace(labelpath, ".jpg", ".txt");
    labelpath = find_replace(labelpath, ".JPG", ".txt");
    labelpath = find_replace(labelpath, ".JPEG", ".txt");
    int count = 0;
    box_label *boxes = read_boxes(labelpath, &count);
    randomize_boxes(boxes, count);
    correct_boxes(boxes, count, dx, dy, sx, sy, flip);
    if(count > num_boxes) count = num_boxes;
    float x,y,w,h;
    float left, top, right, bot;
    int id;
    int i;
    if(background){
        for(i = 0; i < num_boxes*num_boxes*(4+classes+background); i += 4+classes+background){
            truth[i] = 1;
        }
    }
    for(i = 0; i < count; ++i){
        left  = boxes[i].left  * sx - dx;
        right = boxes[i].right * sx - dx;
        top   = boxes[i].top   * sy - dy;
        bot   = boxes[i].bottom* sy - dy;

    for (i = 0; i < count; ++i) {
        x =  boxes[i].x;
        y =  boxes[i].y;
        w =  boxes[i].w;
        h =  boxes[i].h;
        id = boxes[i].id;

        if(flip){
            float swap = left;
            left = 1. - right;
            right = 1. - swap;
        }

        left =  constrain(0, 1, left);
        right = constrain(0, 1, right);
        top =   constrain(0, 1, top);
        bot =   constrain(0, 1, bot);

        x = (left+right)/2;
        y = (top+bot)/2;
        w = (right - left);
        h = (bot - top);

        if (x <= 0 || x >= 1 || y <= 0 || y >= 1) continue;

        int col = (int)(x*num_boxes);
        int row = (int)(y*num_boxes);

        x = x*num_boxes - col;
        y = y*num_boxes - row;

        /*
           float maxwidth = distance_from_edge(i, num_boxes);
           float maxheight = distance_from_edge(j, num_boxes);
           w = w/maxwidth;
           h = h/maxheight;
         */

        w = constrain(0, 1, w);
        h = constrain(0, 1, h);
        if (w < .01 || h < .01) continue;
        if(1){
            w = pow(w, 1./2.);
            h = pow(h, 1./2.);
        }

        int index = (col+row*num_boxes)*(4+classes+background);
        if(truth[index+classes+background+2]) continue;
        if(background) truth[index++] = 0;
        truth[index+id] = 1;
        index += classes;
        truth[index++] = x;
        truth[index++] = y;
        truth[index++] = w;
        truth[index++] = h;
        truth[i*5+0] = id;
        truth[i*5+1] = x;
        truth[i*5+2] = y;
        truth[i*5+3] = w;
        truth[i*5+4] = h;
    }
    free(boxes);
}
@@ -292,7 +336,7 @@
data load_data_captcha(char **paths, int n, int m, int k, int w, int h)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, w, h);
    d.y = make_matrix(n, k*NUMCHARS);
@@ -307,7 +351,7 @@
data load_data_captcha_encode(char **paths, int n, int m, int w, int h)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, w, h);
    d.X.cols = 17100;
@@ -340,6 +384,33 @@
    return y;
}

matrix load_tags_paths(char **paths, int n, int k)
{
    matrix y = make_matrix(n, k);
    int i;
    int count = 0;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        char *label = find_replace(paths[i], "imgs", "labels");
        label = find_replace(label, "_iconl.jpeg", ".txt");
        FILE *file = fopen(label, "r");
        if(!file){
            label = find_replace(label, "labels", "labels2");
            file = fopen(label, "r");
            if(!file) continue;
        }
        ++count;
        int tag;
        while(fscanf(file, "%d", &tag) == 1){
            if(tag < k){
                y.vals[i][tag] = 1;
            }
        }
        fclose(file);
    }
    printf("%d/%d\n", count, n);
    return y;
}

char **get_labels(char *filename)
{
    list *plist = get_paths(filename);
@@ -350,6 +421,9 @@

void free_data(data d)
{
    if(d.indexes){
        free(d.indexes);
    }
    if(!d.shallow){
        free_matrix(d.X);
        free_matrix(d.y);
@@ -359,17 +433,18 @@
    }
}

data load_data_region(int n, char **paths, int m, int w, int h, int size, int classes)
data load_data_region(int n, char **paths, int m, int w, int h, int size, int classes, float jitter)
{
    char **random_paths = get_random_paths(paths, n, m);
    int i;
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;

    d.X.rows = n;
    d.X.vals = calloc(d.X.rows, sizeof(float*));
    d.X.cols = h*w*3;


    int k = size*size*(5+classes);
    d.y = make_matrix(n, k);
    for(i = 0; i < n; ++i){
@@ -378,13 +453,13 @@
        int oh = orig.h;
        int ow = orig.w;

        int dw = ow/10;
        int dh = oh/10;
        int dw = (ow*jitter);
        int dh = (oh*jitter);

        int pleft  = (rand_uniform() * 2*dw - dw);
        int pright = (rand_uniform() * 2*dw - dw);
        int ptop   = (rand_uniform() * 2*dh - dh);
        int pbot   = (rand_uniform() * 2*dh - dh);
        int pleft  = rand_uniform(-dw, dw);
        int pright = rand_uniform(-dw, dw);
        int ptop   = rand_uniform(-dh, dh);
        int pbot   = rand_uniform(-dh, dh);

        int swidth =  ow - pleft - pright;
        int sheight = oh - ptop - pbot;
@@ -415,7 +490,7 @@
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, 2*n, m);
    int i,j;
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;

    d.X.rows = n;
@@ -473,32 +548,84 @@
    return d;
}

data load_data_detection(int n, char **paths, int m, int classes, int w, int h, int num_boxes, int background)
data load_data_swag(char **paths, int n, int classes, float jitter)
{
    int index = rand_r(&data_seed)%n;
    char *random_path = paths[index];
    
    image orig = load_image_color(random_path, 0, 0);
    int h = orig.h;
    int w = orig.w;

    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    d.w = w;
    d.h = h;

    d.X.rows = 1;
    d.X.vals = calloc(d.X.rows, sizeof(float*));
    d.X.cols = h*w*3;

    int k = (4+classes)*30;
    d.y = make_matrix(1, k);

    int dw = w*jitter;
    int dh = h*jitter;

    int pleft  = rand_uniform(-dw, dw);
    int pright = rand_uniform(-dw, dw);
    int ptop   = rand_uniform(-dh, dh);
    int pbot   = rand_uniform(-dh, dh);

    int swidth =  w - pleft - pright;
    int sheight = h - ptop - pbot;

    float sx = (float)swidth  / w;
    float sy = (float)sheight / h;

    int flip = rand_r(&data_seed)%2;
    image cropped = crop_image(orig, pleft, ptop, swidth, sheight);

    float dx = ((float)pleft/w)/sx;
    float dy = ((float)ptop /h)/sy;

    image sized = resize_image(cropped, w, h);
    if(flip) flip_image(sized);
    d.X.vals[0] = sized.data;

    fill_truth_swag(random_path, d.y.vals[0], classes, flip, dx, dy, 1./sx, 1./sy);

    free_image(orig);
    free_image(cropped);

    return d;
}

data load_data_detection(int n, char **paths, int m, int w, int h, int boxes, int classes, float jitter)
{
    char **random_paths = get_random_paths(paths, n, m);
    int i;
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;

    d.X.rows = n;
    d.X.vals = calloc(d.X.rows, sizeof(float*));
    d.X.cols = h*w*3;

    int k = num_boxes*num_boxes*(4+classes+background);
    d.y = make_matrix(n, k);
    d.y = make_matrix(n, 5*boxes);
    for(i = 0; i < n; ++i){
        image orig = load_image_color(random_paths[i], 0, 0);

        int oh = orig.h;
        int ow = orig.w;

        int dw = ow/10;
        int dh = oh/10;
        int dw = (ow*jitter);
        int dh = (oh*jitter);

        int pleft  = (rand_uniform() * 2*dw - dw);
        int pright = (rand_uniform() * 2*dw - dw);
        int ptop   = (rand_uniform() * 2*dh - dh);
        int pbot   = (rand_uniform() * 2*dh - dh);
        int pleft  = rand_uniform(-dw, dw);
        int pright = rand_uniform(-dw, dw);
        int ptop   = rand_uniform(-dh, dh);
        int pbot   = rand_uniform(-dh, dh);

        int swidth =  ow - pleft - pright;
        int sheight = oh - ptop - pbot;
@@ -506,13 +633,6 @@
        float sx = (float)swidth  / ow;
        float sy = (float)sheight / oh;

        /*
           float angle = rand_uniform()*.1 - .05;
           image rot = rotate_image(orig, angle);
           free_image(orig);
           orig = rot;
         */

        int flip = rand_r(&data_seed)%2;
        image cropped = crop_image(orig, pleft, ptop, swidth, sheight);

@@ -523,7 +643,7 @@
        if(flip) flip_image(sized);
        d.X.vals[i] = sized.data;

        fill_truth_detection(random_paths[i], d.y.vals[i], classes, num_boxes, flip, background, dx, dy, 1./sx, 1./sy);
        fill_truth_detection(random_paths[i], boxes, d.y.vals[i], classes, flip, dx, dy, 1./sx, 1./sy);

        free_image(orig);
        free_image(cropped);
@@ -532,6 +652,7 @@
    return d;
}


void *load_thread(void *ptr)
{

@@ -540,19 +661,30 @@
    check_error(status);
#endif

    printf("Loading data: %d\n", rand_r(&data_seed));
    //printf("Loading data: %d\n", rand_r(&data_seed));
    load_args a = *(struct load_args*)ptr;
    if (a.type == CLASSIFICATION_DATA){
    if (a.type == OLD_CLASSIFICATION_DATA){
        *a.d = load_data(a.paths, a.n, a.m, a.labels, a.classes, a.w, a.h);
    } else if (a.type == DETECTION_DATA){
        *a.d = load_data_detection(a.n, a.paths, a.m, a.classes, a.w, a.h, a.num_boxes, a.background);
    } else if (a.type == CLASSIFICATION_DATA){
        *a.d = load_data_augment(a.paths, a.n, a.m, a.labels, a.classes, a.min, a.max, a.size);
    } else if (a.type == STUDY_DATA){
        *a.d = load_data_study(a.paths, a.n, a.m, a.labels, a.classes, a.min, a.max, a.size);
    } else if (a.type == WRITING_DATA){
        *a.d = load_data_writing(a.paths, a.n, a.m, a.w, a.h, a.out_w, a.out_h);
    } else if (a.type == REGION_DATA){
        *a.d = load_data_region(a.n, a.paths, a.m, a.w, a.h, a.num_boxes, a.classes);
        *a.d = load_data_region(a.n, a.paths, a.m, a.w, a.h, a.num_boxes, a.classes, a.jitter);
    } else if (a.type == DETECTION_DATA){
        *a.d = load_data_detection(a.n, a.paths, a.m, a.w, a.h, a.num_boxes, a.classes, a.jitter);
    } else if (a.type == SWAG_DATA){
        *a.d = load_data_swag(a.paths, a.n, a.classes, a.jitter);
    } else if (a.type == COMPARE_DATA){
        *a.d = load_data_compare(a.n, a.paths, a.m, a.classes, a.w, a.h);
    } else if (a.type == IMAGE_DATA){
        *(a.im) = load_image_color(a.path, 0, 0);
        *(a.resized) = resize_image(*(a.im), a.w, a.h);
    } else if (a.type == TAG_DATA){
        *a.d = load_data_tag(a.paths, a.n, a.m, a.classes, a.min, a.max, a.size);
        //*a.d = load_data(a.paths, a.n, a.m, a.labels, a.classes, a.w, a.h);
    }
    free(ptr);
    return 0;
@@ -563,20 +695,18 @@
    pthread_t thread;
    struct load_args *ptr = calloc(1, sizeof(struct load_args));
    *ptr = args;
    if(pthread_create(&thread, 0, load_thread, ptr)) {
        error("Thread creation failed");
    }
    if(pthread_create(&thread, 0, load_thread, ptr)) error("Thread creation failed");
    return thread;
}

data load_data_writing(char **paths, int n, int m, int w, int h)
data load_data_writing(char **paths, int n, int m, int w, int h, int out_w, int out_h)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    char **replace_paths = find_replace_paths(paths, n, ".png", "-label.png");
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, w, h);
    d.y = load_image_paths_gray(replace_paths, n, w/8, h/8);
    d.y = load_image_paths_gray(replace_paths, n, out_w, out_h);
    if(m) free(paths);
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i) free(replace_paths[i]);
@@ -587,7 +717,7 @@
data load_data(char **paths, int n, int m, char **labels, int k, int w, int h)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, w, h);
    d.y = load_labels_paths(paths, n, labels, k);
@@ -595,6 +725,42 @@
    return d;
}

data load_data_study(char **paths, int n, int m, char **labels, int k, int min, int max, int size)
{
    data d = {0};
    d.indexes = calloc(n, sizeof(int));
    if(m) paths = get_random_paths_indexes(paths, n, m, d.indexes);
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_cropped_paths(paths, n, min, max, size);
    d.y = load_labels_paths(paths, n, labels, k);
    if(m) free(paths);
    return d;
}

data load_data_augment(char **paths, int n, int m, char **labels, int k, int min, int max, int size)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_cropped_paths(paths, n, min, max, size);
    d.y = load_labels_paths(paths, n, labels, k);
    if(m) free(paths);
    return d;
}

data load_data_tag(char **paths, int n, int m, int k, int min, int max, int size)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d = {0};
    d.w = size;
    d.h = size;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_cropped_paths(paths, n, min, max, size);
    d.y = load_tags_paths(paths, n, k);
    if(m) free(paths);
    return d;
}

matrix concat_matrix(matrix m1, matrix m2)
{
    int i, count = 0;
@@ -613,7 +779,7 @@

data concat_data(data d1, data d2)
{
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 1;
    d.X = concat_matrix(d1.X, d2.X);
    d.y = concat_matrix(d1.y, d2.y);
@@ -622,7 +788,7 @@

data load_categorical_data_csv(char *filename, int target, int k)
{
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    matrix X = csv_to_matrix(filename);
    float *truth_1d = pop_column(&X, target);
@@ -639,7 +805,7 @@

data load_cifar10_data(char *filename)
{
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    long i,j;
    matrix X = make_matrix(10000, 3072);
@@ -658,8 +824,8 @@
            X.vals[i][j] = (double)bytes[j+1];
        }
    }
    translate_data_rows(d, -128);
    scale_data_rows(d, 1./128);
    //translate_data_rows(d, -128);
    scale_data_rows(d, 1./255);
    //normalize_data_rows(d);
    fclose(fp);
    return d;
@@ -685,10 +851,21 @@
    }
}

void smooth_data(data d)
{
    int i, j;
    float scale = 1. / d.y.cols;
    float eps = .1;
    for(i = 0; i < d.y.rows; ++i){
        for(j = 0; j < d.y.cols; ++j){
            d.y.vals[i][j] = eps * scale + (1-eps) * d.y.vals[i][j];
        }
    }
}

data load_all_cifar10()
{
    data d;
    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    int i,j,b;
    matrix X = make_matrix(50000, 3072);
@@ -699,7 +876,7 @@

    for(b = 0; b < 5; ++b){
        char buff[256];
        sprintf(buff, "data/cifar10/data_batch_%d.bin", b+1);
        sprintf(buff, "data/cifar/cifar-10-batches-bin/data_batch_%d.bin", b+1);
        FILE *fp = fopen(buff, "rb");
        if(!fp) file_error(buff);
        for(i = 0; i < 10000; ++i){
@@ -714,11 +891,59 @@
        fclose(fp);
    }
    //normalize_data_rows(d);
    translate_data_rows(d, -128);
    scale_data_rows(d, 1./128);
    //translate_data_rows(d, -128);
    scale_data_rows(d, 1./255);
    smooth_data(d);
    return d;
}

data load_go(char *filename)
{
    FILE *fp = fopen(filename, "rb");
    matrix X = make_matrix(3363059, 361);
    matrix y = make_matrix(3363059, 361);
    int row, col;

    if(!fp) file_error(filename);
    char *label;
    int count = 0;
    while((label = fgetl(fp))){
        int i;
        if(count == X.rows){
            X = resize_matrix(X, count*2);
            y = resize_matrix(y, count*2);
        }
        sscanf(label, "%d %d", &row, &col);
        char *board = fgetl(fp);

        int index = row*19 + col;
        y.vals[count][index] = 1;

        for(i = 0; i < 19*19; ++i){
            float val = 0;
            if(board[i] == '1') val = 1;
            else if(board[i] == '2') val = -1;
            X.vals[count][i] = val;
        }
        ++count;
        free(label);
        free(board);
    }
    X = resize_matrix(X, count);
    y = resize_matrix(y, count);

    data d = {0};
    d.shallow = 0;
    d.X = X;
    d.y = y;


    fclose(fp);

    return d;
}


void randomize_data(data d)
{
    int i;
@@ -758,6 +983,29 @@
    }
}

data get_random_data(data d, int num)
{
    data r = {0};
    r.shallow = 1;

    r.X.rows = num;
    r.y.rows = num;

    r.X.cols = d.X.cols;
    r.y.cols = d.y.cols;

    r.X.vals = calloc(num, sizeof(float *));
    r.y.vals = calloc(num, sizeof(float *));

    int i;
    for(i = 0; i < num; ++i){
        int index = rand()%d.X.rows;
        r.X.vals[i] = d.X.vals[index];
        r.y.vals[i] = d.y.vals[index];
    }
    return r;
}

data *split_data(data d, int part, int total)
{
    data *split = calloc(2, sizeof(data));