Minor fix - what pip-packages are required for Python scripts

AlexeyAB

2018-05-06 c9b8bdee1886df5f83973d91c3597c28f99a9e0c

 src/image.c

@@ -1,19 +1,28 @@
#include "image.h"
#include "utils.h"
#include "blas.h"
#include "cuda.h"
#include <stdio.h>
#include <math.h>

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

#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image.h"
#define STB_IMAGE_WRITE_IMPLEMENTATION
#include "stb_image_write.h"

#ifdef OPENCV
#include "opencv2/highgui/highgui_c.h"
#include "opencv2/imgproc/imgproc_c.h"
#include "opencv2/core/types_c.h"
#include "opencv2/core/version.hpp"
#ifndef CV_VERSION_EPOCH
#include "opencv2/videoio/videoio_c.h"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs_c.h"
#include "http_stream.h"
#endif
#include "http_stream.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} };
@@ -29,24 +38,123 @@
    return r;
}

static float get_pixel(image m, int x, int y, int c)
{
   assert(x < m.w && y < m.h && c < m.c);
   return m.data[c*m.h*m.w + y*m.w + x];
}
static float get_pixel_extend(image m, int x, int y, int c)
{
   if (x < 0 || x >= m.w || y < 0 || y >= m.h) 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);
}
static 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;
}
static 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 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;
}

image get_label_v3(image **characters, char *string, int size)
{
   size = size / 10;
   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)
{
    float ratio = (float) label.w / label.h;
    int w = label.w;
    int h = label.h;
    int w = ratio * h;
    image rl = resize_image(label, w, 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(rl, i, j, k);
                float val = get_pixel(label, i, j, k);
                set_pixel(a, i+c, j+r, k, rgb[k] * val);
            }
        }
    }
    free_image(rl);
}

void draw_box(image a, int x1, int y1, int x2, int y2, float r, float g, float b)
@@ -106,21 +214,136 @@
    }
}

void draw_detections(image im, int num, float thresh, box *boxes, float **probs, char **names, image *labels, int classes)
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_v3(image im, detection *dets, int num, float thresh, char **names, image **alphabet, int classes)
{
   int i, j;

   for (i = 0; i < num; ++i) {
      char labelstr[4096] = { 0 };
      int class_id = -1;
      for (j = 0; j < classes; ++j) {
         if (dets[i].prob[j] > thresh) {
            if (class_id < 0) {
               strcat(labelstr, names[j]);
               class_id = j;
            }
            else {
               strcat(labelstr, ", ");
               strcat(labelstr, names[j]);
            }
            printf("%s: %.0f%%\n", names[j], dets[i].prob[j] * 100);
         }
      }
      if (class_id >= 0) {
         int width = im.h * .006;
         if (width < 1)
            width = 1;

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

         //printf("%d %s: %.0f%%\n", i, names[class_id], prob*100);
         int offset = class_id * 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 = dets[i].bbox;
         //printf("%f %f %f %f\n", b.x, b.y, b.w, b.h);

         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;

         //int b_x_center = (left + right) / 2;
         //int b_y_center = (top + bot) / 2;
         //int b_width = right - left;
         //int b_height = bot - top;
         //sprintf(labelstr, "%d x %d - w: %d, h: %d", b_x_center, b_y_center, b_width, b_height);

         draw_box_width(im, left, top, right, bot, width, red, green, blue);
         if (alphabet) {
            image label = get_label_v3(alphabet, labelstr, (im.h*.03));
            draw_label(im, top + width, left, label, rgb);
            free_image(label);
         }
         if (dets[i].mask) {
            image mask = float_to_image(14, 14, 1, dets[i].mask);
            image resized_mask = resize_image(mask, b.w*im.w, b.h*im.h);
            image tmask = threshold_image(resized_mask, .5);
            embed_image(tmask, im, left, top);
            free_image(mask);
            free_image(resized_mask);
            free_image(tmask);
         }
      }
   }
}

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];
        int class_id = max_index(probs[i], classes);
        float prob = probs[i][class_id];
        if(prob > thresh){
            int width = pow(prob, 1./2.)*10+1;
            printf("%s: %.2f\n", names[class], prob);
            int offset = class*17 % classes;
            float red = get_color(0,offset,classes);

         //// for comparison with OpenCV version of DNN Darknet Yolo v2
         //printf("\n %f, %f, %f, %f, ", boxes[i].x, boxes[i].y, boxes[i].w, boxes[i].h);
         // int k;
         //for (k = 0; k < classes; ++k) {
         // printf("%f, ", probs[i][k]);
         //}
         //printf("\n");

            int width = im.h * .012;

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

            int offset = class_id*123457 % classes;
            float red = get_color(2,offset,classes);
            float green = get_color(1,offset,classes);
            float blue = get_color(2,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;
@@ -135,13 +358,292 @@
            if(right > im.w-1) right = im.w-1;
            if(top < 0) top = 0;
            if(bot > im.h-1) bot = im.h-1;
         printf("%s: %.0f%%", names[class_id], prob * 100);
			
         //printf(" - id: %d, x_center: %d, y_center: %d, width: %d, height: %d",
         // class_id, (right + left) / 2, (bot - top) / 2, right - left, bot - top);

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

#ifdef OPENCV

void draw_detections_cv_v3(IplImage* show_img, detection *dets, int num, float thresh, char **names, image **alphabet, int classes)
{
   int i, j;
   if (!show_img) return;

   for (i = 0; i < num; ++i) {
      char labelstr[4096] = { 0 };
      int class_id = -1;
      for (j = 0; j < classes; ++j) {
         if (dets[i].prob[j] > thresh) {
            if (class_id < 0) {
               strcat(labelstr, names[j]);
               class_id = j;
            }
            else {
               strcat(labelstr, ", ");
               strcat(labelstr, names[j]);
            }
            printf("%s: %.0f%%\n", names[j], dets[i].prob[j] * 100);
         }
      }
      if (class_id >= 0) {
         int width = show_img->height * .006;

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

         //printf("%d %s: %.0f%%\n", i, names[class_id], prob*100);
         int offset = class_id * 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 = dets[i].bbox;
         //printf("%f %f %f %f\n", b.x, b.y, b.w, b.h);

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

         if (left < 0) left = 0;
         if (right > show_img->width - 1) right = show_img->width - 1;
         if (top < 0) top = 0;
         if (bot > show_img->height - 1) bot = show_img->height - 1;

         //int b_x_center = (left + right) / 2;
         //int b_y_center = (top + bot) / 2;
         //int b_width = right - left;
         //int b_height = bot - top;
         //sprintf(labelstr, "%d x %d - w: %d, h: %d", b_x_center, b_y_center, b_width, b_height);

         float const font_size = show_img->height / 1000.F;
         CvPoint pt1, pt2, pt_text, pt_text_bg1, pt_text_bg2;
         pt1.x = left;
         pt1.y = top;
         pt2.x = right;
         pt2.y = bot;
         pt_text.x = left;
         pt_text.y = top - 12;
         pt_text_bg1.x = left;
         pt_text_bg1.y = top - (10 + 25 * font_size);
         pt_text_bg2.x = right;
         pt_text_bg2.y = top;
         CvScalar color;
         color.val[0] = red * 256;
         color.val[1] = green * 256;
         color.val[2] = blue * 256;

         cvRectangle(show_img, pt1, pt2, color, width, 8, 0);
         //printf("left=%d, right=%d, top=%d, bottom=%d, obj_id=%d, obj=%s \n", left, right, top, bot, class_id, names[class_id]);
         cvRectangle(show_img, pt_text_bg1, pt_text_bg2, color, width, 8, 0);
         cvRectangle(show_img, pt_text_bg1, pt_text_bg2, color, CV_FILLED, 8, 0);   // filled
         CvScalar black_color;
         black_color.val[0] = 0;
         CvFont font;
         cvInitFont(&font, CV_FONT_HERSHEY_SIMPLEX, font_size, font_size, 0, font_size * 3, 8);
         cvPutText(show_img, labelstr, pt_text, &font, black_color);
      }
   }
}

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

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

         int width = show_img->height * .012;

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

         printf("%s: %.0f%%\n", names[class_id], prob * 100);
         int offset = class_id * 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.)*show_img->width;
         int right = (b.x + b.w / 2.)*show_img->width;
         int top = (b.y - b.h / 2.)*show_img->height;
         int bot = (b.y + b.h / 2.)*show_img->height;

         if (left < 0) left = 0;
         if (right > show_img->width - 1) right = show_img->width - 1;
         if (top < 0) top = 0;
         if (bot > show_img->height - 1) bot = show_img->height - 1;

         float const font_size = show_img->height / 1000.F;
         CvPoint pt1, pt2, pt_text, pt_text_bg1, pt_text_bg2;
         pt1.x = left;
         pt1.y = top;
         pt2.x = right;
         pt2.y = bot;
         pt_text.x = left;
         pt_text.y = top - 12;
         pt_text_bg1.x = left;
         pt_text_bg1.y = top - (10+25*font_size);
         pt_text_bg2.x = right;
         pt_text_bg2.y = top;
         CvScalar color;
         color.val[0] = red * 256;
         color.val[1] = green * 256;
         color.val[2] = blue * 256;

         cvRectangle(show_img, pt1, pt2, color, width, 8, 0);
         //printf("left=%d, right=%d, top=%d, bottom=%d, obj_id=%d, obj=%s \n", left, right, top, bot, class_id, names[class_id]);
         cvRectangle(show_img, pt_text_bg1, pt_text_bg2, color, width, 8, 0);
         cvRectangle(show_img, pt_text_bg1, pt_text_bg2, color, CV_FILLED, 8, 0);   // filled
         CvScalar black_color;
         black_color.val[0] = 0;
         CvFont font;
         cvInitFont(&font, CV_FONT_HERSHEY_SIMPLEX, font_size, font_size, 0, font_size * 3, 8);	
         cvPutText(show_img, names[class_id], pt_text, &font, black_color);
      }
   }
}

IplImage* draw_train_chart(float max_img_loss, int max_batches, int number_of_lines, int img_size)
{
   int img_offset = 50;
   int draw_size = img_size - img_offset;
   IplImage* img = cvCreateImage(cvSize(img_size, img_size), 8, 3);
   cvSet(img, CV_RGB(255, 255, 255), 0);
   CvPoint pt1, pt2, pt_text;
   CvFont font;
   cvInitFont(&font, CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, 0.7, 0.7, 0, 1, CV_AA);
   char char_buff[100];
   int i;
   // vertical lines
   pt1.x = img_offset; pt2.x = img_size, pt_text.x = 10;
   for (i = 1; i <= number_of_lines; ++i) {
      pt1.y = pt2.y = (float)i * draw_size / number_of_lines;
      cvLine(img, pt1, pt2, CV_RGB(224, 224, 224), 1, 8, 0);
      if (i % 10 == 0) {
         sprintf(char_buff, "%2.1f", max_img_loss*(number_of_lines - i) / number_of_lines);
         pt_text.y = pt1.y + 5;
         cvPutText(img, char_buff, pt_text, &font, CV_RGB(0, 0, 0));
         cvLine(img, pt1, pt2, CV_RGB(128, 128, 128), 1, 8, 0);
      }
   }
   // horizontal lines
   pt1.y = draw_size; pt2.y = 0, pt_text.y = draw_size + 15;
   for (i = 0; i <= number_of_lines; ++i) {
      pt1.x = pt2.x = img_offset + (float)i * draw_size / number_of_lines;
      cvLine(img, pt1, pt2, CV_RGB(224, 224, 224), 1, 8, 0);
      if (i % 10 == 0) {
         sprintf(char_buff, "%d", max_batches * i / number_of_lines);
         pt_text.x = pt1.x - 20;
         cvPutText(img, char_buff, pt_text, &font, CV_RGB(0, 0, 0));
         cvLine(img, pt1, pt2, CV_RGB(128, 128, 128), 1, 8, 0);
      }
   }
   cvPutText(img, "Iteration number", cvPoint(draw_size / 2, img_size - 10), &font, CV_RGB(0, 0, 0));
   cvPutText(img, "Press 's' to save: chart.jpg", cvPoint(5, img_size - 10), &font, CV_RGB(0, 0, 0));
   printf(" If error occurs - run training with flag: -dont_show \n");
   cvNamedWindow("average loss", CV_WINDOW_NORMAL);
   cvMoveWindow("average loss", 0, 0);
   cvResizeWindow("average loss", img_size, img_size);
   cvShowImage("average loss", img);
   cvWaitKey(20);
   return img;
}

void draw_train_loss(IplImage* img, int img_size, float avg_loss, float max_img_loss, int current_batch, int max_batches)
{
   int img_offset = 50;
   int draw_size = img_size - img_offset;
   CvFont font;
   cvInitFont(&font, CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, 0.7, 0.7, 0, 1, CV_AA);
   char char_buff[100];
   CvPoint pt1, pt2;
   pt1.x = img_offset + draw_size * (float)current_batch / max_batches;
   pt1.y = draw_size * (1 - avg_loss / max_img_loss);
   if (pt1.y < 0) pt1.y = 1;
   cvCircle(img, pt1, 1, CV_RGB(0, 0, 255), CV_FILLED, 8, 0);

   sprintf(char_buff, "current avg loss = %2.4f", avg_loss);
   pt1.x = img_size / 2, pt1.y = 30;
   pt2.x = pt1.x + 250, pt2.y = pt1.y + 20;
   cvRectangle(img, pt1, pt2, CV_RGB(255, 255, 255), CV_FILLED, 8, 0);
   pt1.y += 15;
   cvPutText(img, char_buff, pt1, &font, CV_RGB(0, 0, 0));
   cvShowImage("average loss", img);
   int k = cvWaitKey(20);
   if (k == 's' || current_batch == (max_batches-1)) cvSaveImage("chart.jpg", img, 0);
}
#endif   // OPENCV

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)
{
@@ -213,6 +715,26 @@

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;
@@ -285,7 +807,6 @@
    }
    free_image(copy);
    if(0){
        //if(disp->height < 448 || disp->width < 448 || disp->height > 1000){
        int w = 448;
        int h = w*p.h/p.w;
        if(h > 1000){
@@ -298,8 +819,23 @@
        cvReleaseImage(&buffer);
    }
    cvShowImage(buff, disp);

    cvReleaseImage(&disp);
}


void show_image_cv_ipl(IplImage *disp, const char *name)
{
   if (disp == NULL) return;
   char buff[256];
   //sprintf(buff, "%s (%d)", name, windows);
   sprintf(buff, "%s", name);
   cvNamedWindow(buff, CV_WINDOW_NORMAL);
   //cvMoveWindow(buff, 100*(windows%10) + 200*(windows/10), 100*(windows%10));
   ++windows;
   cvShowImage(buff, disp);
   //cvReleaseImage(&disp);
}
#endif

void show_image(image p, const char *name)
@@ -312,28 +848,96 @@
#endif
}

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

image ipl_to_image(IplImage* src)
{
    char buff[256];
    //sprintf(buff, "%s (%d)", name, windows);
    sprintf(buff, "%s.png", name);
    unsigned char *data = calloc(im.w*im.h*im.c, sizeof(char));
    int i,k;
    for(k = 0; k < im.c; ++k){
        for(i = 0; i < im.w*im.h; ++i){
            data[i*im.c+k] = (unsigned char) (255*im.data[i + k*im.w*im.h]);
    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.;
            }
        }
    }
    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);
    return out;
}

#ifdef OPENCV
void save_image_jpg(image p, char *name)
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;
}

image get_image_from_stream_resize(CvCapture *cap, int w, int h, IplImage** in_img, int cpp_video_capture)
{
   IplImage* src;
   if (cpp_video_capture) {
      static int once = 1;
      if (once) {
         once = 0;
         do {
            src = get_webcam_frame(cap);
            if (!src) return make_empty_image(0, 0, 0);
         } while (src->width < 1 || src->height < 1 || src->nChannels < 1);
      } else
         src = get_webcam_frame(cap);
   }
   else src = cvQueryFrame(cap);

   if (!src) return make_empty_image(0, 0, 0);
   if (src->width < 1 || src->height < 1 || src->nChannels < 1) return make_empty_image(0, 0, 0);
   IplImage* new_img = cvCreateImage(cvSize(w, h), IPL_DEPTH_8U, 3);
   *in_img = cvCreateImage(cvSize(src->width, src->height), IPL_DEPTH_8U, 3);
   cvResize(src, *in_img, CV_INTER_LINEAR);
   cvResize(src, new_img, CV_INTER_LINEAR);
   image im = ipl_to_image(new_img);
   cvReleaseImage(&new_img);
   if (cpp_video_capture) cvReleaseImage(&src);
   rgbgr_image(im);
   return im;
}

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

    char buff[256];
@@ -354,6 +958,33 @@
}
#endif

void save_image_png(image im, const char *name)
{
    char buff[256];
    //sprintf(buff, "%s (%d)", name, windows);
    sprintf(buff, "%s.png", name);
    unsigned char *data = calloc(im.w*im.h*im.c, sizeof(char));
    int i,k;
    for(k = 0; k < im.c; ++k){
        for(i = 0; i < im.w*im.h; ++i){
            data[i*im.c+k] = (unsigned char) (255*im.data[i + k*im.w*im.h]);
        }
    }
    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(image im, const char *name)
{
#ifdef OPENCV
    save_image_jpg(im, name);
#else
    save_image_png(im, name);
#endif
}


void show_image_layers(image p, char *name)
{
    int i;
@@ -390,6 +1021,17 @@
    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);
@@ -397,6 +1039,26 @@
    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;
@@ -438,6 +1100,8 @@
                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);
                }
@@ -448,6 +1112,179 @@
    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
}

void fill_image(image m, float s)
{
   int i;
   for (i = 0; i < m.h*m.w*m.c; ++i) m.data[i] = s;
}

void letterbox_image_into(image im, int w, int h, image boxed)
{
   int new_w = im.w;
   int new_h = im.h;
   if (((float)w / im.w) < ((float)h / im.h)) {
      new_w = w;
      new_h = (im.h * w) / im.w;
   }
   else {
      new_h = h;
      new_w = (im.w * h) / im.h;
   }
   image resized = resize_image(im, new_w, new_h);
   embed_image(resized, boxed, (w - new_w) / 2, (h - new_h) / 2);
   free_image(resized);
}

image letterbox_image(image im, int w, int h)
{
   int new_w = im.w;
   int new_h = im.h;
   if (((float)w / im.w) < ((float)h / im.h)) {
      new_w = w;
      new_h = (im.h * w) / im.w;
   }
   else {
      new_h = h;
      new_w = (im.w * h) / im.h;
   }
   image resized = resize_image(im, new_w, new_h);
   image boxed = make_image(w, h, im.c);
   fill_image(boxed, .5);
   //int i;
   //for(i = 0; i < boxed.w*boxed.h*boxed.c; ++i) boxed.data[i] = 0;
   embed_image(resized, boxed, (w - new_w) / 2, (h - new_h) / 2);
   free_image(resized);
   return boxed;
}

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) ;
@@ -476,7 +1313,7 @@
            v = max;
            if(max == 0){
                s = 0;
                h = -1;
                h = 0;
            }else{
                s = delta/max;
                if(r == max){
@@ -487,6 +1324,7 @@
                    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);
@@ -504,7 +1342,7 @@
    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) {
@@ -591,6 +1429,29 @@
    }
}

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);
@@ -599,6 +1460,19 @@
    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);
@@ -607,6 +1481,29 @@
    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_strong(-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);
@@ -616,23 +1513,6 @@
    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 bilinear_interpolate(image im, float x, float y, int c)
{
    int ix = (int) floorf(x);
@@ -692,85 +1572,56 @@
    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);

    image r = resize_image(im, im.w/2, im.h/2);

    image black = make_image(im.w, im.h, im.c);
    shortcut_cpu(black.data, im.w, im.h, im.c, 1, 2, r.data, 1, r.c);

    show_image(im, "Original");
    show_image(im,   "Original");
    show_image(gray, "Gray");
    show_image(black, "Black");
    show_image(sat2, "Saturation-2");
    show_image(sat5, "Saturation-.5");
    show_image(exp2, "Exposure-2");
    show_image(exp5, "Exposure-.5");
    show_image(c1, "C1");
    show_image(c2, "C2");
    show_image(c3, "C3");
    show_image(c4, "C4");
#ifdef OPENCV
    cvWaitKey(0);
    while(1){
        image aug = random_augment_image(im, 0, .75, 320, 448, 320);
        show_image(aug, "aug");
        free_image(aug);


        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
}

#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 )
    {
        printf("Cannot load image \"%s\"\n", filename);
        exit(0);
    }
    image out = ipl_to_image(src);
    cvReleaseImage(&src);
    rgbgr_image(out);
    return out;
}

#endif


image load_image_stb(char *filename, int channels)
{
@@ -799,9 +1650,16 @@
image load_image(char *filename, int w, int h, int c)
{
#ifdef OPENCV
    image out = load_image_cv(filename, c);

#ifndef CV_VERSION_EPOCH
   //image out = load_image_stb(filename, c);   // OpenCV 3.x
   image out = load_image_cv(filename, c);
#else
    image out = load_image_stb(filename, c);
   image out = load_image_cv(filename, c);      // OpenCV 2.4.x
#endif

#else
    image out = load_image_stb(filename, c); // without OpenCV
#endif

    if((h && w) && (h != out.h || w != out.w)){
@@ -827,27 +1685,6 @@
    return out;
}

float get_pixel(image m, int x, int y, int c)
{
    assert(x < m.w && y < m.h && c < m.c);
    return m.data[c*m.h*m.w + y*m.w + x];
}
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;
    return get_pixel(m, x, y, c);
}
void set_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 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)
{
    int i, j, k;
@@ -936,6 +1773,14 @@
    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);
@@ -949,14 +1794,14 @@
       image sized = resize_image(m, w, h);
     */
    normalize_image(m);
    image sized = resize_image(m, m.w, m.h);
    save_image(sized, window);
    show_image(sized, window);
    free_image(sized);
    save_image(m, window);
    show_image(m, window);
    free_image(m);
}

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