dropout probably ok

Joseph Redmon

2015-03-28 cf0300ea55538d4ca139d68cd24b0ee452cce015

 src/data.c

@@ -6,6 +6,22 @@
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct load_args{
    char **paths;
    int n;
    int m;
    char **labels;
    int k;
    int h;
    int w;
    int nh;
    int nw;
    int jitter;
    int classes;
    int background;
    data *d;
};

list *get_paths(char *filename)
{
    char *path;
@@ -19,46 +35,227 @@
    return lines;
}

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

matrix load_image_paths(char **paths, int n, int h, int w)
{
    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], h, w);
        X.vals[i] = im.data;
        X.cols = im.h*im.w*im.c;
    }
    return X;
}

typedef struct box{
    int id;
    float x,y,w,h;
} box;

box *read_boxes(char *filename, int *n)
{
    box *boxes = calloc(1, sizeof(box));
    FILE *file = fopen(filename, "r");
    if(!file) file_error(filename);
    float x, y, h, w;
    int id;
    int count = 0;
    while(fscanf(file, "%d %f %f %f %f", &id, &x, &y, &w, &h) == 5){
        boxes = realloc(boxes, (count+1)*sizeof(box));
        boxes[count].id = id;
        boxes[count].x = x;
        boxes[count].y = y;
        boxes[count].h = h;
        boxes[count].w = w;
        ++count;
    }
    fclose(file);
    *n = count;
    return boxes;
}

void randomize_boxes(box *b, int n)
{
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        box swap = b[i];
        int index = rand()%n;
        b[i] = b[index];
        b[index] = swap;
    }
}

void fill_truth_detection(char *path, float *truth, int classes, int height, int width, int num_height, int num_width, int dy, int dx, int jitter, int flip, int background)
{
    int box_height = height/num_height;
    int box_width = width/num_width;
    char *labelpath = find_replace(path, "VOC2012/JPEGImages", "labels");
    labelpath = find_replace(labelpath, ".jpg", ".txt");
    int count = 0;
    box *boxes = read_boxes(labelpath, &count);
    randomize_boxes(boxes, count);
    float x, y, h, w;
    int id;
    int i;
    if(background){
        for(i = 0; i < num_height*num_width*(4+classes+background); i += 4+classes+background){
            truth[i] = 1;
        }
    }
    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) x = 1-x;
        x *= width + jitter;
        y *= height + jitter;
        x -= dx;
        y -= dy;
        int i = x/box_width;
        int j = y/box_height;

        if(i < 0) i = 0;
        if(i >= num_width) i = num_width-1;
        if(j < 0) j = 0;
        if(j >= num_height) j = num_height-1;
        
        float dw = constrain(0,1, (x - i*box_width)/box_width );
        float dh = constrain(0,1, (y - j*box_height)/box_height );
        float th = constrain(0,1, h*(height+jitter)/height );
        float tw = constrain(0,1, w*(width+jitter)/width );

        int index = (i+j*num_width)*(4+classes+background);
        if(truth[index+classes+background+2]) continue;
        if(background) truth[index++] = 0;
        truth[index+id] = 1;
        index += classes;
        truth[index++] = dh;
        truth[index++] = dw;
        truth[index++] = th;
        truth[index++] = tw;
    }
    free(boxes);
}

#define NUMCHARS 37

void print_letters(float *pred, int n)
{
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        int index = max_index(pred+i*NUMCHARS, NUMCHARS);
        printf("%c", int_to_alphanum(index));
    }
    printf("\n");
}

void fill_truth_captcha(char *path, int n, float *truth)
{
    char *begin = strrchr(path, '/');
    ++begin;
    int i;
    for(i = 0; i < strlen(begin) && i < n && begin[i] != '.'; ++i){
        int index = alphanum_to_int(begin[i]);
        if(index > 35) printf("Bad %c\n", begin[i]);
        truth[i*NUMCHARS+index] = 1;
    }
    for(;i < n; ++i){
        truth[i*NUMCHARS + NUMCHARS-1] = 1;
    }
}

data load_data_captcha(char **paths, int n, int m, int k, int h, int w)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, h, w);
    d.y = make_matrix(n, k*NUMCHARS);
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        fill_truth_captcha(paths[i], k, d.y.vals[i]);
    }
    if(m) free(paths);
    return d;
}

data load_data_captcha_encode(char **paths, int n, int m, int h, int w)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, h, w);
    d.X.cols = 17100;
    d.y = d.X;
    if(m) free(paths);
    return d;
}

void fill_truth(char *path, char **labels, int k, float *truth)
{
    int i;
    memset(truth, 0, k*sizeof(float));
    int count = 0;
    for(i = 0; i < k; ++i){
        if(strstr(path, labels[i])){
            truth[i] = 1;
            ++count;
        }
    }
    if(count != 1) printf("%d, %s\n", count, path);
}

data load_data_image_paths(char **paths, int n, char **labels, int k, int h, int w)
matrix load_labels_paths(char **paths, int n, char **labels, int k)
{
    matrix y = make_matrix(n, k);
    int i;
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X.rows = n;
    d.X.vals = calloc(d.X.rows, sizeof(float*));
    d.y = make_matrix(n, k);

    for(i = 0; i < n; ++i){
        image im = load_image(paths[i], h, w);
        d.X.vals[i] = im.data;
        d.X.cols = im.h*im.w*im.c;
        fill_truth(paths[i], labels, k, d.y.vals[i]);
    for(i = 0; i < n && labels; ++i){
        fill_truth(paths[i], labels, k, y.vals[i]);
    }
    return d;
    return y;
}

data load_data_image_pathfile(char *filename, char **labels, int k, int h, int w)
{
    list *plist = get_paths(filename);
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    data d = load_data_image_paths(paths, plist->size, labels, k, h, w);
    int n = plist->size;
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, h, w);
    d.y = load_labels_paths(paths, n, labels, k);
    free_list_contents(plist);
    free_list(plist);
    free(paths);
    return d;
}

char **get_labels(char *filename)
{
    list *plist = get_paths(filename);
    char **labels = (char **)list_to_array(plist);
    free_list(plist);
    return labels;
}

void free_data(data d)
{
    if(!d.shallow){
@@ -70,38 +267,100 @@
    }
}

data load_data_image_pathfile_part(char *filename, int part, int total, char **labels, int k, int h, int w)
data load_data_detection_jitter_random(int n, char **paths, int m, int classes, int h, int w, int nh, int nw, int jitter, int background)
{
    list *plist = get_paths(filename);
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    int start = part*plist->size/total;
    int end = (part+1)*plist->size/total;
    data d = load_data_image_paths(paths+start, end-start, labels, k, h, w);
    free_list_contents(plist);
    free_list(plist);
    free(paths);
    char **random_paths = get_random_paths(paths, n, m);
    int i;
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(random_paths, n, h, w);
    int k = nh*nw*(4+classes+background);
    d.y = make_matrix(n, k);
    for(i = 0; i < n; ++i){
        int dx = rand()%jitter;
        int dy = rand()%jitter;
        int flip = rand()%2;
        fill_truth_detection(random_paths[i], d.y.vals[i], classes, h-jitter, w-jitter, nh, nw, dy, dx, jitter, flip, background);
        image a = float_to_image(h, w, 3, d.X.vals[i]);
        if(flip) flip_image(a);
        jitter_image(a,h-jitter,w-jitter,dy,dx);
    }
    d.X.cols = (h-jitter)*(w-jitter)*3;
    free(random_paths);
    return d;
}

data load_data_image_pathfile_random(char *filename, int n, char **labels, int k, int h, int w)
void *load_detection_thread(void *ptr)
{
    int i;
    list *plist = get_paths(filename);
    char **paths = (char **)list_to_array(plist);
    char **random_paths = calloc(n, sizeof(char*));
    for(i = 0; i < n; ++i){
        int index = rand()%plist->size;
        random_paths[i] = paths[index];
        if(i == 0) printf("%s\n", paths[index]);
    printf("Loading data: %d\n", rand());
    struct load_args a = *(struct load_args*)ptr;
    *a.d = load_data_detection_jitter_random(a.n, a.paths, a.m, a.classes, a.h, a.w, a.nh, a.nw, a.jitter, a.background);
    translate_data_rows(*a.d, -128);
    scale_data_rows(*a.d, 1./128);
    free(ptr);
    return 0;
}

pthread_t load_data_detection_thread(int n, char **paths, int m, int classes, int h, int w, int nh, int nw, int jitter, int background, data *d)
{
    pthread_t thread;
    struct load_args *args = calloc(1, sizeof(struct load_args));
    args->n = n;
    args->paths = paths;
    args->m = m;
    args->h = h;
    args->w = w;
    args->nh = nh;
    args->nw = nw;
    args->classes = classes;
    args->jitter = jitter;
    args->background = background;
    args->d = d;
    if(pthread_create(&thread, 0, load_detection_thread, args)) {
        error("Thread creation failed");
    }
    data d = load_data_image_paths(random_paths, n, labels, k, h, w);
    free_list_contents(plist);
    free_list(plist);
    free(paths);
    free(random_paths);
    return thread;
}

data load_data(char **paths, int n, int m, char **labels, int k, int h, int w)
{
    if(m) paths = get_random_paths(paths, n, m);
    data d;
    d.shallow = 0;
    d.X = load_image_paths(paths, n, h, w);
    d.y = load_labels_paths(paths, n, labels, k);
    if(m) free(paths);
    return d;
}

void *load_in_thread(void *ptr)
{
    struct load_args a = *(struct load_args*)ptr;
    *a.d = load_data(a.paths, a.n, a.m, a.labels, a.k, a.h, a.w);
    translate_data_rows(*a.d, -128);
    scale_data_rows(*a.d, 1./128);
    free(ptr);
    return 0;
}

pthread_t load_data_thread(char **paths, int n, int m, char **labels, int k, int h, int w, data *d)
{
    pthread_t thread;
    struct load_args *args = calloc(1, sizeof(struct load_args));
    args->n = n;
    args->paths = paths;
    args->m = m;
    args->labels = labels;
    args->k = k;
    args->h = h;
    args->w = w;
    args->d = d;
    if(pthread_create(&thread, 0, load_in_thread, args)) {
        error("Thread creation failed");
    }
    return thread;
}

data load_categorical_data_csv(char *filename, int target, int k)
{
    data d;
@@ -123,13 +382,14 @@
{
    data d;
    d.shallow = 0;
    unsigned long i,j;
    long i,j;
    matrix X = make_matrix(10000, 3072);
    matrix y = make_matrix(10000, 10);
    d.X = X;
    d.y = y;

    FILE *fp = fopen(filename, "rb");
    if(!fp) file_error(filename);
    for(i = 0; i < 10000; ++i){
        unsigned char bytes[3073];
        fread(bytes, 1, 3073, fp);
@@ -139,10 +399,67 @@
            X.vals[i][j] = (double)bytes[j+1];
        }
    }
    translate_data_rows(d, -144);
    scale_data_rows(d, 1./128);
    //normalize_data_rows(d);
    fclose(fp);
    return d;
}

void get_random_batch(data d, int n, float *X, float *y)
{
    int j;
    for(j = 0; j < n; ++j){
        int index = rand()%d.X.rows;
        memcpy(X+j*d.X.cols, d.X.vals[index], d.X.cols*sizeof(float));
        memcpy(y+j*d.y.cols, d.y.vals[index], d.y.cols*sizeof(float));
    }
}

void get_next_batch(data d, int n, int offset, float *X, float *y)
{
    int j;
    for(j = 0; j < n; ++j){
        int index = offset + j;
        memcpy(X+j*d.X.cols, d.X.vals[index], d.X.cols*sizeof(float));
        memcpy(y+j*d.y.cols, d.y.vals[index], d.y.cols*sizeof(float));
    }
}


data load_all_cifar10()
{
    data d;
    d.shallow = 0;
    int i,j,b;
    matrix X = make_matrix(50000, 3072);
    matrix y = make_matrix(50000, 10);
    d.X = X;
    d.y = y;


    for(b = 0; b < 5; ++b){
        char buff[256];
        sprintf(buff, "data/cifar10/data_batch_%d.bin", b+1);
        FILE *fp = fopen(buff, "rb");
        if(!fp) file_error(buff);
        for(i = 0; i < 10000; ++i){
            unsigned char bytes[3073];
            fread(bytes, 1, 3073, fp);
            int class = bytes[0];
            y.vals[i+b*10000][class] = 1;
            for(j = 0; j < X.cols; ++j){
                X.vals[i+b*10000][j] = (double)bytes[j+1];
            }
        }
        fclose(fp);
    }
    //normalize_data_rows(d);
    translate_data_rows(d, -144);
    scale_data_rows(d, 1./128);
    return d;
}

void randomize_data(data d)
{
    int i;
@@ -166,6 +483,14 @@
    }
}

void translate_data_rows(data d, float s)
{
    int i;
    for(i = 0; i < d.X.rows; ++i){
        translate_array(d.X.vals[i], d.X.cols, s);
    }
}

void normalize_data_rows(data d)
{
    int i;