Added Focal loss. Use focal_loss=1 in the [region] layer in your cfg-file. ...

AlexeyAB

2018-03-05 5e448c00f32e80e13eead72318047ce8368aac9a

Added Focal loss. Use focal_loss=1 in the [region] layer in your cfg-file.
alpha = 0.5, gamma = 2

 src/layer.h

@@ -85,6 +85,7 @@
    float exposure;
    float shift;
    float ratio;
    int focal_loss;
    int softmax;
    int classes;
    int coords;

 src/parser.c

@@ -250,6 +250,7 @@

    l.small_object = option_find_int_quiet(options, "small_object", 0);
    l.softmax = option_find_int(options, "softmax", 0);
    l.focal_loss = option_find_int_quiet(options, "focal_loss", 0);
    //l.max_boxes = option_find_int_quiet(options, "max",30);
    l.jitter = option_find_float(options, "jitter", .2);
    l.rescore = option_find_int_quiet(options, "rescore",0);

 src/region_layer.c

@@ -110,7 +110,7 @@
    return iou;
}

void delta_region_class(float *output, float *delta, int index, int class_id, 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){
@@ -127,11 +127,31 @@
            class_id = hier->parent[class_id];
        }
        *avg_cat += pred;
    } else {
        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];
        }
    } else {		
        // Focal loss
        if (focal_loss) {
            // Focal Loss for Dense Object Detection: http://blog.csdn.net/linmingan/article/details/77885832
            //printf("Used Focal-loss \n");
            float alpha = 0.5;  // 0.25
            float gamma = 2.0;
            int ti = index + class_id;
            float grad = -gamma * (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];
            }
        }
    }
}

@@ -209,7 +229,7 @@
                        }
                    }
                    int index = size*maxi + b*l.outputs + 5;
                    delta_region_class(l.output, l.delta, index, class_id, 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_id = 1;
                    break;
@@ -240,7 +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_id, 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;
                            }
                        }
@@ -312,7 +332,7 @@

            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);
            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;
        }