basic版本的yolo,在yolov3版本上增加人体跟踪
xuepengqiang
2020-05-26 5966f2b095841627d62daac0159e81f83544b85c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
#include "yolo_v2_class.hpp"
 
#include "./darknet/network.h"
 
extern "C" {
#include "./darknet/detection_layer.h"
#include "./darknet/region_layer.h"
#include "./darknet/cost_layer.h"
#include "./darknet/utils.h"
#include "./darknet/parser.h"
#include "./darknet/box.h"
#include "./darknet/image.h"
#include "./darknet/demo.h"
#include "./darknet/option_list.h"
#include "./darknet/stb_image.h"
}
//#include <sys/time.h>
 
#include <vector>
#include <iostream>
#include <algorithm>
 
#define FRAMES 3
 
#ifdef GPU
void check_cuda(cudaError_t status) {
    if (status != cudaSuccess) {
        const char *s = cudaGetErrorString(status);
        printf("CUDA Error Prev: %s\n", s);
    }
}
#endif
 
struct detector_gpu_t {
    network net;
    image images[FRAMES];
    float *avg;
    float *predictions[FRAMES];
    int demo_index;
    unsigned int *track_id;
};
 
Detector *Detector::instance = NULL;
 
Detector *Detector::getInstance() {
    if(instance == NULL) {
 
            int yolo_gpu = gpu::nv_get_suitable_gpu();
 
            instance = new Detector(m_staticStruct::cfg_path,m_staticStruct::weights_path, yolo_gpu);
 
 
    }
    return instance;
}
 
 
YOLODLL_API Detector::Detector(std::string cfg_filename, std::string weight_filename, int gpu_id) : cur_gpu_id(gpu_id)
{
 
    wait_stream = 0;
    int old_gpu_index;
#ifdef GPU
    check_cuda( cudaGetDevice(&old_gpu_index) );
#endif
 
    detector_gpu_ptr = std::make_shared<detector_gpu_t>();
    detector_gpu_t &detector_gpu = *static_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
 
#ifdef GPU
    //check_cuda( cudaSetDevice(cur_gpu_id) );
    cuda_set_device(cur_gpu_id);
    printf(" Used GPU %d \n", cur_gpu_id);
#endif
    network &net = detector_gpu.net;
    net.gpu_index = cur_gpu_id;
    //gpu_index = i;
 
    char *cfgfile = const_cast<char *>(cfg_filename.data());
    char *weightfile = const_cast<char *>(weight_filename.data());
 
    net = parse_network_cfg_custom(cfgfile, 1);
    if (weightfile) {
        load_weights(&net, weightfile);
    }
    set_batch_network(&net, 1);
    net.gpu_index = cur_gpu_id;
    fuse_conv_batchnorm(net);
 
    layer l = net.layers[net.n - 1];
    int j;
 
    detector_gpu.avg = (float *)calloc(l.outputs, sizeof(float));
    for (j = 0; j < FRAMES; ++j) detector_gpu.predictions[j] = (float *)calloc(l.outputs, sizeof(float));
    for (j = 0; j < FRAMES; ++j) detector_gpu.images[j] = make_image(1, 1, 3);
 
    detector_gpu.track_id = (unsigned int *)calloc(l.classes, sizeof(unsigned int));
    for (j = 0; j < l.classes; ++j) detector_gpu.track_id[j] = 1;
 
#ifdef GPU
    check_cuda( cudaSetDevice(old_gpu_index) );
#endif
}
 
YOLODLL_API void Detector::release()
{
    delete Detector::instance;
    Detector::instance = NULL;
}
 
YOLODLL_API Detector::~Detector()
{
    detector_gpu_t &detector_gpu = *static_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
    layer l = detector_gpu.net.layers[detector_gpu.net.n - 1];
 
    free(detector_gpu.track_id);
 
    free(detector_gpu.avg);
    for (int j = 0; j < FRAMES; ++j) free(detector_gpu.predictions[j]);
    for (int j = 0; j < FRAMES; ++j) if(detector_gpu.images[j].data) free(detector_gpu.images[j].data);
 
    int old_gpu_index;
#ifdef GPU
    cudaGetDevice(&old_gpu_index);
    cuda_set_device(detector_gpu.net.gpu_index);
#endif
 
    free_network(detector_gpu.net);
 
#ifdef GPU
    cudaSetDevice(old_gpu_index);
#endif
}
 
YOLODLL_API int Detector::get_net_width() const {
    detector_gpu_t &detector_gpu = *static_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
    return detector_gpu.net.w;
}
YOLODLL_API int Detector::get_net_height() const {
    detector_gpu_t &detector_gpu = *static_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
    return detector_gpu.net.h;
}
 
 
YOLODLL_API std::vector<bbox_t> Detector::detect(std::string image_filename, float thresh, bool use_mean)
{
    std::shared_ptr<image_t> image_ptr(new image_t, [](image_t *img) { if (img->data) free(img->data); delete img; });
    *image_ptr = load_image(image_filename);
    return detect(*image_ptr, thresh, use_mean);
}
 
static image load_image_stb(char *filename, int channels)
{
    int w, h, c;
    unsigned char *data = stbi_load(filename, &w, &h, &c, channels);
    if (!data) 
        throw std::runtime_error("file not found");
    if (channels) c = channels;
    int i, j, k;
    image im = make_image(w, h, c);
    for (k = 0; k < c; ++k) {
        for (j = 0; j < h; ++j) {
            for (i = 0; i < w; ++i) {
                int dst_index = i + w*j + w*h*k;
                int src_index = k + c*i + c*w*j;
                im.data[dst_index] = (float)data[src_index] / 255.;
            }
        }
    }
    free(data);
    return im;
}
 
YOLODLL_API image_t Detector::load_image(std::string image_filename)
{
    char *input = const_cast<char *>(image_filename.data());
    image im = load_image_stb(input, 3);
 
    image_t img;
    img.c = im.c;
    img.data = im.data;
    img.h = im.h;
    img.w = im.w;
 
    return img;
}
 
 
YOLODLL_API void Detector::free_image(image_t m)
{
    if (m.data) {
        free(m.data);
    }
}
 
YOLODLL_API std::vector<bbox_t> Detector::detect(image_t img, float thresh, bool use_mean)
{
    detector_gpu_t &detector_gpu = *static_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
    network &net = detector_gpu.net;
    int old_gpu_index;
#ifdef GPU
    cudaGetDevice(&old_gpu_index);
    if(cur_gpu_id != old_gpu_index)
        cudaSetDevice(net.gpu_index);
 
    net.wait_stream = wait_stream;    // 1 - wait CUDA-stream, 0 - not to wait
#endif
    //std::cout << "net.gpu_index = " << net.gpu_index << std::endl;
 
    //float nms = .4;
 
    image im;
    im.c = img.c;
    im.data = img.data;
    im.h = img.h;
    im.w = img.w;
 
    image sized;
    
    if (net.w == im.w && net.h == im.h) {
        sized = make_image(im.w, im.h, im.c);
        memcpy(sized.data, im.data, im.w*im.h*im.c * sizeof(float));
    }
    else
        sized = resize_image(im, net.w, net.h);
 
    layer l = net.layers[net.n - 1];
 
    float *X = sized.data;
 
 
    float *prediction = network_predict(net, X);
 
    if (use_mean) {
        memcpy(detector_gpu.predictions[detector_gpu.demo_index], prediction, l.outputs * sizeof(float));
        mean_arrays(detector_gpu.predictions, FRAMES, l.outputs, detector_gpu.avg);
        l.output = detector_gpu.avg;
        detector_gpu.demo_index = (detector_gpu.demo_index + 1) % FRAMES;
    }
 
    int nboxes = 0;
    int letterbox = 0;
    float hier_thresh = 0.5;
    detection *dets = get_network_boxes(&net, im.w, im.h, thresh, hier_thresh, 0, 1, &nboxes, letterbox);
    if (nms) do_nms_sort(dets, nboxes, l.classes, nms);
 
    std::vector<bbox_t> bbox_vec;
 
    for (size_t i = 0; i < nboxes; ++i) {
        box b = dets[i].bbox;
        int const obj_id = max_index(dets[i].prob, l.classes);
        float const prob = dets[i].prob[obj_id];
        
        if (prob > thresh) 
        {
            bbox_t bbox;
            bbox.x = std::max((double)0, (b.x - b.w / 2.)*im.w);
            bbox.y = std::max((double)0, (b.y - b.h / 2.)*im.h);
            bbox.w = b.w*im.w;
            bbox.h = b.h*im.h;
            bbox.obj_id = obj_id;
            bbox.prob = prob;
            bbox.track_id = 0;
 
            bbox_vec.push_back(bbox);
        }
    }
 
    free_detections(dets, nboxes);
    if(sized.data)
        free(sized.data);
 
#ifdef GPU
    if (cur_gpu_id != old_gpu_index)
        cudaSetDevice(old_gpu_index);
#endif
 
    return bbox_vec;
}
 
YOLODLL_API std::vector<bbox_t> Detector::tracking_id(std::vector<bbox_t> cur_bbox_vec, bool const change_history, 
    int const frames_story, int const max_dist)
{
    detector_gpu_t &det_gpu = *static_cast<detector_gpu_t *>(detector_gpu_ptr.get());
 
    bool prev_track_id_present = false;
    for (auto &i : prev_bbox_vec_deque)
        if (i.size() > 0) prev_track_id_present = true;
 
    if (!prev_track_id_present) {
        for (size_t i = 0; i < cur_bbox_vec.size(); ++i)
            cur_bbox_vec[i].track_id = det_gpu.track_id[cur_bbox_vec[i].obj_id]++;
        prev_bbox_vec_deque.push_front(cur_bbox_vec);
        if (prev_bbox_vec_deque.size() > frames_story) prev_bbox_vec_deque.pop_back();
        return cur_bbox_vec;
    }
 
    std::vector<unsigned int> dist_vec(cur_bbox_vec.size(), std::numeric_limits<unsigned int>::max());
 
    for (auto &prev_bbox_vec : prev_bbox_vec_deque) {
        for (auto &i : prev_bbox_vec) {
            int cur_index = -1;
            for (size_t m = 0; m < cur_bbox_vec.size(); ++m) {
                bbox_t const& k = cur_bbox_vec[m];
                if (i.obj_id == k.obj_id) {
                    float center_x_diff = (float)(i.x + i.w/2) - (float)(k.x + k.w/2);
                    float center_y_diff = (float)(i.y + i.h/2) - (float)(k.y + k.h/2);
                    unsigned int cur_dist = sqrt(center_x_diff*center_x_diff + center_y_diff*center_y_diff);
                    if (cur_dist < max_dist && (k.track_id == 0 || dist_vec[m] > cur_dist)) {
                        dist_vec[m] = cur_dist;
                        cur_index = m;
                    }
                }
            }
 
            bool track_id_absent = !std::any_of(cur_bbox_vec.begin(), cur_bbox_vec.end(), 
                [&i](bbox_t const& b) { return b.track_id == i.track_id && b.obj_id == i.obj_id; });
 
            if (cur_index >= 0 && track_id_absent){
                cur_bbox_vec[cur_index].track_id = i.track_id;
                cur_bbox_vec[cur_index].w = (cur_bbox_vec[cur_index].w + i.w) / 2;
                cur_bbox_vec[cur_index].h = (cur_bbox_vec[cur_index].h + i.h) / 2;
            }
        }
    }
 
    for (size_t i = 0; i < cur_bbox_vec.size(); ++i)
        if (cur_bbox_vec[i].track_id == 0)
            cur_bbox_vec[i].track_id = det_gpu.track_id[cur_bbox_vec[i].obj_id]++;
 
    if (change_history) {
        prev_bbox_vec_deque.push_front(cur_bbox_vec);
        if (prev_bbox_vec_deque.size() > frames_story) prev_bbox_vec_deque.pop_back();
    }
 
    return cur_bbox_vec;
}