upgrade opencv to 3.3.1, complete patch similarity
[trackerpp.git] / src / MultiTracker.cpp
index 8df378f..b1f380e 100644 (file)
 #include "MultiTracker.h"
 #include "Metrics.h"
 #include <algorithm>
+#include "hungarian.h"
+#include "Logger.h"
 
 using namespace suanzi;
 using namespace cv;
+using namespace std;
 
-MultiTracker::MultiTracker(MetricsPtr m) : metrics(m)
-{
-}
+static const std::string TAG = "MultiTracker";
+static const cv::Size PREFERRED_SIZE = Size(64, 128);
 
+#define MaxCost  100000
 
-MultiTracker::~MultiTracker()
+MultiTracker::MultiTracker()
 {
-    trackers.clear();
-}
+    LOG_DEBUG(TAG, "init - loading model.pkl");
+    predictor = PredictorWrapper::create("./python/model.pkl");
+    predictor->dump();
+    this->descriptor = {Size(64, 128), Size(16, 16), Size(8, 8), Size(8, 8), 9};
 
-TrackerPtr MultiTracker::createTracker(int id)
-{
-    TrackerPtr t (new Tracker(id));
-    addTracker(t);
-    return t;
+    std::vector<double> ff (40, 1);
+    double prob = predictor->predict(4, ff);
 }
 
-void MultiTracker::addTracker(TrackerPtr t)
+MultiTracker::~MultiTracker()
 {
-    trackers.insert(t);
+    predictor.reset();
+    trackers.clear();
 }
 
-void MultiTracker::removeTracker(TrackerPtr t)
-{
-    trackers.erase(t);
-}
 
-void MultiTracker::initNewTrackers(cv::Mat& iamge)
+static std::vector<double> similarity(const PatchPtr p1, const PatchPtr p2)
 {
+    std::vector<double> feature;
+    cv::Mat im1(PREFERRED_SIZE, p1->image_crop.type());
+    cv::Mat im2(PREFERRED_SIZE, p2->image_crop.type());
+    cv::resize(p1->image_crop, im1, im1.size());
+    cv::resize(p2->image_crop, im2, im2.size());
+    cv::Mat result;
+    cv::matchTemplate(im1, im2, result, CV_TM_CCOEFF_NORMED);
+    feature.push_back(result.at<double>(0, 0));
+    cv::matchTemplate(im1, im2, result, CV_TM_CCORR_NORMED);
+    feature.push_back(result.at<double>(0, 0));
+
+
+    vector<double>& f1_hog = p1->features.first; Mat f1_hue = p1->features.second;
+    vector<double>& f2_hog = p1->features.first; Mat f2_hue = p1->features.second;
+    feature.push_back(distance_cosine(Eigen::Map<Eigen::VectorXd>(f1_hog.data(), f1_hog.size()), 
+                                    Eigen::Map<Eigen::VectorXd>(f2_hog.data(), f2_hog.size())));
+    feature.push_back(distance_euclidean(Eigen::Map<Eigen::VectorXd>(f1_hog.data(), f1_hog.size()), 
+                                    Eigen::Map<Eigen::VectorXd>(f2_hog.data(), f2_hog.size())));
+    feature.push_back(compareHist(f1_hue, f2_hue, HISTCMP_CORREL));
+    feature.push_back(compareHist(f1_hue, f2_hue, HISTCMP_HELLINGER));
+
+    Detection& d1 = p1->detection;
+    Detection& d2 = p2->detection;
+
+    double center_distance = sqrt(pow((d1.center_x - d2.center_x), 2) + pow((d1.center_y - d2.center_y), 2));
+    feature.push_back(center_distance / (d1.width + d1.height + d2.width + d2.height) * 4);
+
+    //TODO
+    double iou_ratio = 0.03;
+    feature.push_back(iou_ratio);
+
+    return feature;
 }
 
 
-void MultiTracker::correctTrackers(MetricsPtr m, Mat& image)
+double MultiTracker::distance(TrackerPtr tracker, const cv::Mat& image, const Detection& d)
 {
+    PatchPtr patch = createPatch(image, d);
+    std::vector<double> features;
+
+    std::vector<double> ss;
+    for (auto i : tracker->patches){
+        ss = similarity(i, patch);
+        features.insert(features.end(),  ss.begin(), ss.end());
+    }
+    double prob = predictor->predict(4, features);
+    return prob; 
 }
 
-
-void MultiTracker::update(unsigned int total, const Detection* d, const Mat& image)
+void MultiTracker::update(unsigned int total, const Detection* detections, const Mat& image)
 {
+    int row = trackers.size();
+    int col = total;
+    Eigen::MatrixXi cost_matrix = Eigen::MatrixXi::Zero(row, col);
+    for (int i = 0; i < row; i++){
+        for (int j = 0; j < col; j++){
+            // TODO
+            cost_matrix(i, j) = distance(trackers[i], image, detections[j]);
+        }
+    }
+
+    // assignment
+    Eigen::VectorXi tracker_inds, bb_inds;
+    linear_sum_assignment(cost_matrix, tracker_inds, bb_inds);
+
+    // handle unmatched trackers
+    vector<TrackerPtr> unmatched_trackers;
+    for (int i = 0; i < row; i++){
+        if (!(tracker_inds.array() == i).any()){
+            unmatched_trackers.push_back(trackers[i]);
+        }
+    }
+    for (auto t : unmatched_trackers){
+        t->updateState(image);
+    }
+
+    // handle unmatched detections
+    vector<int> unmatched_detection;
+    for(int j = 0; j < col; j++){
+        if (!(bb_inds.array() == j).any()){
+            unmatched_detection.push_back(j);
+        }
+    }
+    // create new trackers for new detections
+    for (auto i : unmatched_detection){
+        TrackerPtr t (new Tracker(image));
+        this->trackers.push_back(t);
+    }
 
-    // correct_trackers
-
-
-    //
-
-
-
-
-
-
+    Detection dd;
 
+    PatchPtr pp = createPatch(image, dd);
+}
 
-    // Delete long lost trackers;
-//    for (auto& t : trackers){
-//        if (t->status == TrackerStatus::Delete)
-//            trackers.erase(t);
-//    }
-//
-    // Update trackers using kalman filter
-//    for(auto& t: trackers){
-//        //t.bb_ltrb = 
-//    }
-//
-    // associate trackers with detections
-//    correctTrackers(this->metric, image);
+// Get image crop from input image within given bounding box - Detecinon
+static cv::Mat image_crop(const cv::Mat& image, const Detection& bb)
+{
+    // RECT
+    // TODO;
+    return image.clone();
+}
 
-    // create new trackers for new detections
+PatchPtr MultiTracker::createPatch(const Mat& image, const Detection& detect)
+{
+    PatchPtr patch(new Patch());
+
+    // calculate hog descriptors, size is 3780
+    Mat im, im2;
+    im = image_crop(image, detect);
+    resize(im, im2, PREFERRED_SIZE);
+    vector<float> feature_hog;
+    this->descriptor.compute(im2, feature_hog);
+
+    // calculate histogram, size is (64 x 45)
+    Mat hsv, hist;
+    cvtColor(im, hsv, COLOR_BGR2HSV);
+    int channels[] = {0, 1};
+    int histSize[] = {45, 64};
+    float hranges[] = {0, 180};
+    float sranges[] = {0, 256};
+    const float* ranges[] = {hranges, sranges};
+    calcHist(&hsv, 1, channels, Mat(), hist, 2, histSize, ranges, true, false);
+    Size sm = hist.size();
+
+    patch->image_crop = im.clone();
+    patch->detection = detect;
+    std::vector<double> feature_hog_double (feature_hog.begin(), feature_hog.end()); // convert to double
+    patch->features = std::make_pair(feature_hog_double, hist);
+    return patch;
 }