src/kcf.h

   1 #ifndef KCF_HEADER_6565467831231
   2 #define KCF_HEADER_6565467831231
   3
   4 #include <opencv2/opencv.hpp>
   5 #include <vector>
   6 #include "fhog.hpp"
   7 #include "complexmat.hpp"
   8 #include "cnfeat.hpp"
   9 #include "fft.h"
  10
  11 struct BBox_c
  12 {
  13     double cx, cy, w, h;
  14
  15     inline void scale(double factor)
  16     {
  17         cx *= factor;
  18         cy *= factor;
  19         w  *= factor;
  20         h  *= factor;
  21     }
  22
  23     inline cv::Rect get_rect()
  24     {
  25         return cv::Rect(cx-w/2., cy-h/2., w, h);
  26     }
  27
  28 };
  29
  30 class KCF_Tracker
  31 {
  32 public:
  33     bool m_debug     {false};
  34 #ifdef OPENCV_CUFFT
  35     bool m_use_scale {false};
  36     bool m_use_color {false};
  37 #else //OPENCV_CUFFT
  38     bool m_use_scale {true};
  39     bool m_use_color {true};
  40 #endif //OPENCV_CUFFT
  41 #ifdef ASYNC
  42     bool m_use_multithreading {true};
  43 #else
  44     bool m_use_multithreading {false};
  45 #endif //ASYNC
  46     bool m_use_subpixel_localization {true};
  47     bool m_use_subgrid_scale {true};
  48     bool m_use_cnfeat {true};
  49     bool m_use_linearkernel {false};
  50
  51     /*
  52     padding             ... extra area surrounding the target           (1.5)
  53     kernel_sigma        ... gaussian kernel bandwidth                   (0.5)
  54     lambda              ... regularization                              (1e-4)
  55     interp_factor       ... linear interpolation factor for adaptation  (0.02)
  56     output_sigma_factor ... spatial bandwidth (proportional to target)  (0.1)
  57     cell_size           ... hog cell size                               (4)
  58     */
  59     KCF_Tracker(double padding, double kernel_sigma, double lambda, double interp_factor, double output_sigma_factor, int cell_size);
  60     KCF_Tracker();
  61     ~KCF_Tracker();
  62
  63     // Init/re-init methods
  64     void init(cv::Mat & img, const cv::Rect & bbox);
  65     void setTrackerPose(BBox_c & bbox, cv::Mat & img);
  66     void updateTrackerPosition(BBox_c & bbox);
  67
  68     // frame-to-frame object tracking
  69     void track(cv::Mat & img);
  70     BBox_c getBBox();
  71
  72 private:
  73     Fft &fft;
  74
  75     BBox_c p_pose;
  76     bool p_resize_image = false;
  77
  78     bool first = true;
  79
  80     const double p_downscale_factor = 0.5;
  81
  82     double p_padding = 1.5;
  83     double p_output_sigma_factor = 0.1;
  84     double p_output_sigma;
  85     double p_kernel_sigma = 0.5;    //def = 0.5
  86     double p_lambda = 1e-4;         //regularization in learning step
  87     double p_interp_factor = 0.02;  //def = 0.02, linear interpolation factor for adaptation
  88     int p_cell_size = 4;            //4 for hog (= bin_size)
  89     int p_windows_size[2];
  90     int p_num_scales {7};
  91     double p_scale_step = 1.02;
  92     double p_current_scale = 1.;
  93     double p_min_max_scale[2];
  94     std::vector<double> p_scales;
  95
  96     //model
  97     ComplexMat p_yf;
  98     ComplexMat p_model_alphaf;
  99     ComplexMat p_model_alphaf_num;
 100     ComplexMat p_model_alphaf_den;
 101     ComplexMat p_model_xf;
 102
 103     //helping functions
 104     cv::Mat get_subwindow(const cv::Mat & input, int cx, int cy, int size_x, int size_y);
 105     cv::Mat gaussian_shaped_labels(double sigma, int dim1, int dim2);
 106     ComplexMat gaussian_correlation(const ComplexMat & xf, const ComplexMat & yf, double sigma, bool auto_correlation = false);
 107     cv::Mat circshift(const cv::Mat & patch, int x_rot, int y_rot);
 108     cv::Mat cosine_window_function(int dim1, int dim2);
 109     std::vector<cv::Mat> get_features(cv::Mat & input_rgb, cv::Mat & input_gray, int cx, int cy, int size_x, int size_y, double scale = 1.);
 110     cv::Point2f sub_pixel_peak(cv::Point & max_loc, cv::Mat & response);
 111     double sub_grid_scale(std::vector<double> & responses, int index = -1);
 112
 113 };
 114
 115 #endif //KCF_HEADER_6565467831231