src/kcf.h

   1 #ifndef KCF_HEADER_6565467831231
   2 #define KCF_HEADER_6565467831231
   3
   4 #include <opencv2/opencv.hpp>
   5 #include <vector>
   6 #include <cuda.h>
   7 #include <cuda_runtime.h>
   8 #include "fhog.hpp"
   9 #include "complexmat.hpp"
  10 #include "cnfeat.hpp"
  11
  12 struct BBox_c
  13 {
  14     double cx, cy, w, h;
  15
  16     inline void scale(double factor)
  17     {
  18         cx *= factor;
  19         cy *= factor;
  20         w  *= factor;
  21         h  *= factor;
  22     }
  23
  24     inline cv::Rect get_rect()
  25     {
  26         return cv::Rect(cx-w/2., cy-h/2., w, h);
  27     }
  28
  29 };
  30
  31 class KCF_Tracker
  32 {
  33 public:
  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         p_padding(padding), p_output_sigma_factor(output_sigma_factor), p_kernel_sigma(kernel_sigma),
  61         p_lambda(lambda), p_interp_factor(interp_factor), p_cell_size(cell_size) {}
  62     KCF_Tracker() {}
  63
  64     // Init/re-init methods
  65     void init(cv::Mat & img, const cv::Rect & bbox);
  66     void setTrackerPose(BBox_c & bbox, cv::Mat & img);
  67     void updateTrackerPosition(BBox_c & bbox);
  68
  69     // frame-to-frame object tracking
  70     void track(cv::Mat & img);
  71     BBox_c getBBox();
  72
  73 private:
  74     BBox_c p_pose;
  75     bool p_resize_image = false;
  76
  77     bool first = true;
  78
  79     double p_padding = 1.5;
  80     double p_output_sigma_factor = 0.1;
  81     double p_output_sigma;
  82     double p_kernel_sigma = 0.5;    //def = 0.5
  83     double p_lambda = 1e-4;         //regularization in learning step
  84     double p_interp_factor = 0.02;  //def = 0.02, linear interpolation factor for adaptation
  85     int p_cell_size = 4;            //4 for hog (= bin_size)
  86     int p_windows_size[2];
  87     cv::Mat p_cos_window;
  88     int p_num_scales {7};
  89     double p_scale_step = 1.02;
  90     double p_current_scale = 1.;
  91     double p_min_max_scale[2];
  92     std::vector<double> p_scales;
  93
  94     #ifdef OPENCV_CUFFT
  95     cv::cuda::GpuMat src_gpu,dst_gpu,p_cos_window_d;
  96     cv::cuda::Stream stream;
  97     #endif //OPENCV_CUFFT
  98
  99     //model
 100     ComplexMat p_yf;
 101     ComplexMat p_model_alphaf;
 102     ComplexMat p_model_alphaf_num;
 103     ComplexMat p_model_alphaf_den;
 104     ComplexMat p_model_xf;
 105
 106     //helping functions
 107     cv::Mat get_subwindow(const cv::Mat & input, int cx, int cy, int size_x, int size_y);
 108     cv::Mat gaussian_shaped_labels(double sigma, int dim1, int dim2);
 109     ComplexMat gaussian_correlation(const ComplexMat & xf, const ComplexMat & yf, double sigma, bool auto_correlation = false);
 110     cv::Mat circshift(const cv::Mat & patch, int x_rot, int y_rot);
 111     cv::Mat cosine_window_function(int dim1, int dim2);
 112     ComplexMat fft2(const cv::Mat & input);
 113     ComplexMat fft2(const std::vector<cv::Mat> & input, const cv::Mat & cos_window);
 114
 115     cv::Mat ifft2(const ComplexMat & inputf);
 116     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.);
 117     cv::Point2f sub_pixel_peak(cv::Point & max_loc, cv::Mat & response);
 118     double sub_grid_scale(std::vector<double> & responses, int index = -1);
 119
 120 };
 121
 122 #endif //KCF_HEADER_6565467831231