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
  10 struct BBox_c
  11 {
  12     double cx, cy, w, h;
  13
  14     inline void scale(double factor)
  15     {
  16         cx *= factor;
  17         cy *= factor;
  18         w  *= factor;
  19         h  *= factor;
  20     }
  21
  22     inline cv::Rect get_rect()
  23     {
  24         return cv::Rect(cx-w/2., cy-h/2., w, h);
  25     }
  26
  27 };
  28
  29 class KCF_Tracker
  30 {
  31 public:
  32     bool m_use_scale {true};
  33     bool m_use_color {true};
  34     bool m_use_subpixel_localization {true};
  35     bool m_use_subgrid_scale {true};
  36     bool m_use_multithreading {true};
  37     bool m_use_cnfeat {true};
  38
  39     /*
  40     padding             ... extra area surrounding the target           (1.5)
  41     kernel_sigma        ... gaussian kernel bandwidth                   (0.5)
  42     lambda              ... regularization                              (1e-4)
  43     interp_factor       ... linear interpolation factor for adaptation  (0.02)
  44     output_sigma_factor ... spatial bandwidth (proportional to target)  (0.1)
  45     cell_size           ... hog cell size                               (4)
  46     */
  47     KCF_Tracker(double padding, double kernel_sigma, double lambda, double interp_factor, double output_sigma_factor, int cell_size) :
  48         p_padding(padding), p_output_sigma_factor(output_sigma_factor), p_kernel_sigma(kernel_sigma),
  49         p_lambda(lambda), p_interp_factor(interp_factor), p_cell_size(cell_size) {}
  50     KCF_Tracker() {}
  51
  52     // Init/re-init methods
  53     void init(cv::Mat & img, const cv::Rect & bbox);
  54     void setTrackerPose(BBox_c & bbox, cv::Mat & img);
  55     void updateTrackerPosition(BBox_c & bbox);
  56
  57     // frame-to-frame object tracking
  58     void track(cv::Mat & img);
  59     BBox_c getBBox();
  60
  61 private:
  62     BBox_c p_pose;
  63     bool p_resize_image = false;
  64
  65     double p_padding = 1.5;
  66     double p_output_sigma_factor = 0.1;
  67     double p_output_sigma;
  68     double p_kernel_sigma = 0.5;    //def = 0.5
  69     double p_lambda = 1e-4;         //regularization in learning step
  70     double p_interp_factor = 0.02;  //def = 0.02, linear interpolation factor for adaptation
  71     int p_cell_size = 4;            //4 for hog (= bin_size)
  72     int p_windows_size[2];
  73     cv::Mat p_cos_window;
  74     int p_num_scales {7};
  75     double p_scale_step = 1.02;
  76     double p_current_scale = 1.;
  77     double p_min_max_scale[2];
  78     std::vector<double> p_scales;
  79
  80     //model
  81     ComplexMat p_yf;
  82     ComplexMat p_model_alphaf;
  83     ComplexMat p_model_alphaf_num;
  84     ComplexMat p_model_alphaf_den;
  85     ComplexMat p_model_xf;
  86
  87     //helping functions
  88     cv::Mat get_subwindow(const cv::Mat & input, int cx, int cy, int size_x, int size_y);
  89     cv::Mat gaussian_shaped_labels(double sigma, int dim1, int dim2);
  90     ComplexMat gaussian_correlation(const ComplexMat & xf, const ComplexMat & yf, double sigma, bool auto_correlation = false);
  91     cv::Mat circshift(const cv::Mat & patch, int x_rot, int y_rot);
  92     cv::Mat cosine_window_function(int dim1, int dim2);
  93     ComplexMat fft2(const cv::Mat & input);
  94     ComplexMat fft2(const std::vector<cv::Mat> & input, const cv::Mat & cos_window);
  95     cv::Mat ifft2(const ComplexMat & inputf);
  96     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.);
  97     cv::Point2f sub_pixel_peak(cv::Point & max_loc, cv::Mat & response);
  98     double sub_grid_scale(std::vector<double> & responses, int index = -1);
  99
 100 };
 101
 102 #endif //KCF_HEADER_6565467831231