hc
2023-12-09 b22da3d8526a935aa31e086e63f60ff3246cb61c
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
338
339
340
341
342
343
344
345
// Copyright (c) 2021 by Rockchip Electronics Co., Ltd. All Rights Reserved.
//
// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
// you may not use this file except in compliance with the License.
// You may obtain a copy of the License at
//
//     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
//
// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
// See the License for the specific language governing permissions and
// limitations under the License.
 
#include "postprocess.h"
 
#include <math.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
 
#include <set>
#include <vector>
#define LABEL_NALE_TXT_PATH "./model/coco_80_labels_list.txt"
 
static char* labels[OBJ_CLASS_NUM];
 
const int anchor0[6] = {10, 13, 16, 30, 33, 23};
const int anchor1[6] = {30, 61, 62, 45, 59, 119};
const int anchor2[6] = {116, 90, 156, 198, 373, 326};
 
inline static int clamp(float val, int min, int max) { return val > min ? (val < max ? val : max) : min; }
 
char* readLine(FILE* fp, char* buffer, int* len)
{
  int    ch;
  int    i        = 0;
  size_t buff_len = 0;
 
  buffer = (char*)malloc(buff_len + 1);
  if (!buffer)
    return NULL; // Out of memory
 
  while ((ch = fgetc(fp)) != '\n' && ch != EOF) {
    buff_len++;
    void* tmp = realloc(buffer, buff_len + 1);
    if (tmp == NULL) {
      free(buffer);
      return NULL; // Out of memory
    }
    buffer = (char*)tmp;
 
    buffer[i] = (char)ch;
    i++;
  }
  buffer[i] = '\0';
 
  *len = buff_len;
 
  // Detect end
  if (ch == EOF && (i == 0 || ferror(fp))) {
    free(buffer);
    return NULL;
  }
  return buffer;
}
 
int readLines(const char* fileName, char* lines[], int max_line)
{
  FILE* file = fopen(fileName, "r");
  char* s;
  int   i = 0;
  int   n = 0;
 
  if (file == NULL) {
    printf("Open %s fail!\n", fileName);
    return -1;
  }
 
  while ((s = readLine(file, s, &n)) != NULL) {
    lines[i++] = s;
    if (i >= max_line)
      break;
  }
  fclose(file);
  return i;
}
 
int loadLabelName(const char* locationFilename, char* label[])
{
  printf("loadLabelName %s\n", locationFilename);
  readLines(locationFilename, label, OBJ_CLASS_NUM);
  return 0;
}
 
static float CalculateOverlap(float xmin0, float ymin0, float xmax0, float ymax0, float xmin1, float ymin1, float xmax1,
                              float ymax1)
{
  float w = fmax(0.f, fmin(xmax0, xmax1) - fmax(xmin0, xmin1) + 1.0);
  float h = fmax(0.f, fmin(ymax0, ymax1) - fmax(ymin0, ymin1) + 1.0);
  float i = w * h;
  float u = (xmax0 - xmin0 + 1.0) * (ymax0 - ymin0 + 1.0) + (xmax1 - xmin1 + 1.0) * (ymax1 - ymin1 + 1.0) - i;
  return u <= 0.f ? 0.f : (i / u);
}
 
static int nms(int validCount, std::vector<float>& outputLocations, std::vector<int> classIds, std::vector<int>& order,
               int filterId, float threshold)
{
  for (int i = 0; i < validCount; ++i) {
    if (order[i] == -1 || classIds[i] != filterId) {
      continue;
    }
    int n = order[i];
    for (int j = i + 1; j < validCount; ++j) {
      int m = order[j];
      if (m == -1 || classIds[i] != filterId) {
        continue;
      }
      float xmin0 = outputLocations[n * 4 + 0];
      float ymin0 = outputLocations[n * 4 + 1];
      float xmax0 = outputLocations[n * 4 + 0] + outputLocations[n * 4 + 2];
      float ymax0 = outputLocations[n * 4 + 1] + outputLocations[n * 4 + 3];
 
      float xmin1 = outputLocations[m * 4 + 0];
      float ymin1 = outputLocations[m * 4 + 1];
      float xmax1 = outputLocations[m * 4 + 0] + outputLocations[m * 4 + 2];
      float ymax1 = outputLocations[m * 4 + 1] + outputLocations[m * 4 + 3];
 
      float iou = CalculateOverlap(xmin0, ymin0, xmax0, ymax0, xmin1, ymin1, xmax1, ymax1);
 
      if (iou > threshold) {
        order[j] = -1;
      }
    }
  }
  return 0;
}
 
static int quick_sort_indice_inverse(std::vector<float>& input, int left, int right, std::vector<int>& indices)
{
  float key;
  int   key_index;
  int   low  = left;
  int   high = right;
  if (left < right) {
    key_index = indices[left];
    key       = input[left];
    while (low < high) {
      while (low < high && input[high] <= key) {
        high--;
      }
      input[low]   = input[high];
      indices[low] = indices[high];
      while (low < high && input[low] >= key) {
        low++;
      }
      input[high]   = input[low];
      indices[high] = indices[low];
    }
    input[low]   = key;
    indices[low] = key_index;
    quick_sort_indice_inverse(input, left, low - 1, indices);
    quick_sort_indice_inverse(input, low + 1, right, indices);
  }
  return low;
}
 
static float sigmoid(float x) { return 1.0 / (1.0 + expf(-x)); }
 
static float unsigmoid(float y) { return -1.0 * logf((1.0 / y) - 1.0); }
 
inline static int32_t __clip(float val, float min, float max)
{
  float f = val <= min ? min : (val >= max ? max : val);
  return f;
}
 
static int8_t qnt_f32_to_affine(float f32, int32_t zp, float scale)
{
  float  dst_val = (f32 / scale) + zp;
  int8_t res     = (int8_t)__clip(dst_val, -128, 127);
  return res;
}
 
static float deqnt_affine_to_f32(int8_t qnt, int32_t zp, float scale) { return ((float)qnt - (float)zp) * scale; }
 
static int process(int8_t* input, int* anchor, int grid_h, int grid_w, int height, int width, int stride,
                   std::vector<float>& boxes, std::vector<float>& objProbs, std::vector<int>& classId, float threshold,
                   int32_t zp, float scale)
{
  int    validCount = 0;
  int    grid_len   = grid_h * grid_w;
  float  thres      = unsigmoid(threshold);
  int8_t thres_i8   = qnt_f32_to_affine(thres, zp, scale);
  for (int a = 0; a < 3; a++) {
    for (int i = 0; i < grid_h; i++) {
      for (int j = 0; j < grid_w; j++) {
        int8_t box_confidence = input[(PROP_BOX_SIZE * a + 4) * grid_len + i * grid_w + j];
        if (box_confidence >= thres_i8) {
          int     offset = (PROP_BOX_SIZE * a) * grid_len + i * grid_w + j;
          int8_t* in_ptr = input + offset;
          float   box_x  = sigmoid(deqnt_affine_to_f32(*in_ptr, zp, scale)) * 2.0 - 0.5;
          float   box_y  = sigmoid(deqnt_affine_to_f32(in_ptr[grid_len], zp, scale)) * 2.0 - 0.5;
          float   box_w  = sigmoid(deqnt_affine_to_f32(in_ptr[2 * grid_len], zp, scale)) * 2.0;
          float   box_h  = sigmoid(deqnt_affine_to_f32(in_ptr[3 * grid_len], zp, scale)) * 2.0;
          box_x          = (box_x + j) * (float)stride;
          box_y          = (box_y + i) * (float)stride;
          box_w          = box_w * box_w * (float)anchor[a * 2];
          box_h          = box_h * box_h * (float)anchor[a * 2 + 1];
          box_x -= (box_w / 2.0);
          box_y -= (box_h / 2.0);
 
          int8_t maxClassProbs = in_ptr[5 * grid_len];
          int    maxClassId    = 0;
          for (int k = 1; k < OBJ_CLASS_NUM; ++k) {
            int8_t prob = in_ptr[(5 + k) * grid_len];
            if (prob > maxClassProbs) {
              maxClassId    = k;
              maxClassProbs = prob;
            }
          }
          if (maxClassProbs>thres_i8){
            objProbs.push_back(sigmoid(deqnt_affine_to_f32(maxClassProbs, zp, scale))* sigmoid(deqnt_affine_to_f32(box_confidence, zp, scale)));
            classId.push_back(maxClassId);
            validCount++;
            boxes.push_back(box_x);
            boxes.push_back(box_y);
            boxes.push_back(box_w);
            boxes.push_back(box_h);
          }
        }
      }
    }
  }
  return validCount;
}
 
int post_process(int8_t* input0, int8_t* input1, int8_t* input2, int model_in_h, int model_in_w, float conf_threshold,
                 float nms_threshold, float scale_w, float scale_h, std::vector<int32_t>& qnt_zps,
                 std::vector<float>& qnt_scales, detect_result_group_t* group)
{
  static int init = -1;
  if (init == -1) {
    int ret = 0;
    ret     = loadLabelName(LABEL_NALE_TXT_PATH, labels);
    if (ret < 0) {
      return -1;
    }
 
    init = 0;
  }
  memset(group, 0, sizeof(detect_result_group_t));
 
  std::vector<float> filterBoxes;
  std::vector<float> objProbs;
  std::vector<int>   classId;
 
  // stride 8
  int stride0     = 8;
  int grid_h0     = model_in_h / stride0;
  int grid_w0     = model_in_w / stride0;
  int validCount0 = 0;
  validCount0 = process(input0, (int*)anchor0, grid_h0, grid_w0, model_in_h, model_in_w, stride0, filterBoxes, objProbs,
                        classId, conf_threshold, qnt_zps[0], qnt_scales[0]);
 
  // stride 16
  int stride1     = 16;
  int grid_h1     = model_in_h / stride1;
  int grid_w1     = model_in_w / stride1;
  int validCount1 = 0;
  validCount1 = process(input1, (int*)anchor1, grid_h1, grid_w1, model_in_h, model_in_w, stride1, filterBoxes, objProbs,
                        classId, conf_threshold, qnt_zps[1], qnt_scales[1]);
 
  // stride 32
  int stride2     = 32;
  int grid_h2     = model_in_h / stride2;
  int grid_w2     = model_in_w / stride2;
  int validCount2 = 0;
  validCount2 = process(input2, (int*)anchor2, grid_h2, grid_w2, model_in_h, model_in_w, stride2, filterBoxes, objProbs,
                        classId, conf_threshold, qnt_zps[2], qnt_scales[2]);
 
  int validCount = validCount0 + validCount1 + validCount2;
  // no object detect
  if (validCount <= 0) {
    return 0;
  }
 
  std::vector<int> indexArray;
  for (int i = 0; i < validCount; ++i) {
    indexArray.push_back(i);
  }
 
  quick_sort_indice_inverse(objProbs, 0, validCount - 1, indexArray);
 
  std::set<int> class_set(std::begin(classId), std::end(classId));
 
  for (auto c : class_set) {
    nms(validCount, filterBoxes, classId, indexArray, c, nms_threshold);
  }
 
  int last_count = 0;
  group->count   = 0;
  /* box valid detect target */
  for (int i = 0; i < validCount; ++i) {
    if (indexArray[i] == -1 || last_count >= OBJ_NUMB_MAX_SIZE) {
      continue;
    }
    int n = indexArray[i];
 
    float x1       = filterBoxes[n * 4 + 0];
    float y1       = filterBoxes[n * 4 + 1];
    float x2       = x1 + filterBoxes[n * 4 + 2];
    float y2       = y1 + filterBoxes[n * 4 + 3];
    int   id       = classId[n];
    float obj_conf = objProbs[i];
 
    group->results[last_count].box.left   = (int)(clamp(x1, 0, model_in_w) / scale_w);
    group->results[last_count].box.top    = (int)(clamp(y1, 0, model_in_h) / scale_h);
    group->results[last_count].box.right  = (int)(clamp(x2, 0, model_in_w) / scale_w);
    group->results[last_count].box.bottom = (int)(clamp(y2, 0, model_in_h) / scale_h);
    group->results[last_count].prop       = obj_conf;
    char* label                           = labels[id];
    strncpy(group->results[last_count].name, label, OBJ_NAME_MAX_SIZE);
 
    // printf("result %2d: (%4d, %4d, %4d, %4d), %s\n", i, group->results[last_count].box.left,
    // group->results[last_count].box.top,
    //        group->results[last_count].box.right, group->results[last_count].box.bottom, label);
    last_count++;
  }
  group->count = last_count;
 
  return 0;
}
 
void deinitPostProcess()
{
  for (int i = 0; i < OBJ_CLASS_NUM; i++) {
    if (labels[i] != nullptr) {
      free(labels[i]);
      labels[i] = nullptr;
    }
  }
}