tracker.cc

   1
   2 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   3 // This program is free software: you can redistribute it and/or modify  //
   4 // it under the terms of the version 3 of the GNU General Public License //
   5 // as published by the Free Software Foundation.                         //
   6 //                                                                       //
   7 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but   //
   8 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of            //
   9 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU      //
  10 // General Public License for more details.                              //
  11 //                                                                       //
  12 // You should have received a copy of the GNU General Public License     //
  13 // along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  //
  14 //                                                                       //
  15 // Written by and Copyright (C) Francois Fleuret                         //
  16 // Contact <francois.fleuret@idiap.ch> for comments & bug reports        //
  17 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18
  19 #include "tracker.h"
  20
  21 #include <iostream>
  22
  23 using namespace std;
  24
  25 Tracker::Tracker(int nb_time_steps, int nb_locations) {
  26   _nb_locations = nb_locations;
  27   _nb_time_steps = nb_time_steps;
  28   _detection_score = allocate_array<scalar_t>(_nb_time_steps, _nb_locations);
  29   _allowed_motion = allocate_array<int>(_nb_locations, _nb_locations);
  30   _entrances = new int[_nb_locations];
  31   _exits = new int[_nb_locations];
  32
  33   for(int l = 0; l < nb_locations; l++) {
  34     _entrances[l] = 0;
  35     _exits[l] = 0;
  36     for(int m = 0; m < nb_locations; m++) {
  37       _allowed_motion[l][m] = 0;
  38     }
  39   }
  40
  41   _edge_lengths = 0;
  42   _graph = 0;
  43 }
  44
  45 Tracker::~Tracker() {
  46   delete[] _edge_lengths;
  47   delete _graph;
  48   deallocate_array<scalar_t>(_detection_score);
  49   deallocate_array<int>(_allowed_motion);
  50   delete[] _exits;
  51   delete[] _entrances;
  52 }
  53
  54 void Tracker::set_allowed_motion(int from_location, int to_location, int v) {
  55   _allowed_motion[from_location][to_location] = v;
  56 }
  57
  58 void Tracker::set_as_entrance(int location, int v) {
  59   _entrances[location] = v;
  60 }
  61
  62 void Tracker::set_as_exit(int location, int v) {
  63   _exits[location] = v;
  64 }
  65
  66 void Tracker::set_detection_score(int time, int location, scalar_t score) {
  67   _detection_score[time][location] = score;
  68 }
  69
  70 void Tracker::build_graph() {
  71   // Delete existing graph
  72   delete[] _edge_lengths;
  73   delete _graph;
  74
  75   int nb_motions = 0, nb_exits = 0, nb_entrances = 0;
  76   for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
  77     if(_exits[l]) nb_exits++;
  78     if(_entrances[l]) nb_entrances++;
  79     for(int m = 0; m < _nb_locations; m++) {
  80       if(_allowed_motion[l][m]) nb_motions++;
  81     }
  82   }
  83
  84   int nb_vertices = 2 + 2 * _nb_time_steps * _nb_locations;
  85
  86   int nb_edges =
  87     _nb_locations * 2 +
  88     (_nb_time_steps - 2) * (nb_exits + nb_entrances) +
  89     (_nb_time_steps - 1) * nb_motions +
  90     _nb_locations * _nb_time_steps;
  91
  92   int source = 0, sink = nb_vertices - 1;
  93   int *node_from = new int[nb_edges];
  94   int *node_to = new int[nb_edges];
  95   int e = 0;
  96
  97   _edge_lengths = new scalar_t[nb_edges];
  98
  99   // We put the in-node edges first, since these are the ones whose
 100   // lengths we will have to change according to the detection score
 101
 102   for(int t = 0; t < _nb_time_steps; t++) {
 103     for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 104       node_from[e] = 1 + (2 * (t + 0) + 0) * _nb_locations + l;
 105       node_to[e] =   1 + (2 * (t + 0) + 1) * _nb_locations + l;
 106       e++;
 107     }
 108   }
 109
 110   // We put the other edges after
 111   for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 112     node_from[e] = source;
 113     node_to[e] = 1 + l + 0 * _nb_locations;
 114     _edge_lengths[e] = 0.0;
 115     e++;
 116   }
 117
 118   for(int t = 0; t < _nb_time_steps; t++) {
 119     for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 120       if(t == _nb_time_steps - 1) {
 121         node_from[e] = 1 + (2 * (t + 0) + 1) * _nb_locations + l;
 122         node_to[e] = sink;
 123         _edge_lengths[e] = 0.0;
 124         e++;
 125       } else {
 126         for(int k = 0; k < _nb_locations; k++) {
 127           if(_allowed_motion[l][k]) {
 128             node_from[e] = 1 + (2 * (t + 0) + 1) * _nb_locations + l;
 129             node_to[e] =   1 + (2 * (t + 1) + 0) * _nb_locations + k;
 130             _edge_lengths[e] = 0.0;
 131             e++;
 132           }
 133         }
 134       }
 135     }
 136   }
 137
 138   for(int t = 1; t < _nb_time_steps-1; t++) {
 139     for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 140       if(_entrances[l]) {
 141         node_from[e] = source;
 142         node_to[e] =   1 + (2 * (t + 0) + 0) * _nb_locations + l;
 143         _edge_lengths[e] = 0.0;
 144         e++;
 145       }
 146       if(_exits[l]) {
 147         node_from[e] =   1 + (2 * (t + 0) + 1) * _nb_locations + l;
 148         node_to[e] = sink;
 149         _edge_lengths[e] = 0.0;
 150         e++;
 151       }
 152     }
 153   }
 154
 155   _graph = new MTPGraph(nb_vertices, nb_edges,
 156                         node_from, node_to,
 157                         source, sink);
 158
 159   delete[] node_from;
 160   delete[] node_to;
 161 }
 162
 163 void Tracker::print_dot_graph(ostream *os) {
 164   _graph->print_dot(os);
 165 }
 166
 167 void Tracker::track() {
 168   int e = 0;
 169   for(int t = 0; t < _nb_time_steps; t++) {
 170     for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 171       _edge_lengths[e++] = - _detection_score[t][l];
 172     }
 173   }
 174
 175   _graph->find_best_paths(_edge_lengths);
 176   _graph->retrieve_disjoint_paths();
 177
 178 #ifdef VERBOSE
 179   for(int p = 0; p < _graph->nb_paths; p++) {
 180     Path *path = _graph->paths[p];
 181     cout << "PATH " << p << " [length " << path->length << "] " << path->nodes[0];
 182     for(int n = 1; n < path->length; n++) {
 183       cout << " -> " << path->nodes[n];
 184     }
 185     cout << endl;
 186   }
 187 #endif
 188 }
 189
 190 int Tracker::nb_trajectories() {
 191   return _graph->nb_paths;
 192 }
 193
 194 int Tracker::trajectory_entrance_time(int k) {
 195   return (_graph->paths[k]->nodes[1] - 1) / (2 * _nb_locations);
 196 }
 197
 198 int Tracker::trajectory_duration(int k) {
 199   return (_graph->paths[k]->length - 2) / 2;
 200 }
 201
 202 int Tracker::trajectory_location(int k, int time) {
 203   return (_graph->paths[k]->nodes[2 * time + 1] - 1) % _nb_locations;
 204 }