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
  72   // Delete existing graph
  73   delete[] _edge_lengths;
  74   delete _graph;
  75
  76   int nb_motions = 0, nb_exits = 0, nb_entrances = 0;
  77   for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
  78     if(_exits[l]) nb_exits++;
  79     if(_entrances[l]) nb_entrances++;
  80     for(int m = 0; m < _nb_locations; m++) {
  81       if(_allowed_motion[l][m]) nb_motions++;
  82     }
  83   }
  84
  85   int nb_vertices = 2 + 2 * _nb_time_steps * _nb_locations;
  86
  87   int nb_edges =
  88     _nb_locations * 2 +
  89     _nb_time_steps * (nb_exits + nb_entrances) +
  90     (_nb_time_steps - 1) * nb_motions +
  91     _nb_locations * _nb_time_steps;
  92
  93   int source = 0, sink = nb_vertices - 1;
  94   int *node_from = new int[nb_edges];
  95   int *node_to = new int[nb_edges];
  96   int e = 0;
  97
  98   _edge_lengths = new scalar_t[nb_edges];
  99
 100   // We put the in-node edges first, since these are the ones whose
 101   // lengths we will have to change according to the detection score
 102
 103   for(int t = 0; t < _nb_time_steps; t++) {
 104     for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 105       node_from[e] = 1 + (2 * (t + 0) + 0) * _nb_locations + l;
 106       node_to[e] =   1 + (2 * (t + 0) + 1) * _nb_locations + l;
 107       e++;
 108     }
 109   }
 110
 111   // We put the other edges after
 112
 113   for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 114     node_from[e] = source;
 115     node_to[e] = 1 + l + 0 * _nb_locations;
 116     _edge_lengths[e] = 0.0;
 117     e++;
 118   }
 119
 120   for(int t = 0; t < _nb_time_steps; t++) {
 121     for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 122       if(t == _nb_time_steps - 1) {
 123         node_from[e] = 1 + (2 * (t + 0) + 1) * _nb_locations + l;
 124         node_to[e] = sink;
 125         _edge_lengths[e] = 0.0;
 126         e++;
 127       } else {
 128         for(int k = 0; k < _nb_locations; k++) {
 129           if(_allowed_motion[l][k]) {
 130             node_from[e] = 1 + (2 * (t + 0) + 1) * _nb_locations + l;
 131             node_to[e] =   1 + (2 * (t + 1) + 0) * _nb_locations + k;
 132             _edge_lengths[e] = 0.0;
 133             e++;
 134           }
 135         }
 136       }
 137     }
 138   }
 139
 140   for(int t = 0; t < _nb_time_steps; t++) {
 141     for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 142       if(_entrances[l]) {
 143         node_from[e] = source;
 144         node_to[e] =   1 + (2 * (t + 0) + 0) * _nb_locations + l;
 145         _edge_lengths[e] = 0.0;
 146         e++;
 147       }
 148       if(_exits[l]) {
 149         node_from[e] =   1 + (2 * (t + 0) + 1) * _nb_locations + l;
 150         node_from[e] = sink;
 151         _edge_lengths[e] = 0.0;
 152         e++;
 153       }
 154     }
 155   }
 156
 157   _graph = new MTPGraph(nb_vertices, nb_edges,
 158                         node_from, node_to,
 159                         source, sink);
 160
 161   delete[] node_from;
 162   delete[] node_to;
 163 }
 164
 165 void Tracker::print_dot_graph(ostream *os) {
 166   _graph->print_dot(os);
 167 }
 168
 169 void Tracker::track() {
 170   int e = 0;
 171   for(int t = 0; t < _nb_time_steps; t++) {
 172     for(int l = 0; l < _nb_locations; l++) {
 173       _edge_lengths[e++] = - _detection_score[t][l];
 174     }
 175   }
 176
 177   _graph->find_best_paths(_edge_lengths);
 178   _graph->retrieve_disjoint_paths();
 179 }
 180
 181 int Tracker::nb_trajectories() {
 182   return _graph->nb_paths;
 183 }
 184
 185 int Tracker::trajectory_duration(int k) {
 186   return (_graph->paths[k]->length - 2) / 2;
 187 }
 188
 189 int Tracker::trajectory_location(int k, int time) {
 190   return (_graph->paths[k]->nodes[2 * time + 1] - 1) % _nb_locations;
 191 }