tests/MobileNetSsdInferenceTest.hpp

   1 //
   2 // Copyright © 2017 Arm Ltd. All rights reserved.
   3 // SPDX-License-Identifier: MIT
   4 //
   5 #pragma once
   6
   7 #include "InferenceTest.hpp"
   8 #include "MobileNetSsdDatabase.hpp"
   9
  10 #include <boost/assert.hpp>
  11 #include <boost/log/trivial.hpp>
  12 #include <boost/numeric/conversion/cast.hpp>
  13 #include <boost/test/tools/floating_point_comparison.hpp>
  14
  15 #include <vector>
  16
  17 namespace
  18 {
  19
  20 template<typename Model>
  21 class MobileNetSsdTestCase : public InferenceModelTestCase<Model>
  22 {
  23 public:
  24     MobileNetSsdTestCase(Model& model,
  25                          unsigned int testCaseId,
  26                          const MobileNetSsdTestCaseData& testCaseData)
  27         : InferenceModelTestCase<Model>(model,
  28                                         testCaseId,
  29                                         { std::move(testCaseData.m_InputData) },
  30                                         { k_OutputSize1, k_OutputSize2, k_OutputSize3, k_OutputSize4 })
  31         , m_FloatComparer(boost::math::fpc::percent_tolerance(1.0f))
  32         , m_DetectedObjects(testCaseData.m_ExpectedDetectedObject)
  33     {}
  34
  35     TestCaseResult ProcessResult(const InferenceTestOptions& options) override
  36     {
  37         const std::vector<float>& output1 = boost::get<std::vector<float>>(this->GetOutputs()[0]); // bounding boxes
  38         BOOST_ASSERT(output1.size() == k_OutputSize1);
  39
  40         const std::vector<float>& output2 = boost::get<std::vector<float>>(this->GetOutputs()[1]); // classes
  41         BOOST_ASSERT(output2.size() == k_OutputSize2);
  42
  43         const std::vector<float>& output3 = boost::get<std::vector<float>>(this->GetOutputs()[2]); // scores
  44         BOOST_ASSERT(output3.size() == k_OutputSize3);
  45
  46         const std::vector<float>& output4 = boost::get<std::vector<float>>(this->GetOutputs()[3]); // valid detections
  47         BOOST_ASSERT(output4.size() == k_OutputSize4);
  48
  49         const size_t numDetections = boost::numeric_cast<size_t>(output4[0]);
  50
  51         // Check if number of valid detections matches expectations
  52         const size_t expectedNumDetections = m_DetectedObjects.size();
  53         if (numDetections != expectedNumDetections)
  54         {
  55             BOOST_LOG_TRIVIAL(error) << "Number of detections is incorrect: Expected (" <<
  56                 expectedNumDetections << ")" << " but got (" << numDetections << ")";
  57             return TestCaseResult::Failed;
  58         }
  59
  60         // Extract detected objects from output data
  61         std::vector<DetectedObject> detectedObjects;
  62         const float* outputData = output1.data();
  63         for (unsigned int i = 0u; i < numDetections; i++)
  64         {
  65             // NOTE: Order of coordinates in output data is yMin, xMin, yMax, xMax
  66             float yMin = *outputData++;
  67             float xMin = *outputData++;
  68             float yMax = *outputData++;
  69             float xMax = *outputData++;
  70
  71             DetectedObject detectedObject(
  72                 output2.at(i),
  73                 BoundingBox(xMin, yMin, xMax, yMax),
  74                 output3.at(i));
  75
  76             detectedObjects.push_back(detectedObject);
  77         }
  78
  79         std::sort(detectedObjects.begin(), detectedObjects.end());
  80         std::sort(m_DetectedObjects.begin(), m_DetectedObjects.end());
  81
  82         // Compare detected objects with expected results
  83         std::vector<DetectedObject>::const_iterator it = detectedObjects.begin();
  84         for (unsigned int i = 0; i < numDetections; i++)
  85         {
  86             if (it == detectedObjects.end())
  87             {
  88                 BOOST_LOG_TRIVIAL(error) << "No more detected objects found! Index out of bounds: " << i;
  89                 return TestCaseResult::Abort;
  90             }
  91
  92             const DetectedObject& detectedObject = *it;
  93             const DetectedObject& expectedObject = m_DetectedObjects[i];
  94
  95             if (detectedObject.m_Class != expectedObject.m_Class)
  96             {
  97                 BOOST_LOG_TRIVIAL(error) << "Prediction for test case " << this->GetTestCaseId() <<
  98                     " is incorrect: Expected (" << expectedObject.m_Class << ")" <<
  99                     " but predicted (" << detectedObject.m_Class << ")";
 100                 return TestCaseResult::Failed;
 101             }
 102
 103             if(!m_FloatComparer(detectedObject.m_Confidence, expectedObject.m_Confidence))
 104             {
 105                 BOOST_LOG_TRIVIAL(error) << "Confidence of prediction for test case " << this->GetTestCaseId() <<
 106                     " is incorrect: Expected (" << expectedObject.m_Confidence << ")  +- 1.0 pc" <<
 107                     " but predicted (" << detectedObject.m_Confidence << ")";
 108                 return TestCaseResult::Failed;
 109             }
 110
 111             if (!m_FloatComparer(detectedObject.m_BoundingBox.m_XMin, expectedObject.m_BoundingBox.m_XMin) ||
 112                 !m_FloatComparer(detectedObject.m_BoundingBox.m_YMin, expectedObject.m_BoundingBox.m_YMin) ||
 113                 !m_FloatComparer(detectedObject.m_BoundingBox.m_XMax, expectedObject.m_BoundingBox.m_XMax) ||
 114                 !m_FloatComparer(detectedObject.m_BoundingBox.m_YMax, expectedObject.m_BoundingBox.m_YMax))
 115             {
 116                 BOOST_LOG_TRIVIAL(error) << "Detected bounding box for test case " << this->GetTestCaseId() <<
 117                     " is incorrect";
 118                 return TestCaseResult::Failed;
 119             }
 120
 121             ++it;
 122         }
 123
 124         return TestCaseResult::Ok;
 125     }
 126
 127 private:
 128     static constexpr unsigned int k_Shape       = 10u;
 129
 130     static constexpr unsigned int k_OutputSize1 = k_Shape * 4u;
 131     static constexpr unsigned int k_OutputSize2 = k_Shape;
 132     static constexpr unsigned int k_OutputSize3 = k_Shape;
 133     static constexpr unsigned int k_OutputSize4 = 1u;
 134
 135     boost::math::fpc::close_at_tolerance<float> m_FloatComparer;
 136     std::vector<DetectedObject>                 m_DetectedObjects;
 137 };
 138
 139 template <typename Model>
 140 class MobileNetSsdTestCaseProvider : public IInferenceTestCaseProvider
 141 {
 142 public:
 143     template <typename TConstructModelCallable>
 144     explicit MobileNetSsdTestCaseProvider(TConstructModelCallable constructModel)
 145         : m_ConstructModel(constructModel)
 146     {}
 147
 148     virtual void AddCommandLineOptions(boost::program_options::options_description& options) override
 149     {
 150         namespace po = boost::program_options;
 151
 152         options.add_options()
 153             ("data-dir,d", po::value<std::string>(&m_DataDir)->required(),
 154              "Path to directory containing test data");
 155
 156         Model::AddCommandLineOptions(options, m_ModelCommandLineOptions);
 157     }
 158
 159     virtual bool ProcessCommandLineOptions(const InferenceTestOptions &commonOptions) override
 160     {
 161         if (!ValidateDirectory(m_DataDir))
 162         {
 163             return false;
 164         }
 165
 166         m_Model = m_ConstructModel(commonOptions, m_ModelCommandLineOptions);
 167         if (!m_Model)
 168         {
 169             return false;
 170         }
 171         std::pair<float, int32_t> qParams = m_Model->GetInputQuantizationParams();
 172         m_Database = std::make_unique<MobileNetSsdDatabase>(m_DataDir.c_str(), qParams.first, qParams.second);
 173         if (!m_Database)
 174         {
 175             return false;
 176         }
 177
 178         return true;
 179     }
 180
 181     std::unique_ptr<IInferenceTestCase> GetTestCase(unsigned int testCaseId) override
 182     {
 183         std::unique_ptr<MobileNetSsdTestCaseData> testCaseData = m_Database->GetTestCaseData(testCaseId);
 184         if (!testCaseData)
 185         {
 186             return nullptr;
 187         }
 188
 189         return std::make_unique<MobileNetSsdTestCase<Model>>(*m_Model, testCaseId, *testCaseData);
 190     }
 191
 192 private:
 193     typename Model::CommandLineOptions m_ModelCommandLineOptions;
 194     std::function<std::unique_ptr<Model>(const InferenceTestOptions &,
 195                                          typename Model::CommandLineOptions)> m_ConstructModel;
 196     std::unique_ptr<Model> m_Model;
 197
 198     std::string m_DataDir;
 199     std::unique_ptr<MobileNetSsdDatabase> m_Database;
 200 };
 201
 202 } // anonymous namespace