可變形部件模型Deformable Part Models(DPM)是非常經典的目標檢測演算法，由Felzenszwalb提出，本文介紹如何在windows下執行Felzenszwalb給出的DPM演算法的star-cascade版本voc-release4.01-star-cascade，相比於基本版本voc-release4.01，star-cascade版本增加了PCA降維，檢測速度可提高十幾倍。

       有關Deformable Part Model參見論文

同樣，Felzenszwalb給出的star-cascade DPM也只能在Linux或Mac系統上執行，我們可以對其進行一些修改，使之可以在Windows的Matlab上跑起來。

 我的環境：Win7 + Matlab R2012b(其中配置VS2010中的c++編譯器)

首先，在作者的網站上下載原始碼，由於star-cascade必須在DPM的基本版本之上執行，所以還需要下載對應的DPM原始碼，我這裡用的都是第4版，即voc-release4.01 和 voc-release4.01-star-cascade。下載完成後首先要在Windows上把voc-release4.01跑起來，詳見這篇文章：

下載完voc-release4.01-star-cascade後，將star-cascade資料夾解壓到voc-release4.01資料夾中(因為要在DPM之上執行)。發現其中有很多“._”開頭的檔案，這些是Linux或Mac系統上使用的(具體我也不是很懂)，全部刪掉，windows下用不到。其子資料夾data中的._開頭的檔案也可以刪掉。

然後用notepad++或其他編輯器開啟README，看看說明。README中說先進入star-cascade資料夾，編譯原始碼，然後退回到voc-release4目錄執行。在Linux下可以直接執行作者寫好的Makefile檔案進行編譯，在windows上我們需要手動編譯。開啟Makefile檔案，大體上看一看，發現需要編譯cascade.cc，model.cc和fconv_var_dim.cc三個檔案，接下來嘗試用mex進行編譯，看看會遇到什麼錯誤。

步驟1 編譯cascade.cpp和model.cpp

首先將cascade.cc，model.cc，fconv_var_dim.cc這三個檔案的副檔名都改為.cpp，否則windows中無法識別cc檔案。然後將matlab的工作目錄定位到star-cascade資料夾。cascade.cpp和model.cpp需要同時編譯，在matlab命令列中輸入：

1. >> mex cascade.cpp model.cpp  

1. \voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(6) : fatal error C1083: Cannot open include file: 'sys/time.h': No such file or directory   
2.   D:\PROGRA~1\MATLAB\R2012B\BIN\MEX.PL: Error: Compile of 'cascade.cpp' failed.   
3. Error using mex (line 206)  
4. Unable to complete successfully.  

1. voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(21) : error C2079: 'tv' uses undefined struct 'timer::tic::timeval'   
2. voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(22) : error C3861: 'gettimeofday': identifier not found   
3. voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(23) : error C2228: left of '.tv_sec' must have class/struct/union type is 'int'   
4. voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(23) : error C2228: left of '.tv_usec' must have class/struct/union type is 'int'   
5. voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(28) : error C2079: 'tv' uses undefined struct 'timer::toc::timeval'   
6. voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(29) : error C3861: 'gettimeofday': identifier not found   
7. voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(30) : error C2228: left of '.tv_sec' must have class/struct/union type is 'int'   
8. voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\timer.h(30) : error C2228: left of '.tv_usec' must have class/struct/union type is 'int'   

1. #ifndef _TIMER_H_
2. #define _TIMER_H_
3. #include <string>
4. #include <sstream>
5. //#include <sys/time.h> //windows下的time.h中沒有timeval定義
6. #include<windows.h> //windows下代替<sys/time.h>
7. #include<time.h> //windows下代替<sys/time.h>
8. usingnamespace std;  
9. //windows下沒有gettimeofday函式，從網上找的一個替代函式
10. int gettimeofday(struct timeval *tp, void *tzp)  
11. {  
12.     time_t clock;  
13.     structtmtm;  
14.     SYSTEMTIME wtm;  
15.     GetLocalTime(&wtm);  
16.     tm.tm_year     = wtm.wYear - 1900;  
17.     tm.tm_mon     = wtm.wMonth - 1;  
18.     tm.tm_mday     = wtm.wDay;  
19.     tm.tm_hour     = wtm.wHour;  
20.     tm.tm_min     = wtm.wMinute;  
21.     tm.tm_sec     = wtm.wSecond;  
22.     tm. tm_isdst    = -1;  
23.     clock = mktime(&tm);  
24.     tp->tv_sec = clock;  
25.     tp->tv_usec = wtm.wMilliseconds * 1000;  
26.     return (0);  
27. }  
28. class timer {  
29. public:  
30.   timer(string timer_name) {  
31.     name = timer_name;  
32.     total_time = 0;  
33.     calls = 0;  
34.   };  
35.   ~timer() {};  
36.   void tic() {  
37.     struct timeval tv;  
38.     gettimeofday(&tv, NULL);  
39.     last_time = (double)tv.tv_sec + 1e-6*(double)tv.tv_usec;  
40.     calls++;  
41.   };  
42.   void toc() {  
43.     struct timeval tv;  
44.     gettimeofday(&tv, NULL);  
45.     double cur_time = (double)tv.tv_sec + 1e-6*(double)tv.tv_usec;  
46.     total_time += cur_time - last_time;  
47.   };  
48.   constchar *msg() {  
49.     ostringstream oss;  
50.     oss << "timer '" << name   
51.         << "' = " << total_time << " sec in "
52.         << calls << " call(s)";  
53.     return oss.str().c_str();  
54.   };  
55.   void mexPrintTimer() {  
56.     mexPrintf("timer '%s' = %f sec in %d call(s)\n", name.c_str(), total_time, calls);  
57.   };  
58.   double getTotalTime() {  
59.     return total_time;  
60.   };  
61. private:  
62.   string name;  
63.   int calls;  
64.   double last_time;  
65.   double total_time;  
66. };  
67. #endif

1. cascade.cpp(116) : error C2065: 'INFINITY' : undeclared identifier   
2. cascade.cpp(130) : error C2065: 'INFINITY' : undeclared identifier   
3. cascade.cpp(170) : error C2065: 'INFINITY' : undeclared identifier   
4. cascade.cpp(216) : error C2065: 'INFINITY' : undeclared identifier   
5. cascade.cpp(217) : error C2065: 'INFINITY' : undeclared identifier   
6. cascade.cpp(218) : error C2065: 'INFINITY' : undeclared identifier   
7. cascade.cpp(219) : error C2065: 'INFINITY' : undeclared identifier   

1. //INFINITY是Linux下的無窮大標誌，windows下沒有，自己定義一個
2. #define INFINITY 0xFFFFFFFFF

步驟2 編譯fconv_var_dim.cpp

在matlab命令列中輸入：

1. >> mex fconv_var_dim.cpp  

1. fconv_var_dim.cpp(2) : fatal error C1083: Cannot open include file: 'pthread.h': No such file or directory   
2.   D:\PROGRA~1\MATLAB\R2012B\BIN\MEX.PL: Error: Compile of 'fconv_var_dim.cpp' failed.   
3. Error using mex (line 206)  
4. Unable to complete successfully.  

將pthread.h的目錄新增到環境變數，嫌麻煩的話直接把pthread.h放到VS2010安裝目錄的include資料夾中。再次編譯，提示：

1. C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\INCLUDE\pthread.h(299) : fatal error C1083: Cannot open include file: 'sched.h': No such file or directory   
2.   D:\PROGRA~1\MATLAB\R2012B\BIN\MEX.PL: Error: Compile of 'fconv_var_dim.cpp' failed.   
3. Error using mex (line 206)  
4. Unable to complete successfully.  

1. \voc-release4.01-star-cascade\star-cascade\fconv_var_dim.cpp(77) : error C4716: 'process' : must return a value   
2.   D:\PROGRA~1\MATLAB\R2012B\BIN\MEX.PL: Error: Compile of 'fconv_var_dim.cpp' failed.   
3. Error using mex (line 206)  
4. Unable to complete successfully.  

1. fconv_var_dim.cpp(128) : error C2664: 'pthread_create' : cannot convert parameter 3 from 'void (__cdecl *)(void *)' to 'void *(__cdecl *)(void *)'   
2.         None of the functions with this name in scope match the target type   
3.   D:\PROGRA~1\MATLAB\R2012B\BIN\MEX.PL: Error: Compile of 'fconv_var_dim.cpp' failed.   
4. Error using mex (line 206)  
5. Unable to complete successfully.  

1. if (pthread_create(&ts[i], NULL, process, (void *)&td[i]))  

怎麼辦呢，到這裡我也沒轍了。

翻牆去google上查，偶然發現一個大牛的個人主頁，他做了star-cascade DPM演算法的改進，網頁上有原始碼下載，使用說明裡有句話：

The distribution comes with precomputed mex files for 64-bit windows, linux and mac systems.也就是說他為64位的windows、linux和mac系統編譯好了檔案，那麼他的原始碼會不會是win32上的呢，趕緊下載下來一看，果真，他提供了win32版本的和MacOSX版本的原始碼，而且也是基於voc-release4進行改進的。所以，我們可以下載 上的dtbb_1.zip原始碼，解壓後，進入star-cascade目錄，可以看到幾個cc檔案都為64位系統mex編譯好了，真是良心啊。

.mexa64是給linux-64編譯好的，.mexmaci64是給Mac-64編譯好的，.mexw64是為win-x64編譯好的。所以，如果你是64位系統，就不用編譯了，人家已經給弄好啦。我們編譯完成後，會生成一個字尾為.mexw32的檔案，這個檔案可以看做c++和matlab之間的一個介面，可以在matlab中呼叫，實現matlab和c++混合程式設計。

再仔細看看，發現他寫了個makefile_windows.m檔案，方便windows使用者快速編譯，其實裡面也就兩句話：

1. mex cascade.cc model.cpp  
2. mex fconv_var_dim.cpp  

1. #ifdef MThread
2. thread_exit(NULL);  
3. #else
4. eturn NULL;  
5. #endif

1. #ifdef MThread
2.  (pthread_create(&ts[i], NULL, process, (void *)&td[i]))  
3.         mexErrMsgTxt("Error creating thread");    
4. #else
5.     process((void *)&td[i]);  
6.     mxSetCell(plhs[0], i, td[i].mxC);  
7. #endif

步驟3 執行star-cascade

將matlab的工作目錄返回到voc-release4.01，先輸入命令：

1. addpath star-cascade  

將star-cascade加入搜尋目錄，然後呼叫cascade_demo，就可以看到檢測結果啦。