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// Created by xinyang on 19-4-19.
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// 为了一时方便，使用循环和Eigen自行编写的CNN前向传播类。
// 没有显著的性能损失。
// 但类定义了网络结构，同时实现的操作较少，可扩展性较差

#ifndef _CLASSIFIER_H_
#define _CLASSIFIER_H_

#include <Eigen/Dense>
#include <opencv2/core/eigen.hpp>
#include <vector>
#include <string>
#include <opencv2/core.hpp>

using namespace std;
using namespace Eigen;

class Classifier {
private:
    bool state; // 标志分类器是否正确初始化

    // 所有网络参数
    vector<vector<MatrixXd>> conv1_w, conv2_w, conv3_w;
    vector<double> conv1_b, conv2_b, conv3_b;
    MatrixXd fc1_w, fc2_w;
    VectorXd fc1_b, fc2_b;
    // 读取网络参数的函数
    vector<vector<MatrixXd>> load_conv_w(const string &file);
    vector<double> load_conv_b(const string &file);
    MatrixXd load_fc_w(const string &file);
    VectorXd load_fc_b(const string &file);
    // 目前支持的所有操作
    MatrixXd softmax(const MatrixXd &input);
    MatrixXd relu(const MatrixXd &input);
    MatrixXd leaky_relu(const MatrixXd &input, float alpha);
    vector<vector<MatrixXd>> apply_bias(const vector<vector<MatrixXd>> &input, const vector<double> &bias);
    vector<vector<MatrixXd>> relu(const vector<vector<MatrixXd>> &input);
    vector<vector<MatrixXd>> leaky_relu(const vector<vector<MatrixXd>> &input, float alpha);
    vector<vector<MatrixXd>> max_pool(const vector<vector<MatrixXd>> &input, int size);
    vector<vector<MatrixXd>> mean_pool(const vector<vector<MatrixXd>> &input, int size);
    vector<vector<MatrixXd>> pand(const vector<vector<MatrixXd>> &input, int val);
    MatrixXd conv(const MatrixXd &filter, const MatrixXd &input);
    vector<vector<MatrixXd>> conv2(const vector<vector<MatrixXd>> &filter, const vector<vector<MatrixXd>> &input);
    MatrixXd flatten(const vector<vector<MatrixXd>> &input);

public:
    explicit Classifier(const string &folder);
    ~Classifier() = default;

    MatrixXd calculate(const vector<vector<MatrixXd>> &input);
    explicit operator bool() const;
    int operator()(const cv::Mat &image);
};


#endif /* _CLASSIFIER_H */