Caffe学习笔记——Caffe的三级结构(Blobs,Layers,Nets)

    xiaoxiao2023-06-01  3

    根据Caffe官方文档介绍,caffe大致可以分为三层结构blob,layer,net。数据的保存,交换以及操作都是以blob的形式进行的,layer是模型和计算的基础,net整和并连接layer。

    Blobs

    Blob是Caffe的基本数据结构,具有CPU和GPU之间同步的能力,它是4维的数组(Num, Channels, Height, Width)。 设Blob数据维度为 number N x channel K x height H x width W,Blob是row-major保存的,因此在(n, k, h, w)位置的值物理位置为((n * K + k) * H + h) * W + w,其中Number/N是batch size。 Blob同时保存了data和diff(梯度),访问data或diff有两种方法:

    12 const Dtype* cpu_data() const; //不修改值Dtype* mutable_cpu_data(); //修改值

    Blob会使用SyncedMem自动决定什么时候去copy data以提高运行效率,通常情况是仅当gnu或cpu修改后有copy操作,文档里面给了一个例子:

    12345678910111213 // Assuming that data are on the CPU initially, and we have a blob.const Dtype* foo;Dtype* bar;foo = blob.gpu_data(); // data copied cpu->gpu.foo = blob.cpu_data(); // no data copied since both have up-to-date contents.bar = blob.mutable_gpu_data(); // no data copied.// ... some operations ...bar = blob.mutable_gpu_data(); // no data copied when we are still on GPU.foo = blob.cpu_data(); // data copied gpu->cpu, since the gpu side has modified the datafoo = blob.gpu_data(); // no data copied since both have up-to-date contentsbar = blob.mutable_cpu_data(); // still no data copied.bar = blob.mutable_gpu_data(); // data copied cpu->gpu.bar = blob.mutable_cpu_data(); // data copied gpu->cpu.

    (顺便查了下一直有疑问foo是什么意思。。)

    Layer

    所有的Pooling,Convolve,apply nonlinearities等操作都在这里实现。在Layer中input data用bottom表示output data用top表示。每一层定义了三种操作setup(Layer初始化), forward(正向传导,根据input计算output),backward(反向传导计算,根据output计算input的梯度)。forward和backward有GPU和CPU两个版本的实现。

    Net

    Net由一系列的Layer组成(无回路有向图DAG),Layer之间的连接由一个文本文件描述。模型初始化Net::Init()会产生blob和layer并调用Layer::SetUp。在此过程中Net会报告初始化进程。这里的初始化与设备无关,在初始化之后通过Caffe::set_mode()设置Caffe::mode()来选择运行平台CPU或GPU,结果是相同的。


    模型的格式

    模型定义在.prototxt文件中,训练好的模型在model目录下.binaryproto格式的文件中。模型的格式由caffe.proto定义。采用Google Protocol Buffer可以节省空间还有它对C++和Pyhton的支持也很好。

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