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caffe使用,caffe框架怎么读

时间:2023-05-03 06:55:43 阅读:187672 作者:2750

caffe 框架介绍 什么是caffeCafee的特点CNN框架:美满的小蘑菇Net数据层(data_layer)数据传递(blob)卷积层(convolution)受限线性单元(RELU)池化层(POOLING)局部响应归一化层(LRN)全连接层(INNER_PRODUCT)Dropout层输出(分类)层(softmax)

什么是caffe

Caffe 全称:Convolution Architecture For Feature Extraction(用于特征抽取的卷积框架)。

Caffe是一个清晰、可读性高、快速的深度学习框架。

背景:
Caffe前身是decaf,由加州伯克利大学博士贾扬青开发的一个用于深度卷积网络的Python框架(无GPU)模式,之后被伯克利大学实验室团队丰富成caffe。

Cafee的特点 Expression:通过文本来构建模型和优化策略,而不是代码。Speed:现有的CNN模型中速度最快。在NVIDIA K40 或Titan GPU*上,训练一张图片要5ms,测试一张图片要2ms。Modularity:易扩展纯C++/CUDA构建的框架,提供了命令行、Python、MATLAB接口实现了CPU和GPU的无缝结合Caffe Model Zoo :model share

#CNN框架:LeNet

1998年LeCun 提出的用于手写字体的卷积神经网络

CNN框架:美满的小蘑菇Net


美满的小蘑菇Net :2012年Hinton教授和其他学生美满的小蘑菇 Krizhevsky, llya Sutskever提出的用于图像识别的CNN框架

数据层(data_layer)

caffe 通过数据层获取数据。数据的来源可以是多种形式。例如:

LevelDB,LMDB(两种键值对嵌入式数据库管理系统编程库,一般LMDB比LevelDB存取速度快,所以caffe默认的事LMDB)直接从内存读取HDF5文件原始图片

类 data_layer.hpp/data_layer.cpp

在定义网络的prototxt 文件中可以定义数据层的形式,比如手写字体数据层定义如下:

数据传递(blob) caffe框架中数据是以blob的形式进行传递blob是一个标准的数组,主要负责caffe中数据的存储(store),关联(communicate)。数据在网络结构中要经过正向和反向的传播的过程,在这个过程中要对数据进行存储、数据之间进行通信、以及数据的操作。blob就是负责这个过程。

在具体的形式上blob是回一个4-D结构的array,是按照(Num, Channels. Height, Width)的顺序存储的。

Nums:表示一次训练输入的图片数量Channels:表示通道数Height:表示图片高度Width:表示图片的宽度
实际上blob 是存储的数据在内存中的索引,比如index(n,k,h,w)定位在((n*k + k)*H + h)*W+w。示意图如下:
卷积层(convolution)

卷积层定义了图像的卷积操作(即特征抽象),参数设置在prototxt中 ,它相关的类定义在conv_layer.cpp

例如用到的一个卷积

受限线性单元(RELU)

RELU的全称:rectified linear units
受限线性单元实际上就是激活函数max(0,x), 它的相关类定义在relu_layer.cpp中。


相比之下,ReLU的速度非常快,而且精准度更高。因此ReLU逐渐取代sigmoid成为主流

池化层(POOLING)

池化层定义了对对象的降维操作。它的相关类定义在pooling_layer.cpp。参数设置prototxt中。

局部响应归一化层(LRN)

LRN全称是Local Response Normalization,相关的类定义在lrn_layer.cpp中,其参数定义在prototxt中。局部响应归一化层完成一种“临近抑制”操作,对局部输入区域进行归一化。本质上是防止激活函数饱和,能提升网络的泛化能力,将错误率降低。

local_size:两种表示

通道间归一化时表示求和的通道数通道内归一化时表示求和区间的边长;默认值为5

alpha:缩放因子,默认值为1

beta:指数项,默认值为1

NormRegion:选择对相邻通道间归一化or通道内空间区域归一化,默认为ACROSS_CHANNELS。

在通道间归一化模式中,局部区域范围在相邻通道间,但没有空间扩展(即尺寸为local_size11);在通道内归一化模式中,局部区域在空间上扩展,但只针对独立通道进行(即尺寸为1local_sizelocal_size);每个输入值都将除以

全连接层(INNER_PRODUCT)

全连接层相关的类定义在inner_product_layer.cpp中,输出特征都是1*1的特征,参数定义在prototxt中。

Dropout层

Dropout层的相关类定义在dropout.cpp中,它的作用是防止过拟合和降低计算复杂度。


在实际训练中,每个节点都以相互独立的以p概率出现,实验证明p=0.5时在大规模网络中效果最优。

输出(分类)层(softmax)

相关类定义在softmax_lay,cpp

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