Caffe原始碼閱讀(粗讀) 網路初始化

2021-07-25 09:27:44 字數 2237 閱讀 7683

最近打算看一看caffe實現的原始碼,因為發現好多任務作都是基於改動網路來實現自己的的目的。比如變更目標函式以及網路結構,以實現風格轉化或者達到更好的效果。此次閱讀**是按照caffe訓練這個線索進行的。在閱讀之前,可能需要了解一下caffe大概有哪些模組以及各個模組的大概作用,可以參考caffe各模組構成

caffe.bin

網路初始化

tools/caffe.cpp

這個是我們在訓練網路時用到的可執行檔案,其對應的原始碼為,其中main()函式首先對輸入引數進行解析,這裡邊用到了google的工具包gflags,引數會把linux下輸入的

./build/tools/caffe.bin train --solver=examples/mnist/lenet_solver.prototxt -gpu all

識別為兩部分,./build/tools/caffe.bin和train,然後前面帶」-「的自動識別為引數。之後在main()函式中呼叫getbrewfunction()函式啟動對應的函式(train,test,time),這些函式是通過registerbrewfunction()在編譯中把指向其的指標儲存到乙個map結構中。

接著,在train()函式中,首先讀取指定網路hyper parameters以及網路結構,這是由.proto格式的檔案定義的,這是一種類似xml和json的資料交換格式,且google有對應的工具包來生成對應的處理函式以及類。

caffe::readsolverparamsfromtextfileordie(flags_solver, &solver_param);

其中flags_solver是.proto檔案的位址,solverparameter的定義在src/caffe/proto/caffe.proto中,在編譯時,會產生乙個caffe.pb.cc和caffe.pb.h檔案,對應的就是其產生的類以及一些函式。在讀取到這些引數後,開始設定gpu/cpu模式,然後呼叫

solver(caffe::solverregistry::createsolver(solver_param));

函式初始化網路。

include/caffe/solver_factory.hpp

在上面呼叫的函式中,createsolver()函式是產生乙個creatorregistry的物件,這是乙個map結構,其key值是string,指定優化演算法,value是乙個指向solver類物件的指標。這個函式在返回的時候,會呼叫solver類的建構函式產生乙個solver類物件。然後上面的solver類物件solver通過預設的拷貝建構函式產生這個solver物件。

src/caffe/solver.cpp

在solver類的建構函式中,其會呼叫init()函式,這個函式中會呼叫其兩個成員函式inittrainnet()和inittestnets()。在solver這個類中,有net的類物件作為其成員變數,包括用於訓練的網路net_和用於測試的網路test_nets_。在上面的兩個函式內,這些物件會通過reset()函式複製由

net(const netparameter& param, const net* root_net);

建構函式產生的net類物件。

src/caffe/net.cpp

在net類的建構函式中,會呼叫類成員函式

init(const netparameter& in_param);

其會首先對網路的每層做一次過濾filternet(),比如對於訓練網路來說,accuracy網路層是不必要的,而起始的測試(訓練)網路的輸入層對訓練(測試)網路來說是不必要的。接著網路呼叫在++src/caffe/util/insert_splits.cpp++中定義的insertsplits()函式來根據情況產生一層網路。就是當網路層a的輸出會作為網路層b,c的輸入,那麼通過insertsplits()函式會產生一層split層,就是對共享輸入的層,在這些層前面加入一層split(參考)。

之後網路開始根據層數的多少設定輸入bottom和輸出top的大小,它們是存放在vector容器中的blob資料格式,其定義在blob類中,此地按下不表。對於每一層,用乙個for迴圈,設定層與層之間的連線,以及存放每層得到的殘差的記憶體空間,哪些層需要後向傳播,並統計記憶體消耗等。然後從後往前遍歷一遍網路,統計哪些blobs會涉及到網路損失的計算。並且對於剩餘的為處理分配的blobs,認定其為輸出。最後可能某些層之間會共享w和b的權重以及方差,所以需要呼叫shareweights()函式開啟一下,至此網路初始化完成。

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