Caffe——清晰高效的深度学习（Deep Learning）框架

Caffe（http://caffe.berkeleyvision.org/）是一个清晰而高效的深度学习框架，其作者是博士毕业于UC Berkeley的贾扬清（http://daggerfs.com/），他眼下在Google工作。

 Caffe是纯粹的C++/CUDA架构。支持命令行、Python和MATLAB接口；能够在CPU和GPU直接无缝切换：

Caffe::set_mode(Caffe::GPU);

Caffe的优势

1.     上手快：模型与对应优化都是以文本形式而非代码形式给出。

Caffe给出了模型的定义、最优化设置以及预训练的权重。方便马上上手。

2.     速度快：可以执行最优秀的模型与海量的数据。

Caffe与cuDNN结合使用。測试AlexNet模型，在K40上处理每张图片仅仅须要1.17ms.

3.     模块化：方便扩展到新的任务和设置上。

能够使用Caffe提供的各层类型来定义自己的模型。

4.     开放性：公开的代码和參考模型用于再现。

5.     社区好：能够通过BSD-2參与开发与讨论。

 

Caffe的网络定义

Caffe中的网络都是有向无环图的集合。能够直接定义：

name:"dummy-net"
layers {name: "data" …}
layers {name: "conv" …}
layers {name: "pool" …}
layers {name: "loss" …}

数据及其导数以blobs的形式在层间流动。

 

Caffe的各层定义

Caffe层的定义由2部分组成：层属性与层參数，比如

name:"conv1"
type:CONVOLUTION
bottom:"data"
top:"conv1"
convolution_param{
num_output:20
kernel_size:5
stride:1
weight_filler{
type: "xavier"
}
}

这段配置文件的前4行是层属性，定义了层名称、层类型以及层连接结构（输入blob和输出blob）；而后半部分是各种层參数。

 

Blob

Blob是用以存储数据的4维数组，比如

对于数据：Number*Channel*Height*Width

对于卷积权重：Output*Input*Height*Width

对于卷积偏置：Output*1*1*1

 

训练网络

网络參数的定义也很方便，能够任意设置对应參数。

甚至调用GPU运算仅仅须要写一句话：

solver_mode:GPU

Caffe的安装与配置

Caffe须要预先安装一些依赖项。首先是CUDA驱动。不论是CentOS还是Ubuntu都预装了开源的nouveau显卡驱动（SUSE没有这样的问题），假设不禁用。则CUDA驱动不能正确安装。以Ubuntu为例。介绍一下这里的处理方法，当然也有其它处理方法。

在sudo vi/etc/modprobe.d/blacklist.conf
添加一行 ：blacklist nouveau
sudoapt-get --purge remove xserver-xorg-video-nouveau #把官方驱动彻底卸载：
sudoapt-get --purge remove nvidia-*#清除之前安装的不论什么NVIDIA驱动
sudo service lightdm stop#进命令行，关闭Xserver
sudokill all Xorg

安装了CUDA之后。依次依照官网提示（http://caffe.berkeleyvision.org/installation.html）安装BLAS、OpenCV、Boost就可以。

 

Caffe跑跑MNIST试试

在Caffe安装文件夹之下。首先获得MNIST数据集：

#cddata/mnist
#sh get_mnist.sh

生成mnist-train-leveldb/ 和 mnist-test-leveldb/，把数据转化成leveldb格式：

# cdexamples/lenet 
#sh create_mnist.sh

训练网络:

</pre><pre name="code" class="cpp">#sh train_lenet.sh

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