caffe参数详解

 转载自:https://blog.csdn.net/qq_14845119/article/details/54929389

solver.prototxt

net:训练预测的网络描述文件,train_test.prototxt

test_initialization:取值为true或者false,默认为true,就是刚启动就进行测试,false的话不进行第一次的测试。

test_iter:在测试的时候,需要迭代的次数,即test_iter* batchsize(测试集的)>=测试集的大小,测试集的 batchsize可以在prototxt文件里设置。

test_interval:训练的时候,每迭代test_interval次就进行一次测试。

base_lr:基础学习速率。

gamma:调节学习速率的因子

power:调节学习速率需要用到的参数

stepsize:每隔stepsize降低学习速率,每隔stepsize,基础学习速率*gamma

stepvalue: "multistep"学习策略需要用到的参数,每到stepvalue,按"step"的方式调整学习速率

lr_policy:

"fixed":固定学习速率,始终等于base_lr

"step":步进衰减,base_lr*gamma^(floor(iter/stepsize))

"exp":指数衰减,base_lr*gamma^(iter)

"inv":倒数衰减,base_lr*(1+gamma*iter)^(-power)

"multistep":多步衰减,与步进衰减类似,允许非均匀步进值(stepvalue)

"ploy":多项式衰减,在max_iter时达到0,base_lr*(1-iter/max_iter)^(power)

"sigmoid":S形衰减,base_lr*(1/(1+exp^(-gamma*(iter-stepsize))))

display:每display次打印一次Loss

max_iter:训练的最大迭代次数

momentum:冲量,灵感来自于牛顿第一定律,基本思路是为寻优加入了惯性的影响,这样一来,当误差曲面中存在平坦区的时候,SGD可以更快的速度学习。

weight_decay:权衰量,

snapshot:迭代snapshot次,打印一次快照,即保存一次*.caffemodel,*.solverstate

snapshot_prefix:快照,*.caffemodel,*.solverstate保存的位置

solver_mode:训练模式,可选,CPU,GPU,2种模式

train_test.prototxt

数据层参数:

data:数据层

type:数据属性,包含3种格式,1种是Data,输入格式为LMDB,LEVELDB,另一种是ImageData,输入格式为*.txt,txt中格式为,路径图片 类别标签,第三种为HDF5Data,该格式支持频谱图、特征向量的输入,

ps:matlab生成HDF5步骤,假设每个特征向量为512维,输入1000个特征向量

% 创建HDF5文件,包含datalabel两个变量,数据类型是caffe支持的float型数据
h5create('train.h5','/data',[1 1 512 1000],'Datatype','single');
h5create('train.h5','/label',[1 1 1 1000],'Datatype','single');
%reshape: width x height x channels x num,注意MATLAB读数据是列优先,是和C++里面相反的。所以写数据的时候也要倒着写。
train_data  = reshape(train_data,[1 1 512 1000]);
train_label = reshape(train_label,[1 1 1 1000]);
h5write('train.h5' ,'/data' , single(train_data));
h5write('train.h5' ,'/label', single(train_label));

HDF5Data-layer参数,

layer {
  name: "data"
  type: "HDF5Data"
  top: "data"
  top: "label"
  include {
    phase: TRAIN
  }
  hdf5_data_param {
  source: "train.txt"
  batch_size: 128
  shuffle: true
  }
}

train.txt内容,shuffle只对H5文件进行乱序,而每个H5文件内部的顺序不动,

train1.h5
train2.h5
...

mean_value:训练图片需要减去的均值,一般为127.5

scale:数据变换使用的数据缩放因子

mirror:是否做镜像操作,可选,true,false

crop_size:crop变换的大小

mean_file:均值文件

source:数据源地址,可以是LMDB或者txt格式的文件

batchsize:批量读取的图片数目

shuffle:是否要打乱图片顺序,使不同类别交叉排列,可选,true,false

backend:数据格式,可选参数,LMDB,LEVELDB

rand_skip:跳过开头的 rand_skip * rand(0,1)个数据,通常在异步随机梯度下降法里使用

卷基层参数:

Convolution:卷基层

lr_mult: 学习率,但是最终的学习率需要乘以 solver.prototxt 配置文件中的 base_lr .

如果有两个 lr_mult, 则第一个表示 weight 的学习率,第二个表示 bias 的学习率 
一般 bias 的学习率是 weight 学习率的2倍

blobs_lr:lr_mult意思一样,有的配置文件也这么写

decay_mult:权值衰减,为了避免模型的over-fitting,需要对cost function加入规范项。

weight_decaydecay_mult意思一样,有的配置文件也这么写

kernel_size:卷积核的大小。如果核的长和宽不等,需要用 kernel_h 和 kernel_w 分别设定卷积

stride: 卷积核的步长,默认为1。也可以用stride_h和stride_w来设置。

pad: 扩充边缘,默认为0,不扩充。

扩充的时候是左右、上下对称的,比如卷积核的大小为5*5,那么pad设置为2,则四个边缘都扩充2个像素,即宽度和高度都扩充了4个像素,这样卷积运算之后的特征图就不会变小。 也可以通过pad_h和pad_w来分别设定。

weight_filter:权值初始化。默认为“constant”,值全为0,很多时候我们用”xavier”算法来进行初始化,也可以设置为”gaussian”

weight_filler {
      type: "constant"
      value:0
    }
weight_filler {
      type: "xavier"
    }
weight_filler {
    type: "gaussian"
    std: 0.01
}

bias_filter:偏置项的初始化。一般设置为”constant”,值全为0

bias_filler {
      type: "constant"
      value: 0
    }

bias_term:是否开启偏置项,默认为true,开启

group:默认为1,如果大于1,那么将每个滤波器都限定只与某个输入的子集有关联。换句话说,将输入分为group组,同时将输出也分为group组。那么第i组输出只与第i组输入有关。

dilation:atrous(hole algorithms),RFCN中的亮点,可以增大map,提高对小目标的检测。详细可以参考RestNet-res3a,RestNet-OHEM。

 

AbsVal:使用 abs(x)函数计算每个输入数据 x 的输出

Power:使用函数(shift + scale * x) ^ power 计算每个输入数据 x的输出

power_param {
  power: 1
  scale: 1
  shift: 0
}

BNLL:使用函数log(1 + exp(x)) 计算每个输入数据 x 的输出

Dropout:防止模型过拟合;训练模型时,随机让网络某些隐含层节点的权重不工作,

dropout_param { 
    dropout_ratio: 0.5 #丢弃数据的概率
} 

Eltwise:将2个bottom合并为1个top,合并的方式为,PRODUCT(点乘), SUM(相加减) 和 MAX(取大值),其中SUM是默认操作

bottom相加:

eltwise_param {
    operation: SUM
  }

bottom相减:

eltwise_param {
    operation: SUM
    coeff:1
    coeff:-1
  }

bottom取大值:

eltwise_param { 
    operation: MAX
  }

InnerProduct:也就是全连接层,fully_connected (fc)layer,主要实现,C←αA×B+βCAM*K维矩阵,BK*N维矩阵,CM*N维矩阵,缺点就是,使用包含全连接层的模型(如AlexNet)必须使用固定大小的输入,有时这是非常不合理的,因为必须对输入图片进行变形

lr_multdecay_multweight_filterbias_filter

Split:将blob复制为n份,分给不同的Layer,所有Layer共享该blob,实现为1个bottom,n个top

Slice:输入1个bottom,输出n个top,将blob中的数据切分为n份,假设input的维度是N*5*H*W,tops输出的维度分别为N*1*H*W ,N*2*H*W, N*1*H*W, N*1*H*W 。 
这里需要注意的是,如果有slice_point,slice_point的个数一定要等于top的个数减一。 
axis表示要进行分解的维度,0为N(num)上分解,1为C(channel)上分解。 
slice_point的作用是将axis按照slic_point 进行分解。 
slice_point没有设置的时候则对axis进行均匀分解。

slice_param {
    axis: 1
    slice_point: 1
    slice_point: 3
    slice_point: 4
  }

Concat:将多个layer进行组合拼接,输入为n个bottom,输出为1个top,例如,输入k个blob为,n_i*c_i*h*w,则,

axis=0,输出为(n_1+n_2+……+n_k)*c_i*h*w,

axis=1,输出为n_i*(c_1+c_2+……c_k)*h*w,

axis表示要进行分解的维度,0为N(num)上拼接,1为C(channel)上拼接。

concat_param{
    axis:1
}

Reduction:将某个维度缩减至1维,方法可以是sum、mean、asum、sumsq。

axis表示要进行缩减的维度,0为N(num)上缩减,1为C(channel)上缩减。

reduction_param {  
    axis: 0  
    } 

Flatten: 把一个输入的大小为n * c * h * w变成一个简单的向量,其大小为 n * (c*h*w) * 1 * 1。

Reshape:  改变blob的维度,而不改变其自身的数据,每个blob为4维,故有4个dim参数,0代表不改变维度的值,-1代表由caffe计算出值,正数代表将维度更改为对应的值

reshape_param { 
shape { 
    dim: 0 # copy the dimension from below 
    dim: 2 
    dim: 3 
    dim: -1 # infer it from the other dimensions 
    } 
} 

Crop:输入两个blob,将bottom[0] 按照bottom[1]的尺寸进行剪裁,

axis=0,1,2,3分别表示为N,C,H,W;默认axis等于2,即默认从H开始裁剪(裁剪H和W);可以只设置1个,也可以为每个dimension分别设置,

offset表示裁剪时的偏移量,

crop_param { 
    axis: 2 
    offset: 5 
} 

BatchNorm:batch归一化层,需要和Scale层一起使用,即一个BatchNorm后面跟一个Scale,use_global_stats训练的时候设置为false,这时caffe会基于当前batch计算均值和方差,测试的时候设置为true,此时会强制使用模型中存储的均值和方差参数。

batch_norm_param{
    use_global_stats:true
}

Scale:

scale_param{
    bias_term:true
}

LRN(Local ResponseNormalization):AlexNet的产物,后期感觉对performance提升意义不大,local_size ,默认为5,对于cross channel LRN为需要求和的邻近channel的数量,对于within channel LRN为需要求和的空间区域的边长

alpha ,默认为1,scaling参数

beta ,默认为 5,指数

norm_region,默认为ACROSS_CHANNELS,

选择LRN实现的方法:

1. ACROSS_CHANNELS ,输出大小为localsize×1×1,

2. WITHIN_CHANNEL,输出大小为1×localsize×localsize,

lrn_param{
    local_size:5
    alpha:0.0001
    beta:0.75
}

激活层参数:

ReLU:非线性层,使用ReLU作为激活函数,对于给定的一个输入值x,如果x > 0,ReLU层的输出为x,如果x < 0,ReLU层的输出为0,可选参数negative_slope,此参数使得x <0时,ReLU层的输出为negative_slope * x,类似于PReLU的功能,RELU层支持原址计算(in-place)

relu_param{ 
    negative_slope: [默认:0] 
} 

PReLU: 非线性层,使用PReLU作为激活函数,在负半轴的输出乘以一个系数,而这个系数是可学习的(你可以为其指定学习率),其中value是系数的初始值,channel_shared指定是否在各个通道间共享这个系数。

prelu_param { 
filler: { 
    value: 0.33 #: 默认为0.25 
} 
    channel_shared: false 
} 

TanH: 使用 tanh(x)函数作为激活函数计算每个输入数据 x的输出

损失层参数:

SoftmaxWithLoss:类似svm,用于分类的层,输入blob为ip和label,这里注意label要从0开始(2个bottom),输出blob为loss(1个top),用于单标签多分类任务,各概率相互不独立,总和为1,这里需要注意一下,softmax有一个默认的隐含的参数,loss_weight,默认该值为1,所以大部分的时候,尤其是只有1个Loss的时候是不写这个的。但是当有多个Loss的时候,loss_weight的设置就很有必要了,例如下面的center_loss

SigmoidCrossEntropyLoss:S形交叉熵损失,用于目标概率分布和多标签多分类任务,各概率相互独立

layer{
name:"loss"
type:" SigmoidCrossEntropyLoss"
bottom:"loss3/classifier"
bottom:"label"
top:"loss"
}

EuclideanLoss:欧式距离损失,适用于实数值回归问题,

layer{
name:"loss"
type:" EuclideanLoss "
bottom:"loss3/classifiersigmoid"
bottom:"label"
top:"loss"
}

HingeLoss:铰链损失,norm支持L1,L2,默认norm为L1,

# L1 Norm
layer {
name: "loss"
type: "HingeLoss"
bottom: "pred"
bottom: "label"
}
# L2 Norm
layer {
name: "loss"
type: "HingeLoss"
bottom: "pred"
bottom: "label"
top: "loss"
hinge_loss_param {
    norm: L2
  }
}

ContrastiveLoss:Siamese双生猫中提出的损失,用于人脸识别中,deepid2中也有使用

layer {
  name: "loss"
  type: "ContrastiveLoss"
  bottom: "feat"
  bottom: "feat_p"
  bottom: "sim"
  top: "loss"
  contrastive_loss_param {
    margin: 1
  }
} 

TripletLoss:FaceNet中提出的三元组,用于人脸识别

CenterLoss:caffeFace提出的损失,用于人脸识别,起到增大类间距离,减少类类距离

layer {
  name: "center_loss"
  type: "CenterLoss"
  bottom: "fc5"
  bottom: "label"
  top: "center_loss"
  param {
    lr_mult: 1
    decay_mult: 2 
  }
  center_loss_param {
    num_output: 10572
    center_filler {
      type: "xavier"
    }
  }
  loss_weight: 0.008
}

池化层参数:

Pooling:池化层

pool:池化方法,默认为MAX。目前可用的方法有 MAX AVESTOCHASTIC

kernel_size:池化的核大小

stride:池化的步长

准确率层参数

Accuracy:分类准确率层,只在test阶段有效,输入blob为的ip和label(2个bottom),输出blob为accuracy(1个top)

可选参数,top_k表示前几正确率

accuracy_param {
    top_k: 5
  }

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转载自www.cnblogs.com/llfctt/p/9204890.html