本篇博客的内容已经全部过时失效,需要caffe windows版的可以直接安装官方教程(https://github.com/BVLC/caffe/tree/windows)安装,也可以按照我的github(https://github.com/happynear/caffe-windows) 中的说明来安装,以后的更新都会在github上进行,本篇博客不会再更新,敬请谅解。
需要用到的东西我已经帮大家全部准备好了,有2016年2月4日刚刚从caffe官方master分支fork过来的源代码:https://www.github.com/happynear/caffe-windows。有我自己亲手制作的第三方库 http://pan.baidu.com/s/1bSzvKa,在源码的根目录下建立个3rdparty文件夹,把文件解压进去就可以了。
解压好之后,要将3rdparty/bin文件夹添加到环境变量的PATH中,这样才能让程序找到这些第三方库的dll。
最后是CUDA和MKL了,MKL是可选的,大家可以去Intel官方申请,如果不用cpu模式的话其实也无所谓,在第三方库包中我还提供了openblas的库文件。
我使用的是CUDA 7.5版,建议大家也安装这个版本。
编译非常简单,分为以下几步:
1、双击./src/caffe/proto/extract_proto.bat
批处理文件来生成caffe.pb.h
和caffe.pb.cc
两个c++文件,和caffe_pb2.py
这个Python使用的文件。
2、打开./buildVS2013/MainBuilder.sln
,打开之后切换编译模式至Release X64模式。如果打开之后显示加载失败,可能你的CUDA版本和我的不一致,我的是CUDA 7.5版,这时就要用记事本打开./buildVS2013
目录下各个文件夹内的.vcxproj文件,搜索CUDA 7.5,把这个7.5换成你自己的CUDA版本,就可以正常打开了。
另外,如果你的显卡比较老或者没有显卡,请使用./build_cpu_only/MainBuilder.sln
。
3、点上边工具栏中的绿色三角编译吧。编译大概需要半小时左右,请耐心等待。
如果要用matlab wrapper来提取特征、观察训练好的权重的话呢,只需要把matcaffe项目里面的matlab目录修改成你自己的,然后编译,你就能从matlab/+caffe/private文件夹里面找到一个叫caffe_.mexw64的文件啦。
python的wrapper类似,把pycaffe项目里的python目录改成你自己的(我用的是Anaconda),就能在python/caffe文件夹中生成_caffe.pyd的python dll文件。
到 http://pan.baidu.com/s/1mgl9ndu 下载已经转换好的MNIST的leveldb数据文件,解压至./examples/mnist文件夹中,然后运行根目录下的run_mnist.bat即可开始训练,训练日志会保存在./log文件夹中,以INFO开头,txt格式的日志文件中。
ps:如果你编译成功的话,不要忘了给我的github工程点个star!
2015/02/25 微软制作了一个caffe的windows版,他们更加专业,做出来的solution更加容易维护,第三方库完全由Nuget进行管理,几乎不用配置什么东西,建议大家都去尝试一下:https://github.com/Microsoft/caffe 。
2015/12/09 我总结了一下比较常见的问题,写在 https://github.com/happynear/caffe-windows/blob/master/FAQ.md 里,而且未来会持续更新,如果碰到问题请先查看这个FAQ列表。
2015/09/14 Caffe现在支持单机多GPU啦,直接在caffe命令后面加--gpu=all
或--gpu=0,1
即可使用多个GPU进行训练。
如果使用多gpu训练,不要直接点cmd窗口的X,最好使用Ctrl+C
来终止程序,不然显卡驱动有时候会崩溃。
还有如果要在训练中途存一个snapshot,可以用Ctrl+Break
。
因此一个正常的终止训练的操作是:
先Ctrl+Break
保存当前工作状态,然后Ctrl+C
终止训练。
2015/08/18 lmdb现在已经可以使用了,不过磁盘必须是NTFS格式的才可以。有需要的请到http://pan.baidu.com/s/1dDHbbgP 下载,并覆盖掉3rdparty/lib
中同名的文件,然后右键各个工程->仅用于项目->仅链接 即可,无需重新生成。
2015/08/08 有很多人报告(包括我自己)cuDNN v3 的速度比v2慢很多,因此master分支被我回滚回v2版本了,所幸cuDNN向下兼容,所以无需再次下载第三方库。
2015/08/06 新版caffe-windows上线了,由于vs2012编译速度太慢,从这个版本开始,不再对vs2012提供支持。
2015/07/07 现在caffe也支持VS2013了,第三方库全部更新至最新版本。请从 http://pan.baidu.com/s/1sj3IvzZhttp://pan.baidu.com/s/1i390tZB下载并替换掉原有的build文件夹,其他步骤与先前版本一致。如果发现bug,烦请反馈给我,留言或在github上提issue均可。
2015/06/07 添加Insanity Layer(即randomized leaky rectified linear units),我也不知道为什么叫Insanity。。论文上说效果比PReLU还好些。
2015/06/05 将Caffe版本更新至6月5日的master分支,与上一版最大的不同在于matlab接口更加丰富,cudnn更新至v2版,所以要重新下载第三方库。
2015/06/05 Batch Normalization更新至新版,现在的默认mnist测试文件即为使用了Batch Normalization层的版本。
2015/05/29 发现上个版本的lmdb.lib使用了别人在vs2013下编译的版本,现改为vs2012版;
2015/05/29 添加了提取任意层特征的matlab接口,使用方法:
例如: f = caffe('get_features', H, 'conv51,pool5');
返回的f为2*1的cell类型,里面记录了层的名称和该层的特征。
现在有了更好的方法来获得每层特征,该函数不再更新。请参见新版matlab
第二篇博客:http://blog.csdn.net/sinat_30071459/article/details/50974695
1)在看完第一篇博客之后,说明的你windows下的caffe环境已经配置完成
2)现在根据下面的这个博客修改caffeLib文件
本文假设你已经安装CUDA,CUDA版本是7.5。
caffe.pb.h
和caffe.pb.cc
两个c++文件,和caffe_pb2.py
这个python使用的文件。然后,用vs2013打开./buildVS2013/MainBuilder.sln,打开之后切换编译模式至Release X64模式。如果你的CUDA版本不是7.5,打开之后可能显示加载失败,这时就要用记事本打开./buildVS2013/MSVC/MainBuilder.vcxproj,搜索CUDA 7.5,把这个7.5换成你自己的CUDA版本,就可以正常打开了。
Matcaffe项目:
附加包含目录:
附加库目录:
Pycaffe项目:
附加包含目录:
附加库目录:
设置好之后,右键caffelib,生成。
最后,可以删除那些不需要的文件或文件夹,如我的caffe-windows-master内只留下:
也可以下载我封装好的代码,可通过链接下载:http://download.csdn.net/detail/sinat_30071459/9568131 是一个txt文件,因为csdn上传限制,代码上传到了百度云,txt里面有百度云链接。下载解压后将Classification\CLassificationDLL\bin加入环境变量,然后加入你的模型文件即可。
1)根据第二篇博客修改完caffeLib之后,如果要进行分类任务的话,需要进行下面的配置
2)下载一个训练好的caffemodel,或者子集训练一个caffemodel
这里主要参考了如何快糙好猛地在windows下编译caffe及并使用其matlab和python接口,下面详述本人的安装过程。
提前说明下,本人的安装环境是windows+vs2013+cuda7.5。首先是happynear准备好的caffe源码https://www.github.com/happynear/caffe-windows。
其次是happynear制作的第三方库http://pan.baidu.com/s/1bSzvKa。
将第三方库中的内容解压至caffe源码中的3rdparty文件夹中,并将3rdparty/bin文件夹添加至环境变量path中,方便程序找到第三方库的dll。
进入caffe-windows-master目录。
所谓的matlab wrapper编译,其实就是matcaffe这个工程的编译。
首先,将该工程设置为启动项目,右击属性。
classification.cpp是在.\example\classification目录中的。在windows中用VS编译还是挺麻烦的,所以在这里也记录一下,关键还是其中的依赖库的配置。这里因为是自己不断实验,不断看网上仅有的例子摸索出来的,所以方法有点笨拙。
我的方法是,在caffe工程中,新建classification.cpp,将那个classification.cpp复制到这里,然后排除caffe.cpp,编译。这样就省去了环境配置的麻烦,但缺点是生成的exe仍在.\bin中,但文件名为caffe,把我之前编译生成的caffe.exe覆盖了。
使用该classification.cpp生成的.exe跑demo时,首先得下好下面的文件:
bvlc_reference_caffenet.caffemodel
imagenet_mean.binaryproto和synset_words.txt
上面三个文件我都将它们放在了.\models\bvlc_reference_caffenet文件夹中,所以最后在cmd中的命令句是
.bin\caffe.exe
.\models\bvlc_reference_caffenet\deploy.prototxt
.\models\bvlc_reference_caffenet\bvlc_reference_caffenet.caffemodel
.\models\bvlc_reference_caffenet\imagenet_mean.binaryproto
.\models\bvlc_reference_caffenet\synset_words.txt
.\examples\images\cat.jpg
//后面5个均为caffe.exe的参数
如此完成了该classification的demo。
此时,拷贝下面的代码,然后编译就可以了:
#include
#ifdef USE_OPENCV
#include
#include
#include
#endif // USE_OPENCV
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#ifdef USE_OPENCV
using namespace caffe; // NOLINT(build/namespaces)
using std::string;
/* Pair (label, confidence) representing a prediction. */
typedef std::pair Prediction;
class Classifier {
public:
Classifier(const string& model_file,
const string& trained_file,
const string& mean_file,
const string& label_file);
std::vector Classify(const cv::Mat& img, int N = 5);
private:
void SetMean(const string& mean_file);
std::vector Predict(const cv::Mat& img);
void WrapInputLayer(std::vector* input_channels);
void Preprocess(const cv::Mat& img,
std::vector* input_channels);
private:
shared_ptr > net_;
cv::Size input_geometry_;
int num_channels_;
cv::Mat mean_;
std::vector labels_;
};
Classifier::Classifier(const string& model_file,
const string& trained_file,
const string& mean_file,
const string& label_file) {
#ifdef CPU_ONLY
Caffe::set_mode(Caffe::CPU);
#else
Caffe::set_mode(Caffe::GPU);
#endif
/* Load the network. */
net_.reset(new Net(model_file, TEST));
net_->CopyTrainedLayersFrom(trained_file);
CHECK_EQ(net_->num_inputs(), 1) << "Network should have exactly one input.";
CHECK_EQ(net_->num_outputs(), 1) << "Network should have exactly one output.";
Blob* input_layer = net_->input_blobs()[0];
num_channels_ = input_layer->channels();
CHECK(num_channels_ == 3 || num_channels_ == 1)
<< "Input layer should have 1 or 3 channels.";
input_geometry_ = cv::Size(input_layer->width(), input_layer->height());
/* Load the binaryproto mean file. */
SetMean(mean_file);
/* Load labels. */
std::ifstream labels(label_file.c_str());
CHECK(labels) << "Unable to open labels file " << label_file;
string line;
while (std::getline(labels, line))
labels_.push_back(string(line));
Blob* output_layer = net_->output_blobs()[0];
CHECK_EQ(labels_.size(), output_layer->channels())
<< "Number of labels is different from the output layer dimension.";
}
static bool PairCompare(const std::pair& lhs,
const std::pair& rhs) {
return lhs.first > rhs.first;
}
/* Return the indices of the top N values of vector v. */
static std::vector Argmax(const std::vector& v, int N) {
std::vector > pairs;
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
pairs.push_back(std::make_pair(v[i], i));
std::partial_sort(pairs.begin(), pairs.begin() + N, pairs.end(), PairCompare);
std::vector result;
for (int i = 0; i < N; ++i)
result.push_back(pairs[i].second);
return result;
}
/* Return the top N predictions. */
std::vector Classifier::Classify(const cv::Mat& img, int N) {
std::vector output = Predict(img);
N = std::min(labels_.size(), N);
std::vector maxN = Argmax(output, N);
std::vector predictions;
for (int i = 0; i < N; ++i) {
int idx = maxN[i];
predictions.push_back(std::make_pair(labels_[idx], output[idx]));
}
return predictions;
}
/* Load the mean file in binaryproto format. */
void Classifier::SetMean(const string& mean_file) {
BlobProto blob_proto;
ReadProtoFromBinaryFileOrDie(mean_file.c_str(), &blob_proto);
/* Convert from BlobProto to Blob */
Blob mean_blob;
mean_blob.FromProto(blob_proto);
CHECK_EQ(mean_blob.channels(), num_channels_)
<< "Number of channels of mean file doesn't match input layer.";
/* The format of the mean file is planar 32-bit float BGR or grayscale. */
std::vector channels;
float* data = mean_blob.mutable_cpu_data();
for (int i = 0; i < num_channels_; ++i) {
/* Extract an individual channel. */
cv::Mat channel(mean_blob.height(), mean_blob.width(), CV_32FC1, data);
channels.push_back(channel);
data += mean_blob.height() * mean_blob.width();
}
/* Merge the separate channels into a single image. */
cv::Mat mean;
cv::merge(channels, mean);
/* Compute the global mean pixel value and create a mean image
* filled with this value. */
cv::Scalar channel_mean = cv::mean(mean);
mean_ = cv::Mat(input_geometry_, mean.type(), channel_mean);
}
std::vector Classifier::Predict(const cv::Mat& img) {
Blob* input_layer = net_->input_blobs()[0];
input_layer->Reshape(1, num_channels_,
input_geometry_.height, input_geometry_.width);
/* Forward dimension change to all layers. */
net_->Reshape();
std::vector input_channels;
WrapInputLayer(&input_channels);
Preprocess(img, &input_channels);
net_->ForwardPrefilled();
/* Copy the output layer to a std::vector */
Blob* output_layer = net_->output_blobs()[0];
const float* begin = output_layer->cpu_data();
const float* end = begin + output_layer->channels();
return std::vector(begin, end);
}
/* Wrap the input layer of the network in separate cv::Mat objects
* (one per channel). This way we save one memcpy operation and we
* don't need to rely on cudaMemcpy2D. The last preprocessing
* operation will write the separate channels directly to the input
* layer. */
void Classifier::WrapInputLayer(std::vector* input_channels) {
Blob* input_layer = net_->input_blobs()[0];
int width = input_layer->width();
int height = input_layer->height();
float* input_data = input_layer->mutable_cpu_data();
for (int i = 0; i < input_layer->channels(); ++i) {
cv::Mat channel(height, width, CV_32FC1, input_data);
input_channels->push_back(channel);
input_data += width * height;
}
}
void Classifier::Preprocess(const cv::Mat& img,
std::vector* input_channels) {
/* Convert the input image to the input image format of the network. */
cv::Mat sample;
if (img.channels() == 3 && num_channels_ == 1)
cv::cvtColor(img, sample, CV_BGR2GRAY);
else if (img.channels() == 4 && num_channels_ == 1)
cv::cvtColor(img, sample, CV_BGRA2GRAY);
else if (img.channels() == 4 && num_channels_ == 3)
cv::cvtColor(img, sample, CV_BGRA2BGR);
else if (img.channels() == 1 && num_channels_ == 3)
cv::cvtColor(img, sample, CV_GRAY2BGR);
else
sample = img;
cv::Mat sample_resized;
if (sample.size() != input_geometry_)
cv::resize(sample, sample_resized, input_geometry_);
else
sample_resized = sample;
cv::Mat sample_float;
if (num_channels_ == 3)
sample_resized.convertTo(sample_float, CV_32FC3);
else
sample_resized.convertTo(sample_float, CV_32FC1);
cv::Mat sample_normalized;
cv::subtract(sample_float, mean_, sample_normalized);
/* This operation will write the separate BGR planes directly to the
* input layer of the network because it is wrapped by the cv::Mat
* objects in input_channels. */
cv::split(sample_normalized, *input_channels);
CHECK(reinterpret_cast(input_channels->at(0).data)
== net_->input_blobs()[0]->cpu_data())
<< "Input channels are not wrapping the input layer of the network.";
}
int main(int argc, char** argv)
{
/*if (argc != 6)
{
std::cerr << "Usage: " << argv[0]<< " deploy.prototxt network.caffemodel"<< " mean.binaryproto labels.txt img.jpg" << std::endl;
std::system("pause");
return 1;
}*/
//caffe::GlobalInit(&argc, &argv);
//string model_file = argv[1];
//string trained_file = argv[2];
//string mean_file = argv[3];
//string label_file = argv[4];
string model_file = "F:\\caffeT\\caffe-windows-master\\models\\bvlc_reference_caffenet\\deploy.prototxt";
string trained_file = "F:\\caffeT\\caffe-windows-master\\models\\bvlc_reference_caffenet\\bvlc_reference_caffenet.caffemodel";
string mean_file = "F:\\caffeT\\caffe-windows-master\\models\\bvlc_reference_caffenet\\imagenet_mean.binaryproto";
string label_file = "F:\\caffeT\\caffe-windows-master\\models\\bvlc_reference_caffenet\\synset_words.txt";
Classifier classifier(model_file, trained_file, mean_file, label_file);
string file = "F:\\caffeT\\caffe-windows-master\\examples\\images\\cat.jpg";
std::cout << "---------- Prediction for "<< file << " ----------" << std::endl;
cv::Mat img = cv::imread(file, -1);
CHECK(!img.empty()) << "Unable to decode image " << file;
std::vector predictions = classifier.Classify(img);
/* Print the top N predictions. */
for (size_t i = 0; i < predictions.size(); ++i)
{
Prediction p = predictions[i];
std::cout << std::fixed << std::setprecision(4) << p.second << " - \""<< p.first << "\"" << std::endl;
std::system("pause");
}
}
#else
int main(int argc, char** argv)
{
LOG(FATAL) << "This example requires OpenCV; compile with USE_OPENCV.";
std::system("pause");
}
#endif // USE_OPENCV
运行结构如下所示,由于编译的文件比较多,所以时间挺长(CPU,3分钟之内):