Caffe代码导读（0）：路线图

Caffe代码导读（0）：路线图

【Caffe是什么？】

Caffe是一个深度学习框架，以代码整洁、可读性强、运行速度快著称。代码地址为：https://github.com/BVLC/caffe

【博客目的】

从接触Caffe、编译运行、阅读代码、修改代码一路走来，学习到不少内容，包括深度学习理论，卷积神经网络算法实现，数学库MKL，计算机视觉库OpenCV，C++模板类使用，CUDA程序编写……

本博客目的是为初学者清除代码阅读中的障碍，结合官网文档、融入个人理解、注重动手实践。

【如何开始】

在开始阅读Caffe代码之前，应该做好下面几件事：

（1）下载Caffe源码；

（2）配置开发环境（安装CUDA、OpenCV、boost、leveldb、lmdb、Python等，安装步骤参考http://tutorial.caffe.berkeleyvision.org/installation.html）；

（3）编译；

（4）运行例子（如MNIST、CIFAR10、ImageNet等）；

【路线图】

（1）Caffe源码阅读路线图应该是从CAFFE_ROOT/src/caffe/proto/caffe.proto开始，了解各类数据结构，主要是内存对象和序列化磁盘文件的一一对应关系，知道如何从磁盘Load一个对象到内存，以及如何将内存对象Save到磁盘，中间的过程实现都是由Protobuf自动完成的。

（2）第二步就是看头文件，不用急于去看cpp文件，先理解整个框架。Caffe中类数目众多，但脉络十分清晰。在Testing时，最外层的类是Caffe::Net，包含了多个Caffe::Layer对象，而Layer对象派生出神经网络多种不同层的类（DataLayer, ConvolutionLayer, InnerProductionLayer, AccurancyLayer等），每层会有相应的输入输出（Blob对象）以及层的参数（可选，Blob对象）；Blob中包括了SyncedMemory对象，统一了CPU和GPU存储器。自顶向下去看这些类，结合理论知识很容易掌握使用方法。

（3）第三步就是有针对性地去看cpp和cu文件了。一般而言，Caffe框架不需要修改，只需要增加新的层实现即可。例如你想自己实现卷积层，只需从ConvolutionLayer派生一个新类MyConvolutionLayer，然后将几个虚函数改成自己的实现即可。所以这一阶段关注点在算法上，而不是源码本身。

（4）第四步就很自由了，可以编写各类工具，集成到Caffe内部。在CAFFE_ROOT/tools/下面有很多实用工具，可以根据需要修改。例如从训练好的模型中抽取参数进行可视化可以用Python结合matplot实现。

（5）接下来，如果想更深层次学习，最好是自己重新写一遍Caffe（时间充裕的情况）。跳出现有的框架，重新构建自己的框架，通过对比就能学到更多内容。