人工智能深度学习Caffe框架介绍,优秀的深度学习架构

news/2024/7/7 13:23:36 标签: python, 数据结构与算法, 嵌入式

在深度学习领域,Caffe框架是人们无法绕过的一座山。这不仅是因为它无论在结构、性能上,还是在代码质量上,都称得上一款十分出色的开源框架。更重要的是,它将深度学习的每一个细节都原原本本地展现出来,大大降低了人们学习研究和开发的难度。

一、从Caffe的开发中了解到的用户需求:
深度学习的框架总会不断改变,Caffe也会有被新框架代替的一天。但是在开发Caffe的过程中,贾扬清发现大家喜欢的框架其实有着很多相似的地方,这些闪光点拥有很长的生命周期,发现并掌握人们这些共同偏好将为以后开发新的框架积累经验。
Caffe之所以广受欢迎可能是因为有以下的四个特点:
  1、 稳定的模型架构
  Caffe通过Protobuf来定义一个网络的结构,而这个由Google开源的库具有优秀的版本兼容性。随着Caffe的框架源码的不断更新迭代,之前定义的网络结构依然能兼容解析,模型仍然能正确加载运行。
  2、较好的设备抽象
  合理的设备抽象能够精简代码,提高框架适用性。在这方面Caffe做了比较好的尝试,模型的训练和使用与不同的平台耦合比较低,只要平台能解析网络结构并读取二进制的模型参数,就能运行该模型。这样大大拓展了框架的应用范围,自然更加符合用户的使用需求。
  3、清晰的说明教程
  如何让首次接触到框架的人通过说明教程就能最快地熟悉运用,这对于一个新面世的框架来说尤为重要。以Caffe为例,用户只需要将官方文档的例子跑一遍,基本就能清楚Caffe的操作过程和细节,这给它的广泛传播提供了最坚实的基础。
  4、开放的模型仓库
  目前Caffe还维护了一个Model Zoo, 许多论文的作者会将模型发布到这里,其它用户可以利用这些材料轻松地将模型复现,还可以在github上参与开发讨论,从而更深入地学习实践。

二、现有深度学习框架的侧重点:
  1、人们的需求多种多样,目前,还没有任何一种深度学习的框架能够满足人们所有的需求。对于工业界而言,从业者看重的是框架的稳定性强、数据量大、速度快、容易进行数据整合等。
  2、对于学术界来说,学者们更希望框架容易调试、灵活性要强、迭代要快。因此,比照现有深度学习框架的特点,Theano、Torch可能会更加适合学术界,而D4J等可能就要更适合工业界一些,至于Caffe、Tensorflow等为代表的框架则是介于二者之间。
  
三、对未来机器学习框架设计的一些思考:
  1、使用计算图 (computation graph)
  Caffe框架在实现网络的forward, backward, update时,是通过Solver, Net, Layer之间递进地逐步回调对应的forward, backward, update来实现的,在加入并行化之后,为了用计算来覆盖数据传输的时间,这些回调的运用会变得相对复杂。
  因此,目前许多框架都在往computation graph的风格上偏移。这种基于computation graph的深度学习框架不仅在网络的更新方面更加直接,而且在并行方面,无论是数据并行方式还是模型并行方式,都能做到接近线性的提速。大家未来也可以在这个方向做些尝试。
  2、高效方便地输入数据
  对于Caffe用户而言,首要问题便是如何导入数据。尤其是在算法比较简单时,保证数据输入的高效性将成为制约模型的首要因素。之前进行的某个项目里,在8个GPU(Titan X)上训练AlexNet,需要达到每秒钟处理1600张图片(3.14GB/s)的要求。甚至对于另外一些模型而言,还需要更多的吞吐量。如果数据接口没有做好,是绝对无法达到这样的要求的。
  3、更快的速度
  网络结构实现需要在灵活性和速度上进行权衡,这种权衡可以体现在框架设计的粗细粒度上。例如一个Inception的结构,是做成像Caffe这样通过各个层的累积来形成,还是直接由Conv2D, BiasAdd, Relu这样的基本计算来直接构造一个Inception结构。这样不同粗细粒度的构建方法体现了整个框架对速度或是灵活性的权衡。
  另外,对于底层的实现,最好用硬件供应商提供的数值计算库,比如CuDNN, MKL-DNN,Accelerate,Eigen,NNPack等。
  4、 可移植性
  要提升框架的实用价值,就必须提升其训练出的模型的可移植性。换句话说,也就是要让框架训练出的模型具有平台无关性,包括了系统层面(windows、linux、android、iOS、OS X等)及硬件层面(CPU、GPU、FPGA、ARM等)。这就必须使得设计出的模型更加轻量。

-----------------------------------------

人工智能范畴及深度学习主流框架

工业机器人,家用机器人这些只是人工智能的一个细分应用而已。
图像识别,语音识别,推荐算法,NLP自然语言,广告算法,预测算法,数据挖掘,无人驾驶、医疗咨询机器人、聊天机器人,这些都属于人工智能的范畴。

人工智能现在用到的基础算法是深度学习里面的神经网络算法,具体应用场景有不同的专业算法
实际上很多细分领域的,差别还是很多的
机器人的对运动控制算法,图像识别算法要求比较高
像alphaGo,推荐算法,语音识别这些就主要靠深度学习算法和大数据训练了

深度学习的开源框架现在主流的有:caffeonspark(微软), tensorflow(google),Theano,dl4j, Torch,Keras
caffeonspark用在视觉图片识别上比较好,dl4j用在NLP上做类似问答搜索的比较多,tensorflow用在学习新的算法上比较好

关注主页一起学习交流


http://www.niftyadmin.cn/n/1112751.html

相关文章

Kotlin——中级篇(七):抽象类(abstract)、内部类(嵌套类)详解

在前面几个章节中,详细的介绍了Kotlin类的类别中的数据类、密封类、接口类以及枚举类。在这个章节中会对Koltin的抽象类和内部类作出一个详细的讲解。如果对上面所提到的类的类别还不是很清晰的,请阅读我的前几篇文章。Kotlin——中级篇(六&a…

Linux系统的字型设定方法(转)

Linux系统的字型设定方法(转)[more]  这次我们来讲解如何调整各式各样的字型设定,如何安装新字体,和其他可以大大改善Xwindow字型的外观和可读性的方法。这是藉由调整XF86Config文件中的字型路径(FontPath),在startx或xdm加上Xserver命令列…

奔跑中的2015——每益添(运维成长)

------我有想奔跑的冲动,有你在跌倒也从容。------无所畏惧的去追梦,汗水书写这份光荣。------每一个小人物也拥有小的梦,------我只想和你牵着手在雨中等彩虹。2015注定是不平凡的一年,这一年我离职,我抉择&#xff0…

parcel初体验

最近需要做一个纯静态网站,因工作量比较少,功能又不复杂,上 webpack 觉得太麻烦了,加上早就对 parcel 种草,所以这次决定试用一下号称零配置的 parcel 。 上手 根据官网文档很快就安装好了。值得点赞的是,在…

Oracle存储过程(转)

存储过程创建语法: create or replace procedure 存储过程名(param1 in type,param2 out type) as 变量1 类型(值范围); 变量2 类型(值范围); Begin Select count(*) into 变量1 fro…

用C语言编写Linux实用程序的艺术(转)

用C语言编写Linux实用程序的艺术(转)[more]  Linux 和其他类 UNIX 系统总是附带了大量的工具,它们执行从显而易见的到不可思议的广泛功能。类 UNIX 编程环境的成功很大程度上归功于工具的高品质和选择,以及这些工具之间相互衔接的简易性。作为开发人员…

JavaScript二进制数据序列化和反序列化

最近业余时间在搞h5小游戏,由于同步协议过于频繁,和服务器之间的同步直接用json就显得太浪费了,于是我们商讨之下决定改用二进制。学习过程中并没有遇到一篇就解决问题的文章,遂再总结一发。 1.二进制数据的存储 ArrayBuffer对象、…

网页中meta标记

网页中常常看见有这样的标记&#xff0c;他们是清浏览器缓存用的 <meta http-equiv"Pragma" content"no-cache"><meta http-equiv"Cache-Control" content"no-cache"><meta http-equiv"Expires" content&q…