Caffe代码导读（1）：caffe.proto文件解析

要看caffe源码，我认为首先应该看的就是caffe.proto。
它位于src/caffe/proto目录下，在这个文件夹下还有一个.pb.cc和一个.pb.h文件，这两个文件都是由caffe.proto编译而来的。

什么是protocol buffer

Google Protocol Buffer( 简称 Protobuf) 是 Google 公司内部的混合语言数据标准，目前已经正在使用的有超过 48,162 种报文格式定义和超过 12,183 个 .proto 文件。更多关于Protobuf的介绍可以参考相关官网内容.

caffe.proto

caffe.proto文件是一个消息格式文件，后缀名为proto. proto文件即消息协议原型定义文件，在该文件中可以通过使用描述性语言来定义程序中需要用到的数据格式。

caffe.proto文件在caffe中的作用:

1. 定义了很多结构化数据，用于构建Caffe网络，即*.prototxt文件中的每个字段名要在caffe.proto中存在；
2. 负责*.caffemodel数据文件的存储和读取；
3. 每次向Caffe中增加新的层，相应的caffe.proto文件也需调整，并需重新生成caffe.pb.h/caffe.pb.cc文件；
4. 注意选择Protobuf的版本要与Caffe中的一致，否则会产生Protobuf版本不一致的error。

caffe.proto中的几个重要数据类型

BlobProto

message BlobProto {//blob的属性以及blob中的数据(data\diff)
  optional int32 num = 1 [default = 0];
  optional int32 channels = 2 [default = 0];
  optional int32 height = 3 [default = 0];
  optional int32 width = 4 [default = 0];
  repeated float data = 5 [packed = true];
  repeated float diff = 6 [packed = true];
}

Datum

message Datum {
  optional int32 channels = 1;
  optional int32 height = 2;
  optional int32 width = 3;
  optional bytes data = 4;//真实的图像数据，以字节存储(bytes)
  optional int32 label = 5;
  repeated float float_data = 6;//datum也能存float类型的数据(float)
}

LayerParameter

message LayerParameter {
  repeated string bottom = 2; //输入的blob的名字(string)
  repeated string top = 3; //输出的blob的名字(string)
  optional string name = 4; //层的名字
  enum LayerType { //层的枚举（enum，和c++中的enum一样）
    NONE = 0;
    ACCURACY = 1;
    BNLL = 2;
    CONCAT = 3;
    CONVOLUTION = 4;
    DATA = 5;
    DROPOUT = 6;
    EUCLIDEAN_LOSS = 7;
    ELTWISE_PRODUCT = 25;
    FLATTEN = 8;
    HDF5_DATA = 9;
    HDF5_OUTPUT = 10;
    HINGE_LOSS = 28;
    IM2COL = 11;
    IMAGE_DATA = 12;
    INFOGAIN_LOSS = 13;
    INNER_PRODUCT = 14;
    LRN = 15;
    MEMORY_DATA = 29;
    MULTINOMIAL_LOGISTIC_LOSS = 16;
    POOLING = 17;
    POWER = 26;
    RELU = 18;
    SIGMOID = 19;
    SIGMOID_CROSS_ENTROPY_LOSS = 27;
    SOFTMAX = 20;
    SOFTMAX_LOSS = 21;
    SPLIT = 22;
    TANH = 23;
    WINDOW_DATA = 24;
  }
  optional LayerType type = 5; // 层的类型
  repeated BlobProto blobs = 6; //blobs的数值参数
  repeated float blobs_lr = 7; //学习速率(repeated)，如果你想那个设置一个blob的学习速率，你需要设置所有blob的学习速率。
  repeated float weight_decay = 8; //权值衰减(repeated)

  // 相对于某一特定层的参数(optional)
  optional ConcatParameter concat_param = 9;
  optional ConvolutionParameter convolution_param = 10;
  optional DataParameter data_param = 11;
  optional DropoutParameter dropout_param = 12;
  optional HDF5DataParameter hdf5_data_param = 13;
  optional HDF5OutputParameter hdf5_output_param = 14;
  optional ImageDataParameter image_data_param = 15;
  optional InfogainLossParameter infogain_loss_param = 16;
  optional InnerProductParameter inner_product_param = 17;
  optional LRNParameter lrn_param = 18;
  optional MemoryDataParameter memory_data_param = 22;
  optional PoolingParameter pooling_param = 19;
  optional PowerParameter power_param = 21;
  optional WindowDataParameter window_data_param = 20;
  optional V0LayerParameter layer = 1;
}

NetParameter

message NetParameter {
  optional string name = 1;//网络的名字
  repeated LayerParameter layers = 2; //repeated类似于数组
  repeated string input = 3;//输入层blob的名字
  repeated int32 input_dim = 4;//输入层blob的维度，应该等于(4*#input)
  optional bool force_backward = 5 [default = false];//网络是否进行反向传播。如果设置为否，则由网络的结构和学习速率来决定是否进行反向传播。
}

SolverParameter

message SolverParameter {
  optional string train_net = 1; // 训练网络的proto file
  optional string test_net = 2; // 测试网络的proto file
  optional int32 test_iter = 3 [default = 0]; // 每次测试时的迭代次数
  optional int32 test_interval = 4 [default = 0]; // 两次测试的间隔迭代次数
  optional bool test_compute_loss = 19 [default = false];
  optional float base_lr = 5; // 基本学习率
  optional int32 display = 6; // 两次显示的间隔迭代次数
  optional int32 max_iter = 7; // 最大迭代次数
  optional string lr_policy = 8; // 学习速率衰减方式
  optional float gamma = 9; // 关于梯度下降的一个参数
  optional float power = 10; // 计算学习率的一个参数
  optional float momentum = 11; // 动量
  optional float weight_decay = 12; // 权值衰减
  optional int32 stepsize = 13; // 学习速率的衰减步长
  optional int32 snapshot = 14 [default = 0]; // snapshot的间隔
  optional string snapshot_prefix = 15; // snapshot的前缀
  optional bool snapshot_diff = 16 [default = false]; // 是否对于 diff 进行 snapshot
  enum SolverMode {
    CPU = 0;
    GPU = 1;
  }
  optional SolverMode solver_mode = 17 [default = GPU]; // solver的模式，默认为GPU
  optional int32 device_id = 18 [default = 0]; // GPU的ID
  optional int64 random_seed = 20 [default = -1]; // 随机数种子
}