AlexeyAB
2018-05-28 6fd90762c5d1c322eafefc8fd21fc6d750853d21
src/batchnorm_layer.c
@@ -52,6 +52,12 @@
    layer.x_gpu = cuda_make_array(layer.output, layer.batch*layer.outputs);
    layer.x_norm_gpu = cuda_make_array(layer.output, layer.batch*layer.outputs);
#ifdef CUDNN
   cudnnCreateTensorDescriptor(&layer.normTensorDesc);
   cudnnCreateTensorDescriptor(&layer.normDstTensorDesc);
   cudnnSetTensor4dDescriptor(layer.normDstTensorDesc, CUDNN_TENSOR_NCHW, CUDNN_DATA_FLOAT, layer.batch, layer.out_c, layer.out_h, layer.out_w);
   cudnnSetTensor4dDescriptor(layer.normTensorDesc, CUDNN_TENSOR_NCHW, CUDNN_DATA_FLOAT, 1, layer.out_c, 1, 1);
#endif
#endif
    return layer;
}
@@ -127,17 +133,33 @@
        l.out_h = l.out_w = 1;
    }
    if(state.train){
        mean_cpu(l.output, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w, l.mean);
        variance_cpu(l.output, l.mean, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w, l.variance);
        mean_cpu(l.output, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w, l.mean);
        variance_cpu(l.output, l.mean, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w, l.variance);
        scal_cpu(l.out_c, .9, l.rolling_mean, 1);
        axpy_cpu(l.out_c, .1, l.mean, 1, l.rolling_mean, 1);
        scal_cpu(l.out_c, .9, l.rolling_variance, 1);
        axpy_cpu(l.out_c, .1, l.variance, 1, l.rolling_variance, 1);
        copy_cpu(l.outputs*l.batch, l.output, 1, l.x, 1);
        normalize_cpu(l.output, l.mean, l.variance, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);   
        copy_cpu(l.outputs*l.batch, l.output, 1, l.x_norm, 1);
    } else {
        normalize_cpu(l.output, l.rolling_mean, l.rolling_variance, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
    }
    scale_bias(l.output, l.scales, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
}
void backward_batchnorm_layer(const layer layer, network_state state)
void backward_batchnorm_layer(const layer l, network_state state)
{
    backward_scale_cpu(l.x_norm, l.delta, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.scale_updates);
    scale_bias(l.delta, l.scales, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
    mean_delta_cpu(l.delta, l.variance, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.mean_delta);
    variance_delta_cpu(l.x, l.delta, l.mean, l.variance, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.variance_delta);
    normalize_delta_cpu(l.x, l.mean, l.variance, l.mean_delta, l.variance_delta, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.delta);
    if(l.type == BATCHNORM) copy_cpu(l.outputs*l.batch, l.delta, 1, state.delta, 1);
}
#ifdef GPU
@@ -157,39 +179,93 @@
void forward_batchnorm_layer_gpu(layer l, network_state state)
{
    if(l.type == BATCHNORM) copy_ongpu(l.outputs*l.batch, state.input, 1, l.output_gpu, 1);
    if(l.type == CONNECTED){
        l.out_c = l.outputs;
        l.out_h = l.out_w = 1;
    }
    if (state.train) {
        fast_mean_gpu(l.output_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w, l.mean_gpu);
        fast_variance_gpu(l.output_gpu, l.mean_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w, l.variance_gpu);
   if (l.type == BATCHNORM) copy_ongpu(l.outputs*l.batch, state.input, 1, l.output_gpu, 1);
   copy_ongpu(l.outputs*l.batch, l.output_gpu, 1, l.x_gpu, 1);
   if (state.train) {
#ifdef CUDNN
      float one = 1;
      float zero = 0;
      cudnnBatchNormalizationForwardTraining(cudnn_handle(),
         CUDNN_BATCHNORM_SPATIAL,
         &one,
         &zero,
         l.normDstTensorDesc,
         l.x_gpu,          // input
         l.normDstTensorDesc,
         l.output_gpu,        // output
         l.normTensorDesc,
         l.scales_gpu,
         l.biases_gpu,
         .01,
         l.rolling_mean_gpu,     // output (should be FP32)
         l.rolling_variance_gpu, // output (should be FP32)
         .00001,
         l.mean_gpu,       // output (should be FP32)
         l.variance_gpu);  // output (should be FP32)
#else
      fast_mean_gpu(l.output_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w, l.mean_gpu);
      fast_variance_gpu(l.output_gpu, l.mean_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w, l.variance_gpu);
        scal_ongpu(l.out_c, .95, l.rolling_mean_gpu, 1);
        axpy_ongpu(l.out_c, .05, l.mean_gpu, 1, l.rolling_mean_gpu, 1);
        scal_ongpu(l.out_c, .95, l.rolling_variance_gpu, 1);
        axpy_ongpu(l.out_c, .05, l.variance_gpu, 1, l.rolling_variance_gpu, 1);
      scal_ongpu(l.out_c, .99, l.rolling_mean_gpu, 1);
      axpy_ongpu(l.out_c, .01, l.mean_gpu, 1, l.rolling_mean_gpu, 1);
      scal_ongpu(l.out_c, .99, l.rolling_variance_gpu, 1);
      axpy_ongpu(l.out_c, .01, l.variance_gpu, 1, l.rolling_variance_gpu, 1);
        copy_ongpu(l.outputs*l.batch, l.output_gpu, 1, l.x_gpu, 1);
        normalize_gpu(l.output_gpu, l.mean_gpu, l.variance_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
        copy_ongpu(l.outputs*l.batch, l.output_gpu, 1, l.x_norm_gpu, 1);
    } else {
        normalize_gpu(l.output_gpu, l.rolling_mean_gpu, l.rolling_variance_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
    }
      copy_ongpu(l.outputs*l.batch, l.output_gpu, 1, l.x_gpu, 1);
      normalize_gpu(l.output_gpu, l.mean_gpu, l.variance_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
      copy_ongpu(l.outputs*l.batch, l.output_gpu, 1, l.x_norm_gpu, 1);
    scale_bias_gpu(l.output_gpu, l.scales_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
}
void backward_batchnorm_layer_gpu(const layer l, network_state state)
{
    backward_scale_gpu(l.x_norm_gpu, l.delta_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.scale_updates_gpu);
    scale_bias_gpu(l.delta_gpu, l.scales_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
    fast_mean_delta_gpu(l.delta_gpu, l.variance_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.mean_delta_gpu);
    fast_variance_delta_gpu(l.x_gpu, l.delta_gpu, l.mean_gpu, l.variance_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.variance_delta_gpu);
    normalize_delta_gpu(l.x_gpu, l.mean_gpu, l.variance_gpu, l.mean_delta_gpu, l.variance_delta_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.delta_gpu);
    if(l.type == BATCHNORM) copy_ongpu(l.outputs*l.batch, l.delta_gpu, 1, state.delta, 1);
}
      scale_bias_gpu(l.output_gpu, l.scales_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
      add_bias_gpu(l.output_gpu, l.biases_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h);
#endif
   }
   else {
      normalize_gpu(l.output_gpu, l.rolling_mean_gpu, l.rolling_variance_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
      scale_bias_gpu(l.output_gpu, l.scales_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
      add_bias_gpu(l.output_gpu, l.biases_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h);
   }
}
void backward_batchnorm_layer_gpu(layer l, network_state state)
{
   if (!state.train) {
      l.mean_gpu = l.rolling_mean_gpu;
      l.variance_gpu = l.rolling_variance_gpu;
   }
#ifdef CUDNN
   float one = 1;
   float zero = 0;
   cudnnBatchNormalizationBackward(cudnn_handle(),
      CUDNN_BATCHNORM_SPATIAL,
      &one,
      &zero,
      &one,
      &one,
      l.normDstTensorDesc,
      l.x_gpu,          // input
      l.normDstTensorDesc,
      l.delta_gpu,         // input
      l.normDstTensorDesc,
      l.x_norm_gpu,        // output
      l.normTensorDesc,
      l.scales_gpu,        // output (should be FP32)
      l.scale_updates_gpu, // output (should be FP32)
      l.bias_updates_gpu,     // output (should be FP32)
      .00001,
      l.mean_gpu,          // input (should be FP32)
      l.variance_gpu);     // input (should be FP32)
   copy_ongpu(l.outputs*l.batch, l.x_norm_gpu, 1, l.delta_gpu, 1);
#else
   backward_bias_gpu(l.bias_updates_gpu, l.delta_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h);
   backward_scale_gpu(l.x_norm_gpu, l.delta_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.scale_updates_gpu);
   scale_bias_gpu(l.delta_gpu, l.scales_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_h*l.out_w);
   fast_mean_delta_gpu(l.delta_gpu, l.variance_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.mean_delta_gpu);
   fast_variance_delta_gpu(l.x_gpu, l.delta_gpu, l.mean_gpu, l.variance_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.variance_delta_gpu);
   normalize_delta_gpu(l.x_gpu, l.mean_gpu, l.variance_gpu, l.mean_delta_gpu, l.variance_delta_gpu, l.batch, l.out_c, l.out_w*l.out_h, l.delta_gpu);
#endif
   if (l.type == BATCHNORM) copy_ongpu(l.outputs*l.batch, l.delta_gpu, 1, state.delta, 1);
}
#endif