Fixed batch stuff in conv layer

Joseph Redmon

2014-07-17 076009ebe308fde0156304e701f36e8bb04e4d6b

Fixed batch stuff in conv layer

 src/cnn.c

@@ -48,11 +48,10 @@

    image edge = make_image((dog.h-size)/stride+1, (dog.w-size)/stride+1, n);


    int i;
    clock_t start = clock(), end;
    for(i = 0; i < 1000; ++i){
        im2col_cpu(dog.data,  1, dog.c,  dog.h,  dog.w,  size,  stride, 0, matrix);
        im2col_cpu(dog.data, dog.c,  dog.h,  dog.w,  size,  stride, 0, matrix);
        gemm(0,0,n,mw,mh,1,filters,mh,matrix,mw,1,edge.data,mw);
    }
    end = clock();
@@ -317,8 +316,8 @@
        clock_t start = clock(), end;
        float loss = train_network_sgd(net, train, iters, lr, momentum, decay);
        end = clock();
        //float test_acc = network_accuracy(net, test);
        float test_acc = 0;
        float test_acc = network_accuracy(net, test);
        //float test_acc = 0;
        printf("%d: Loss: %f, Test Acc: %f, Time: %lf seconds, LR: %f, Momentum: %f, Decay: %f\n", count, loss, test_acc,(float)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC, lr, momentum, decay);

        //printf("%5d Training Loss: %lf, Params: %f %f %f, ",count*1000, loss, lr, momentum, decay);
@@ -434,7 +433,7 @@
    float *matrix = calloc(msize, sizeof(float));
    int i;
    for(i = 0; i < 1000; ++i){
        im2col_cpu(test.data, 1, c,  h,  w,  size,  stride, 0, matrix);
        im2col_cpu(test.data,  c,  h,  w,  size,  stride, 0, matrix);
        //image render = float_to_image(mh, mw, mc, matrix);
    }
}

 src/col2im.c

@@ -10,10 +10,10 @@
}
//This one might be too, can't remember.
void col2im_cpu(float* data_col,
        const int batch, const int channels, const int height, const int width,
        const int channels, const int height, const int width,
        const int ksize, const int stride, int pad, float* data_im) 
{
    int c,h,w,b;
    int c,h,w;
    int height_col = (height - ksize) / stride + 1;
    int width_col = (width - ksize) / stride + 1;
    if (pad){
@@ -22,25 +22,19 @@
        pad = ksize/2;
    }
    int channels_col = channels * ksize * ksize;
    int im_size = height*width*channels;
    int col_size = height_col*width_col*channels_col;
    for (b = 0; b < batch; ++b) {
        for (c = 0; c < channels_col; ++c) {
            int w_offset = c % ksize;
            int h_offset = (c / ksize) % ksize;
            int c_im = c / ksize / ksize;
            for (h = 0; h < height_col; ++h) {
                for (w = 0; w < width_col; ++w) {
                    int im_row = h_offset + h * stride;
                    int im_col = w_offset + w * stride;
                    double val = data_col[(c * height_col + h) * width_col + w];
                    col2im_set_pixel(data_im, height, width, channels,
                                    im_row, im_col, c_im, pad, val);
                }
    for (c = 0; c < channels_col; ++c) {
        int w_offset = c % ksize;
        int h_offset = (c / ksize) % ksize;
        int c_im = c / ksize / ksize;
        for (h = 0; h < height_col; ++h) {
            for (w = 0; w < width_col; ++w) {
                int im_row = h_offset + h * stride;
                int im_col = w_offset + w * stride;
                double val = data_col[(c * height_col + h) * width_col + w];
                col2im_set_pixel(data_im, height, width, channels,
                        im_row, im_col, c_im, pad, val);
            }
        }
        data_im += im_size;
        data_col+= col_size;
    }
}


 src/convolutional_layer.c

@@ -79,7 +79,7 @@
    layer->bias_updates_cl = cl_make_array(layer->bias_updates, n);
    layer->bias_momentum_cl = cl_make_array(layer->bias_momentum, n);

    layer->col_image_cl = cl_make_array(layer->col_image, layer->batch*out_h*out_w*size*size*c);
    layer->col_image_cl = cl_make_array(layer->col_image, layer.batch*out_h*out_w*size*size*c);
    layer->delta_cl = cl_make_array(layer->delta, layer->batch*out_h*out_w*n);
    layer->output_cl = cl_make_array(layer->output, layer->batch*out_h*out_w*n);
    #endif
@@ -124,24 +124,32 @@
{
    int out_h = convolutional_out_height(layer);
    int out_w = convolutional_out_width(layer);
    int i;

    bias_output(layer);

    int m = layer.n;
    int k = layer.size*layer.size*layer.c;
    int n = out_h*out_w*layer.batch;
    int n = out_h*out_w;

    float *a = layer.filters;
    float *b = layer.col_image;
    float *c = layer.output;
    im2col_cpu(in, layer.batch, layer.c, layer.h, layer.w, 
        layer.size, layer.stride, layer.pad, b);
    bias_output(layer);
    gemm(0,0,m,n,k,1,a,k,b,n,1,c,n);

    for(i = 0; i < layer.batch; ++i){
        im2col_cpu(in, layer.c, layer.h, layer.w, 
            layer.size, layer.stride, layer.pad, b);
        gemm(0,0,m,n,k,1,a,k,b,n,1,c,n);
        c += n*m;
        in += layer.h*layer.w*layer.c;
        b += k*n;
    }
    /*
    int i;
    for(i = 0; i < m*n; ++i) printf("%f, ", layer.output[i]);
    printf("\n");
    */
    activate_array(layer.output, m*n, layer.activation, 0.);
    activate_array(layer.output, m*n*layer.batch, layer.activation, 0.);
}

#ifdef GPU
@@ -178,35 +186,42 @@

void backward_convolutional_layer(convolutional_layer layer, float *delta)
{
    int i;
    int m = layer.n;
    int n = layer.size*layer.size*layer.c;
    int k = convolutional_out_height(layer)*
        convolutional_out_width(layer)*
        layer.batch;
    gradient_array(layer.output, m*k, layer.activation, layer.delta);
        convolutional_out_width(layer);
    gradient_array(layer.output, m*k*layer.batch, layer.activation, layer.delta);
    learn_bias_convolutional_layer(layer);

    float *a = layer.delta;
    float *b = layer.col_image;
    float *c = layer.filter_updates;

    gemm(0,1,m,n,k,1,a,k,b,k,1,c,n);
    for(i = 0; i < layer.batch; ++i){
        gemm(0,1,m,n,k,1,a,k,b,k,1,c,n);
        a += m*k;
        b += k*n;
    }

    if(delta){
        m = layer.size*layer.size*layer.c;
        k = layer.n;
        n = convolutional_out_height(layer)*
            convolutional_out_width(layer)*
            layer.batch;
            convolutional_out_width(layer);

        a = layer.filters;
        b = layer.delta;
        c = layer.col_image;

        gemm(1,0,m,n,k,1,a,m,b,n,0,c,n);

        memset(delta, 0, layer.batch*layer.h*layer.w*layer.c*sizeof(float));
        col2im_cpu(c, layer.batch,  layer.c,  layer.h,  layer.w,  layer.size,  layer.stride, layer.pad, delta);

        for(i = 0; i < layer.batch; ++i){
            gemm(1,0,m,n,k,1,a,m,b,n,0,c,n);
            col2im_cpu(c, layer.c,  layer.h,  layer.w,  layer.size,  layer.stride, layer.pad, delta);
            c += k*n;
            delta += layer.h*layer.w*layer.c;
        }
    }
}


 src/im2col.c

@@ -14,7 +14,7 @@

//From Berkeley Vision's Caffe!
//https://github.com/BVLC/caffe/blob/master/LICENSE
void im2col_cpu(float* data_im,
void im2col_cpu_batch(float* data_im,
    const int batch, const int channels, const int height, const int width,
    const int ksize, const int stride, int pad, float* data_col) 
{
@@ -49,6 +49,37 @@
    }
}

//From Berkeley Vision's Caffe!
//https://github.com/BVLC/caffe/blob/master/LICENSE
void im2col_cpu(float* data_im,
    const int channels, const int height, const int width,
    const int ksize, const int stride, int pad, float* data_col) 
{
    int c,h,w;
    int height_col = (height - ksize) / stride + 1;
    int width_col = (width - ksize) / stride + 1;
    if (pad){
        height_col = 1 + (height-1) / stride;
        width_col = 1 + (width-1) / stride;
        pad = ksize/2;
    }
    int channels_col = channels * ksize * ksize;
    for (c = 0; c < channels_col; ++c) {
        int w_offset = c % ksize;
        int h_offset = (c / ksize) % ksize;
        int c_im = c / ksize / ksize;
        for (h = 0; h < height_col; ++h) {
            for (w = 0; w < width_col; ++w) {
                int im_row = h_offset + h * stride;
                int im_col = w_offset + w * stride;
                int col_index = (c * height_col + h) * width_col + w;
                data_col[col_index] = im2col_get_pixel(data_im, height, width, channels,
                        im_row, im_col, c_im, pad);
            }
        }
    }
}


#ifdef GPU


 src/mini_blas.h

@@ -26,11 +26,11 @@
#endif

void im2col_cpu(float* data_im,
    const int batch, const int channels, const int height, const int width,
    const int channels, const int height, const int width,
    const int ksize, const int stride, int pad, float* data_col);

void col2im_cpu(float* data_col,
        const int batch, const int channels, const int height, const int width,
        const int channels, const int height, const int width,
        const int ksize, const int stride, int pad, float* data_im);
void test_blas();


 src/network.c

@@ -274,7 +274,7 @@
        //printf("%5.2f %5.2f, ", out[i], truth[i]);
        //if(i == get_network_output_size(net)) printf("\n");
        delta[i] = truth[i] - out[i];
        //printf("%f, ", delta[i]);
        //printf("%.10f, ", out[i]);
        sum += delta[i]*delta[i];
    }
    //printf("\n");