Может вы смотрите только на непослушные картинки? ; -)
Вероятно, это препроцессинг изображения. Вы не указали никаких параметров предварительной обработки, в то время как модели Caffe обычно нормализуются с использованием Imag eNet mean / std. Обратитесь к моему сообщению в блоге для получения дополнительной информации: https://machinethink.net/blog/help-core-ml-gives-wrong-output/
Однако я не вижу никаких параметров нормализации в вашем deploy.prototxt, поэтому, возможно, это не так.
Как бы это отладить: удалить все, кроме первого слоя, из модели Caffe и преобразовать в Core ML. Запустите эту однослойную модель как в Caffe, так и в Core ML и сравните результаты. Если они разные, что-то не так с тем, как вы загружаете или обрабатываете входные данные.