0
21699

Настраиваем Python для машинного обучения на Windows

Машинное обучение − это просто. Но знаете ли вы, что можно использовать Python для машинного обучения? Вот инструкция по настройке для Windows.

Люди привыкли выполнять большую часть работы автономно. В этой статье рассказываем о возможностях языка Python для машинного обучения на Windows, описание дистрибутива Anaconda, процесс его установки и создание нейронной сети.

Anaconda и Conda

Image result for python machine learning setup

Используемый в Python pip не идеален. Для оптимизации работы был выпущен дистрибутив Anaconda и система управления Conda, которые могут помочь в настройке Python для машинного обучения.

Хотя Conda тесно связана с Anaconda, эти проекты отличаются своими функциями. Anaconda − дистрибутив ПО в экосистеме PyData, которая включает сам язык программирования Python, а также двоичные файлы для нескольких сторонних проектов. Существует и Miniconda − версия с минимальным исходным пакетом. Conda − система управления пакетами, которая может быть установлена без Anaconda или Miniconda. Она способна решать проблемы внешних зависимостей, путем загрузки скомпилированных версий ПО. Кроме того, Conda является менеджером среды. С ее помощью вы можете настроить отдельную среду. Сейчас мы рассмотрим процесс установки Miniconda.

Установка дистрибутива Miniconda

Скачайте и установите необходимую версию Miniconda на ПК. При установке продвинутых настроек снимите галочку с первого пункта.

Поскольку при установке не был выбран пункт «Add Anaconda to my PATH environment variable», то команды Anaconda не будут работать в командной строке по умолчанию. Для их использования следует запустить дистрибутив отдельно. Когда он откроется, проверьте доступность Conda, запустив conda --version:

(base) C:\Users\IEUser>conda --version
conda 4.5.11

Чтобы получить больше информации об установке, запустите conda info:

(base) C:\Users\IEUser>conda info

     active environment : base
    active env location : C:\Users\IEUser\Miniconda3
            shell level : 1
       user config file : C:\Users\IEUser\.condarc
 populated config files : C:\Users\IEUser\.condarc
          conda version : 4.5.11
    conda-build version : not installed
         python version : 3.7.0.final.0
       base environment : C:\Users\IEUser\Miniconda3  (writable)
           channel URLs : https://repo.anaconda.com/pkgs/main/win-64
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/main/noarch
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/free/win-64
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/free/noarch
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/r/win-64
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/r/noarch
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/pro/win-64
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/pro/noarch
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/msys2/win-64
                          https://repo.anaconda.com/pkgs/msys2/noarch
          package cache : C:\Users\IEUser\Miniconda3\pkgs
                          C:\Users\IEUser\AppData\Local\conda\conda\pkgs
       envs directories : C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs
                          C:\Users\IEUser\AppData\Local\conda\conda\envs
                          C:\Users\IEUser\.conda\envs
               platform : win-64
             user-agent : conda/4.5.11 requests/2.19.1 CPython/3.7.0 Windows/10 Windows/10.0.17134
          administrator : False
             netrc file : None
           offline mode : False

Понимание среды Conda

При работе с чужими проектами у вас может возникнуть потребность в установке определенных версий пакетов. Виртуальные среды − решение проблемы. Они позволяют создать несколько сред, каждая из которых имеет разные версии пакетов. Базовая настройка Python для машинного обучения включает в себя Virtualenv, инструмент для создания изолированных сред.

Conda включает собственный менеджер среды и дает некоторые преимущества относительно Virtualenv. Кроме того, среды Conda полностью совместимы с базовыми пакетами языка Python, которые могут быть установлены с помощью pip.

Используя Anaconda, можно проверить доступные среды Conda, запустив сonda env list:

(base) C:\Users\IEUser>conda env list
base                  *  C:\Users\IEUser\Miniconda3

Базовая среда − корневая среда, созданная Miniconda. Можно создать еще одну, под названием otherenv, путем запуска conda create --name otherenv:

(base) C:\Users\IEUser>conda create --name otherenv
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\otherenv


Proceed ([y]/n)? y

Preparing transaction: done
Verifying transaction: done
Executing transaction: done

После завершения процесса создания среды, можно ее активировать, запустив conda activate otherenv. Заметить изменения среды можно, посмотрев на скобки в начале строки:

(base) C:\Users\IEUser>conda activate otherenv

(otherenv) C:\Users\IEUser>

Откройте Python interpreter в этой среде, запустив python:

(otherenv) C:\Users\IEUser>python
Python 3.7.0 (default, Jun 28 2018, 08:04:48) [MSC v.1912 64 bit (AMD64)] :: Anaconda, Inc. on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

Среда включает в себя Python 3.7.0, ту же версию, что включена в корневую среду. Чтобы выйти, запустите quit():

>>> quit()

(otherenv) C:\Users\IEUser>

Чтобы отключить среду otherenv и вернуться в корневую среду, пропишите deactivate:

(otherenv) C:\Users\IEUser>deactivate

(base) C:\Users\IEUser>

Conda позволяет легко создавать среды с различными версиями Python. Чтобы включить другую версию в среду, укажите ее, используя python =<version> при запуске conda create. Чтобы создать среду с именем py2 с Python 2.7, запустите conda create --name py2 python=2.7:

(base) C:\Users\IEUser>conda create --name py2 python=2.7
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\py2

  added / updated specs:
    - python=2.7


The following NEW packages will be INSTALLED:

    certifi:        2018.8.24-py27_1
    pip:            10.0.1-py27_0
    python:         2.7.15-he216670_0
    setuptools:     40.2.0-py27_0
    vc:             9-h7299396_1
    vs2008_runtime: 9.00.30729.1-hfaea7d5_1
    wheel:          0.31.1-py27_0
    wincertstore:   0.2-py27hf04cefb_0

Proceed ([y]/n)? y

Preparing transaction: done
Verifying transaction: done
Executing transaction: done

(base) C:\Users\IEUser>

Как видно из вывода conda create, были установлены новые пакеты, так как среда использует Python 2.7. Можно проверить, что среда действительно использует его, активировав Python interpreter:

(base) C:\Users\IEUser>conda activate py2

(py2) C:\Users\IEUser>python
Python 2.7.15 |Anaconda, Inc.| (default, May  1 2018, 18:37:09) [MSC v.1500 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

Теперь, если вы запустите conda env list, можно увидеть две среды, которые были созданы вами:

(py2) C:\Users\IEUser>conda env list

base                     C:\Users\IEUser\Miniconda3
otherenv                 C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\otherenv
py2               *  C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\py2


(py2) C:\Users\IEUser>

Asterisk указывает на активную среду. Ее можно удалить, выполнив команду conda remove --name <environment name> --all:

(py2) C:\Users\IEUser>deactivate

(base) C:\Users\IEUser>conda remove --name py2 --all

Remove all packages in environment C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\py2:

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\py2


The following packages will be REMOVED:

    certifi:        2018.8.24-py27_1
    pip:            10.0.1-py27_0
    python:         2.7.15-he216670_0
    setuptools:     40.2.0-py27_0
    vc:             9-h7299396_1
    vs2008_runtime: 9.00.30729.1-hfaea7d5_1
    wheel:          0.31.1-py27_0
    wincertstore:   0.2-py27hf04cefb_0

Proceed ([y]/n)? y


(base) C:\Users\IEUser>

Управление базовыми пакетами с помощью Conda

Пакеты ПО могут быть установлены с помощью Conda. Корневая база Miniconda включает в себя базовые пакеты, которые не являются частью стандартной библиотеки Python для настройки машинного обучения.

Установка по умолчанию включает минимум пакетов Conda. Чтобы проверить список установленных пакетов, нужно убедиться, что она активна, и запустить conda list. В корневой среде устанавливаются эти пакеты:

(base) C:\Users\IEUser>conda list

asn1crypto                0.24.0                   py37_0
ca-certificates           2018.03.07                    0
certifi                   2018.8.24                py37_1
cffi                      1.11.5           py37h74b6da3_1
chardet                   3.0.4                    py37_1
conda                     4.5.11                   py37_0
conda-env                 2.6.0                         1
console_shortcut          0.1.1                         3
cryptography              2.3.1            py37h74b6da3_0
idna                      2.7                      py37_0
menuinst                  1.4.14           py37hfa6e2cd_0
openssl                   1.0.2p               hfa6e2cd_0
pip                       10.0.1                   py37_0
pycosat                   0.6.3            py37hfa6e2cd_0
pycparser                 2.18                     py37_1
pyopenssl                 18.0.0                   py37_0
pysocks                   1.6.8                    py37_0
python                    3.7.0                hea74fb7_0
pywin32                   223              py37hfa6e2cd_1
requests                  2.19.1                   py37_0
ruamel_yaml               0.15.46          py37hfa6e2cd_0
setuptools                40.2.0                   py37_0
six                       1.11.0                   py37_1
urllib3                   1.23                     py37_0
vc                        14                   h0510ff6_3
vs2015_runtime            14.0.25123                    3
wheel                     0.31.1                   py37_0
win_inet_pton             1.0.1                    py37_1
wincertstore              0.2                      py37_0
yaml                      0.1.7                hc54c509_2

(base) C:\Users\IEUser>

Поиск и установка пакетов

Пакеты устанавливаются из репозиториев, называемых channels by Conda. Чтобы выполнить поиск определенного пакета, запустите поиск <package name>. Вот так вы будете искать keras:

(base) C:\Users\IEUser>conda search keras
Loading channels: done

keras                     2.0.8  py35h15001cb_0  pkgs/main
keras                     2.0.8  py36h65e7a35_0  pkgs/main
keras                     2.1.2          py35_0  pkgs/main
keras                     2.1.2          py36_0  pkgs/main
keras                     2.1.3          py35_0  pkgs/main
keras                     2.1.3          py36_0  pkgs/main

... (more)

Для каждой версии существуют разные версии пакетов и сборки. Предыдущий поиск показывает только пакеты с именем keras. Чтобы выполнить более широкий поиск, используйте *. Например, при запуске conda search *keras*, вы получите следующее:

(base) C:\Users\IEUser>conda search *keras*
Loading channels: done

keras                     2.0.8  py35h15001cb_0  pkgs/main
keras                     2.0.8  py36h65e7a35_0  pkgs/main
keras                     2.1.2          py35_0  pkgs/main
keras                     2.1.2          py36_0  pkgs/main
keras                     2.1.3          py35_0  pkgs/main
keras                     2.1.3          py36_0  pkgs/main

... (more)

keras-applications           1.0.2          py35_0  pkgs/main
keras-applications           1.0.2          py36_0  pkgs/main
keras-applications           1.0.4          py35_0  pkgs/main

... (more)

keras-base                2.2.0          py35_0  pkgs/main
keras-base                2.2.0          py36_0  pkgs/main

... (more)

Вы можете заметить, что в каналах по умолчанию есть и другие пакеты, связанные с keras.

Чтобы установить пакет, запустите conda install <package name>. По умолчанию самая новая версия пакета будет установлена в активной среде. Установите пакет keras в среду otherenv, созданную вами:

(base) C:\Users\IEUser>conda activate otherenv

(otherenv) C:\Users\IEUser>conda install keras
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\otherenv

  added / updated specs:
    - keras


The following NEW packages will be INSTALLED:

    _tflow_1100_select:  0.0.3-mkl
    absl-py:             0.4.1-py36_0
    astor:               0.7.1-py36_0
    blas:                1.0-mkl
    certifi:             2018.8.24-py36_1
    gast:                0.2.0-py36_0
    grpcio:              1.12.1-py36h1a1b453_0
    h5py:                2.8.0-py36h3bdd7fb_2
    hdf5:                1.10.2-hac2f561_1
    icc_rt:              2017.0.4-h97af966_0
    intel-openmp:        2018.0.3-0
    keras:               2.2.2-0
    keras-applications:  1.0.4-py36_1
    keras-base:          2.2.2-py36_0
    keras-preprocessing: 1.0.2-py36_1
    libmklml:            2018.0.3-1
    libprotobuf:         3.6.0-h1a1b453_0
    markdown:            2.6.11-py36_0
    mkl:                 2019.0-117
    mkl_fft:             1.0.4-py36h1e22a9b_1
    mkl_random:          1.0.1-py36h77b88f5_1
    numpy:               1.15.1-py36ha559c80_0
    numpy-base:          1.15.1-py36h8128ebf_0
    pip:                 10.0.1-py36_0
    protobuf:            3.6.0-py36he025d50_0
    python:              3.6.6-hea74fb7_0
    pyyaml:              3.13-py36hfa6e2cd_0
    scipy:               1.1.0-py36h4f6bf74_1
    setuptools:          40.2.0-py36_0
    six:                 1.11.0-py36_1
    tensorboard:         1.10.0-py36he025d50_0
    tensorflow:          1.10.0-mkl_py36hb361250_0
    tensorflow-base:     1.10.0-mkl_py36h81393da_0
    termcolor:           1.1.0-py36_1
    vc:                  14-h0510ff6_3
    vs2013_runtime:      12.0.21005-1
    vs2015_runtime:      14.0.25123-3
    werkzeug:            0.14.1-py36_0
    wheel:               0.31.1-py36_0
    wincertstore:        0.2-py36h7fe50ca_0
    yaml:                0.1.7-hc54c509_2
    zlib:                1.2.11-h8395fce_2

Proceed ([y]/n)?

Conda управляет необходимыми функциями для пакета. Так как у keras их много, при его установке Conda позволяет установить большой список пакетов.

Поскольку новая сборка keras использует Python 3.6, а среда otherenv была создана с использованием Python 3.7, пакет python 3.6.6 был включен как зависимость. После подтверждения установки вы сможете проверить, что версия Python для среды otherenv была понижена до версии 3.6.6.

Но если вы не хотите понижать версию вашего пакета, просто создайте новую среду с необходимой версией Python. Чтобы проверить список пакетов и прочего, необходимого для ее установки, посмотрите на параметр --dry-run:

(otherenv) C:\Users\IEUser>conda install keras --dry-run

При необходимости можно изменить базовую версию Python среды Conda, установив определенную версию пакета python. Создайте новую среду под названием envpython:

(otherenv) C:\Users\IEUser>conda create --name envpython
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\envpython


Proceed ([y]/n)? y

Preparing transaction: done
Verifying transaction: done
Executing transaction: done

Поскольку корневая среда использует Python 3,7, создается envpython с этой же версией.

(base) C:\Users\IEUser>conda activate envpython

(envpython) C:\Users\IEUser>python
Python 3.7.0 (default, Jun 28 2018, 08:04:48) [MSC v.1912 64 bit (AMD64)] :: Anaconda, Inc. on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> quit()

(envpython) C:\Users\IEUser>

Чтобы установить определенную версию пакета , запустите conda install <package name>=<version>. Вот так вы установите Python 3.6 в среду envpython:

(envpython) C:\Users\IEUser>conda install python=3.6
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\envpython

  added / updated specs:
    - python=3.6


The following NEW packages will be INSTALLED:

    certifi:        2018.8.24-py36_1
    pip:            10.0.1-py36_0
    python:         3.6.6-hea74fb7_0
    setuptools:     40.2.0-py36_0
    vc:             14-h0510ff6_3
    vs2015_runtime: 14.0.25123-3
    wheel:          0.31.1-py36_0
    wincertstore:   0.2-py36h7fe50ca_0

Proceed ([y]/n)?

Если вам нужно установить несколько пакетов, запустите conda install, указав имена пакетов. Вот как вы установите numpy, scipy и matplotlib:

(envpython) C:\Users\IEUser>deactivate

(base) C:\Users\IEUser>conda install numpy scipy matplotlib
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3

  added / updated specs:
    - matplotlib
    - numpy
    - scipy


The following packages will be downloaded:

    package                    |            build
    ---------------------------|-----------------
    libpng-1.6.34              |       h79bbb47_0         1.3 MB
    mkl_random-1.0.1           |   py37h77b88f5_1         267 KB
    intel-openmp-2019.0        |              117         1.7 MB
    qt-5.9.6                   |   vc14h62aca36_0        92.5 MB
    matplotlib-2.2.3           |   py37hd159220_0         6.5 MB
    tornado-5.1                |   py37hfa6e2cd_0         668 KB
    pyqt-5.9.2                 |   py37ha878b3d_0         4.6 MB
    pytz-2018.5                |           py37_0         232 KB
    scipy-1.1.0                |   py37h4f6bf74_1        13.5 MB
    jpeg-9b                    |       hb83a4c4_2         313 KB
    python-dateutil-2.7.3      |           py37_0         260 KB
    numpy-base-1.15.1          |   py37h8128ebf_0         3.9 MB
    numpy-1.15.1               |   py37ha559c80_0          37 KB
    mkl_fft-1.0.4              |   py37h1e22a9b_1         120 KB
    kiwisolver-1.0.1           |   py37h6538335_0          61 KB
    pyparsing-2.2.0            |           py37_1          96 KB
    cycler-0.10.0              |           py37_0          13 KB
    freetype-2.9.1             |       ha9979f8_1         470 KB
    icu-58.2                   |       ha66f8fd_1        21.9 MB
    sqlite-3.24.0              |       h7602738_0         899 KB
    sip-4.19.12                |   py37h6538335_0         283 KB
    ------------------------------------------------------------
                                           Total:       149.5 MB

The following NEW packages will be INSTALLED:

    blas:            1.0-mkl
    cycler:          0.10.0-py37_0
    freetype:        2.9.1-ha9979f8_1
    icc_rt:          2017.0.4-h97af966_0
    icu:             58.2-ha66f8fd_1
    intel-openmp:    2019.0-117
    jpeg:            9b-hb83a4c4_2
    kiwisolver:      1.0.1-py37h6538335_0
    libpng:          1.6.34-h79bbb47_0
    matplotlib:      2.2.3-py37hd159220_0
    mkl:             2019.0-117
    mkl_fft:         1.0.4-py37h1e22a9b_1
    mkl_random:      1.0.1-py37h77b88f5_1
    numpy:           1.15.1-py37ha559c80_0
    numpy-base:      1.15.1-py37h8128ebf_0
    pyparsing:       2.2.0-py37_1
    pyqt:            5.9.2-py37ha878b3d_0
    python-dateutil: 2.7.3-py37_0
    pytz:            2018.5-py37_0
    qt:              5.9.6-vc14h62aca36_0
    scipy:           1.1.0-py37h4f6bf74_1
    sip:             4.19.12-py37h6538335_0
    sqlite:          3.24.0-h7602738_0
    tornado:         5.1-py37hfa6e2cd_0
    zlib:            1.2.11-h8395fce_2

Proceed ([y]/n)?

Обновление и удаление пакетов

Иногда вам будет нужно обновлять пакеты. Для этого запустите conda update <package name>. Если вы хотите обновить все пакеты, активируйте среду и запустите conda update --all.
Чтобы удалить пакеты, пропишите conda remove <package name>, но помните, что при удалении пакета, все зависимые от него тоже удалятся:

(base) C:\Users\IEUser>conda remove numpy
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3

  removed specs:
    - numpy


The following packages will be REMOVED:

    matplotlib: 2.2.3-py37hd159220_0
    mkl_fft:    1.0.4-py37h1e22a9b_1
    mkl_random: 1.0.1-py37h77b88f5_1
    numpy:      1.15.1-py37ha559c80_0
    scipy:      1.1.0-py37h4f6bf74_1

Proceed ([y]/n)?

Использование каналов

Иногда вы не сможете найти нужные вам пакеты на базовых каналах. Вот так вы будете устанавливать pytorch:

(base) C:\Users\IEUser>conda search pytorch
Loading channels: done

PackagesNotFoundError: The following packages are not available from current channels:

  - pytorch

Current channels:

  - https://repo.anaconda.com/pkgs/main/win-64
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/main/noarch
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/free/win-64
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/free/noarch
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/r/win-64
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/r/noarch
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/pro/win-64
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/pro/noarch
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/msys2/win-64
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/msys2/noarch

To search for alternate channels that may provide the conda package you're
looking for, navigate to

    https://anaconda.org

and use the search bar at the top of the page.

В случае, если будете искать pytorch на сайте anaconda, вы получите следующие результаты:

Anaconda Search for pytorch

В канале pytorch имеется пакет под названием pytorch с версией 0.4.1. Чтобы установить пакет с определенного канала, используйте параметр -c <chanel> вместе с conda install:

(base) C:\Users\IEUser>conda install -c pytorch pytorch
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3

  added / updated specs:
    - pytorch


The following packages will be downloaded:

    package                    |            build
    ---------------------------|-----------------
    pytorch-0.4.1              |py37_cuda90_cudnn7he774522_1       590.4 MB  pytorch

The following NEW packages will be INSTALLED:

    pytorch: 0.4.1-py37_cuda90_cudnn7he774522_1 pytorch

Proceed ([y]/n)?

Также можно добавить канал, чтобы Conda производила там поиск пакетов. Чтобы посмотреть текущие каналы, запустите conda config --get channels:

(base) C:\Users\IEUser>conda config --get channels
--add channels 'defaults'  

(base) C:\Users\IEUser>

Когда у вас появится множество каналов,нужно будет выставить приоритет. Чтобы добавить канал с наименьшим приоритетом в список, запустите conda config --append channels <channel name>. С наивысшим − conda config --prepend channels <channel name>. Рекомендуется выставлять новым каналам низкий приоритет, чтобы продолжить использовать каналы по умолчанию. Таким образом, вы можете установить pytorch, добавив канал pytorch и запустив conda install pytorch:

(base) C:\Users\IEUser>conda config --append channels pytorch

(base) C:\Users\IEUser>conda config --get channels
--add channels 'pytorch'   # lowest priority
--add channels 'defaults'   # highest priority

(base) C:\Users\IEUser>conda install pytorch
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3

  added / updated specs:
    - pytorch


The following packages will be downloaded:

    package                    |            build
    ---------------------------|-----------------
    pytorch-0.4.1              |py37_cuda90_cudnn7he774522_1       590.4 MB  pytorch

The following NEW packages will be INSTALLED:

    pytorch: 0.4.1-py37_cuda90_cudnn7he774522_1 pytorch

Proceed ([y]/n)?

Использование Pip в среде Conda

Иногда при настройке Python для машинного обучения вам могут понадобиться чистые пакеты Python, которые будут недоступны на каналах Conda. Например, Unipath.

Вы сможете найти пакет, используя другой канал. Но так как unipath − чистый пакет Python, то можно использовать pip для его установки. Следует использовать pip, установленный conda create:

conda create --name newproject

Чтобы установить pip, активируйте среду и установите пакет Conda:

(base) C:\Users\IEUser>conda activate newproject

(newproject) C:\Users\IEUser>conda install pip
Solving environment: done

  environment location: C:\Users\IEUser\Miniconda3\envs\newproject

  added / updated specs:
    - pip


The following NEW packages will be INSTALLED:

    certifi:        2018.8.24-py37_1
    pip:            10.0.1-py37_0
    python:         3.7.0-hea74fb7_0
    setuptools:     40.2.0-py37_0
    vc:             14-h0510ff6_3
    vs2015_runtime: 14.0.25123-3
    wheel:          0.31.1-py37_0
    wincertstore:   0.2-py37_0

Proceed ([y]/n)?

Наконец, используйте pip, чтобы установить unipath:

(newproject) C:\Users\IEUser>pip install unipath
Collecting unipath
Installing collected packages: unipath
Successfully installed unipath-1.1
You are using pip version 10.0.1, however version 18.0 is available.
You should consider upgrading via the 'python -m pip install --upgrade pip' command.

(newproject) C:\Users\IEUser>

После установки вы можете посмотреть на пакеты с помощью conda list и проверить, что Unipath был установлен:

(newproject) C:\Users\IEUser>conda list

certifi                   2018.8.24                py37_1
pip                       10.0.1                   py37_0
python                    3.7.0                hea74fb7_0
setuptools                40.2.0                   py37_0
Unipath                   1.1                       <pip>
vc                        14                   h0510ff6_3
vs2015_runtime            14.0.25123                    3
wheel                     0.31.1                   py37_0
wincertstore              0.2                      py37_0

(newproject) C:\Users\IEUser>

Также можно использовать пакеты из системы VSC с помощью pip. Чтобы активировать supervisor, version 4.0.0dev0. доступный в репозитории Git, для начала установите последний:

(newproject) C:\Users\IEUser> conda install git

Теперь установите supervisor, используя pip, с помощью репозитория Git:

(newproject) pip install -e git://github.com/Supervisor/supervisor@abef0a2be35f4aae4a4edeceadb7a213b729ef8d#egg=supervisor

После завершения установки supervisor будет указан в списке установленных пакетов:

(newproject) C:\Users\IEUser>conda list

certifi                   2018.8.24                py37_1
git                       2.18.0               h6bb4b03_0
meld3                     1.0.2                     <pip>
pip                       10.0.1                   py37_0
python                    3.7.0                hea74fb7_0
setuptools                40.2.0                   py37_0
supervisor                4.0.0.dev0                <pip>

... (more)

Простой пример машинного обучения

XOR gate − ещё один момент, который стоит знать в процессе настройки Python для машинного обучения: используя Conda обучите нейронную сеть функционировать как XOR gate

XOR gate реализуют операцию OR. Требуется два цифровых входа, равные 0 или 1. И вывода, 1 (true) и 0 (false). Таблица ниже суммирует операции XOR gate:

Python для машинного обучения

Операцию XOR можно интерпретировать как classification problem, потому что она принимает два входа и должна классифицировать их как 0 или 1 в зависимости от того, равны они друг другу или нет. Именно этот пример обычно используется в качестве первого случая обучения нейронной сети, поскольку он прост, но в то же время требует нелинейного классификатора, такого как нейронная сеть. Чтобы реализовать нейронную сеть, создайте среду Conda, названную nnxor:

(base) C:\Users\IEUser>conda create nnxor

Теперь активируйте и установите пакет keras:

(base) C:\Users\IEUser>conda activate nnxor

(nnxor) C:\Users\IEUser>conda install keras

keras − высокоуровневый API, который упрощает внедрение нейронных сетей поверх известных библиотек, таких как TensorFlow. Обучите следующую нейронную сеть действовать как XOR gate:

XOR gate neural network

Сеть берет два входа (A, B) и передает их двум нейронам, показанными большими кругами. Затем она принимает входные данные этих нейронов и подает их на выходной нейрон, который должен обеспечивать классификацию в соответствии с таблицей XOR.

Процесс обучения состоит в том, чтобы настроить значения w_1 до w_6, чтобы выход соответствовал таблице. Для этого входные примеры начнут подаваться по одному, вывод станет рассчитываться с текущими значениями, и, сравнивая вывод с желаемым, значения будут корректироваться.

Для этого создайте папку с именем nnxor в директории (C:\Users\IEUser) с файлом под именем nnxor.py, чтобы сохранить программу Python для реализации нейронной сети.

Program File

В файле nnxor.py выберите сеть для обучения и тестирования:

import numpy as np
np.random.seed(444)

from keras.models import Sequential
from keras.layers.core import Dense, Activation
from keras.optimizers import SGD

X = np.array([[0, 0], 
              [0, 1],
              [1, 0],
              [1, 1]])
y = np.array([[0], [1], [1], [0]])

model = Sequential()
model.add(Dense(2, input_dim=2))
model.add(Activation('sigmoid'))
model.add(Dense(1))
model.add(Activation('sigmoid'))

sgd = SGD(lr=0.1)
model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer=sgd)

model.fit(X, y, batch_size=1, epochs=5000)

if __name__ == '__main__':
    print(model.predict(X))

Импортируйте numpy, инициализируйте случайный seed, чтобы можно было воспроизвести те же результаты при повторном запуске программы и импортировать keras, используемый в сети.

Определите массив X, содержащий 4 возможных набора A-B входов, и массив y, содержащий выходные данные.

Следующие пять строк сформируют нейронную сеть. Модель Sequental() − одна из моделей keras для определения нейронной сети. Определите первый слой из двух входных нейронов, определив их функцию активации в качестве sigmond function. Затем обозначьте входной слой их одного нейрона с той же функцией активации.

Следующие две строки определяют детали обучения сети. Чтобы настроить параметры, используйте Stochastic Gradient Descent с оптимальной скоростью обучения, равной 0,1. Наконец, выполните обучение с помощью fit(), используя X и Y в качестве примеров обучения, после того, как каждый пример будет загружен в сеть (batch_size=1). Число epochs представляет собой количество попыток обучения сети.

В этом случае вы повторяете операцию 5500 раз, используя обучающий набор, содержащий 4 примера ввода и вывода. После обращения нейросети к исходным данным тренировочные варианты перемешиваются заново.

На последней строке вы печатаете прогнозируемые значения 4 возможных примеров ввода.

(nnxor) C:\Users\IEUser>cd nnxor

(nnxor) C:\Users\IEUser\nnxor>python nnxor.py
Using TensorFlow backend.
Epoch 1/5000
2018-09-16 09:49:05.987096: I tensorflow/core/platform/cpu_feature_guard.cc:141] Your CPU supports instructions that this TensorFlow binary was not compiled to use: AVX AVX2
2018-09-16 09:49:05.993128: I tensorflow/core/common_runtime/process_util.cc:69] Creating new thread pool with default inter op setting: 2. Tune using inter_op_parallelism_threads for best performance.
4/4 [==============================] - 0s 39ms/step - loss: 0.2565
Epoch 2/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.2566
Epoch 3/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.2566
Epoch 4/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.2566
Epoch 5/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.2566
Epoch 6/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.2566

После обучения, вы можете проверить прогнозы, которые дает сеть для возможных входных значений:

Epoch 4997/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.0034
Epoch 4998/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.0034
Epoch 4999/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.0034
Epoch 5000/5000
4/4 [==============================] - 0s 0us/step - loss: 0.0034
[[0.0587215 ]
 [0.9468337 ]
 [0.9323144 ]
 [0.05158457]]

Как вы определите X = np.array([[0, 0], [0, 1], [1, 0], [1, 1]]), ожидаемые входные округленные значения станут равны 0,1,1 и 0, что согласуется с прогнозами сети.

Машинное обучение применяется в различных областях, охватывая все большую аудиторию. Тем не менее, создание среды может быть сложней задачей. В этой статье вы узнали об основах создания среды Python на Windows с использованием Anaconda. Теперь, когда у вас есть основа, пришло время начать работу с настоящими приложениями.

Понравилась статья о настройке Python для машинного обучения? Книги по Python и другие материалы:

Источник: Настройка Python для машинного обучения on Realpython

РУБРИКИ В СТАТЬЕ

МЕРОПРИЯТИЯ

05 декабря Санкт-Петербург Бесплатно
05 декабря Москва Бесплатно
04 декабря Москва Бесплатно
28 ноября Онлайн 48000 RUB

Комментарии 0

ЛУЧШИЕ СТАТЬИ ПО ТЕМЕ

BUG