深度學習python庫

⑴ 最受歡迎的 15 大 python 庫有哪些

1、Pandas：是一個Python包，旨在通過「標記」和「關系」數據進行工作，簡單直觀。它設計用於快速簡單的數據操作、聚合和可視化，是數據整理的完美工具。
2、Numpy：是專門為Python中科學計算而設計的軟體集合，它為Python中的n維數組和矩陣的操作提供了大量有用的功能。該庫提供了NumPy數組類型的數學運算向量化，可以改善性能，從而加快執行速度。
3、SciPy：是一個工程和科學軟體庫，包含線性代數，優化，集成和統計的模塊。SciPy庫的主要功能是建立在NumPy上，通過其特定子模塊提供有效的數值常式，並作為數字積分、優化和其他常式。
4、Matplotlib：為輕松生成簡單而強大的可視化而量身定製，它使Python成為像MatLab或Mathematica這樣的科學工具的競爭對手。
5、Seaborn：主要關注統計模型的可視化(包括熱圖)，Seaborn高度依賴於Matplotlib。
6、Bokeh：獨立於Matplotlib，主要焦點是交互性，它通過現代瀏覽器以數據驅動文檔的風格呈現。
7、Plotly：是一個基於Web用於構建可視化的工具箱，提供API給一些編程語言(Python在內)。
8、Scikits：是Scikits
Stack額外的軟體包，專為像圖像處理和機器學習輔助等特定功能而設計。它建立在SciPy之上，中集成了有質量的代碼和良好的文檔、簡單易用並且十分高效，是使用Python進行機器學習的實際行業標准。
9、Theano：是一個Python軟體包，它定義了與NumPy類似的多維數組，以及數學運算和表達式。此庫是被編譯的，可實現在所有架構上的高效運行。
10、TensorFlow：是數據流圖計算的開源庫，旨在滿足谷歌對訓練神經網路的高需求，並且是基於神經網路的機器學習系統DistBelief的繼任者，可以在大型數據集上快速訓練神經網路。
11、Keras：是一個用Python編寫的開源的庫，用於在高層的介面上構建神經網路。它簡單易懂，具有高級可擴展性。
12、NLTK：主要用於符號學和統計學自然語言處理(NLP) 的常見任務，旨在促進NLP及相關領域(語言學，認知科學人工智慧等)的教學和研究。
13、Gensim：是一個用於Python的開源庫，為有向量空間模型和主題模型的工作提供了使用工具。這個庫是為了高效處理大量文本而設計，不僅可以進行內存處理，還可以通過廣泛使用NumPy數據結構和SciPy操作來獲得更高的效率。

⑵ python數據挖掘常用工具有哪幾種

python有強大的第三方庫，廣泛用於數據分析，數據挖掘、機器學習等領域，下面小編整理了python數據挖掘的一些常用庫，希望對各位小夥伴學習python數據挖掘有所幫助。

1. Numpy
能夠提供數組支持，進行矢量運算，並且高效地處理函數，線性代數處理等。提供真正的數組，比起python內置列表來說， Numpy速度更快。同時，Scipy、Matplotlib、Pandas等庫都是源於 Numpy。因為 Numpy內置函數處理數據速度與C語言同一級別，建議使用時盡量用內置函數。
2.Scipy
基於Numpy,能夠提供了真正的矩陣支持，以及大量基於矩陣的數值計算模塊，包括：插值運算，線性代數、圖像信號，快速傅里葉變換、優化處理、常微分方程求解等。
3. Pandas
源於NumPy，提供強大的數據讀寫功能，支持類似SQL的增刪改查，數據處理函數非常豐富，並且支持時間序列分析功能，靈活地對數據進行分析與探索，是python數據挖掘，必不可少的工具。
Pandas基本數據結構是Series和DataFrame。Series是序列，類似一維數組，DataFrame相當於一張二維表格，類似二維數組，DataFrame的每一列都是一個Series。
4.Matplotlib
數據可視化最常用，也是醉好用的工具之一，python中著名的繪圖庫，主要用於2維作圖，只需簡單幾行代碼可以生成各式的圖表，例如直方圖，條形圖，散點圖等，也可以進行簡單的3維繪圖。
4.Scikit-Learn
Scikit-Learn源於NumPy、Scipy和Matplotlib，是一 款功能強大的機器學習python庫，能夠提供完整的學習工具箱(數據處理，回歸，分類，聚類，預測，模型分析等)，使用起來簡單。不足是沒有提供神經網路，以及深度學習等模型。
5.Keras
基於Theano的一款深度學習python庫，不僅能夠用來搭建普通神經網路，還能建各種深度學習模型，例如：自編碼器、循環神經網路、遞歸神經網路、卷積神經網路等，重要的是，運行速度幾塊，對搭建各種神經網路模型的步驟進行簡化，能夠允許普通用戶，輕松地搭建幾百個輸入節點的深層神經網路，定製程度也非常高。
6.Genism
Genism主要用來處理語言方面的任務，如文本相似度計算、LDA、Word2Vec等。
7.TensorFlow
google開源的數值計算框架，採用數據流圖的方式，可靈活搭建深度學習模型。

⑶ 為什麼深度學慣用python

用python進行深度學習的原因是：1、python是解釋語言，寫程序很方便；2、python是膠水語言可以結合C++，使得寫出來的代碼可以達到C++的效率。
首先python是解釋語言，寫程序很方便，所以做研究的人喜歡用它。正如為什麼很多做研究的人用
Matlab那樣。出成果才是研究者關心的事情，實現只要方便就行。
然而在性能方面，我拿python和C++做個比較。
C++的cpu效率是遠遠高於python的,這點大家都承認吧。不過python是一-門膠水語言,它可以
和任何語言結合，基於這個優點，很多數據處理的python庫底層都是C++實現的，意思就是說:
你用python寫code,但效率是C+ +的。只有那些for 循環，還是用python的效率。
近年來機器學習最要是深度學習，而深度學習使用cuda gpu加速遠比cpu要快，而cuda 是C+ +寫
的。所以現在TensorLayer、theano 等深度學習庫都是python編程、底層c++.
而那些for循環的效率，在整體耗時裡面完全可以忽略!
有的人就會說，那為什麼不直接用c++寫cuda?不是更快嗎?我想告訴大家，如果沒有多年的cuda
經驗，寫出來的代碼效率絕對是個問題。
推薦課程：Python機器學習(Mooc禮欣、嵩天教授)

⑷ 深度學習中經典演算法有哪些python包可以直接拿來用而不用手擼代碼如題

摘要 本文的主要目標是讓您對深度學習領域有一個整體了解，並幫助您了解每種特定情況下應使用的演算法。來吧。

⑸ 人工智慧 Python深度學習庫有哪些

由於Python的易用性和可擴展性，眾多深度學習框架提供了Python介面，其中較為流行的深度學習庫如下：
第一：Caffe
Caffe是一個以表達式、速度和模塊化為核心的深度學習框架，具備清晰、可讀性高和快速的特性，在視頻、圖像處理方面應用較多。
Caffe中的網路結構與優化都以配置文件形式定義，容易上手，無須通過代碼構建網路;網路訓練速度快，能夠訓練大型數據集與State-of-the-art的模型，模塊化的組件可以方便地拓展到新的模型與學習任務上。
第二：Theano
Theano誕生於2008年，是一個高性能的符號計算及深度學習庫，被認為是深度學習庫的始祖之一，也被認為是深度學習研究和應用的重要標准之一。其核心是一個數學表達式的編譯器，專門為處理大規模神經網路訓練的計算而設計。
Theano很好地整合了Numpy，可以直接使用Numpy的Ndarray，使得API介面學習成本大為降低;其計算穩定性好，可以精準地計算輸出值很小的函數;可動態地生成C或者CUDA代碼，用來編譯成高效的機器代碼。
第三：TensorFlow
TensorFlow是相對高階的機器學習庫，其核心代碼使用C++編寫，並支持自動求導，使得用戶可以方便地設計神經網路結構，不需要親自編寫C++或CUDA代碼，也無須通過反向傳播求解梯度。由於底層使用C++語言編寫，運行效率得到了保證，並簡化線上部署的復雜度。
TensorFlow不只局限於神經網路，其數據流式圖還支持非常自由的演算法表達，也可以輕松實現深度學習以外的機器學習演算法。
第四：Keras
Keras是一個高度模塊化的神經網路庫，使用Python實現，並可以同時運行在TensorFlow和Theano上。
Keras專精於深度學習，其提供了到目前為止最方便的API，用戶僅需將高級的模塊拼在一起便可設計神經網路，大大降低了編程開銷與理解開銷。

⑹ 深度學習 python怎麼入門 知乎

自學深度學習是一個漫長而艱巨的過程。您需要有很強的線性代數和微積分背景，良好的Python編程技能，並扎實掌握數據科學、機器學習和數據工程。即便如此，在你開始將深度學習應用於現實世界的問題，並有可能找到一份深度學習工程師的工作之前，你可能需要一年多的學習和實踐。然而，知道從哪裡開始，對軟化學習曲線有很大幫助。如果我必須重新學習Python的深度學習，我會從Andrew Trask寫的Grokking deep learning開始。大多數關於深度學習的書籍都要求具備機器學習概念和演算法的基本知識。除了基本的數學和編程技能之外，Trask的書不需要任何先決條件就能教你深度學習的基礎知識。這本書不會讓你成為一個深度學習的向導(它也沒有做這樣的聲明)，但它會讓你走上一條道路，讓你更容易從更高級的書和課程中學習。用Python構建人工神經元
大多數深度學習書籍都是基於一些流行的Python庫，如TensorFlow、PyTorch或Keras。相比之下，《運用深度學習》（Grokking Deep Learning）通過從零開始、一行一行地構建內容來教你進行深度學習。

《運用深度學習》
你首先要開發一個人工神經元，這是深度學習的最基本元素。查斯克將帶領您了解線性變換的基本知識，這是由人工神經元完成的主要計算。然後用普通的Python代碼實現人工神經元，無需使用任何特殊的庫。
這不是進行深度學習的最有效方式，因為Python有許多庫，它們利用計算機的圖形卡和CPU的並行處理能力來加速計算。但是用普通的Python編寫一切對於學習深度學習的來龍去是非常好的。
在Grokking深度學習中，你的第一個人工神經元只接受一個輸入，將其乘以一個隨機權重，然後做出預測。然後測量預測誤差，並應用梯度下降法在正確的方向上調整神經元的權重。有了單個神經元、單個輸入和單個輸出，理解和實現這個概念變得非常容易。您將逐漸增加模型的復雜性，使用多個輸入維度、預測多個輸出、應用批處理學習、調整學習速率等等。
您將通過逐步添加和修改前面章節中編寫的Python代碼來實現每個新概念，逐步創建用於進行預測、計算錯誤、應用糾正等的函數列表。當您從標量計算轉移到向量計算時，您將從普通的Python操作轉移到Numpy，這是一個特別擅長並行計算的庫，在機器學習和深度學習社區中非常流行。
Python的深度神經網路
有了這些人造神經元的基本構造塊，你就可以開始創建深層神經網路，這基本上就是你將幾層人造神經元疊放在一起時得到的結果。
當您創建深度神經網路時，您將了解激活函數，並應用它們打破堆疊層的線性並創建分類輸出。同樣，您將在Numpy函數的幫助下自己實現所有功能。您還將學習計算梯度和傳播錯誤通過層傳播校正跨不同的神經元。

隨著您越來越熟悉深度學習的基礎知識，您將學習並實現更高級的概念。這本書的特點是一些流行的正規化技術，如早期停止和退出。您還將獲得自己版本的卷積神經網路(CNN)和循環神經網路(RNN)。
在本書結束時，您將把所有內容打包到一個完整的Python深度學習庫中，創建自己的層次結構類、激活函數和神經網路體系結構(在這一部分，您將需要面向對象的編程技能)。如果您已經使用過Keras和PyTorch等其他Python庫，那麼您會發現最終的體系結構非常熟悉。如果您沒有，您將在將來更容易地適應這些庫。
在整本書中，查斯克提醒你熟能生巧;他鼓勵你用心編寫自己的神經網路，而不是復制粘貼任何東西。
代碼庫有點麻煩
並不是所有關於Grokking深度學習的東西都是完美的。在之前的一篇文章中，我說過定義一本好書的主要內容之一就是代碼庫。在這方面，查斯克本可以做得更好。
在GitHub的Grokking深度學習庫中，每一章都有豐富的jupiter Notebook文件。jupiter Notebook是一個學習Python機器學習和深度學習的優秀工具。然而，jupiter的優勢在於將代碼分解為幾個可以獨立執行和測試的小單元。Grokking深度學習的一些筆記本是由非常大的單元格組成的，其中包含大量未注釋的代碼。

這在後面的章節中會變得尤其困難，因為代碼會變得更長更復雜，在筆記本中尋找自己的方法會變得非常乏味。作為一個原則問題，教育材料的代碼應該被分解成小單元格，並在關鍵區域包含注釋。
此外，Trask在Python 2.7中編寫了這些代碼。雖然他已經確保了代碼在Python 3中也能順暢地工作，但它包含了已經被Python開發人員棄用的舊編碼技術(例如使用「for i in range(len(array))」範式在數組上迭代)。
更廣闊的人工智慧圖景
Trask已經完成了一項偉大的工作，它匯集了一本書，既可以為初學者，也可以為有經驗的Python深度學習開發人員填補他們的知識空白。
但正如泰溫·蘭尼斯特(Tywin Lannister)所說(每個工程師都會同意)，「每個任務都有一個工具，每個工具都有一個任務。」深度學習並不是一根可以解決所有人工智慧問題的魔杖。事實上，對於許多問題，更簡單的機器學習演算法，如線性回歸和決策樹，將表現得和深度學習一樣好，而對於其他問題，基於規則的技術，如正則表達式和幾個if-else子句，將優於兩者。

關鍵是，你需要一整套工具和技術來解決AI問題。希望Grokking深度學習能夠幫助你開始獲取這些工具。
你要去哪裡?我當然建議選擇一本關於Python深度學習的深度書籍，比如PyTorch的深度學習或Python的深度學習。你還應該加深你對其他機器學習演算法和技術的了解。我最喜歡的兩本書是《動手機器學習》和《Python機器學習》。
你也可以通過瀏覽機器學習和深度學習論壇，如r/MachineLearning和r/deeplearning subreddits，人工智慧和深度學習Facebook組，或通過在Twitter上關注人工智慧研究人員來獲取大量知識。
AI的世界是巨大的，並且在快速擴張，還有很多東西需要學習。如果這是你關於深度學習的第一本書，那麼這是一個神奇旅程的開始。

⑺ python數據分析需要哪些庫

1.Numpy庫
是Python開源的數值計算擴展工具，提供了Python對多維數組的支持，能夠支持高級的維度數組與矩陣運算。此外，針對數組運算也提供了大量的數學函數庫，Numpy是大部分Python科學計算的基礎，具有很多功能。
2.Pandas庫
是一個基於Numpy的數據分析包，為了解決數據分析任務而創建的。Pandas中納入了大量庫和標準的數據模型，提供了高效地操作大型數據集所需要的函數和方法，使用戶能快速便捷地處理數據。
3.Matplotlib庫
是一個用在Python中繪制數組的2D圖形庫，雖然它起源於模仿MATLAB圖形命令，但它獨立於MATLAB，可以通過Pythonic和面向對象的方式使用，是Python中Z出色的繪圖庫。主要用純Python語言編寫的，它大量使用Numpy和其他擴展代碼，即使對大型數組也能提供良好的性能。
4.Seaborn庫
是Python中基於Matplotlib的數據可視化工具，提供了很多高層封裝的函數，幫助數據分析人員快速繪制美觀的數據圖形，從而避免了許多額外的參數配置問題。
5.NLTK庫
被稱為使用Python進行教學和計算語言學工作的Z佳工具，以及用自然語言進行游戲的神奇圖書館。NLTK是一個領先的平台，用於構建使用人類語言數據的Python程序，它為超過50個語料庫和詞彙資源提供了易於使用的介面，還提供了一套文本處理庫，用於分類、標記化、詞干化、解析和語義推理、NLP庫的包裝器和一個活躍的討論社區。

⑻ 常用Python機器學習庫有哪些

Python作為一門理想的集成語言，將各種技術綁定在一起，除了為用戶提供更方便的功能之外，還是一個理想的粘合平台，在開發人員與外部庫的低層次集成人員之間搭建連接，以便用C、C++實現更高效的演算法。
使用Python編程可以快速遷移代碼並進行改動，無須花費過多的精力在修改代碼與代碼規范上。開發者在Python中封裝了很多優秀的依賴庫，可以直接拿來使用，常見的機器學習庫如下：
1、Scikit-Learn
Scikit-Learn基於Numpy和Scipy，是專門為機器學習建造的一個Python模塊，提供了大量用於數據挖掘和分析的工具，包括數據預處理、交叉驗證、演算法與可視化演算法等一系列介面。
Scikit-Learn基本功能可分為六個部分：分類、回歸、聚類、數據降維、模型選擇、數據預處理。其中集成了大量分類、回歸、聚類功能，包括支持向量機、邏輯回歸、隨機森林、樸素貝葉斯等。
2、Orange3
Orange3是一個基於組件的數據挖掘和機器學習軟體套裝，支持Python進行腳本開發。它包含一系列的數據可視化、檢索、預處理和建模技術，具有一個良好的用戶界面，同時也可以作為Python的一個模塊使用。
用戶可通過數據可視化進行數據分析，包含統計分布圖、柱狀圖、散點圖，以及更深層次的決策樹、分層聚簇、熱點圖、MDS等，並可使用它自帶的各類附加功能組件進行NLP、文本挖掘、構建網路分析等。
3、XGBoost
XGBoost是專注於梯度提升演算法的機器學習函數庫，因其優良的學習效果及高效的訓練速度而獲得廣泛的關注。XGBoost支持並行處理，比起同樣實現了梯度提升演算法的Scikit-Learn庫，其性能提升10倍以上。XGBoost可以處理回歸、分類和排序等多種任務。
4、NuPIC
NuPIC是專注於時間序列的一個機器學習平台，其核心演算法為HTM演算法，相比於深度學習，其更為接近人類大腦的運行結構。HTM演算法的理論依據主要是人腦中處理高級認知功能的新皮質部分的運行原理。NuPIC可用於預測以及異常檢測，使用面非常廣，僅要求輸入時間序列即可。
5、Milk
Milk是Python中的一個機器學習工具包。Milk注重提升運行速度與降低內存佔用，因此大部分對性能敏感的代碼都是使用C++編寫的，為了便利性在此基礎上提供Python介面。重點提供監督分類方法，如SVMs、KNN、隨機森林和決策樹等。

⑼ 如何通過Python進行深度學習

作者 | Vihar Kurama

編譯 | 荷葉

來源 | 雲棲社區

摘要：深度學習背後的主要原因是人工智慧應該從人腦中汲取靈感。本文就用一個小例子無死角的介紹一下深度學習！

人腦模擬

深度學習背後的主要原因是人工智慧應該從人腦中汲取靈感。此觀點引出了「神經網路」這一術語。人腦中包含數十億個神經元，它們之間有數萬個連接。很多情況下，深度學習演算法和人腦相似，因為人腦和深度學習模型都擁有大量的編譯單元（神經元），這些編譯單元（神經元）在獨立的情況下都不太智能，但是當他們相互作用時就會變得智能。

我認為人們需要了解到深度學習正在使得很多幕後的事物變得更好。深度學習已經應用於谷歌搜索和圖像搜索，你可以通過它搜索像「擁抱」這樣的詞語以獲得相應的圖像。－傑弗里·辛頓

神經元

神經網路的基本構建模塊是人工神經元，它模仿了人類大腦的神經元。這些神經元是簡單、強大的計算單元，擁有加權輸入信號並且使用激活函數產生輸出信號。這些神經元分布在神經網路的幾個層中。

inputs 輸入 outputs 輸出 weights 權值 activation 激活

人工神經網路的工作原理是什麼？

深度學習由人工神經網路構成，該網路模擬了人腦中類似的網路。當數據穿過這個人工網路時，每一層都會處理這個數據的一方面，過濾掉異常值，辨認出熟悉的實體，並產生最終輸出。

輸入層：該層由神經元組成，這些神經元只接收輸入信息並將它傳遞到其他層。輸入層的圖層數應等於數據集里的屬性或要素的數量。輸出層：輸出層具有預測性，其主要取決於你所構建的模型類型。隱含層：隱含層處於輸入層和輸出層之間，以模型類型為基礎。隱含層包含大量的神經元。處於隱含層的神經元會先轉化輸入信息，再將它們傳遞出去。隨著網路受訓練，權重得到更新，從而使其更具前瞻性。

神經元的權重

權重是指兩個神經元之間的連接的強度或幅度。你如果熟悉線性回歸的話，可以將輸入的權重類比為我們在回歸方程中用的系數。權重通常被初始化為小的隨機數值，比如數值0-1。

前饋深度網路

前饋監督神經網路曾是第一個也是最成功的學習演算法。該網路也可被稱為深度網路、多層感知機（MLP）或簡單神經網路，並且闡明了具有單一隱含層的原始架構。每個神經元通過某個權重和另一個神經元相關聯。

該網路處理向前處理輸入信息，激活神經元，最終產生輸出值。在此網路中，這稱為前向傳遞。

inputlayer 輸入層 hidden layer 輸出層 output layer 輸出層

激活函數

激活函數就是求和加權的輸入到神經元的輸出的映射。之所以稱之為激活函數或傳遞函數是因為它控制著激活神經元的初始值和輸出信號的強度。

用數學表示為：

我們有許多激活函數，其中使用最多的是整流線性單元函數、雙曲正切函數和solfPlus函數。

激活函數的速查表如下：

反向傳播

在網路中，我們將預測值與預期輸出值相比較，並使用函數計算其誤差。然後，這個誤差會傳回這個網路，每次傳回一個層，權重也會根絕其導致的誤差值進行更新。這個聰明的數學法是反向傳播演算法。這個步驟會在訓練數據的所有樣本中反復進行，整個訓練數據集的網路更新一輪稱為一個時期。一個網路可受訓練數十、數百或數千個時期。

prediction error 預測誤差

代價函數和梯度下降

代價函數度量了神經網路對給定的訓練輸入和預期輸出「有多好」。該函數可能取決於權重、偏差等屬性。

代價函數是單值的，並不是一個向量，因為它從整體上評估神經網路的性能。在運用梯度下降最優演算法時，權重在每個時期後都會得到增量式地更新。

兼容代價函數

用數學表述為差值平方和：

target 目標值 output 輸出值

權重更新的大小和方向是由在代價梯度的反向上採取步驟計算出的。

其中η 是學習率

其中Δw是包含每個權重系數w的權重更新的向量，其計算方式如下：

target 目標值 output 輸出值

圖表中會考慮到單系數的代價函數

initial weight 初始權重 gradient 梯度 global cost minimum 代價極小值

在導數達到最小誤差值之前，我們會一直計算梯度下降，並且每個步驟都會取決於斜率（梯度）的陡度。

多層感知器（前向傳播）

這類網路由多層神經元組成，通常這些神經元以前饋方式（向前傳播）相互連接。一層中的每個神經元可以直接連接後續層的神經元。在許多應用中，這些網路的單元會採用S型函數或整流線性單元（整流線性激活）函數作為激活函數。

現在想想看要找出處理次數這個問題，給定的賬戶和家庭成員作為輸入

要解決這個問題，首先，我們需要先創建一個前向傳播神經網路。我們的輸入層將是家庭成員和賬戶的數量，隱含層數為1， 輸出層將是處理次數。

將圖中輸入層到輸出層的給定權重作為輸入：家庭成員數為2、賬戶數為3。

現在將通過以下步驟使用前向傳播來計算隱含層（i，j）和輸出層（k）的值。

步驟：

1， 乘法－添加方法。

2， 點積（輸入＊權重）。

3，一次一個數據點的前向傳播。

4， 輸出是該數據點的預測。

i的值將從相連接的神經元所對應的輸入值和權重中計算出來。

i = (2 * 1) + (3* 1) → i = 5

同樣地，j = (2 * -1) + (3 * 1) → j =1

K = (5 * 2) + (1* -1) → k = 9

Python中的多層感知器問題的解決

激活函數的使用

為了使神經網路達到其最大預測能力，我們需要在隱含層應用一個激活函數，以捕捉非線性。我們通過將值代入方程式的方式來在輸入層和輸出層應用激活函數。

這里我們使用整流線性激活（ReLU）:

用Keras開發第一個神經網路

關於Keras：

Keras是一個高級神經網路的應用程序編程介面，由Python編寫，能夠搭建在TensorFlow,CNTK,或Theano上。

使用PIP在設備上安裝Keras,並且運行下列指令。

在keras執行深度學習程序的步驟

1，載入數據；

2，創建模型；

3，編譯模型；

4，擬合模型；

5，評估模型。

開發Keras模型

全連接層用Dense表示。我們可以指定層中神經元的數量作為第一參數，指定初始化方法為第二參數，即初始化參數，並且用激活參數確定激活函數。既然模型已經創建，我們就可以編譯它。我們在底層庫（也稱為後端）用高效數字型檔編譯模型，底層庫可以用Theano或TensorFlow。目前為止，我們已經完成了創建模型和編譯模型，為進行有效計算做好了准備。現在可以在PIMA數據上運行模型了。我們可以在模型上調用擬合函數f（），以在數據上訓練或擬合模型。

我們先從KERAS中的程序開始，

神經網路一直訓練到150個時期，並返回精確值。

⑽ 13個最常用的Python深度學習庫介紹

13個最常用的Python深度學習庫介紹
如果你對深度學習和卷積神經網路感興趣，但是並不知道從哪裡開始，也不知道使用哪種庫，那麼這里就為你提供了許多幫助。
在這篇文章里，我詳細解讀了9個我最喜歡的Python深度學習庫。
這個名單並不詳盡，它只是我在計算機視覺的職業生涯中使用並在某個時間段發現特別有用的一個庫的列表。
這其中的一些庫我比別人用的多很多，尤其是Keras、mxnet和sklearn-theano。
其他的一些我是間接的使用，比如Theano和TensorFlow（庫包括Keras、deepy和Blocks等）。
另外的我只是在一些特別的任務中用過（比如nolearn和他們的Deep Belief Network implementation）。
這篇文章的目的是向你介紹這些庫。我建議你認真了解這里的每一個庫，然後在某個具體工作情境中你就可以確定一個最適用的庫。
我想再次重申，這份名單並不詳盡。此外，由於我是計算機視覺研究人員並長期活躍在這個領域，對卷積神經網路（細胞神經網路）方面的庫會關注更多。
我把這個深度學習庫的列表分為三個部分。
第一部分是比較流行的庫，你可能已經很熟悉了。對於這些庫，我提供了一個通俗的、高層次的概述。然後，針對每個庫我詳細解說了我的喜歡之處和不喜歡之處，並列舉了一些適當的應用案例。
第二部分進入到我個人最喜歡的深度學習庫，也是我日常工作中使用最多的，包括：Keras、mxnet和sklearn-theano等。
最後，我對第一部分中不經常使用的庫做了一個「福利」板塊，你或許還會從中發現有用的或者是在第二板塊中我還沒有嘗試過但看起來很有趣的庫。
接下來就讓我們繼續探索。
針對初學者：
Caffe
提到「深度學習庫」就不可能不說到Caffe。事實上，自從你打開這個頁面學習深度學習庫，我就敢打保票你肯定聽說Caffe。
那麼，究竟Caffe是什麼呢？
Caffe是由Berkeley Vision and Learning Center（BVLC）建立的深度學習框架。它是模塊化的，速度極快。而且被應用於學術界和產業界的start-of-the-art應用程序中。
事實上，如果你去翻閱最新的深度學習出版物（也提供源代碼），你就很可能會在它們相關的GitHub庫中找到Caffe模型。
雖然Caffe本身並不是一個Python庫，但它提供綁定到Python上的編程語言。我們通常在新領域開拓網路的時候使用這些綁定。
我把Caffe放在這個列表的原因是它幾乎被應用在各個方面。你可以在一個空白文檔里定義你的模型架構和解決方案，建立一個JSON文件類型的.prototxt配置文件。Caffe二進制文件提取這些.prototxt文件並培訓你的網路。Caffe完成培訓之後，你可以把你的網路和經過分類的新圖像通過Caffe二進制文件，更好的就直接通過Python或MATLAB的API。
雖然我很喜歡Caffe的性能（它每天可以在K40 GPU上處理60萬張圖片），但相比之下我更喜歡Keras和mxnet。
主要的原因是，在.prototxt文件內部構建架構可能會變得相當乏味和無聊。更重要的是， Caffe不能用編程方式調整超參數！由於這兩個原因，在基於Python的API中我傾向於對允許我實現終端到終端聯播網的庫傾斜（包括交叉驗證和調整超參數）。
Theano
在最開始我想說Theano是美麗的。如果沒有Theano，我們根本不會達到現有的深度學習庫的數量（特別是在Python）。同樣的，如果沒有numpy，我們就不會有SciPy、scikit-learn和 scikit-image,，同樣可以說是關於Theano和深度學習更高級別的抽象。
非常核心的是，Theano是一個Python庫，用來定義、優化和評估涉及多維數組的數學表達式。 Theano通過與numpy的緊密集成，透明地使用GPU來完成這些工作。
雖然可以利用Theano建立深度學習網路，但我傾向於認為Theano是神經網路的基石，同樣的numpy是作為科學計算的基石。事實上，大多數我在文章中提到的庫都是圍繞著Theano，使自己變得更加便利。
不要誤會我的意思，我愛Theano，我只是不喜歡用Theano編寫代碼。
在Theano建設卷積神經網路就像只用本機Python中的numpy寫一個定製的支持向量機（SVM），當然這個對比並不是很完美。
你可以做到嗎？
當然可以。
它值得花費您的時間和精力嗎？
嗯，也許吧。這取決於你是否想擺脫低級別或你的應用是否需要。
就個人而言，我寧願使用像Keras這樣的庫，它把Theano包裝成更有人性化的API，同樣的方式，scikit-learn使機器學習演算法工作變得更加容易。
TensorFlow
與Theano類似，TensorFlow是使用數據流圖進行數值計算的開源庫（這是所有神經網路固有的特徵）。最初由谷歌的機器智能研究機構內的Google Brain Team研究人員開發，此後庫一直開源，並提供給公眾。
相比於Theano ，TensorFlow的主要優點是分布式計算，特別是在多GPU的環境中（雖然這是Theano正在攻克的項目）。
除了用TensorFlow而不是Theano替換Keras後端，對於TensorFlow庫我並沒有太多的經驗。然而在接下來的幾個月里，我希望這有所改變。
Lasagne
Lasagne是Theano中用於構建和訓練網路的輕量級庫。這里的關鍵詞是輕量級的，也就意味著它不是一個像Keras一樣圍繞著Theano的重包裝的庫。雖然這會導致你的代碼更加繁瑣，但它會把你從各種限制中解脫出來，同時還可以讓您根據Theano進行模塊化的構建。
簡而言之：Lasagne的功能是Theano的低級編程和Keras的高級抽象之間的一個折中。
我最喜歡的：
Keras
如果我必須選出一個最喜歡的深度學習Python庫，我將很難在Keras和mxnet中做出抉擇——但最後，我想我會選Keras。
說真的，Keras的好處我說都說不完。
Keras是一個最低限度的、模塊化的神經網路庫，可以使用Theano或TensorFlow作為後端。Keras最主要的用戶體驗是，從構思到產生結果將會是一個非常迅速的過程。
在Keras中架構網路設計是十分輕松自然的。它包括一些state-of-the-art中針對優化（Adam，RMSProp）、標准化（BatchNorm）和激活層（PReLU，ELU，LeakyReLU）最新的演算法。
Keras也非常注重卷積神經網路，這也是我十分需要的。無論它是有意還是無意的，我覺得從計算機視覺的角度來看這是非常有價值的。
更重要的是，你既可以輕松地構建基於序列的網路（其中輸入線性流經網路）又可以創建基於圖形的網路（輸入可以「跳過」某些層直接和後面對接）。這使得創建像GoogLeNet和SqueezeNet這樣復雜的網路結構變得容易得多。
我認為Keras唯一的問題是它不支持多GPU環境中並行地訓練網路。這可能會也可能不會成為你的大忌。
如果我想盡快地訓練網路，那麼我可能會使用mxnet。但是如果我需要調整超參數，我就會用Keras設置四個獨立的實驗（分別在我的Titan X GPUs上運行）並評估結果。
mxnet
我第二喜歡的深度學習Python庫無疑就是mxnet（重點也是訓練圖像分類網路）。雖然在mxnet中站立一個網路可能需要較多的代碼，但它會提供給你驚人數量的語言綁定（C ++、Python、R、JavaScript等）。
Mxnet庫真正出色的是分布式計算，它支持在多個CPU / GPU機訓練你的網路，甚至可以在AWS、Azure以及YARN集群。
它確實需要更多的代碼來設立一個實驗並在mxnet上運行（與Keras相比），但如果你需要跨多個GPU或系統分配訓練，我推薦mxnet。
sklearn-theano
有時候你並不需要終端到終端的培養一個卷積神經網路。相反，你需要把CNN看作一個特徵提取器。當你沒有足夠的數據來從頭培養一個完整的CNN時它就會變得特別有用。僅僅需要把你的輸入圖像放入流行的預先訓練架構，如OverFeat、AlexNet、VGGNet或GoogLeNet，然後從FC層提取特徵（或任何您要使用的層）。
總之，這就是sklearn-theano的功能所在。你不能用它從頭到尾的訓練一個模型，但它的神奇之處就是可以把網路作為特徵提取器。當需要評估一個特定的問題是否適合使用深度學習來解決時，我傾向於使用這個庫作為我的第一手判斷。
nolearn
我在PyImageSearch博客上用過幾次nolearn，主要是在我的MacBook Pro上進行一些初步的GPU實驗和在Amazon EC2 GPU實例中進行深度學習。
Keras把 Theano和TensorFlow包裝成了更具人性化的API，而nolearn也為Lasagne做了相同的事。此外，nolearn中所有的代碼都是與scikit-learn兼容的，這對我來說絕對是個超級的福利。
我個人不使用nolearn做卷積神經網路（CNNs），但你當然也可以用（我更喜歡用Keras和mxnet來做CNNs）。我主要用nolearn來製作Deep Belief Networks (DBNs)。
DIGITS
DIGITS並不是一個真正的深度學習庫（雖然它是用Python寫的）。DIGITS（深度學習GPU培訓系統）實際上是用於培訓Caffe深度學習模式的web應用程序（雖然我認為你可以破解源代碼然後使用Caffe以外其他的後端進行工作，但這聽起來就像一場噩夢）。
如果你曾經用過Caffe，那麼你就會知道通過它的終端來定義.prototxt文件、生成圖像數據、運行網路並監管你的網路訓練是相當繁瑣的。 DIGITS旨在通過讓你在瀏覽器中執行這些任務來解決這個問題。
此外，DIGITS的用戶界面非常出色，它可以為你提供有價值的統計數據和圖表作為你的模型訓練。另外，你可以通過各種輸入輕松地可視化網路中的激活層。最後，如果您想測試一個特定的圖像，您可以把圖片上傳到你的DIGITS伺服器或進入圖片的URL，然後你的Caffe模型將會自動分類圖像並把結果顯示在瀏覽器中。干凈利落！
Blocks
說實話，雖然我一直想嘗試，但截至目前我的確從來沒用過Blocks（這也是我把它包括在這個列表裡的原因）。就像許多個在這個列表中的其他庫一樣，Blocks建立在Theano之上，呈現出一個用戶友好型的API。
deepy
如果讓你猜deepy是圍繞哪個庫建立的，你會猜什麼？
沒錯，就是Theano。
我記得在前一段時間用過deepy（做了初始提交），但在接下里的大概6-8個月我都沒有碰它了。我打算在接下來的博客文章里再嘗試一下。
pylearn2
雖然我從沒有主動地使用pylearn2，但由於歷史原因，我覺得很有必要把它包括在這個列表裡。 Pylearn2不僅僅是一般的機器學習庫（地位類似於scikit-learn），也包含了深度學習演算法的實現。
對於pylearn2我最大的擔憂就是（在撰寫本文時），它沒有一個活躍的開發者。正因為如此，相比於像Keras和mxnet這樣的有積極維護的庫，推薦pylearn2我還有些猶豫。
Deeplearning4j
這本應是一個基於Python的列表，但我想我會把Deeplearning4j包括在這里，主要是出於對他們所做事跡的無比崇敬——Deeplearning4j為JVM建立了一個開源的、分布式的深度學習庫。
如果您在企業工作，你可能會有一個塞滿了用過的Hadoop和MapRece伺服器的儲存器。也許這些你還在用，也許早就不用了。
你怎樣才能把這些相同的伺服器應用到深度學習里？
事實證明是可以的——你只需要Deeplearning4j。
總計
以上就是本文關於13個最常用的Python深度學習庫介紹的全部內容