Python ไลบรารี่
10 ไลบรารี Python ที่ดีที่สุดสำหรับการเรียนรู้เชิงลึก
สารบัญ
Python ได้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเพื่อเป็นภาษาโปรแกรมชั้นนำ มีเหตุผลหลายประการ รวมถึงประสิทธิภาพที่สูงมากเมื่อเทียบกับภาษาหลักอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีคำสั่งและไวยากรณ์เหมือนภาษาอังกฤษซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกอันดับต้น ๆ สำหรับผู้เริ่มต้นเขียนโค้ด
บางทีจุดขายที่ใหญ่ที่สุดของ Python คือไลบรารีโอเพ่นซอร์สจำนวนมหาศาลที่ทำให้สามารถใช้ภาษาได้ทุกอย่างตั้งแต่วิทยาศาสตร์ข้อมูลไปจนถึงการจัดการข้อมูล
Python และการเรียนรู้เชิงลึก
การเรียนรู้เชิงลึกเป็นสาขาย่อยของการเรียนรู้ของเครื่องที่เกี่ยวข้องกับโครงข่ายประสาทเทียม ซึ่งเป็นอัลกอริทึมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างของสมองมนุษย์ การเรียนรู้เชิงลึกมีแอปพลิเคชันมากมายและใช้ในเทคโนโลยี AI ในปัจจุบัน เช่น รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง เครื่องมือรวบรวมข่าว การประมวลผลภาษาธรรมชาติ (NLP) ผู้ช่วยเสมือน การจดจำภาพ และอื่นๆ อีกมากมาย
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Python ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเรียนรู้เชิงลึก เนื่องจากโค้ดมีความกระชับและอ่านง่าย จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันการเรียนรู้เชิงลึก ไวยากรณ์ที่เรียบง่ายของมันยังช่วยให้สามารถพัฒนาแอปพลิเคชันได้เร็วกว่าเมื่อเทียบกับภาษาโปรแกรมอื่นๆ อีกเหตุผลหลักสำหรับการใช้ Python สำหรับการเรียนรู้เชิงลึกคือภาษาสามารถรวมเข้ากับระบบอื่น ๆ ที่เขียนด้วยภาษาการเขียนโปรแกรมที่แตกต่างกัน ทำให้ง่ายต่อการผสมผสานกับโครงการ AI ที่เขียนในภาษาอื่น
มาดูไลบรารี Python ที่ดีที่สุด 10 อันดับสำหรับการเรียนรู้เชิงลึก:
1. TensorFlow
TensorFlow ถือเป็นหนึ่งในไลบรารี Python ที่ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันการเรียนรู้เชิงลึก พัฒนาโดยทีม Google Brain มีเครื่องมือ ห้องสมุด และแหล่งข้อมูลชุมชนที่ยืดหยุ่นมากมาย ผู้เริ่มต้นและมืออาชีพสามารถใช้ TensorFlow เพื่อสร้างโมเดลการเรียนรู้เชิงลึก รวมถึงโครงข่ายประสาทเทียม
TensorFlow มีสถาปัตยกรรมและเฟรมเวิร์กที่ยืดหยุ่น ทำให้สามารถทำงานบนแพลตฟอร์มการคำนวณต่างๆ เช่น CPU และ GPU ด้วยเหตุนี้ จึงทำงานได้ดีที่สุดเมื่อใช้งานบนหน่วยประมวลผลเทนเซอร์ (TPU) ไลบรารี Python มักถูกใช้เพื่อนำการเรียนรู้แบบเสริมกำลังมาใช้ในโมเดลการเรียนรู้เชิงลึก และคุณสามารถแสดงภาพโมเดลการเรียนรู้ของเครื่องได้โดยตรง
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ TensorFlow:
- สถาปัตยกรรมและกรอบการทำงานที่ยืดหยุ่น
- ทำงานบนแพลตฟอร์มการคำนวณที่หลากหลาย
- ความสามารถในการเป็นนามธรรม
- จัดการโครงข่ายประสาทเทียมระดับลึก
2. ไพทอร์ช
หนึ่งในไลบรารี Python ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการเรียนรู้เชิงลึกคือ Pytorch ซึ่งเป็นไลบรารีโอเพ่นซอร์สที่สร้างโดยทีมวิจัย AI ของ Facebook ในปี 2016 ชื่อของไลบรารีมาจาก Torch ซึ่งเป็นเฟรมเวิร์กการเรียนรู้เชิงลึกที่เขียนด้วยภาษา Lua ภาษาโปรแกรม
PyTorch ช่วยให้คุณทำงานได้หลายอย่าง และมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันการเรียนรู้เชิงลึก เช่น NLP และคอมพิวเตอร์วิทัศน์
ข้อดีบางประการของ PyTorch ได้แก่ ความเร็วในการดำเนินการสูง ซึ่งสามารถทำได้แม้ในขณะที่จัดการกับกราฟจำนวนมาก นอกจากนี้ยังเป็นไลบรารี่ที่ยืดหยุ่น สามารถทำงานบนโปรเซสเซอร์หรือ CPU และ GPU ที่เรียบง่าย PyTorch มี API ที่มีประสิทธิภาพซึ่งช่วยให้คุณสามารถขยายไลบรารีได้ เช่นเดียวกับชุดเครื่องมือภาษาธรรมชาติ
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ PyTorch:
- การกระจายและการดำเนินการทางสถิติ
- ควบคุมชุดข้อมูล
- การพัฒนาโมเดลการเรียนรู้เชิงลึก
- มีความยืดหยุ่นสูง
3. นำพาย
หนึ่งในไลบรารี Python ที่รู้จักกันดี NumPy สามารถใช้ได้อย่างราบรื่นสำหรับการประมวลผลอาร์เรย์และเมทริกซ์หลายมิติขนาดใหญ่ มันอาศัยฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ระดับสูงชุดใหญ่ ซึ่งทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการคำนวณทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่มีประสิทธิภาพในการเรียนรู้เชิงลึก
อาร์เรย์ NumPy ต้องการพื้นที่จัดเก็บน้อยกว่ารายการ Python อื่นๆ มาก และยังใช้งานได้เร็วกว่าและสะดวกกว่า ข้อมูลสามารถจัดการในเมทริกซ์ ย้ายตำแหน่ง และเปลี่ยนรูปร่างด้วยไลบรารี NumPy เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมในการเพิ่มประสิทธิภาพของโมเดลการเรียนรู้เชิงลึกโดยไม่ต้องทำงานที่ซับซ้อนมากเกินไป
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ NumPy:
- การจัดการรูปร่าง
- วัตถุอาร์เรย์ N มิติประสิทธิภาพสูง
- การทำความสะอาด/จัดการข้อมูล
- การดำเนินการทางสถิติและพีชคณิตเชิงเส้น
Scikit-Learn เดิมเป็นส่วนขยายของบุคคลที่สามสำหรับไลบรารี SciPy แต่ตอนนี้เป็นไลบรารี Python แบบสแตนด์อโลนบน Github Scikit-Learn ประกอบด้วย DBSCAN, การเพิ่มระดับความลาดชัน, รองรับเครื่องเวกเตอร์ และฟอเรสต์แบบสุ่มภายในวิธีการจำแนกประเภท การถดถอย และการจัดกลุ่ม
แง่มุมที่ยอดเยี่ยมที่สุดประการหนึ่งของ Scikit-Learn คือสามารถทำงานร่วมกับสแต็ก SciPy อื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ยังเป็นมิตรกับผู้ใช้และสอดคล้องกัน ทำให้แบ่งปันและใช้ข้อมูลได้ง่ายขึ้น
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ Scikit-learn:
- การจำแนกประเภทข้อมูลและการสร้างแบบจำลอง
- อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องแบบครบวงจร
- การประมวลผลข้อมูลล่วงหน้า
- การเลือกรุ่น
5. วิทย์
นั่นนำเราไปสู่ Scipy ซึ่งเป็นห้องสมุดโอเพ่นซอร์สฟรีที่ใช้ Numpy SciPy เป็นหนึ่งในห้องสมุด Python ที่ดีที่สุด เนื่องจากความสามารถในการคำนวณทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคในชุดข้อมูลขนาดใหญ่ มันมาพร้อมกับโมดูลฝังตัวสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพอาร์เรย์และพีชคณิตเชิงเส้น
ภาษาโปรแกรมประกอบด้วยฟังก์ชันทั้งหมดของ NumPy แต่เปลี่ยนให้เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้งานง่าย มักใช้สำหรับการจัดการรูปภาพและให้คุณสมบัติการประมวลผลพื้นฐานสำหรับฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ระดับสูงที่ไม่ใช่วิทยาศาสตร์
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ SciPy:
- ที่ใช้งานง่าย
- การสร้างภาพข้อมูลและการจัดการ
- การวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค
- คำนวณชุดข้อมูลขนาดใหญ่
6. นุ่น
หนึ่งในไลบรารี Python แบบโอเพ่นซอร์สที่ใช้เป็นหลักในวิทยาศาสตร์ข้อมูลและวิชาการเรียนรู้เชิงลึกคือ Pandas ห้องสมุดมีการจัดการข้อมูลและเครื่องมือวิเคราะห์ซึ่งใช้สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูล ไลบรารีอาศัยโครงสร้างข้อมูลอันทรงพลังในการจัดการกับตารางตัวเลขและการวิเคราะห์อนุกรมเวลา
ไลบรารี Pandas นำเสนอวิธีที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพในการจัดการและสำรวจข้อมูลโดยการจัดหา Series และ DataFrames ซึ่งแสดงข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพในขณะเดียวกันก็จัดการกับมันด้วยวิธีต่างๆ
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ Pandas:
- การทำดัชนีข้อมูล
- การจัดตำแหน่งข้อมูล
- การรวม/การรวมชุดข้อมูล
- การจัดการและวิเคราะห์ข้อมูล
ไลบรารี Python อื่นสำหรับแอปพลิเคชันการเรียนรู้เชิงลึกคือ Microsoft CNTK (Cognitive Toolkit) ซึ่งเดิมเรียกว่า Computational Network ToolKit ไลบรารีการเรียนรู้เชิงลึกแบบโอเพ่นซอร์สใช้เพื่อใช้งานการเรียนรู้เชิงลึกแบบกระจายและการเรียนรู้ของเครื่อง
CNTK ช่วยให้คุณสามารถรวมโมเดลการคาดการณ์ เช่น Convolutional Neural Networks (CNN), Feed-forward Deep Neural Networks (DNN) และ Recurrent Neural Networks (RNN) เข้ากับเฟรมเวิร์ก CNTK สิ่งนี้ทำให้สามารถใช้งานการเรียนรู้เชิงลึกแบบ end-to-end ได้อย่างมีประสิทธิผล
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ CNTK:
- เปิดแหล่งที่มา
- ใช้งานการเรียนรู้เชิงลึกแบบกระจาย
- รวมโมเดลการคาดการณ์เข้ากับเฟรมเวิร์ก CNTK
- งานการเรียนรู้เชิงลึกแบบ end-to-end
8. Keras
Kears เป็นไลบรารี Python แบบโอเพ่นซอร์สที่โดดเด่นอีกตัวที่ใช้สำหรับงานการเรียนรู้เชิงลึก ทำให้สามารถทดสอบโครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึกได้อย่างรวดเร็ว Keras มีเครื่องมือที่จำเป็นในการสร้างแบบจำลอง แสดงภาพกราฟ และวิเคราะห์ชุดข้อมูล ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีชุดข้อมูลที่ติดป้ายไว้ล่วงหน้าซึ่งสามารถนำเข้าและโหลดได้โดยตรง
ไลบรารี Keras มักเป็นที่นิยมเนื่องจากเป็นแบบแยกส่วน ขยายได้ และยืดหยุ่น สิ่งนี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่ใช้งานง่ายสำหรับผู้เริ่มต้น นอกจากนี้ยังสามารถรวมเข้ากับวัตถุประสงค์ เลเยอร์ เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพ และฟังก์ชันการเปิดใช้งาน Keras ทำงานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายและสามารถทำงานบน CPU และ GPU นอกจากนี้ยังมีประเภทข้อมูลที่กว้างที่สุดประเภทหนึ่ง
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ Keras:
- การพัฒนาชั้นประสาท
- การรวมข้อมูล
- สร้างโมเดลการเรียนรู้เชิงลึกและแมชชีนเลิร์นนิง
- ฟังก์ชันการเปิดใช้งานและต้นทุน
9. Theano
ใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของรายการของเราคือ Theano ซึ่งเป็นห้องสมุด Python สำหรับการคำนวณเชิงตัวเลขที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการเรียนรู้ด้วยเครื่องและห้องสมุดเชิงลึก ด้วยเครื่องมือนี้ คุณจะได้รับคำจำกัดความ การเพิ่มประสิทธิภาพ และการประเมินนิพจน์ทางคณิตศาสตร์และการคำนวณเมทริกซ์ที่มีประสิทธิภาพ ทั้งหมดนี้ทำให้สามารถใช้ Theano สำหรับการใช้อาร์เรย์มิติเพื่อสร้างโมเดลการเรียนรู้เชิงลึก
Theano ถูกใช้โดยนักพัฒนาการเรียนรู้เชิงลึกและโปรแกรมเมอร์จำนวนมาก เนื่องจากเป็นห้องสมุดที่มีความเฉพาะเจาะจงสูง สามารถใช้กับหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) แทนหน่วยประมวลผลกลาง (CPU)
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ Theano:
- เครื่องมือตรวจสอบและทดสอบหน่วยในตัว
- การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพสูง
- การประเมินที่รวดเร็วและเสถียร
- การคำนวณที่ใช้ข้อมูลมาก
10. MX เน็ต
การปิดรายการไลบรารี Python ที่ดีที่สุด 10 อันดับสำหรับการเรียนรู้เชิงลึกคือ MXNet ซึ่งเป็นเฟรมเวิร์กการเรียนรู้เชิงลึกแบบโอเพ่นซอร์สที่ปรับขนาดได้สูง MXNet ได้รับการออกแบบมาเพื่อฝึกและปรับใช้โครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึก และสามารถฝึกโมเดลได้เร็วมาก
MXNet รองรับภาษาโปรแกรมมากมาย เช่น Python, Julia, C, C++ และอื่นๆ ข้อดีอย่างหนึ่งของ MXNet คือมีความเร็วในการคำนวณและการใช้ทรัพยากรบน GPU ที่รวดเร็วอย่างเหลือเชื่อ
นี่คือคุณสมบัติหลักบางประการของ MXNet:
- ปรับขนาดได้สูง
- เปิดแหล่งที่มา
- ฝึกฝนและปรับใช้เครือข่ายประสาทการเรียนรู้เชิงลึก
- ฝึกโมเดลอย่างรวดเร็ว
- ความเร็วในการคำนวณที่รวดเร็ว
Alex McFarland เป็นนักข่าวและนักเขียนด้าน AI ที่สำรวจการพัฒนาล่าสุดในด้านปัญญาประดิษฐ์ เขาได้ร่วมมือกับสตาร์ทอัพด้าน AI และสิ่งพิมพ์ต่างๆ มากมายทั่วโลก
คุณอาจชอบ
10 สุดยอด Image Processing Libraries ใน Python
10 ไลบรารี Python ที่ดีที่สุดสำหรับการเรียนรู้เชิงลึก
10 ไลบรารี Python ที่ดีที่สุดสำหรับการเรียนรู้ของเครื่องและ AI
10 สุดยอดเครื่องกำเนิดศิลปะ AI (พฤษภาคม 2024)
10 เครื่องมือทำความสะอาดข้อมูลที่ดีที่สุด (พฤษภาคม 2024)
10 ซอฟต์แวร์แอนตี้ไวรัส “ที่ดีที่สุด” สำหรับพีซี (พฤษภาคม 2024)