Theano

کتابخانه‌ای برای یادگیری عمیق

Theano یک کتابخانه‌ی رایگان یادگیری عمیق به زبان پایتون است که در محاسبات عددی کاربرد دارد و برای اجرا بر روی CPU و GPU طراحی شده است. این کتابخانه به کاربران اجازه می‌دهد عبارت‌های ریاضی ازجمله آرایه‌های چندبعدی را تعریف، بهینه و ارزیابی کنند. همچنین با استفاده از این کتابخانه می‌توانید به‌صورت مستقیم مدل‌های یادگیری عمیق را ایجاد کنید.

ویژگی‌های Theano

  • استفاده از GPU برای محاسبات
  • Folding ثابت
  • ادغام زیرگراف‌های مشابه به جهت جلوگیری از محاسبات اضافی
  • ساده‌سازی محاسبات و …

نصب

با استفاده از دستور زیر می‌توان این کتابخانه را نصب کرد.

!pip install Theano

همچنین ممکن است نسخه‌های جدیدی از این کتابخانه منتشر شود. برای رفع مشکلات احتمالی و بهبود عملکرد کدها از دستور زیر برای به‌روزرسانی این کتابخانه اقدام نمایید.

!pip install --upgrade --no-deps theano

این کتابخانه را نیز می‌توانید به‌صورت مستقیم از GitHub نصب نمایید.

!pip install --upgrade --no-deps git+git://github.com/Theano/Theano.git

اکنون به پیاده‌سازی مثالی ساده از Theano می‌پردازیم.

ابتدا دو متغیر a و b و سپس عبارتی را تعریف می‌کنیم که از این دو متغیر استفاده می‌کند: \begin{equation}(c=a+b)\end{equation}

این عبارت را به‌عنوان ورودی به یک تابع در Theano می‌دهیم و در نهایت از این تابع استفاده می‌نماییم.

import theano
from theano import tensor
a = tensor.dscalar()
b = tensor.dscalar() #create a simple expression
c = a + b #convert the expression intoa a callable object that takes a and b as
#inputs and computes a value for c
f = theano.function([a,b],c)
assert f(1.5, 2.5) == 4.5

 

اجرای این کد چیزی را نمایش نمی‌دهد اما اثبات اینکه 1.5+2.5 = 4.0 صحیح می‌باشد.

این یک مثال مختصر و مفیدی بود که چگونگی تعریف، کامپایل و استفاده‌ی عبارات عددی را نشان می‌دهد. شما می‌توانید این مثال را برای بردارهای بزرگ و عملیات ماتریسی جهت پردازش مدل‌های یادگیری عمیق تعمیم دهید.

افزونه‌ها و پوشه‌هایی برای Theano

اگر به‌تازگی وارد مباحث یادگیری عمیق شده‌اید لازم نیست به‌صورت مستقیم از این کتابخانه استفاده نمایید. بررسی پروژه‌های محبوب Python که از Theano برای یادگیری عمیق استفاده می‌کند؛ یادگیری این کتابخانه را بسیار آسان می‌سازد.

این پروژه‌ها ساختمان‌داده‌ای را در پایتون ارائه می‌دهند که برای ساخت سریع و مطمئن مدل‌های یادگیری عمیق استفاده می‌شود.

میزان استفاده از Theano در کتابخانه‌ها متفاوت است. برای مثال:

    کتابخانه Lasagne کلاس‌های خوبی را برای ایجاد یک مدل یادگیری عمیق فراهم می‌کند، اما همچنان انتظار دارد که شما از نحو Theano آگاهی داشته از آن استفاده کرده باشید.

  • مثال دیگر Keras است که Theano را کاملاً پنهان می‌کند و یک API بسیار ساده برای کار با آن و ایجاد مدل‌های Deep Learning فراهم می‌کند.

برای مشاهده‌ی لیست کاملی از کتابخانه‌هایی که با استفاده از Theano ساخته‌شده‌اند به پروژه‌های مرتبط در Theano Wiki مراجعه نمایید.

Theano کتابخانه‌ای بنیادی است که به‌طور مستقیم یا توسط کتابخانه‌های مناسب مانند Keras برای تحقیق و توسعه یادگیری عمیق مورد‌استفاده قرار می‌گیرد و از هر دو شبکه کانولوشنی و شبکه بازگشتی پشتیبانی می‌کند.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.