基于python的机器学习人工智能入门之tensorflow / keras安装(Windows环境)

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因为项目需要,研究基于机器学习的人工智能。
俗话说,工欲善其事,必先利其器。
学习人工智能,首先就要有一个开发环境,也就是写代码跑仿真的地方。
折腾了几天,终于成功建立了基于tensorflow和keras的开发环境
中间遇到了许多问题,在同事及网络的帮助下,总算解决了,颇为不易。
虽然网上已经有很多的安装教程,但是这些教程在我的实际安装中依然出现问题,所以还是把我的安装的过程记录一下,重点是包括安装中间遇到的问题及解决方法。
希望能为后来人提供些许微末帮助。

1.安装Python环境Anaconda

目前的机器学习,编程语言大多选择python。
安装python环境,推荐安装Anaconda,集成了多版python库。
因为windows版本下的tensorflow暂时不支持python2.7,另外,新出的python3.6存在部分不兼容问题。建议安装Anaconda的版本4.2.0。
下载地址:
https://repo.continuum.io/archive/.winzip/

2.安装Tensorflow

2.1Tensorflow官方安装文档

tensorflow是Google开源的机器学习资源,有python版本的库,内部实现了许多算法,非常方便学习使用。
那,怎么安装tensorflow呢?
Tensorflow的官网上有linux/Mac/Windows版本的安装教程。
地址:
https://www.tensorflow.org/install
但是,文档是英文的,许多地方难以理解或易误解。另外其中windows版本,提到的在Anaconda中创立一个tensorflow的环境,在这个环境中安装python等工具。这个就是一个天坑。如果是自己的电脑,那没啥问题。但是如果是实验室/公司的电脑,一般没有管理员权限,所以不能在该环境下安装anaconda的代码工具,比如spider等。那就意味着,写python代码,会没有那么方便。
于是乎,在折腾了一天后,不得不放弃该方法,另辟蹊径。

2.2基于keras的tensorflow安装文档

多方打听后,知道了keras的存在。
于是,找到基于keras的安装文档。
地址:
http://keras-cn.readthedocs.io/en/latest/for_beginners/keras_windows/#3-python

这个文档,必须好评。
虽然本质上是介绍如何安装使用keras的,但是,keras的后端使用的是tensorflow,所以这个文档中同样有如何安装tensorflow的教程,并且与之前tensorflow官网上的不太一样。具体参见上述文档的章节“Keras 框架搭建”。
这是安装CPU版本的tensorflow。(至于要安装GPU版本的,请参考上述文档。)
下面介绍tensorflow的安装过程及遇到的问题和解决方法。

注意:
以下操作,不需要提前下载安装包,命令会自己去下载对应安装包,所以,需要一点点时间。

首先打开电脑的CMD命令行控制端口或者是PowerShell。
输入命令:

pip install --upgrade tensorflow

回车
然后就愉快发现命令在顺利执行。比如,会显示Collecting Tensorflow……..(省略若干字符)
正当我开心的等待成功安装时,突然爆了一连串的错误,看得我一脸蒙蔽。
Cannot remove entries from nonexistent file : ……….(省略若干字符)
怎么办?
细细一看,原来是pip版本低了,需要用更高版本,还好错误信息下面有提示用命令。
按照提示,输入命令:

python -m pip install --upgrade pip

更新pip。
更新完毕。
然后再次输入命令:

pip install --upgrade tensorflow

回车
然后就愉快发现命令又顺利执行。比如,会显示Collecting Tensorflow……..(省略若干字符)
正当我又开心的等待成功安装时,突然爆了一个错误,还好只有一个。
Cannot remove entries from nonexistent file : ……….(省略若干字符)
又是这个错误,怎么办?
这个时候,我灵机一闪,及时祭出Google大法。
搜索这个错误信息。
还好我不是第一个碰到这个问题的。
很快找到解决方案。
执行命令:

pip install --ignore-installed setuptools

然后就发现Successfully……..
解决了目前的问题。
地址:
http://www.peacesky.cn/post/%E8%A7%A3%E5%86%B3%E5%AE%89%E8%A3%85Tensorflow%E6%97%B6%E7%9A%84setup-tool%E9%94%99%E8%AF%AF

前期的准备工作做好了,然后就开始正式安装tensorflow了。
执行命令:

pip install --upgrade tensorflow

然后等一下下,就会发现Successfully……..

到此为止,tensorflow已经完成安装了。
可以启动验证一下,这里,先等等,安装了keras后,一起验证。

3.安装Keras

Keras是一种神经网络框架,非常方便使用。是学习神经网络的好帮手。
根据章节2.2中的文档,安装Keras。
输入命令:

pip install keras -U --pre

就看到显示:Collecting keras…….(省略若干字符)
如此顺利,非常开心。
等等,这是什么鬼?
出现一串红色的error信息。
Exception:。。。。
PermissionError:[WinError 5] Access is denied……..(省略若干字符)

再次祭出Google大法。
搜索PermissionError:[WinError 5] Access is denied….
然后寻找解决方法。
果然不出所料。
在命令中添加一个user选项。
将之前的命令进行添加:

pip install --user keras -U --pre

然后就见到Successfully……
解决方法地址:
http://blog.csdn.net/stevenkwong/article/details/68489870
或者
https://stackoverflow.com/questions/7465445/how-to-install-python-modules-without-root-access

哈哈,黄天不负有心人,终于成功了!!

4.验证Tensorflow和Keras

现在可以来验证下刚才安装的tensorflow和Keras。
安装了Anaconda后,一般都会默认安装了spyder,一个可以编写python代码并仿真输出的类似IDE的工具。
下面采用典型的代码进行功能验证。

代码来自网络,此处仅作为参考。感谢分享者的无私奉献。

4.1验证tensorflow

打开spyder。
在左侧的代码框中输入如下代码:

import tensorflow as tf

hello = tf.constant('Hello, TensorFlow!')
sess = tf.Session()
print (sess.run(hello))

如果右侧的仿真输出窗口顺利输出:
‘Hello, Tensorflow!’
那就代表Tensorflow安装成功。
bingo!!

4.2验证keras

在命令行中依次输入如下命令:

conda install git # 安装git工具
git clone https://github.com/fchollet/keras.git #下载工程内容
cd keras/examples/  #进入代码路径
python mnist_mlp.py  #用python运行程序

然后就会发现正在运行程序,是典型的机器学习入门的例子,识别手写数字。
总共训练二十次。
每次都会输出误差及准确率。
完成20次训练后,进行test,再给出test的误差及准确率。
到此,keras验证完毕。
bingo!!!

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