Как стать супер-мега-про машинного обучения за 15 минут18.10.2016 01:03

image
Недавно на Хабре проскакивал пост vfdev-5 о DIGITS. Давайте поподробнее разберёмся что это такое и с чём его едят. Если в двух словах. Это среда, которая позволяет решить 30–50% задачек машинного обучения на коленке в течении 5 минут. Без умения программировать. Ну, при наличии базы, конечно. И более-менее адекватной карточки от NVIDIA.

Где взять


Официальная страница. Качается потом всё отсюда. Там же инструкции.
Официально поддерживается Ubuntu 14 и Ubuntu 16. Есть deb-пакет для 14ой убунты и докер для неё же. Под 16ую — инструкция по сборке. Собирать нужно сначала caffe, потом DIGITS. Развлекуха где-то на пару часов.

Что такое в трёх словах


DIGITS — это визуальная Front-end обёртка для известных фреймворков (caffe и Torch 7). Позволяет из коробки обучать/дообучать известные/свои сетки. Есть большое число подготовленных кейсов.
По форм-фактору, это веб-сервис который запускается в терминале и доступен потом по адресу «localhost:5000/» на локальной машине. выглядит вот так:
ea27ad21c14a4e4cb3d75a1ec8793523.png
Почему-то навевает Юпитером. Плюс, оно похоже на TensorBoard. К сожалению, я не работал с ним много чтобы сравнить.

Как работать с этим чудом


На главной есть всего две большие кнопочки. Они то нам и нужны. Сначала нужно ткнуть в «New Dataset»:
6e2d0e9d5ee64cd195499a6c0e4cf385.png
По умолчанию DIGITS умеет работать с датасетами заточенными под:
  1. Классификацию — обучается распознавать принадлежность N классов изображений
  2. Поиск объектов — обучается искать прямоугольник объекта на изображении. Завтра я опубликую более подробную статью про этот кусок.
  3. Сегментацию — пиксельная сегментация изображения. Есть тьюториал, но я не разбирался.
  4. Процессинг — Не совсем понял что это. Тьюториалов тоже нет.

Рассмотрим классификацию, как самый простой из вариантов.
ee5a9e69278f4d5dbd411a7942312436.png
На этапе подготовки датасета digits пережимает базу в удобный для себя формат, чтобы быстро работать с ним, не напрягая хард миллионами запросов. В принципе, всё ясно:
  • Блок слева — описывает в каком формате будет подготовлено изображение. Стандартное правило machine learning: оно должно выглядеть так, чтобы человек успешно распознавал любое изображение из базы. Не больше и не меньше.
  • Блок справа про базу. Там нужно показать где лежит база. Есть два варианта данных, которые DIGITS может пережевать. Первый формат: N папок, в каждой папке свой класс. Второй формат: изображения лежат где угодно, но есть текстовый файл формата »<путь> <имя класса>». % for validation — какая часть базы будет использоваться для тестирования во время обучения. %for testing — сколько используется для итогового тестирования.
  • Блок снизу — формат базы, которую DIGITS подготовит для себя. По сути пользователя это мало касается.

Результат создания базы будет динамично отображаться. А так же будет выведена итоговая статистика по базе:
6bf2fb00cac04344b1581ecf35cc4b2e.png
Создание базы завершено! Можно перейти к обучению. Переходим в главное меню и вместо «New Dataset» тыкаем «New Model». Опять выбираем Classification. Здесь параметров чуть больше (1,2). Обязательно нужно выбрать:
  • Подготовленную базу в графе Select Dataset
  • Используемую сеть

Есть куча более тонких настроек:
  • Количество эпох обучения (сколько раз прогонится база)
  • Настройка сохранения и тестирования
  • Параметры алгоритма спуска: скорости спуска, их изменение по ходу обучения
  • Возможность настройки сети: можно изменить существующую, а можно задать свою
  • Простейшие приращения датасета: кроп, вычитание среднего

Можно посмотреть как выглядит текущая сеточка:
c6d7712867d54189918766ff9fcb73f3.png

Запускаем


Ваш компьютер виснет в мёртвую. Зато вы видите красивые онлайн графички идущего обучения, оценку времени, текущий результат, и.т.д.:
13f9323bee8f4a10b7d6c060275076b8.png
После окончания обучения появляется менюшка, которая позволяет сохранить итоговую модельку, распознать одно/несколько изображений. Построить статистику.
39829ee754da456488ee4040fbebd396.png
Можно отправлять в продакшн;)

Что ещё


В DIGITS ещё неплохая сетка для детектирования объектов (описания: 1, 2). Завтра я выложу отдельную коротенькую статью на её счёт. Там, к сожалению, не всё так хорошо как хочется.
72d4a64b915e493291210ee9439739e4.jpeg
be828148263f434f85ccad8193978a99.jpg

Имеется возможность настроить корректную пиксельную сегментацию. Но у меня сейчас есть настроенные решения — это не очень интересно. А так, целый пример по работе с DICOM изображениями:
image
решение позиционируется как пригодное для задач сегментации по медицинским данным.

Выводы


Уровень знаний необходимый для работы с нейронными сетями потихоньку падает ниже плинтуса. Наверняка есть другие аналоги, или появятся в ближайшее время. Тот же TensorBoard.
Это не значит, что получаемое решение — качественное. Но оно может весьма неплохо работать в некоторых ситуациях. Конечно, хороший тьюнинг, подборка метода, ручная настройка сети — могут значительно улучшить производительность. Но чтобы показать прототип может хватить и DIGITS.
По мне — получился весьма годная обёрточка. Но, что-то его nvidia особо не пиарит и мало поддерживает.

Комментарии (2)

  • 18 октября 2016 в 00:32 (комментарий был изменён)

    0

    ↑

    ↓

    Интересно, такой инструмент можно применить в таком конкурсе от ФПИ?

    Или потребуется больше времени чем 15 минут?

    Конкурс

    • 18 октября 2016 в 00:37

      0

      ↑

      ↓

      Боюсь ссылка не прикрепилась к вопросу. По лицам который? Нет, это немного другая задача. Для этого шаблона в DIGITS нет)

© Habrahabr.ru