深度学习框架Keras

1.1  什么是Keras

Keras 是一个用 Python 编写的高级神经网络 API,它能够以 TensorFlow, CNTK, 或者 Theano 作为后端运行。 Keras遵循降低认知负担的最佳实践:提供一致且简单的API,将常见用例所需的用户操作数量降至最低,并针对用户错误提供清晰且可操作的反馈。

1.2  Keras的发展优势

Keras 是一个用 Python 编写的高级神经网络 API。它能够以 TensorFlow, CNTK, 或者 Theano 作为后端运行。

Keras的出现大大降低了深度学习应用的门槛,仅通过Keras API的数行代码就构建一个网络模型,Keras整套架构已经封装进了TensorFlow 2.0,在TF.keras可以完成Keras的所有事情。

它在 Netflix, Uber, Yelp, Instacart, Zocdoc, Square 等众多网站上使用。它尤其受以深度学习作为产品核心的创业公司的欢迎。 Keras&TensorFlow 2.0也是研究人员的最爱,在Google学术搜索收录的科学论文中,其提及数排名第一。 Keras也被CERN和NASA等大型科学组织的研究人员所采用。

1.2.1  Keras 被工业界和学术界广泛采用

在2019年初,对前两年在所有Kaggle比赛中排名前5名的团队进行了调查(N=120)。他们在比赛中使用的主要机器学习框架进入了前5名。Keras在主要框架排名第一。

用户已经不断与使用 Keras 构建的功能进行交互 - 它在 Netflix, Uber, Yelp, Instacart, Zocdoc, Square 等众多网站上使用。它尤其受以深度学习作为产品核心的创业公司的欢迎。 Keras&TensorFlow 2.0也是研究人员的最爱,在Google学术搜索收录的科学论文中,其提及数排名第一。 Keras也被CERN和NASA等大型科学组织的研究人员所采用。

1.2.2  Keras具有强大的多GPU和分布式培训支持

Keras原生支持的TensorFlow DistributionStrategy API,您可以轻松地在大型GPU群集(最多数千个设备)或整个TPU盒上运行模型,超过一百亿亿次每秒浮点运算次数的计算能力。Keras还为最新的NVIDIA GPU和TPU上的混合精度训练提供了本机支持。

优步的 Horovod 对 Keras 模型拥有很好的支持。

Keras 模型可以被转换为 TensorFlow Estimators 并在 Google Cloud 的 GPU 集群上训练。

Keras 可以在 Spark(通过 CERN 的 Dist-Keras)和 Elephas 上运行。

1.2.3  Keras 可以轻松将模型转化为产品

与任何其他深度学习框架相比,你的 Keras 模型可以在更广泛的平台上轻松部署:

在 Andriod 或者 IOS 上面通过 TF Lite or Apple’s CoreML(苹果为 Keras 提供官方支持)

在服务器上通过 Python runtime 或者 Node.js runtime

在服务器通过 TFX/TF Serving

在浏览器通过 TF.js部署

在 Raspberry Pi树莓派上,Edge TPU或其他嵌入式系统上

1.2.4  Keras拥有良好的生态环境

Keras得到深度学习生态系统中的关键公司的支持,Keras 的开发主要由谷歌支持,Keras API 以 tf.keras 的形式包装在 TensorFlow 中。此外,微软维护着 Keras 的后端。亚马逊 AWS 正在开发 MXNet 支持。其他提供支持的公司包括 NVIDIA、优步、苹果(通过 CoreML)等。


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