node.js使用TensorFlow入门教程一:简介及工作原理环境安装及初始化


发布者 ourjs  发布时间 1681287945802
关键字 Node.JS  TensorFlow 

 

TensorFlow.js简介

TensorFlow.js是谷歌发布的一个JavaScript库,它将深度学习和机器学习技术带到了Web应用程序中,使开发人员能够在Web浏览器和Node.js环境中直接训练和部署机器学习模型。简单来说,TensorFlow.js可以让开发者用JavaScript实现机器学习应用,经由HTML网页直接与用户交互。

TensorFlow.js支持大多数TensorFlow API,包括训练和推理功能,多层网络、卷积神经网络、循环神经网络等。TensorFlow.js使用了一种独特的编码方式,将数据流重定向到GPU进行高速计算,从而加快运行速度。

TensorFlow.js支持以下应用场景:

数据科学:例如数据值预测、分类、聚类

计算机视觉:例如图像分类、对象检测

自然语言处理(NLP):例如文本分类、情感分析

运动捕捉:例如姿势估计、动作分类

TensorFlow.js因其易于使用、扩展性和流行性而受到广泛贺认可。它可以在浏览器中运行,也可以使用Node.js在服务器端部署。

值得一提的是,TensorFlow.js具有以下优势:

降低学习门槛:JavaScript开发人员可以使用他们熟悉的编程语言进行编码,无需掌握其他语言。

浏览器内部开发:可以不需要搭建复杂的环境或导入深度学习框架。

占用空间少:TensorFlow.js的体积非常小,只需要几行代码即可实现机器学习功能。

总而言之,TensorFlow.js使得机器学习技术更具可访问性和可用性,并拓展了深度学习技术的应用领域。

 

TensorFlow.js 基本原理

TensorFlow.js的基本原理非常简单。它利用JavaScript编程语言,基于TensorFlow框架的API实现了所有的机器学习算法和预测机制,并利用WebGL技术将计算放在GPU上,从而提高预测速度。

下面是TensorFlow.js的基本原理步骤:

数据处理
TensorFlow.js会对输入的数据进行处理,将数据进行格式转换,然后将数据传递给模型进行训练或推理。数据处理的结果取决于不同的预测任务。

网络结构
创建神经网络结构,定义网络的层数、神经元个数、激活函数类型等参数。根据输入数据和指定参数,配置起始状态,并通过参数不断优化最终状态。

模型训练
通过编写JavaScript代码,将数据喂入神经网络,通过反向传播算法,不断调整模型参数,从而提高模型的准确性。

模型推理
模型训练后,模型可以被用来进行预测。将新的数据输入到模型中,神经网络会以特定的方式激活,并输出最终结果。具体视任务而定。

WebGL技术
在TensorFlow.js中,浏览器和Node.js环境都带有WebGL技术。因此,TensorFlow.js可以将计算放在图形处理器(GPU)上执行,从而提高计算速度。WebGL还可以使TensorFlow.js直接在网页上呈现数据可视化。

总之,TensorFlow.js的基本原理就是通过JavaScript编程、使用神经网络进行数据处理,WebGL技术将计算放在GPU上,从而实现高效的机器学习应用

 

TensorFlow.js 使用

在Node.js上安装TensorFlow.js,需要执行以下步骤:

npm install @tensorflow/tfjs-node-gpu

这行命令会自动启用GPU,也可以安装CPU的库,底层需要C/C++实现

npm install @tensorflow/tfjs-nodetfjs

tfjs是纯javascriopt实现的模型计算及训练,可以在浏览器端执行但性能较差

npm install @tensorflow/tfjs

 

使用:一个简单的例子,这里使用 gpu 的库

const tf = require('@tensorflow/tfjs-node-gpu');

const model = tf.sequential({
layers: [tf.layers.dense({units: 1, inputShape: [1]})]
});
model.compile({loss: 'meanSquaredError', optimizer: 'sgd'});
const xs = tf.tensor2d([1, 2, 3, 4], [4, 1]);
const ys = tf.tensor2d([1, 3, 5, 7], [4, 1]);
model.fit(xs, ys, {epochs: 10}).then(() => {
model.predict(tf.tensor2d([5], [1, 1])).print();
});

 









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