deeplearn.js:浏览器端机器智能框架

阅读数:4943 2017 年 8 月 10 日

deeplearn.js 最初由 Google Brain PAIR 开发,是一款基于硬件加速的开源 JavaScript 库,可被用在机器智能领域。该库将高性能的机器学习构建模块引入到 web 开发领域。PAIR 是 People Plus AI Research 的简称,意为“人 + 人工智能研究”,目标在于“使 AI 更加注重人性”。通过 deeplearn.js,可以实现在浏览器中训练神经网络模型,也可在推理阶段运行预训练模型。

deeplearn.js 目前已经开源,地址是:https://github.com/PAIR-code/deeplearnjs

deeplearn.js 以 TypeScript 作为首选语言,提供了可用于构建可微数据流图的 API,以及一系列可以直接使用的数学函数。该库有两个 API 模型,一个是即时执行模型(可认为是 NumPy),另一个是基于 TensorFlow 的 API 镜像的延时执行模型。该库还支持从 TensorFlow 检查点将权重转储为可以导入 deeplearn.js 的格式,但开发者必须在 deeplearn.js 中重新创建模型,并使用该检查点的权重。该库正计划建立一种可以直接从 TensorFlow 将模型端口从 GraphDef 自动传输到 deeplearn.js 的方法。同时该库使用 OES_texture_float 扩展以定位支持 WebGL 1.0 和 WebGL 2.0 的设备,对于不支持 WebGL 的设备,deeplearn.js 还提出了 CPU 回退机制。

在 deeplearn.js 中,NDArray是其核心数据单元,包括一系列浮点值,可以用于将其构建为任意维数的数组。NDArray也拥有一个用来定义形状的shape属性。例如一个 3*2 的矩阵用法如下:

const shape = [3,2]; // 3 行,2 列 
const matrix = Array2D.new(shape,[1.0,2.0,4.0,6.0,3.0,2.0]);

该库还提供了一个NDArrayMath基类,定义了一系列在NDArray上运行的数学函数,为模型内数据操作提供方便。在 deeplearn.js 中,可微数据流图和 TensorFlow 一样,使用的是延迟执行模型。通过FeedEntrys 提供的输入NDArray 构建一个计算图,然后再在上面进行训练或推断。其中FeedEntry对象和 TensorFlow 中的feed_dict类似,用来提供运行所需的数据。

在当前深度学习的浪潮下,deeplearn.js 为浏览器构建了强大的交互式机器学习工具,几乎可以被用在任何领域,包括教育、模型的理解、艺术项目等。


感谢徐川对本文的审校。

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