深度学习工具箱

深度学习工具箱

ディープラーニングネットワークの設計,学習,解析

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ネットワークおよびアーキテクチャ

画的像,時系列,テキストデータの分類,回帰,および表現学習のためのディープラーニングネットワークを学習します。

長期短期記憶ネットワーク

信号,オーディオ,テキスト,およびその他の時系列データを含むシーケンスデータの長期依存性を学習します。分類と回帰を行うために長期短期記憶(LSTM)ネットワークを構築し,学習します。

LSTMの操作

ネットワーク構造

有向非循環グラフ(DAG),再帰型アーキテクチャなどを含む,さまざまなネットワーク構造を用いて,ディープラーニングネットワークを構築します。カスタムの学習ループ,重み共有,自動微分を使用して,敵対的生成ネットワーク(GAN)や暹罗ネットワークのような高度なネットワークアーキテクチャを構築します。

様々なネットワークアーキテクチャを扱う

ネットワークの設計と解析

対話型アプリを使用して,ディープラーニングネットワークを構築,可視化,実験,分析します。

ディープラーニングネットワークの解析

ネットワークアーキテクチャを分析して,学習前にエラー,警告,および層の互換性の問題を検出し,デバッグします。ネットワークトポロジを可視化し,学習可能なパラメーターや活性化関数などの詳細を表示します。

ディープラーニングネットワークアーキテクチャの解析

ディープラーニング実験の管理

実験マネージャーアプリで複数のディープラーニング実験を管理します。学習パラメーターの追跡,結果の解析,およびさまざまな実験のコードの比較を行います。学習プロットや混同行列などの可視化ツールを使用して,実験結果の並べ替えおよびフィルタリングを行い,カスタム指標を定義して学習済みモデルを評価します。

転移学習モデルと事前学習済みのモデル

推論のために事前学習済みのモデルをMATLABにインポートします。

事前学習済みモデル

最新の研究で得られた事前学習済みのネットワークに1行のコードでアクセスできます。DarkNet-53、ResNet-50 SqueezeNet、NASNet Inception-v3などの事前学習済みモデルがインポート可能です。

事前学習済みモデルの分析

可視化とデバッグ

ディープラーニングネットワークにおいて,学習進行状況,学習した特徴の活性化状態を可視化します。

学習進行状況

さまざまなメトリクスのプロットで,反復のたびに学習進行状況を表示します。検証メトリックを学習メトリクスに対してプロットして,ネットワークが過適合していないかを確認します。

モデルの学習進捗状況の監視

ネットワークの活性化状態

特定の層に対応する活性化状態を抽出し,学習された特徴を可視化したり,活性化状態を使用して機械学習分類器を学習させたりします。Grad-CAMのアプローチを用いると,ディープラーニングネットワークが下した分類決定の理由を理解する助けになります。

活性化状態の可視化

フレームワークの相互運用性

MATLABのディープラーニングフレームワークとの相互運用。

ONNXコンバーター

他のディープラーニングフレームワークとの相互運用性のためのMATLAB®内でのONNXモデルのインポートおよびエクスポート。ONNXは,あるフレームワークで学習されたモデルを,推論のために他のフレームワークに転移することを可能にします。GPU编码器™を使用して,最適化されたNVIDIA®CUDA®コードを生成し,MATLAB编码器™を使用して,インポート済みモデル用にc++コードを生成します。

ディープラーニングフレームワークとの相互運用

TensorFlow-Kerasインポーター

推論と転移学習のために,TensorFlow-KerasからMATLABにモデルをインポートします。GPU编码器を使用して,最適化されたCUDAコードを生成し,MATLAB编码器を使用して,インポート済みモデル用にc++コードを生成します。

咖啡インポーター

推論と転移学習のために,咖啡模型动物园からMATLABにモデルをインポートします。

咖啡模型动物园からMATLABへのモデルのインポート

学習の加速

GPU,クラウド,分散コンピューティングにより,ディープラーニング学習を加速します。

GPUでの高速化

高性能のNVIDIA GPUによりディープラーニング学習と推論を加速します。単一のワークステーションGPUで学習を実行したり,データセンターまたはクラウド上の帕システムで複数のGPUに拡張したりすることができます。MATLABは,并行计算工具箱と共に计算能力3.0以上のほとんどのCUDA対応NVIDIA GPUで使用できます。

GPUによる高速化

クラウドでの高速化

クラウドインスタンスでディープラーニングに必要な学習時間を短縮します。最良の結果を得るために,高性能GPUインスタンスを使用します。

并行计算工具箱およびMATLAB并行服务器を使用してクラウドでの学習を高速化します。

分散コンピューティング

MATLAB并行服务器を使用し,ネットワークで接続した複数のコンピューターの複数のプロセッサでディープラーニング学習を実行できます。

ディープラーニングを並列に,クラウド上にスケールアップ

コードの生成と展開

学習済みネットワークを組み込みシステムに配置したり,実際の環境に組み込みます。

シミュレーション

金宝app®でディープラーニングネットワークのシミュレーションを行い,コードを生成します。AlexNet, GoogLeNetなどの事前学習済みモデルを使用します。また,ゼロから作成したネットワークや,LSTMネットワークなどの転移学習で作成したネットワークをシミュレーションすることもできます。GPU编码器およびNVIDIA GPU を使用して、Simulink でのディープラーニング ネットワークの実行を高速化します。制御、信号処理、およびセンサー フュージョンのコンポーネントを使用して、ディープラーニング ネットワークをシミュレーションし、ディープラーニング モデルがシステムレベルのパフォーマンスに与える影響を評価します。

車線および車両検出の実行のための金宝app仿真软件®モデル内のディープ畳み込みニューラルネットワーク

コード生成

GPU编码器を使用して,ディープラーニング,組み込みビジョン,および自律システムのための最適化されたCUDAコードをMATLABコードから生成します。MATLAB编码器を使用してc++コードを生成し,ディープラーニングネットワークを英特尔®至强®および手臂®皮质®——プロセッサに展開します。生成されたコードをNVIDIA杰森™,驱动™プラットフォーム,および覆盆子π™ボードに自動的にクロスコンパイルして展開します。

ディープラーニングの量子化

ディープラーニングネットワークをint8に量子化し,模型量化图书馆のサポートパッケージを使用して,選択した層の重みとバイアスを量子化する精度のトレードオフを解析します。

スタンドアロンアプリケーションの展開

MATLAB编译器™およびMATLAB编译器SDK™を使用して,ディープラーニングモデルを備えたMATLABプログラムから,学習済みのネットワークを,c++共有ライブラリ,微软®netアセンブリ,Java®クラス,Python®パッケージとして展開します。

MATLAB编译器を使用したスタンドアロンMATLABプログラムの共有

浅いニューラルネットワーク

教師ありと教師なしのさまざまな浅いネットワークアーキテクチャで,ニューラルネットワークを使用します。

教師ありネットワーク

動的システムをモデル化および制御し,ノイズの多いデータを分類し,将来のイベントを予測するために,教師ありの浅いニューラルネットワークを学習させます。

浅いニューラルネットワーク

教師なしネットワーク

データ内の関係を見つけ,浅いネットワークを新しい入力に絶えず適応させることによって,分類スキームを自動的に定義します。自己組織化された教師なしネットワークと,競合層,自己組織化マップを使用します。

自己組織化マップ

スタックされたオートエンコーダー

オートエンコーダーを使用して,データセットから低次元の特徴量を抽出することで,教師なしの特徴量変換を実行します。また,複数のエンコーダーを学習させ,スタックすることにより,スタックされたオートエンコーダーを教師あり学習に使用することもできます。

スタックされたエンコーダー。