Anaconda 3 2020年2月版（Python 開発環境）と人工知能フレームワーク類のインストール（Windows 上）

Anaconda3 をインストールして Python 開発環境を整える．引き続き，NVIDIA CUDA ツールキット，NVIDIA cuDNN，TensorFlow, PyTorch，Dlib をインストールし，人工知能（AI)や顔検出・認識の環境を整える．これは，conda コマンドで簡単にできる

【目次】

Anaconda3 とは
Anaconda3 のインストール（winget を使用）（Windows 上）
Anaconda3 の動作確認
インストール済みパッケージの一括更新など
Anaconda 3 で，各種パッケージおよび関連ソフトウェアの追加インストール

* Anaconda3 の配下には，Python の仮想環境が自動で設定される（「conda create」により，Python の仮想環境を増やすこともできる）．

すでに，システムに Python をインストール済みの場合でも，Anaconda3 と両立できる．但し，Windows の Python ランチャーの機能を使って，どの Python を使うのかは常に意識を払う．

【関連する外部ページ】

Anaconda3 の公式ページ: https://www.anaconda.com
Anaconda3 の公式ダウンロードページ: https://www.anaconda.com/download
conda 公式のチートシート: https://conda.io/projects/conda/en/latest/user-guide/cheatsheet.html

Anaconda3 とは

Anaconda3 は，Anaconda Inc. 社が提供している Python バージョン 3 のための総合的なソフトウェアであり言語処理系，開発ツール，パッケージ管理ツールである conda，さらに主要な Python パッケージ群が一体化されている．主な同封アプリケーションは次の通りである．

Spyder: Python 開発環境
conda
conda は Python のパッケージおよび環境管理システム
conda は Anaconda3 の根幹となっており「conda を使わない」ということはできない．
Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) はコマンドラインインターフェイス
Jupyter ノートブック (Jupyter Notebook) は，対話型のプログラム実行ツール．Web ブラウザで動く．Python 以外にも Julia, Ruby, R, Lua, LuaJIT, Haskel, Scala,Go, JavaScript, node.js, bash などに対応．
Anaconda Navigator は，ベースのアプリケーション管理ツール．

Anaconda3 のインストール（winget を使用）（Windows 上）

次のコマンドを管理者権限のコマンドプロンプトで実行する（手順：Windowsキーまたはスタートメニュー → cmd と入力 → 右クリック → 「管理者として実行」）。

次のコマンドは，Anaconda3をインストールし，パスを通すものである．

winget install --scope machine Anaconda.Anaconda3
powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\Program Files\CMake\bin\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"

Windows のスタートメニューに「Anaconda3 (64-bit)」が増え，その下に「Anaconda Navigator」，「Anaconda Powershell Preompt」，「Anaconda Prompt」，「Jupyter Notebook」，「Reset Spyder Settings」，「Spyder」ができる．

【関連する外部ページ】

Anaconda3 の公式ページ: https://www.anaconda.com
Anaconda3 の公式ダウンロードページ: https://www.anaconda.com/download
conda 公式のチートシート: https://conda.io/projects/conda/en/latest/user-guide/cheatsheet.html

【サイト内の関連ページ】

Anaconda3 の概要と特徴，インストール（winget を使用）（Windows 上）: 別のページで説明
Ubuntu での Anaconda3 のインストール：「別のページ」で説明

【関連項目】 Anaconda3

Anaconda3 の動作確認

Python を使ってみる

スタートメニューで Spyder を起動．
Spyder の画面が出る．
動作確認のため，Spyder のエディタに，次の Python プログラムを入れ，実行ボタンをクリックして実行．
```
print(1 + 2)
```
今度は，次の Python プログラムを実行する
「プロット」をクリックして，結果を確認．
```
import matplotlib.pyplot as plt
plt.style.use('ggplot')
x = [1, 2, 3, 4]
y = [3, 5, 2, 4]
plt.scatter(x, y)
```

Anaconda Prompt の確認

スタートメニューで Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) を起動．
画面が開くので確認
インストール済みパッケージの確認は「conda list」で行う
```
conda list
```
特定のパッケージのバージョン確認は「conda list ＜パッケージ名＞」で行う．
```
conda list numpy
```

インストール済みパッケージの一括更新など

Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) を管理者として実行する．
- 「conda config --remove channels conda-forge」 conda-forgeチャンネルを削除
- conda updata -y -n base conda: conda を最新版に更新
- conda update -y anaconda: Anaconda を更新
- conda update -y --all: すべてのパッケージを更新
- conda clean -y --allは，パッケージキャッシュの削除
【関連する外部ページ】
- conda 公式のチートシート: https://conda.io/projects/conda/en/latest/user-guide/cheatsheet.html
```
conda config --remove channels conda-forge
conda update -y -n base conda
conda update -y anaconda
conda update -y --all
conda clean -y --all
```

Anaconda 3 で，各種パッケージおよび関連ソフトウェアの追加インストール

Python パッケージのうち， matplotlib, numpy, scipy, h5py, scikit-learn, scikit-image, seaborn, pandas, pillow, pytest, pyyaml, cython, bokeh, sympy, jupyter, jupyter_console, msgpack-python, rope, wrapt といった主要なものは Anaconda3 に同封されているので，改めてインストールする必要はない．足りないものは，追加インストールする．

Anaconda では，「conda」形式のパッケージを、簡単に扱うことができる． conda を用いてPythonパッケージ以外のソフトウェアをインストールすることもできる

NVIDIA ドライバ

次のページの手順により，インストールを行う

Windows での NVIDIA ドライバのインストール: 別ページ »で説明

GPU は，グラフィックス・プロセッシング・ユニットの略で、コンピュータグラフィックス関連の機能，乗算や加算の並列処理の機能などがある．

TensorFlow 2 のインストール（conda を使用）

TensorFlow: ライブラリ。ニューラルネットワークや深層学習（ディープラーニング）に使用されることが多い。Kerasのバックエンドとして使用されることも多い。

Keras: ニューラルネットワークに関する種々の機能を持つソフトウェア．TensorFlow 2.1 には同封されている．

Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) を管理者として実行する．
condaを用いてインストール
GPU 版 TensorFlow 2 をインストールする場合
```
conda install -y tensorflow-gpu tensorflow-datasets
```
* NVIDIA CUDA ツールキット，NVIDIA cuDNN のインストールは自動で行われる．
CPU 版の TensorFlow をインストールする場合
* このとき，NVIDIA CUDA ツールキット，NVIDIA cuDNN が， TensorFlow に合うように，自動でバージョンダウンされる場合がある．これは問題ない．
```
conda install -y tensorflow tensorflow-datasets
```
TensorFlow のバージョン確認
バージョン番号が表示されれば OK．下の図とは違うバージョンが表示されることがある．
```
python -c "import tensorflow as tf; print( tf.__version__ )"
```
(GPU を使うとき) TensorFlow からGPU が認識できているかの確認
実行結果の中に，実行結果の中に，次のように「device_type: "GPU"」があれば，GPUが認識できている．エラーメッセージが出ていないことを確認しておくこと．
```
python -c "from tensorflow.python.client import device_lib; print(device_lib.list_local_devices())"
```
実行結果の中に，次のように「device_type: "GPU"」があれば，GPUが認識できている．エラーメッセージが出ていないことを確認しておくこと．

Dlib, OpenCV, PyTorch のインストール

Dlibは，機械学習のアルゴリズムの機能を持つソフトウェアで，顔検出・顔識別なども持つ（詳しくは，別ページ »にまとめ）．

OpenCV (Open Computer Vision Library) は，実時間コンピュータビジョン (real time computer vision) のアルゴリズムと文書とサンプルコードの集まり．（詳しくは，別ページ »にまとめ）．

PyTorch は人工知能のフレームワーク．

conda install -y opencv pytorch
conda install -y -c conda-forge dlib
conda config --remove channels conda-forge

その他，主要なパッケージのインストール

conda install -y plotly csvkit docopt pyproj flake8 protobuf pymc3
conda install -y -c conda-forge statsmodels 
conda config --remove channels conda-forge

conda パッケージの検索法

conda パッケージの検索

conda search ＜パッケージ名＞

conda クラウド内の他の人の conda パッケージの検索

anaconda search -t conda ＜パッケージ名＞