PyTorch, Torchvision, Caffe 2 のインストール(Windows 上)

Windows で,Caffe をソースコードからビルドして,インストールする手順をスクリーンショット等で説明する.Build Tools for Visual Studio 2022(ビルドツール for Visual Studio 2022)を使用する.

目次

caffe の利用条件などは、利用者が確認すること。

謝辞:このWebページで紹介する caffe ソフトウェアの作者に感謝します

前準備

Python 3.10,Git,CMake,7-Zip のインストール(Windows 上)

Pythonは,プログラミング言語の1つ. Gitは,分散型のバージョン管理システム. CMakeは,クロスプラットフォームのビルドシステム生成ツール. 7-Zipは,ファイル圧縮・展開(解凍)ツール.

手順

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者権限で起動する(例:Windowsキーを押し,「cmd」と入力し,「管理者として実行」を選択)

    次のコマンドを実行

    次のコマンドは,Python ランチャーとPython 3.10とGitCMake7-Zipをインストールし,Git7-Zipパスを通すものである.

    次のコマンドでインストールされるGitは 「git for Windows」と呼ばれるものであり, Git,MinGW などから構成されている.

    winget install --scope machine Python.Launcher
    winget install --scope machine Python.Python.3.10
    winget install --scope machine Git.Git
    powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\Program Files\Git\cmd\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
    winget install --scope machine Kitware.CMake
    powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\Program Files\CMake\bin\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
    winget install --scope machine 7zip.7zip
    powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\Program Files\7-Zip\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
    

関連する外部ページ

サイト内の関連ページ

関連項目Python, Git バージョン管理システム, Git の利用, CMake ビルドシステム生成ツール, CMake の使用方法, 7-Zip

Build Tools for Visual Studio 2022 (ビルドツール for Visual Studio 2022)または Visual Studio 2022 のインストール(Windows 上)

インストールの判断Build Tools for Visual Studio は,開発ツールセットである. Visual Studio は統合開発環境であり,いくつかの種類があり,Build Tools for Visual Studioの機能を含むか連携して使用するものである.インストールは以下の基準で判断してください:

不明な点がある場合は,Visual Studio 全体をインストール を行う方が良い.

Build Tools for Visual Studio 2022 のインストール(Windows 上)

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者権限で起動する(例:Windowsキーを押し,「cmd」と入力し,「管理者として実行」を選択)

    次のコマンドを実行

    次のコマンドは,Build Tools for Visual Studio 2022と VC2015 再配布可能パッケージをインストールするものである.

    winget install --scope machine Microsoft.VisualStudio.2022.BuildTools 
    winget install --scope machine Microsoft.VCRedist.2015+.x64
    
  2. Build Tools for Visual Studio 2022 での C++ によるデスクトップ開発,CLI,ATL,MFC のインストール(Windows 上)
    1. Visual Studio Installer の起動

      起動方法: スタートメニューの「Visual Studio Installer」を選ぶ.

    2. Visual Studio Build Tools 2022 で「変更」を選ぶ.
    3. C++ によるデスクトップ開発」をクリック.そして,画面右側の「インストール」の詳細で「v143 ビルドツール用 C++/CLI サポート(最新)」,「ATL」,「MFC」をチェックする.その後,「変更」をクリック.

Visual Studio のインストール(Windows 上)

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者権限で起動する(例:Windowsキーを押し,「cmd」と入力し,「管理者として実行」を選択)

    次のコマンドを実行

    1. コマンドプロンプト管理者権限で起動する(例:Windowsキーを押し,「cmd」と入力し,「管理者として実行」を選択)
    2. インストールコマンドの実行
      winget install Microsoft.VisualStudio.2022.Community --scope machine --override "--add Microsoft.VisualStudio.Workload.NativeDesktop Microsoft.VisualStudio.ComponentGroup.NativeDesktop.Core Microsoft.VisualStudio.Component.VC.CLI.Support Microsoft.VisualStudio.Component.CoreEditor Microsoft.VisualStudio.Component.NuGet Microsoft.VisualStudio.Component.Roslyn.Compiler Microsoft.VisualStudio.Component.TextTemplating Microsoft.VisualStudio.Component.Windows.SDK.Latest Microsoft.VisualStudio.Component.VC.Tools.x86.x64 Microsoft.VisualStudio.Component.VC.ATL Microsoft.VisualStudio.Component.VC.ATLMFC"
      winget install Microsoft.VisualStudio.2022.Community --scope machine Microsoft.VCRedist.2015+.x64
      

      インストールされるコンポーネントの説明:

      • NativeDesktop:C++によるデスクトップアプリケーション開発のためのワークロード一式
      • NativeDesktop.Core:C++デスクトップ開発に必要な基本コンポーネント群
      • VC.CLI.Support:マネージドコードとネイティブコードの統合開発を可能にするC++/CLIサポート
      • CoreEditor:コード編集,デバッグ,検索などの基本機能を提供するVisual Studioのコアエディタ
      • NuGet:.NETライブラリの依存関係を管理するパッケージ管理システム
      • Windows.SDK.Latest:Windows 向けアプリケーション開発用SDK(Software Development Kit)
      • VC.Tools.x86.x64:32ビット及び64ビット向けC++コンパイラとビルドツール
      • VC.ATL:Windowsコンポーネント開発用のActive Template Library
      • VC.ATLMFC:デスクトップアプリケーション開発用のMicrosoft Foundation Class Library

      システム要件と注意事項:

      • 管理者権限でのインストールが必須
      • 必要ディスク容量:10GB以上
      • 推奨メモリ:8GB以上のRAM
      • インストール過程でシステムの再起動が要求される可能性がある
      • 安定したインターネット接続環境が必要

      追加のコンポーネントが必要な場合は,Visual Studio Installerを使用して個別にインストールすることが可能である.

    3. インストール完了の確認
      winget list Microsoft.VisualStudio.2022.Community
      

      トラブルシューティング:

      インストール失敗時は,以下のログファイルを確認:

      %TEMP%\dd_setup_<timestamp>.log
      %TEMP%\dd_bootstrapper_<timestamp>.log
  2. Visual Studio での C++ によるデスクトップ開発,CLI のインストール(Windows 上)
    1. Visual Studio Installer の起動

      起動方法: スタートメニューの「Visual Studio Installer」を選ぶ.

    2. Visual Studio Community 2022 で「変更」を選ぶ.
    3. C++ によるデスクトップ開発」をチェック.そして,画面右側の「インストール」の詳細で「v143 ビルドツール用 C++/CLI サポート(最新)」をチェックする.その後,「インストール」をクリック.

NVIDIA ドライバのインストール(Windows 上)

NVIDIA ドライバ

NVIDIA ドライバは,NVIDIA製GPUを動作させるための重要なソフトウェアである.このドライバをインストールすることにより,GPUの性能を引き出すことができ,グラフィックス関連のアプリ,AI関連のアプリの高速化が期待できる.

ドライバはNVIDIA公式サイトである https://www.nvidia.co.jp/Download/index.aspx?lang=jp からダウンロードできる.このサイトからダウンロードするときには,グラフィックスカードとオペレーティングシステムを選択する. なお,NVIDIA GeForce Experiance を用いてインストールすることも可能である.

サイト内の関連ページ

  1. NVIDIA グラフィックス・ボードの確認

    Windows で,NVIDIA グラフィックス・ボードの種類を調べたいときは, 次のコマンドを実行することにより調べることができる.

    wmic path win32_VideoController get name
    
  2. NVIDIA ドライバのダウンロード

    NVIDIA ドライバは,以下の NVIDIA 公式サイトからダウンロードできる.

    https://www.nvidia.co.jp/Download/index.aspx?lang=jp

  3. ダウンロードの際には,使用しているグラフィックス・ボードの型番とオペレーティングシステムを選択する.

NVIDIA CUDA ツールキット 11.8 のインストール(Windows 上)

NVIDIA CUDA ツールキットのインストール時の注意点

NVIDIAのGPUを使用して並列計算を行うためのツールセット

主な機能: GPU を利用した並列処理,GPU のメモリ管理,C++をベースとした拡張言語とAPIとライブラリ

NVIDIA CUDA ツールキットの動作に必要なもの

Windows でインストールするときの注意点

関連する外部ページ

関連項目NVIDIA CUDA ツールキット, NVIDIA CUDA ツールキット 12.5 のインストール(Windows 上), NVIDIA CUDA ツールキット 11.8 のインストール(Windows 上)

  1. Windows では,NVIDIA CUDA ツールキットインストール中は,なるべく他のウインドウはすべて閉じておくこと.
  2. Windows で,コマンドプロンプト管理者権限で起動する(例:Windowsキーを押し,「cmd」と入力し,「管理者として実行」を選択)
  3. 次のコマンドを実行

    次のコマンドは,NVIDIA GeForce Experience,NVIDIA CUDA ツールキット 11.8 をインストールするものである.

    wmic path win32_VideoController get name
    
    winget install --scope machine Nvidia.CUDA --version 11.8
    powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"CUDA_HOME\", \"C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8\", \"Machine\")"
    
  4. NVIDIA CUDA ツールキットのインストールが終わったら,ユーザ環境変数 TEMP の設定を行う.

    Windowsユーザ名が日本語のとき,nvcc がうまく動作しないエラーを回避するためである.

    ユーザ環境変数 TEMP に「C:\TEMP」を設定するために, コマンドプロンプトで,次のコマンドを実行する.

    mkdir C:\TEMP
    powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"TEMP\", \"C:\TEMP\", \"User\")"
    

PyTorch, Torchvision, Caffe 2 のインストール

Web ブラウザで最新情報を確認ののち,所定のコマンドによりインストールを行う.

PyTorch の URL: https://pytorch.org/

  1. PyTorch の「はじめよう」の Web ページを開く

    https://pytorch.org/get-started/locally/

  2. 種類を選ぶ

    Windows, pip, Python,NVIDIA CUDA ツールキット 11.0 での実行例

    NVIDIA CUDA ツールキットのバージョンは一致するものを選ぶ. 選択肢として出てこないという場合には, 「install previous versions of PyTorch」をクリックし,そのページの記載に従う.

    • PyTorch Build: 「Stable
    • Your OS: 「Windows」 ・・・ Windows にインストールするので
    • Package: 「pip
    • Language: ・・・ Python を選ぶ
    • CUDA: 「11.0」 ・・・ CUDA 11.0 をインストールした場合
  3. 「Run the command」のところに,コマンドが表示されるので確認する
  4. 表示されたコマンドを実行.「pip3」は「python -m pip」に読み替える.

    コマンドプロンプトを管理者として開き,次のように,コマンドを実行

    Windowspip を実行するときは,コマンドプロンプト管理者として開き,それを使って pip を実行することにする.

    python -m pip install torch===1.7.1+cu110 torchvision===0.8.2+cu110 torchaudio===0.7.2 -f https://download.pytorch.org/whl/torch_stable.html
    
  5. その結果,エラーメッセージが出ていないことを確認.
  6. PyTorch のバージョン確認

    次のコマンドを実行.

    * バージョン番号が表示されれば OK.

    python -c "import torch; print( torch.__version__ )"
    
  7. PyTorch の動作確認

    https://pytorch.org/get-started/locally/ に記載のサンプルプログラムを実行してみる

  8. Python プログラムの実行

    Python プログラムの実行

    Python 開発環境(Jupyter Qt Console, Jupyter ノートブック (Jupyter Notebook), Jupyter Lab, Nteract, Spyder, PyCharm, PyScripterなど)も便利である.

    Python のまとめ: 別ページ »にまとめ

    python
    
    from __future__ import print_function
    import torch
    x = torch.rand(5, 3)
    print(x)
    exit()
    
  9. GPU が動作しているか確認

    Python プログラムを実行する

    import torch
    print(torch.__version__, torch.cuda.is_available())
    exit()
    

Caffe のインストール

次のページの手順どおりに行う.

Python のバージョンは 3.5, Visual Studio のバージョンは 2013, 2015, CUDA のバージョンは 7.5 あるいは 8.0 が指定されているので,よく確認すること

  1. Visual Studio の x64 Native Tools コマンドプロンプトを起動.

    起動は,Windows のメニューで「Visual Studio 20..」の下の「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」を選ぶ.「x64」は,64ビット版の意味である.

    「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」がないとき:

    C++ ビルドツール (Build Tools) のインストールを行うことで, 「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」がインストールされる.その手順は,別ページ »で説明

  2. caffe-builder のソースコードをダウンロード

    x64 Native Tools コマンドプロンプトで,次のように操作

    cd %LOCALAPPDATA%
    rmdir /s /q caffe-builder
    git clone https://github.com/willyd/caffe-builder
    
  3. ビルドする
    https://github.com/willyd/caffe-builder の記述に従う
    cd %LOCALAPPDATA%
    cd caffe-builder
    set WITH_NINJA=0
    set PYTHON_VERSION=3
    build_v140_x64.cmd
    
  4. 結果を確認する

    エラーメッセージがでる.断念する.

    次のように進める予定

  5. 確認のため,「Using the built libraries in your project」の手順を実行する

    cmake のオプションの 「Visual Studio 16 2019」のところは, 使用する Visual Studio のバージョンにあわせること. Visual Studio 2022 のときは,「Visual Studio 17 2022」. Visual Studio 2019 のときは,「Visual Studio 16 2019

    cd %LOCALAPPDATA%
    cd caffe-builder
    set WITH_NINJA=0
    set PYTHON_VERSION=3
    
    rmdir /s /q build
    mkdir build
    cd build
    del CMakeCache.txt
    rmdir /s /q CMakeFiles\
    cmake -G "Visual Studio 17 2022" -A x64 -T host=x64 ^
      -DCMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE ^
      -C c:\tools\caffe-builder\build\libraries\caffe-builder-config.cmake ..
    
  • Windowsシステム環境変数 CAFFE_ROOT の設定

    次のように設定する

    %LOCALAPPDATA%\CMake-caffe-1.10.4\caffe-1.10.4

  • Windowsシステム環境変数 LIB の設定

    次のように追加する

    %LOCALAPPDATA%\CMake-caffe-1.10.4\build\bin\Release
    
  • Windowsシステム環境変数 CAFFE_ROOT の設定

    次のように設定する

    %LOCALAPPDATA%\CMake-caffe-1.10.4\caffe-1.10.4

  • Windowsシステム環境変数 LIB の設定

    次のように追加する

    %LOCALAPPDATA%\CMake-caffe-1.10.4\build\bin\Release