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Anaconda 3（Python 開発環境）のインストールと， その Python 3 仮想環境に，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，Python の隔離された環境を作り，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．
Anaconda3 の配下には，Python の仮想環境が自動で設定される（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，Anaconda3 は，Spyder や Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) （いずれもスタートメニューから起動できる）から使うことする．（Anaconda3 にパスを通すのは推奨できない）．
【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
- Python の仮想環境の作成（conda を使用）
- 新規作成された Python 環境を使いたいとき
- Python の仮想環境で、インストールの前準備を行う
- 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）
- Windows で，コマンドプロンプトを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，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】
【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
Python の仮想環境の作成（conda を使用）
- 今から作成するPython の仮想環境の名前と、Pythonのバージョンを決めておく
- Python の仮想環境の名前: ai
- Pythonのバージョン: 3
- Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) を管理者として実行する．
- 前もって Python をインストールしておく．
次のコマンドを実行．
「Proceed ([y]/n) ?」 に対しては Enterキー
conda create -n ai python=3
- Python 環境が作成できたことを確認
conda info -e
これで、もとからの Python 環境と， 新規作成されたPython 環境（Python のバージョン 3，名前は ai）の共存できた。
新規作成された Python 環境を使いたいとき
- Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) はコマンドラインインターフェイス を実行．
- 次のコマンドを実行し，Python 環境（名前は ai）を有効にする．
activate ai
* もとの Python 環境に戻るときは「exit」
Python の仮想環境で、インストールの前準備を行う
いま作成した Python の仮想環境で、パッケージの更新などの前準備を行う
- Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) を管理者として実行する．
- いま作成した Python の仮想環境を有効にする
次のコマンドを実行．
activate ai
- Anaconda3 の conda パッケージの更新、古い conda パッケージファイルの削除
１行ずつ実行
「conda config --remove channels conda-forge」は，conda のチャンネルに「conda-forge」が入っていたら削除する操作．「CondaKeyError: 'channels' 'conda-forge' ...」というエラーメッセージは無視してよい．
conda config --remove channels conda-forge
conda upgrade -y --all
conda clean -y --packages
- conda の動作確認
エラーメッセージが出ないことを確認
conda info
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
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
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．
- いま作成した Python の仮想環境を有効にする
次のコマンドを実行．
activate ai
- 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
- Anaconda プロンプト (Anaconda Prompt) を管理者として実行する．
- いま作成した Python の仮想環境を有効にする
次のコマンドを実行．
activate ai
- condaを用いてインストール
次のようにしてパッケージをインストールできる．conda install -y matplotlib numpy scipy h5py scikit-learn scikit-learn-intelex scikit-image seaborn pandas pandasql pillow pytest pyyaml cython
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＞
