20個(gè)必知的自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)（Python）

本文介紹了20個(gè)必須知道的機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)化庫(kù)。

AutoML是指自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)。它說(shuō)明了如何在組織和教育水平上自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)的端到端過(guò)程。機(jī)器學(xué)習(xí)模型基本上包括以下步驟：

• 數(shù)據(jù)讀取和合并，使其可供使用。
• 數(shù)據(jù)預(yù)處理是指數(shù)據(jù)清理和數(shù)據(jù)整理。
• 優(yōu)化功能和模型選擇過(guò)程的位置。
• 將其應(yīng)用于應(yīng)用程序以預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的值。

最初，所有這些步驟都是手動(dòng)完成的。但是現(xiàn)在隨著AutoML的出現(xiàn)，這些步驟可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。AutoML當(dāng)前分為三類(lèi)：

1. 用于自動(dòng)參數(shù)調(diào)整的AutoML（相對(duì)基本的類(lèi)型）
2. 用于非深度學(xué)習(xí)的AutoML，例如AutoSKlearn。此類(lèi)型主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)預(yù)處理，自動(dòng)特征分析，自動(dòng)特征檢測(cè)，自動(dòng)特征選擇和自動(dòng)模型選擇。
3. 用于深度學(xué)習(xí)/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的AutoML，包括NAS和ENAS以及用于框架的Auto-Keras。

為什么需要AutoML？

機(jī)器學(xué)習(xí)的需求日益增長(zhǎng)。組織已經(jīng)在應(yīng)用程序級(jí)別采用了機(jī)器學(xué)習(xí)。仍在進(jìn)行許多改進(jìn)，并且仍然有許多公司正在努力為機(jī)器學(xué)習(xí)模型的部署提供更好的解決方案。 為了進(jìn)行部署，企業(yè)需要有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的數(shù)據(jù)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，他們期望高薪。即使企業(yè)確實(shí)擁有優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)，通常也需要更多的經(jīng)驗(yàn)而不是AI知識(shí)來(lái)決定哪種模型最適合企業(yè)。機(jī)器學(xué)習(xí)在各種應(yīng)用中的成功導(dǎo)致對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的需求越來(lái)越高。即使對(duì)于非專(zhuān)家也應(yīng)該易于使用。AutoML傾向于在ML管道中自動(dòng)執(zhí)行盡可能多的步驟，并以最少的人力保持良好的模型性能。

AutoML三大優(yōu)點(diǎn)

• 它通過(guò)自動(dòng)化最重復(fù)的任務(wù)來(lái)提高效率。這使數(shù)據(jù)科學(xué)家可以將更多的時(shí)間投入到問(wèn)題上，而不是模型上。

• 自動(dòng)化的ML管道還有助于避免由手工作業(yè)引起的潛在錯(cuò)誤。

• AutoML是朝著機(jī)器學(xué)習(xí)民主化邁出的一大步，它使每個(gè)人都可以使用ML功能。

讓我們看看以不同的編程語(yǔ)言提供的一些最常見(jiàn)的AutoML庫(kù)：

以下是用Python實(shí)現(xiàn)

auto-sklearn

圖片 auto-sklearn是一種自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)工具包，是scikit-learn估計(jì)器的直接替代品。Auto-SKLearn將機(jī)器學(xué)習(xí)用戶(hù)從算法選擇和超參數(shù)調(diào)整中解放出來(lái)。它包括功能設(shè)計(jì)方法，例如一站式，數(shù)字功能標(biāo)準(zhǔn)化和PCA。該模型使用SKLearn估計(jì)器來(lái)處理分類(lèi)和回歸問(wèn)題。Auto-SKLearn創(chuàng)建管道并使用貝葉斯搜索來(lái)優(yōu)化該渠道。在ML框架中，通過(guò)貝葉斯推理為超參數(shù)調(diào)整添加了兩個(gè)組件：元學(xué)習(xí)用于使用貝葉斯初始化優(yōu)化器，并在優(yōu)化過(guò)程中評(píng)估配置的自動(dòng)集合構(gòu)造。 Auto-SKLearn在中小型數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)良好，但無(wú)法生成在大型數(shù)據(jù)集中具有最先進(jìn)性能的現(xiàn)代深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

詳細(xì)原理與案例請(qǐng)見(jiàn)（點(diǎn)擊查看）：一文徹底搞懂自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)AutoML：Auto-Sklearn

例子

复制import sklearn.model_selection
import sklearn.datasets
import sklearn.metrics


import autosklearn.regression


def main():
    X, y = sklearn.datasets.load_boston(return_X_y=True)
    feature_types = (['numerical'] * 3) + ['categorical'] + (['numerical'] * 9)
    X_train, X_test, y_train, y_test = 
    sklearn.model_selection.train_test_split(X, y, random_state=1)


    automl = autosklearn.regression.AutoSklearnRegressor(
    time_left_for_this_task=120,
    per_run_time_limit=30,
    tmp_folder='/tmp/autosklearn_regression_example_tmp',
    output_folder='/tmp/autosklearn_regression_example_out',
    )
    automl.fit(X_train, y_train, dataset_name='boston',
    feat_type=feature_types)


        print(automl.show_models())
    predictions = automl.predict(X_test)
    print("R2 score:", sklearn.metrics.r2_score(y_test, predictions))


if __name__ == '__main__':
main()

FeatureTools

它是用于自動(dòng)功能工程的python庫(kù)。

安裝

用pip安裝

复制python-mpipinstallfeaturetools

或通過(guò)conda上的Conda-forge頻道：

复制condainstall-cconda-forgefeaturetools

附加組件

我們可以運(yùn)行以下命令單獨(dú)安裝或全部安裝附件

复制python-mpipinstallfeaturetools[complete]

更新檢查器—接收有關(guān)FeatureTools新版本的自動(dòng)通知

复制python-mpipinstallfeaturetools[update_checker]

TSFresh基本體-在Featuretools中使用tsfresh中的60多個(gè)基本體

复制python-mpipinstallfeaturetools[tsfresh]

例

复制import featuretools as ft
es = ft.demo.load_mock_customer(return_entityset=True)
es.plot()

圖片

Featuretools可以為任何"目標(biāo)實(shí)體"自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)特征表

复制feature_matrix,features_defs=ft.dfs(entityset=es,
                     target_entity="customers")
feature_matrix.head(5)

圖片

官方網(wǎng)站：

https://featuretools.alteryx.com/cn/stable/

MLBox

MLBox是功能強(qiáng)大的自動(dòng)化機(jī)器學(xué)習(xí)python庫(kù)。詳細(xì)原理與案例請(qǐng)見(jiàn)（點(diǎn)擊查看）一文徹底掌握自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)AutoML：MLBox

根據(jù)官方文檔，它具有以下功能：

• 快速讀取和分布式數(shù)據(jù)預(yù)處理/清理/格式化

• 高度強(qiáng)大的功能選擇和泄漏檢測(cè)以及精確的超參數(shù)優(yōu)化

• 最新的分類(lèi)和回歸預(yù)測(cè)模型（深度學(xué)習(xí)，堆疊，LightGBM等）

• 使用模型解釋進(jìn)行預(yù)測(cè)，MLBox已在Kaggle上進(jìn)行了測(cè)試，并顯示出良好的性能。

• 管道

MLBox體系結(jié)構(gòu)

MLBox主軟件包包含3個(gè)子軟件包：

• 預(yù)處理：讀取和預(yù)處理數(shù)據(jù)

• 優(yōu)化：測(cè)試或優(yōu)化各種學(xué)習(xí)者

• 預(yù)測(cè)：預(yù)測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)集上的目標(biāo)

官方網(wǎng)站：https://github.com/AxeldeRomblay/MLBox

TPOT

TPOT代表基于樹(shù)的管道優(yōu)化工具，它使用遺傳算法優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)管道.TPOT建立在scikit-learn的基礎(chǔ)上，并使用自己的回歸器和分類(lèi)器方法。TPOT探索了數(shù)千種可能的管道，并找到最適合數(shù)據(jù)的管道。 TPOT通過(guò)智能地探索成千上萬(wàn)的可能管道來(lái)找到最適合我們數(shù)據(jù)的管道，從而使機(jī)器學(xué)習(xí)中最繁瑣的部分自動(dòng)化。 TPOT建立在scikit-learn的基礎(chǔ)上，因此它生成的所有代碼都應(yīng)該看起來(lái)很熟悉……無(wú)論如何，如果我們熟悉scikit-learn。詳細(xì)原理與案例請(qǐng)見(jiàn)（點(diǎn)擊查看）一文徹底搞懂自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)AutoML：TPOT

TPOT仍在積極開(kāi)發(fā)中。 下面是分類(lèi)和回歸問(wèn)題的兩個(gè)例子：

分類(lèi)

這是具有手寫(xiě)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集光學(xué)識(shí)別功能的示例。

复制from tpot import TPOTClassifier
from sklearn.datasets import load_digits
from sklearn.model_selection import train_test_split
digits = load_digits()
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(digits.data, 
                                                    digits.target,
                                                    train_size=0.75, 
                                                    test_size=0.25, 
                                                    random_state=42)
tpot = TPOTClassifier(generations=5, population_size=50,
                      verbosity=2, random_state=42)
tpot.fit(X_train, y_train)
print(tpot.score(X_test, y_test))
tpot.export('tpot_digits_pipeline.py')

此代碼將發(fā)現(xiàn)達(dá)到98％的測(cè)試精度的管道。應(yīng)將相應(yīng)的Python代碼導(dǎo)出到tpot_digits_pipeline.py文件，其外觀(guān)類(lèi)似于以下內(nèi)容：

复制import numpy as np
import pandas as pd
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.pipeline import make_pipeline, make_union
from sklearn.preprocessing import PolynomialFeatures
from tpot.builtins import StackingEstimator
from tpot.export_utils import set_param_recursive
# NOTE: Make sure that the outcome column is labeled 'target' in the data file
tpot_data = pd.read_csv('PATH/TO/DATA/FILE', sep='COLUMN_SEPARATOR', dtype=np.float64)
features = tpot_data.drop('target', axis=1)
training_features, testing_features, training_target, testing_target = 
   train_test_split(features, tpot_data['target'], random_state=42)
# Average CV score on the training set was: 0.9799428471757372
exported_pipeline = make_pipeline(
   PolynomialFeatures(degree=2, include_bias=False, interaction_only=False),
   StackingEstimator(estimator=LogisticRegression(C=0.1, dual=False, penalty="l1")),
   RandomForestClassifier(bootstrap=True, criterion='entropy',
                           max_features=0.35000000000000003, 
                           min_samples_leaf=20, min_samples_split=19, 
                           n_estimators=100)
)
# Fix random state for all the steps in exported pipeline
set_param_recursive(exported_pipeline.steps, 'random_state', 42)
exported_pipeline.fit(training_features, training_target)
results = exported_pipeline.predict(testing_features)

回歸

TPOT可以?xún)?yōu)化管道以解決回歸問(wèn)題。以下是使用波士頓房屋價(jià)格數(shù)據(jù)集的最小工作示例。

复制from tpot import TPOTRegressor
from sklearn.datasets import load_boston
from sklearn.model_selection import train_test_split
housing = load_boston()
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(
     housing.data, 
    housing.target,
     train_size=0.75,
     test_size=0.25, 
     random_state=42)
tpot = TPOTRegressor(generations=5, population_size=50,
                     verbosity=2, random_state=42)
tpot.fit(X_train, y_train)
print(tpot.score(X_test, y_test))
tpot.export('tpot_boston_pipeline.py')

這將導(dǎo)致流水線(xiàn)達(dá)到約12.77均方誤差（MSE），tpot_boston_pipeline.py中的Python代碼應(yīng)類(lèi)似于：

复制import numpy as np
import pandas as pd
from sklearn.ensemble import ExtraTreesRegressor
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.pipeline import make_pipeline
from sklearn.preprocessing import PolynomialFeatures
from tpot.export_utils import set_param_recursive
# NOTE: Make sure that the outcome column is labeled 'target' in the data file
tpot_data = pd.read_csv('PATH/TO/DATA/FILE', 
                        sep='COLUMN_SEPARATOR', 
                        dtype=np.float64)
features = tpot_data.drop('target', axis=1)
training_features, testing_features, training_target, testing_target = 
     train_test_split(features, tpot_data['target'], random_state=42)
#AverageCVscoreonthetrainingsetwas:-10.812040755234403
exported_pipeline = make_pipeline(
    PolynomialFeatures(degree=2, include_bias=False, interaction_only=False),
    ExtraTreesRegressor(bootstrap=False, max_features=0.5, 
                          min_samples_leaf=2, min_samples_split=3, 
                          n_estimators=100)
)
# Fix random state for all the steps in exported pipeline
set_param_recursive(exported_pipeline.steps, 'random_state', 42)
exported_pipeline.fit(training_features, training_target)
results = exported_pipeline.predict(testing_features)

Github鏈接

https://github.com/EpistasisLab/tpot

Lightwood

一個(gè)基于Pytorch的框架，它將機(jī)器學(xué)習(xí)問(wèn)題分解為較小的塊，可以與一個(gè)目標(biāo)無(wú)縫地粘合在一起：讓它變得如此簡(jiǎn)單，以至于您只需要一行代碼就可以構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。

安裝

我們可以從pip安裝Lightwood：

复制pip3installlightwood

注意：根據(jù)我們的環(huán)境，在上面的命令中我們可能必須使用pip而不是pip3。 鑒于簡(jiǎn)單的sensor_data.csv，我們可以預(yù)測(cè)sensor3的值。 從Lightwood導(dǎo)入預(yù)測(cè)變量

复制from lightwood import Predictor

訓(xùn)練模型。

复制import panda
ssensor3_predictor = Predictor(output=['sensor3']
                              ).learn(from_data=pandas.read_csv('sensor_data.csv'))

現(xiàn)在我們可以預(yù)測(cè)sensor3的值。

复制prediction = sensor3_predictor.predict(when={'sensor1':1, 'sensor2':-1})

官方鏈接：

https://github.com/mindsdb/lightwood

MindsDB

MindsDB是現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)源AI層，可讓您輕松使用SQL查詢(xún)來(lái)開(kāi)發(fā)，訓(xùn)練和部署最新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

官方鏈接：

https://github.com/mindsdb/mindsdb

mljar-supervised

mljar-supervised是一個(gè)自動(dòng)化的機(jī)器學(xué)習(xí)Python軟件包，可用于表格數(shù)據(jù)。它旨在為數(shù)據(jù)科學(xué)家節(jié)省時(shí)間time。它抽象了預(yù)處理數(shù)據(jù)，構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)模型以及執(zhí)行超參數(shù)調(diào)整以找到最佳模型common的通用方法。這不是黑盒子，因?yàn)槟梢源_切地看到ML管道的構(gòu)造方式（每個(gè)ML模型都有詳細(xì)的Markdown報(bào)告）。 在mljar-supervised中，將幫助您：

• 解釋和理解您的數(shù)據(jù)，

• 嘗試許多不同的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，

• 通過(guò)分析創(chuàng)建有關(guān)所有模型的詳細(xì)信息的Markdown報(bào)告，

• 保存，重新運(yùn)行和加載分析和ML模型。

它具有三種內(nèi)置的工作模式：

• 解釋模式，非常適合于解釋和理解數(shù)據(jù)，其中包含許多數(shù)據(jù)解釋?zhuān)鐩Q策樹(shù)可視化，線(xiàn)性模型系數(shù)顯示，排列重要性和數(shù)據(jù)的SHAP解釋?zhuān)?/span>
• 執(zhí)行構(gòu)建用于生產(chǎn)的ML管道，
• 競(jìng)爭(zhēng)模式，用于訓(xùn)練具有集成和堆疊功能的高級(jí)ML模型，目的是用于ML競(jìng)賽中。

官方鏈接：

https://github.com/mljar/mljar-supervisedv

Auto-Keras

Auto-Keras是由DATA Lab開(kāi)發(fā)的用于自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)（AutoML）的開(kāi)源軟件庫(kù)。Auto-Keras建立在深度學(xué)習(xí)框架Keras之上，提供自動(dòng)搜索深度學(xué)習(xí)模型的體系結(jié)構(gòu)和超參數(shù)的功能。 Auto-Keras遵循經(jīng)典的Scikit-Learn API設(shè)計(jì)，因此易于使用。當(dāng)前版本提供了在深度學(xué)習(xí)期間自動(dòng)搜索超參數(shù)的功能。 在A(yíng)uto-Keras中，趨勢(shì)是通過(guò)使用自動(dòng)神經(jīng)體系結(jié)構(gòu)搜索（NAS）算法來(lái)簡(jiǎn)化ML。NAS基本上使用一組算法來(lái)自動(dòng)調(diào)整模型，以取代深度學(xué)習(xí)工程師/從業(yè)人員。

官方鏈接：

https://github.com/keras-team/autokeras

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能 NNI

用于神經(jīng)體系結(jié)構(gòu)搜索和超參數(shù)調(diào)整的開(kāi)源AutoML工具包。NNI提供了CommandLine Tool以及用戶(hù)友好的WebUI來(lái)管理訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)。使用可擴(kuò)展的API，您可以自定義自己的AutoML算法和培訓(xùn)服務(wù)。為了使新用戶(hù)容易使用，NNI還提供了一組內(nèi)置的最新AutoML算法，并為流行的培訓(xùn)平臺(tái)提供了開(kāi)箱即用的支持。 官方網(wǎng)站https://nni.readthedocs.io/en/latest/

Ludwig

路德維希（Ludwig）是一個(gè)工具箱，可讓用戶(hù)無(wú)需編寫(xiě)代碼即可訓(xùn)練和測(cè)試深度學(xué)習(xí)模型。它建立在TensorFlow之上，Ludwig基于可擴(kuò)展性原則構(gòu)建，并基于數(shù)據(jù)類(lèi)型抽象，可以輕松添加對(duì)新數(shù)據(jù)類(lèi)型和新模型架構(gòu)的支持，可供從業(yè)人員快速培訓(xùn)和測(cè)試深度學(xué)習(xí)模型以及由研究人員獲得的強(qiáng)基準(zhǔn)進(jìn)行比較，并具有實(shí)驗(yàn)設(shè)置，可通過(guò)執(zhí)行相同的數(shù)據(jù)處理和評(píng)估來(lái)確保可比性。 路德維希提供了一組模型體系結(jié)構(gòu)，可以將它們組合在一起以為給定用例創(chuàng)建端到端模型。舉例來(lái)說(shuō)，如果深度學(xué)習(xí)圖書(shū)館提供了建造建筑物的基礎(chǔ)，路德維希提供了建造城市的建筑物，您可以在可用建筑物中進(jìn)行選擇，也可以將自己的建筑物添加到可用建筑物中。

• 無(wú)需編碼：不需要任何編碼技能即可訓(xùn)練模型并將其用于獲取預(yù)測(cè)。
• 通用性：新的基于數(shù)據(jù)類(lèi)型的深度學(xué)習(xí)模型設(shè)計(jì)方法使該工具可在許多不同的用例中使用。
• 靈活性：經(jīng)驗(yàn)豐富的用戶(hù)對(duì)模型的建立和培訓(xùn)具有廣泛的控制權(quán)，而新用戶(hù)則會(huì)發(fā)現(xiàn)它易于使用。
• 可擴(kuò)展性：易于添加新的模型架構(gòu)和新的特征數(shù)據(jù)類(lèi)型。
• 可理解性：深度學(xué)習(xí)模型的內(nèi)部通常被認(rèn)為是黑匣子，但是路德維希（Ludwig）提供了標(biāo)準(zhǔn)的可視化效果來(lái)了解其性能并比較其預(yù)測(cè)。
• 開(kāi)源：Apache License 2.0

官方鏈接

https://github.com/uber/ludwig

AdaNet

AdaNet是基于TensorFlow的輕量級(jí)框架，可在最少的專(zhuān)家干預(yù)下自動(dòng)學(xué)習(xí)高質(zhì)量的模型。AdaNet建立在A(yíng)utoML最近的努力基礎(chǔ)上，以提供快速的，靈活的學(xué)習(xí)保證。重要的是，AdaNet提供了一個(gè)通用框架，不僅用于學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，而且還用于學(xué)習(xí)集成以獲得更好的模型。 AdaNet具有以下目標(biāo)：

• 易于使用：提供熟悉的API（例如Keras，Estimator）用于訓(xùn)練，評(píng)估和提供模型。
• 速度：可用計(jì)算進(jìn)行擴(kuò)展，并快速生成高質(zhì)量的模型。
• 靈活性：允許研究人員和從業(yè)人員將AdaNet擴(kuò)展到新穎的子網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，搜索空間和任務(wù)。
• 學(xué)習(xí)保證：優(yōu)化提供理論學(xué)習(xí)保證的目標(biāo)。

官方鏈接https://github.com/tensorflow/adanet

Darts

該算法基于架構(gòu)空間中的連續(xù)松弛和梯度下降。它能夠有效地設(shè)計(jì)用于圖像分類(lèi)的高性能卷積體系結(jié)構(gòu)（在CIFAR-10和ImageNet上），以及用于語(yǔ)言建模的循環(huán)體系結(jié)構(gòu)（在Penn Treebank和WikiText-2上）。只需要一個(gè)GPU。

官方鏈接

https://github.com/quark0/darts

automl-gs

提供一個(gè)輸入的CSV文件和一個(gè)您希望預(yù)測(cè)為automl-gs的目標(biāo)字段，并獲得訓(xùn)練有素的高性能機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)模型以及本機(jī)Python代碼管道，使您可以將該模型集成到任何預(yù)測(cè)工作流中。沒(méi)有黑匣子：您可以確切地看到如何處理數(shù)據(jù)，如何構(gòu)建模型以及可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。 圖片 automl-gs是一種AutoML工具，與Microsoft的NNI，Uber的Ludwig和TPOT不同，它提供了零代碼/模型定義界面，可在多個(gè)流行的ML / DL框架中以最少的Python依賴(lài)關(guān)系獲得優(yōu)化的模型和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換管道。

官方鏈接

https://github.com/minimaxir/automl-gs

以下是用R實(shí)現(xiàn)

AutoKeras的R接口

AutoKeras是用于自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)（AutoML）的開(kāi)源軟件庫(kù)。它是由德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的DATA Lab和社區(qū)貢獻(xiàn)者開(kāi)發(fā)的。AutoML的最終目標(biāo)是為數(shù)據(jù)科學(xué)或機(jī)器學(xué)習(xí)背景有限的領(lǐng)域?qū)＜姨峁┮子谠L(fǎng)問(wèn)的深度學(xué)習(xí)工具。AutoKeras提供了自動(dòng)搜索深度學(xué)習(xí)模型的體系結(jié)構(gòu)和超參數(shù)的功能。 在RStudio TensorFlow for R博客上查看AutoKeras博客文章。

官方文檔

https://github.com/r-tensorflow/autokeras

以下是用Scala實(shí)現(xiàn)

TransmogrifAI

TransmogrifAI（發(fā)音為tr?ns-m?g?r?-fī）是用Scala編寫(xiě)的AutoML庫(kù)，它在A(yíng)pache Spark之上運(yùn)行。它的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)化來(lái)提高機(jī)器學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)人員的生產(chǎn)率，以及一個(gè)用于強(qiáng)制執(zhí)行編譯時(shí)類(lèi)型安全，模塊化和重用的API。通過(guò)自動(dòng)化，它實(shí)現(xiàn)了接近手動(dòng)調(diào)整模型的精度，時(shí)間減少了近100倍。 如果您需要機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)來(lái)執(zhí)行以下操作，請(qǐng)使用TransmogrifAI：

• 數(shù)小時(shí)而不是數(shù)月內(nèi)即可構(gòu)建生產(chǎn)就緒的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序
• 在沒(méi)有博士學(xué)位的情況下建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型在機(jī)器學(xué)習(xí)中
• 構(gòu)建模塊化，可重用，強(qiáng)類(lèi)型的機(jī)器學(xué)習(xí)工作流程

官方鏈接

https://github.com/salesforce/TransmogrifAI

以下是用Java實(shí)現(xiàn)

Glaucus

Glaucus是基于數(shù)據(jù)流的機(jī)器學(xué)習(xí)套件，它結(jié)合了自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)管道，簡(jiǎn)化了機(jī)器學(xué)習(xí)算法的復(fù)雜過(guò)程，并應(yīng)用了出色的分布式數(shù)據(jù)處理引擎。對(duì)于跨領(lǐng)域的非數(shù)據(jù)科學(xué)專(zhuān)業(yè)人士，幫助他們以簡(jiǎn)單的方式獲得強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)工具的好處。 用戶(hù)只需要上傳數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單配置，算法選擇，并通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)參數(shù)調(diào)整來(lái)訓(xùn)練算法。該平臺(tái)還為培訓(xùn)模型提供了豐富的評(píng)估指標(biāo)，因此非專(zhuān)業(yè)人員可以最大限度地發(fā)揮機(jī)器學(xué)習(xí)在其領(lǐng)域中的作用。整個(gè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要功能是： 圖片

• 接收多源數(shù)據(jù)集，包括結(jié)構(gòu)化，文檔和圖像數(shù)據(jù)；
• 提供豐富的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)功能，圖形界面使用戶(hù)輕松掌握數(shù)據(jù)情況；
• 在自動(dòng)模式下，我們實(shí)現(xiàn)了從預(yù)處理，特征工程到機(jī)器學(xué)習(xí)算法的全管道自動(dòng)化；
• 在手動(dòng)模式下，它極大地簡(jiǎn)化了機(jī)器學(xué)習(xí)流程，并提供了自動(dòng)數(shù)據(jù)清理，半自動(dòng)特征選擇和深度學(xué)習(xí)套件。

官方網(wǎng)站

https://github.com/ccnt-glaucus/glaucus

介紹幾款其他工具

H20 AutoML

H2O AutoML界面設(shè)計(jì)為具有盡可能少的參數(shù)，因此用戶(hù)所需要做的只是指向他們的數(shù)據(jù)集，標(biāo)識(shí)響應(yīng)列，并可選地指定時(shí)間限制或訓(xùn)練的總模型數(shù)量的限制。 在R和Python API中，AutoML與其他H2O算法使用相同的數(shù)據(jù)相關(guān)參數(shù)x，y，training_frame，validation_frame。大多數(shù)時(shí)候，您需要做的就是指定數(shù)據(jù)參數(shù)。然后，您可以為max_runtime_secs和/或max_models配置值，以在運(yùn)行時(shí)設(shè)置明確的時(shí)間或模型數(shù)量限制。 詳細(xì)原理與案例請(qǐng)見(jiàn)（點(diǎn)擊查看）一文徹底搞懂自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)AutoML：H2O

官方鏈接

https://github.com//h2oai/h2o-3/blob/master/h2o-docs/src/product/automl.rst

PocketFlow

PocketFlow是一個(gè)開(kāi)源框架，用于以最少的人力來(lái)壓縮和加速深度學(xué)習(xí)模型。深度學(xué)習(xí)廣泛用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)，語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言翻譯等各個(gè)領(lǐng)域。但是，深度學(xué)習(xí)模型通常在計(jì)算上很昂貴，這限制了在計(jì)算資源有限的移動(dòng)設(shè)備上的進(jìn)一步應(yīng)用。 PocketFlow旨在為開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)易于使用的工具包，以提高推理效率而幾乎不降低性能或不降低性能。開(kāi)發(fā)人員只需指定所需的壓縮和/或加速比，然后PocketFlow將自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)某瑓?shù)以生成用于部署的高效壓縮模型。 圖片

官方鏈接

https://github.com/Tencent/PocketFlow

Ray

Ray提供了用于構(gòu)建分布式應(yīng)用程序的簡(jiǎn)單通用API。 Ray與以下庫(kù)打包在一起，以加快機(jī)器學(xué)習(xí)的工作量：

• Tune：可伸縮超參數(shù)調(diào)整
• RLlib：可擴(kuò)展的強(qiáng)化學(xué)習(xí)
• RaySGD：分布式培訓(xùn)包裝器
• Ray Serve：可擴(kuò)展和可編程服務(wù)

使用以下方式安裝Ray：pip install ray

官方鏈接

https://github.com/ray-project/ray

SMAC3

SMAC是用于算法配置的工具，可以跨一組實(shí)例優(yōu)化任意算法的參數(shù)。這還包括ML算法的超參數(shù)優(yōu)化。主要核心包括貝葉斯優(yōu)化和積極的競(jìng)速機(jī)制，可有效地確定兩種配置中哪一種的性能更好。 有關(guān)其主要思想的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參閱 Hutter, F. and Hoos, H. H. and Leyton-Brown, K.Sequential Model-Based Optimization for General Algorithm ConfigurationIn: Proceedings of the conference on Learning and Intelligent OptimizatioN (LION 5) SMAC v3是用Python3編寫(xiě)的，并經(jīng)過(guò)了Python3.6和python3.6的持續(xù)測(cè)試。它的隨機(jī)森林用C++編寫(xiě)。

結(jié)論

autoML庫(kù)非常重要，因?yàn)樗鼈兛梢宰詣?dòng)執(zhí)行重復(fù)任務(wù)，例如管道創(chuàng)建和超參數(shù)調(diào)整。它為數(shù)據(jù)科學(xué)家節(jié)省了時(shí)間，因此他們可以將更多的時(shí)間投入到業(yè)務(wù)問(wèn)題上。AutoML還允許每個(gè)人代替一小部分人使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。數(shù)據(jù)科學(xué)家可以通過(guò)使用AutoML實(shí)施真正有效的機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)加速M(fèi)L開(kāi)發(fā)。 讓我們看看AutoML的成功將取決于組織的使用情況和需求。時(shí)間將決定命運(yùn)。但是目前我可以說(shuō)AutoML在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中很重要。

審核編輯 ：李倩