TensorFlowを中心とした機械学習環境をUbuntuで構築

##目的
TensorFlow(r1.1)を中心とした機械学習環境をUbuntu(16.04LTS)に構築します。機械学習環境はvirutalenvを利用してpython3の仮想環境上に構築します。virutalenvを利用することで、システムのライブラリに影響を与えずに、手軽に機械学習環境を構築できます。Mac版はこちら。

virtualenvを利用してPython 3の仮想環境を構築

Ubuntu 16.04LTS にはデフォルトでPython 3が入っています。そこで、Python 3のパッケージ管理システムのpipと仮想環境を構築するvirtualenvをシステムに導入します。

terminal

sudo apt install python3-pip python3-dev python-virtualenv

次にvirtualenvを利用してPython 3の仮想環境を構築します。
以下のコマンドでtensorflowという名前のPython 3の仮想環境がカレントディレクトリに構築されます。

terminal

virtualenv --system-site-packages -p python3 tensorflow

仮想環境をアクティベートする

Python 3の仮想環境をアクティベートします。アクティベート後はユーザー名の前に仮想環境名が表示されます。この場合は(tensorflow)。

terminal

user@local $ source tensorflow/bin/activate 
(tensorflow) user@local $ python --version
Python 3.5.2

Python 3の仮想環境上にTensorFlowなどの機械学習ライブラリをインストール

tensorflowにはpipのver 8.1以上が必要なので最新バージョンをインストールします。

terminal

easy_install -U pip

仮想環境上でTensorFlowをインストールします。GPUを使う場合はCUDAやcuDNNの設定が必要です。

terminal

pip3 install tensorflow     # CPUを使う場合
pip3 install tensorflow-gpu # GPUも使う場合

よく使う機械学習関連のライブラリなどもお好みでインストールしましょう。

terminal

pip install scipy matplotlib scikit-learn Keras jupyter

###仮想環境からの脱出
仮想環境から脱出する際は、deactivateというコマンドを打てばOK。通常のコマンドライン表示に戻ります。

terminal

(tensorflow) user@local $ deactivate
user@local $

##その他pip関連
###パッケージ情報を書き出し、違う環境で同じパッケージをインストール
pip freezeコマンドでインストールしたパッケージを全て書き出せます。書き出したファイルを違う環境で使えば、同じパッケージをインストールできます。

terminal

#インストールしたパッケージ情報を"requirements.txt"に書き出す。
pip freeze > requirements.txt
#同じパッケージをインストール
pip install -r requirements.txt

###パッケージを一括アップグレード
以下の一行のコマンドでインストールされているPythonのパッケージを全てアップグレードできます。

terminal

pip list --format=legacy --outdated | awk '{print $1}' | xargs pip install --upgrade

##参考

TensorFlow

• Installing with virtualenv

virtualenvについて

• Ubuntu 16.04 LTSでのVirtualenvを用いたPython環境構築方法 - Qiita
• [pyenvが必要かどうかフローチャート - Qiita] (http://qiita.com/shibukawa/items/0daab479a2fd2cb8a0e7)
• virtualenvでpython3の環境を作成する際のコマンド - Qiita

GPU環境の構築について

• [CUDA 8.0とcuDNN 5.1をUbuntu 16.04LTSにインストールする - Qiita] (http://qiita.com/JeJeNeNo/items/05e148a325192004e2cd)

pip関連

• [Python アプリ依存パッケージ管理 ベストプラクティス集 - Qiita] (http://qiita.com/zakuro9715/items/68c8d8c6b1b05f91fa2e)
• pipで一括アップデート（確認付き） - Qiita