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機械学習と画像処理 - 事前準備編 (Mac) -

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はじめに

設定自体は、この手順通り進めていただければ完了できるため、難しくはないのでご安心ください。

ローカル環境(Mac)

環境の違いにより、設定がうまくいく場合があります。
現在、私の手元のPCはMacの最新版OSが入っています。

・macOS Sierra 10.12.3

うまくいかない場合はこちらに合わせてみてください。

スクリーンショット 2017-02-10 10.31.51.png

Homebrewのインストール

Homebrewというパッケージマネージャーを導入します。
日頃プログラミングをしない方は聞き慣れないかもしれませんが、プログラミングの世界では「Webで検索→インストール用のファイルをダウンロード→手元でインストールの実行」と人間が行っていた作業を自動的にコマンド1つでできるような仕組みがあります。
それが「パッケージマネージャー」です。

これがあれば百人力。
プログラミングの世界に必要なソフトウェアをダウンロードからインストールまでコマンド1つで行ってくれます。

Macでは「Homebrew」と呼ばれるパッケージマネージャーが有名であり、他にも「MacPorts」というものもありますが、最近のWeb情報はだいたいHomebrewで書いてあるので、Homebrewの方がおすすめです。

Homebrewのサイトへアクセス

まず、Homebrewのサイトへアクセスします。

スクリーンショット 2017-02-09 20.05.56.png

この一番上のスクリプトをコピーします。

ターミナルを開く

プログラミングをする人にとっては当たり前の存在である「ターミナル」を使います。
「黒い画面」のあれです。

spotlightをお使いの方は「ターミナル」と検索すると、以下のような画面がでてくるので、これでEnterを押すと、ターミナルが立ち上がります。

スクリーンショット 2017-02-09 20.12.35.png

よくわからない場合は、macのFinderの左上の「移動」から「アプリケーション」を開いてください。

スクリーンショット 2017-02-09 20.13.57.png

スクリーンショット 2017-02-09 20.15.26.png

スクリーンショット 2017-02-09 20.15.33.png

「ユーティリティ」の中に「ターミナル」があると思います。

開くとこのようにターミナルが立ち上がりました。

スクリーンショット 2017-02-09 20.17.12.png

ターミナルからHomebrewのインストール

それでは、先程のHomebrewをインストールしていきます。
インストールといっても、ターミナルに先程のHomebrewでコピーしたスクリプトを貼り付けて、Enterを押すだけです。

スクリーンショット 2017-02-09 20.17.23.png

いかがでしょうか。非常に簡単ではないでしょうか。

途中で、このような画面になります。

スクリーンショット 2017-02-09 20.17.33.png

処理を続けるなら「Return」と書いてあるので、Enter(Return)を押します。

スクリーンショット 2017-02-09 20.17.42.png

つぎに、パスワードの入力を求められるので、Macで設定しているパスワードを入力してください。
このとき、「ターミナルが初めての方は文字を入力しても反映されない」とエラーと間違われる方が多いのですが、ちゃんと文字が入力されているので、騙されたと思って文字を入力してEnterを押してみてください。
問題なければ、その次の処理に進むと思います。

スクリーンショット 2017-02-09 20.22.56.png

5分ほど待つと、このようにインストールが完了します。

HomeBrewが正しくインストールされているか確認

ターミナルで使用するコマンドは基本的にLinuxと同じです。
※ Linuxはサーバーなどで多く使用されているOS(WindowsやMacの仲間)です。

そして、Homebrewを使ったコマンドは brew を使用します。

例えば、何かをインストールしたい場合はターミナルに以下のように入力します。

Homebrewを使ったソフトウェアのインストール
$ brew install ソフトウェア名

いかがでしょうか。
非常に直感的ではないでしょうか。

Homebrewさえ正しくインストールされていれば、上記のようなコマンドでソフトウェアを管理できます。
それでは、本題のHomebrewが正しくインストールされているか確認してみましょう。

Homebrewが正しくインストールされているか確認
$ which brew

これだけです。
この which というコマンドは、使用するコマンドの元となるプログラムがどこに保存されているかを調べるためのコマンドですが、これにより、インストールされていなければ何も保存されていないので、空白の文字が返ってきて、ちゃんとインストールされていれば、保存されている場所が返ってきます。

スクリーンショット 2017-02-09 20.29.58.png

このように、/usr/local/bin/brew という場所に保存されているよと返ってきたので、無事インストールできていることがわかります。
これで何も返ってこなかった方は正しくインストールできていないので、上記の手順をもう一度繰り返してみてください。

Python3のインストール

Macの方はPythonが最初からインストールされているのですが、最初からインストールされているPythonは2系という日本語を扱うには多少面倒くさいバージョンですので、今回はPythonの3系をインストールしていきます(わからなければ特に気にされなくて大丈夫です)。

Python3がインストールされていないことの確認

Python3がすでにインストールされている方はこの章の手順が不要です。
そのため、まずPython3がインストールされているかどうかを確認してみましょう。

先程、Homebrewで正しくインストールされているかの確認に使用した which コマンドを使います。

Python3がインストールされているか確認
$ which python3

スクリーンショット 2017-02-09 20.35.25.png

何も返ってこないため、インストールがされていないことが確認できます。
それでは、Python3をインストールしていきましょう。

HomebrewでPython3をインストール

Homebrewを使えば、以下のコマンドひとつでインストールが完了します。

Python3をインストール
$ brew install python3

これでEnterを押すと、以下の画像のように続々とインストール用のコマンドが実行されていきます。

スクリーンショット 2017-02-09 20.38.47.png

そして、最終的に以下のような画面になるとインストール完了です。

スクリーンショット 2017-02-09 20.39.37.png

インストールができているか確認しましょう。

インストールができているか確認
$ which python3

スクリーンショット 2017-02-09 20.40.38.png

このように、python3が保存されている場所が返ってきたため、インストールが完了できています。

また、python3 をHomebrew経由でインストールした際に pip3 というコマンドも一緒にインストールされていると思います。

pip3がインストールされているか確認
$ which pip3

スクリーンショット 2017-02-09 20.45.34.png

この pip3 とは、pythonの中で使用する ライブラリ と呼ばれる便利なツールを管理してくれるためのツールです。

Homebrew
 |- python3
 |- pip3
     |- python3で使用するライブラリ...
 |- etc...

HomebrewがMac内で使用する python3pip3 などのソフトウェアを管理し、pip3がそのpython3で使用するためのライブラリを管理するといった構造になっています。

Pythonのバージョンを確認

Python3をインストールしたのですが、その時々によって、インストールされるバージョンが変わります(基本的には最新のバージョンをインストールするため)。

ここで、私がインストールしたバージョンを確認しておきましょう。
※ これと全く同じでなくてもおそらく大丈夫です。

python3のバージョンの確認
$ python3 --version

スクリーンショット 2017-02-09 20.42.55.png

私のバージョンは3.6.0でした。
最初の数字が3から始まっていれば、基本的には大丈夫です。

python3でよく使うライブラリをインストール

numpy (線形代数ライブラリ) や matplotlib (プロット用のライブラリ)は、基本的に何をするにも必須のライブラリですので、インストールしておきましょう。

numpyとmatplotlibのインストール
$ pip3 install numpy
$ pip3 install matplotlib

スクリーンショット 2017-02-17 14.10.25.png

数分程度でインストールが完了します。

画像処理を行うためのライブラリのインストール

Pythonで使用できる有名なライブラリとして、OpenCV があります。
他にも画像処理系の有名なライブラリはあるのですが、このOpenCVはPythonに限らず色々な言語で使用できるようになっているので、技術として汎用性が高く、リファレンスも豊富であるため、初学者には非常にオススメなライブラリです。

それでは、Python3にOpenCVをインストールしましょう。

OpenCVのインストール

OpenCVはインストールするために多少工夫が必要であり、pip3のようにコマンド一発ではないので、お気をつけください。

それでは、以下ターミナルで操作を行っていきます。

OpenCVのインストール
$ brew tap homebrew/science
$ brew install opencv3 --with-python3

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スクリーンショット 2017-02-17 14.49.09.png

OpenCV3のインストール完了に数分から十数分程度かかりますので、気長に待ちましょう。

インストールが完了すると、最後に大事なコマンドがあるので、これを忘れないようにしてください。

opencvをグローバルに宣言
$ brew link opencv3 --force

スクリーンショット 2017-02-17 14.58.53.png

これでOpenCVのインストールが完了です。

OpenCVがインストールされたことの確認

それでは、最後にインストールが完了してライブラリとして使用できる状況かどうか確認していきましょう。

OpenCVがインストールされているか確認
$ python3
>>> import cv2  # OpenCVライブラリの読み込みをテスト

スクリーンショット 2017-02-17 15.00.09.png

これでエラーが出なければインストールが完了です。

※ 下記のようにモジュールがないといったエラーが出ている方は、正しくインストールできていないので、インストール手順を見直してみてください。

スクリーンショット 2017-02-17 14.02.40.png

Atomのインストール

必要なソフトウェアのインストールは完了しましたが、授業ではもう少しスムーズにプログラミングをするために「Atom」と呼ばれる「エディター」をインストールします。
エディター」とはよく見慣れたメモ帳と基本機能的には同じで、文字を書いて保存するためのものです。
しかし、近年のエディターは非常に進化しており、プログラミングが見やすくなるように色付けがされたり、ターミナルをエディター内に内蔵して、スムーズにプログラムを実行できたりします。

そのエディターの中でも、筆者の吉崎が最近推しているのが「Atom」です。
講義もAtomを使用して行うため、非常に強いこだわりのある方以外は、このAtomをインストールしてきてください。

Atomのインストールは公式ページより、インストールファイルをダウンロードします。

スクリーンショット 2017-02-09 21.05.41.png

ダウンロードしたファイルを展開(ダブルクリックすれば展開されます)し、展開できれば完了です。
このファイルを一番はじめにターミナルで説明したアプリケーションフォルダにコピーしておいてください。
※ 難しい人はデスクトップでも構いません。

スクリーンショット 2017-02-09 21.07.39.png

これでAtom自体のインストールは完了です。

Atomのアプリケーションを開くと、このような画面になります。

スクリーンショット 2017-02-09 21.09.52.png

Atomの設定

つぎに、Atom内部の設定を簡単にしていきましょう。

開いて直後の右画面に出ている「Install a Package」を選択しましょう。

Welcome Guideを閉じてしまった方は、上部のツールバーから
「Atom」→「Preferences」→左下の「Install」
でも同じ画面にたどり着けます。

スクリーンショット 2017-02-09 21.12.17.png

こちらの検索画面で「terminal」と検索してください。

検索結果から「platformio-ide-terminal」をインストールしてください。

スクリーンショット 2017-02-09 21.13.21.png

これで、インストールが完了すれば、事前準備は完了です。

※ Xcodeをインストールしていない人はエラーがでるため、「AppStore」からXcodeをインストールして、再度Atom内でのインストールをお試しください。

おわりに

事前準備お疲れ様でした。
それでは、キカガクNight!でお会いできることを楽しみにしております。

フォローお待ちしております

主に、機械学習関連やWeb開発の情報について発信しています。

代表取締役社長 吉崎 亮介
Twitter:@yoshizaki_kkgk
Facebook:@ryosuke.yoshizaki

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