TensorFlow .NET（開発者向けの動作方法）

TensorFlow.NET の理解

TensorFlow.NET は TensorFlow の .NET バインディングで、開発者が C# および .NET アプリケーション層内で直接 TensorFlow の機能を使用できるようにします。 TensorFlow.NET はコミュニティによって開発され、SciSharp 組織によって維持されており、.NET プラットフォームの汎用性と TensorFlow の機械学習およびニューラルネットワークの能力を無縁に統合します。 C# 開発者は TensorFlow の広範なシステム API とツールを使用して、ニューラルネットワークを構築し、モデルを訓練し、ML モデルをデプロイできます。

TensorFlow.NET の主な特徴

1. TensorFlow 互換性: TensorFlow.NET は TensorFlow の API と操作に完全に互換性があり、テンソル操作、ニューラルネットワーク層、損失関数、オプティマイザー、データ前処理および評価のためのユーティリティを含んでいます。
2. 高性能: TensorFlow.NET は TensorFlow の効率的な計算グラフ実行エンジンと最適化されたカーネルを活用して、CPU と GPU 上での高性能な機械学習の推論と訓練を提供します。
3. 簡単な統合: TensorFlow.NET は既存の .NET アプリケーションとライブラリにシームレスに統合され、開発者が馴染みのある C# 開発環境を離れることなく TensorFlow の機能を活用できます。
4. モデルの移植性: TensorFlow.NET は、訓練済みの TensorFlow モデルをインポートし、他の TensorFlow ベースの環境、例えば Python やモバイルデバイスでの推論のために訓練済みモデルをエクスポートすることができます。
5. 柔軟性と拡張性: TensorFlow.NET は、データ操作のための LINQ (言語統合クエリ) やモデル構成のための関数型プログラミングパラダイムなど、C# 言語機能を使用して機械学習モデルをカスタマイズおよび拡張する柔軟性を提供します。
6. コミュニティのサポートとドキュメント: TensorFlow.NET は、ドキュメント、チュートリアル、および例を提供して、TensorFlow を使用して C# 世界での機械学習の導入をサポートするアクティブなコミュニティの寄稿者から恩恵を受けます。

TensorFlow.NET の実践的な例

TensorFlow.NET を使用して C# で機械学習モデルを構築およびデプロイするいくつかの実際のシナリオを探索しましょう:

1. 訓練済みモデルの読み込みと使用:

   // Load a pre-trained TensorFlow model
   var model = TensorFlowModel.LoadModel("model.pb");
   // Perform inference on input data
   var input = new float[,] { { 1.0f, 2.0f, 3.0f } };
   var output = model.Predict(input);

   // Load a pre-trained TensorFlow model
   var model = TensorFlowModel.LoadModel("model.pb");
   // Perform inference on input data
   var input = new float[,] { { 1.0f, 2.0f, 3.0f } };
   var output = model.Predict(input);

   ' Load a pre-trained TensorFlow model
   Dim model = TensorFlowModel.LoadModel("model.pb")
   ' Perform inference on input data
   Dim input = New Single(, ) {
   	{ 1.0F, 2.0F, 3.0F }
   }
   Dim output = model.Predict(input)

   $vbLabelText   $csharpLabel

2. カスタムモデルの訓練:

   // Create a neural network model using TensorFlow.NET APIs
   var input = new Input(Shape.Scalar);
   var output = new Dense(1, Activation.ReLU).Forward(input);
   // Compile the model with loss function and optimizer algorithms
   var model = new Model(input, output);
   model.Compile(optimizer: new SGD(), loss: Losses.MeanSquaredError);
   // Train the model with training data
   model.Fit(x_train, y_train, epochs: 10, batchSize: 32);

   // Create a neural network model using TensorFlow.NET APIs
   var input = new Input(Shape.Scalar);
   var output = new Dense(1, Activation.ReLU).Forward(input);
   // Compile the model with loss function and optimizer algorithms
   var model = new Model(input, output);
   model.Compile(optimizer: new SGD(), loss: Losses.MeanSquaredError);
   // Train the model with training data
   model.Fit(x_train, y_train, epochs: 10, batchSize: 32);

   ' Create a neural network model using TensorFlow.NET APIs
   Dim input As New Input(Shape.Scalar)
   Dim output = (New Dense(1, Activation.ReLU)).Forward(input)
   ' Compile the model with loss function and optimizer algorithms
   Dim model As New Model(input, output)
   model.Compile(optimizer:= New SGD(), loss:= Losses.MeanSquaredError)
   ' Train the model with training data
   model.Fit(x_train, y_train, epochs:= 10, batchSize:= 32)

   $vbLabelText   $csharpLabel

3. 評価とデプロイ:

   // Evaluate the trained model on test data
   var evaluation = model.Evaluate(x_test, y_test);
   // Export the trained model for deployment
   model.SaveModel("trained_model.pb");

   // Evaluate the trained model on test data
   var evaluation = model.Evaluate(x_test, y_test);
   // Export the trained model for deployment
   model.SaveModel("trained_model.pb");

   ' Evaluate the trained model on test data
   Dim evaluation = model.Evaluate(x_test, y_test)
   ' Export the trained model for deployment
   model.SaveModel("trained_model.pb")

   $vbLabelText   $csharpLabel

TensorFlow の詳細な例は、TensorFlow.NET Examples ページで見つけることができます。

// Use static TensorFlow
using static Tensorflow.Binding;

namespace IronPdfDemos
{
    public class TensorFlow
    {
        public static void Execute()
        {
            // Create a TensorFlow constant
            var hello = tf.constant("Hello, TensorFlow!");
            Console.WriteLine(hello);
        }
    }
}

// Use static TensorFlow
using static Tensorflow.Binding;

namespace IronPdfDemos
{
    public class TensorFlow
    {
        public static void Execute()
        {
            // Create a TensorFlow constant
            var hello = tf.constant("Hello, TensorFlow!");
            Console.WriteLine(hello);
        }
    }
}

' Use static TensorFlow
Imports Tensorflow.Binding

Namespace IronPdfDemos
	Public Class TensorFlow
		Public Shared Sub Execute()
			' Create a TensorFlow constant
			Dim hello = tf.constant("Hello, TensorFlow!")
			Console.WriteLine(hello)
		End Sub
	End Class
End Namespace

サンプル Hello TensorFlow 出力

TensorFlow.NET のライセンス

これは自由に使用できるオープンソースの Apache ライセンスのパッケージです。 ライセンスの詳細は、TensorFlow.NET License ページで読むことができます。

TensorFlow.NET と IronPDF を使用して PDF ドキュメントを生成する

まず、Visual Studio プロジェクトを作成し、以下のコンソールアプリのテンプレートを選択します。

プロジェクト名と場所を指定します。

次に必要な .NET バージョンを選択し、作成ボタンをクリックします。

IronPDF を Visual Studio のパッケージマネージャーから NuGet パッケージとしてインストールします。

パッケージ TensorFlow.NET およびモデルを実行するために使用される独立パッケージである TensorFlow.Keras をインストールします。

using IronPdf;
using static Tensorflow.Binding;

namespace IronPdfDemos
{
    public class Program
    {
        public static void Main()
        {
            // Instantiate Cache and ChromePdfRenderer
            var renderer = new ChromePdfRenderer();

            // Prepare HTML content for the PDF
            var content = "<h1>Demonstrate TensorFlow with IronPDF</h1>";
            content += "<h2>Enable Eager Execution</h2>";
            content += "<p>tf.enable_eager_execution();</p>";

            // Enable eager execution mode in TensorFlow
            tf.enable_eager_execution();

            // Define tensor constants
            content += "<h2>Define Tensor Constants</h2>";
            var a = tf.constant(5);
            var b = tf.constant(6);
            var c = tf.constant(7);

            // Perform various tensor operations
            content += "<h2>Various Tensor Operations</h2>";
            var add = tf.add(a, b);
            var sub = tf.subtract(a, b);
            var mul = tf.multiply(a, b);
            var div = tf.divide(a, b);

            content += $"<p>var add = tf.add(a, b);</p>";
            content += $"<p>var sub = tf.subtract(a, b);</p>";
            content += $"<p>var mul = tf.multiply(a, b);</p>";
            content += $"<p>var div = tf.divide(a, b);</p>";

            // Output tensor values to HTML content
            content += "<h2>Access Tensor Values</h2>";
            content += $"<p>{a.numpy()} + {b.numpy()} = {add.numpy()}</p>";
            content += $"<p>{a.numpy()} - {b.numpy()} = {sub.numpy()}</p>";
            content += $"<p>{a.numpy()} * {b.numpy()} = {mul.numpy()}</p>";
            content += $"<p>{a.numpy()} / {b.numpy()} = {div.numpy()}</p>";

            // Perform additional operations
            var mean = tf.reduce_mean(tf.constant(new[] { a, b, c }));
            var sum = tf.reduce_sum(tf.constant(new[] { a, b, c }));

            content += "<h2>Additional Operations</h2>";
            content += $"<p>mean = {mean.numpy()}</p>";
            content += $"<p>sum = {sum.numpy()}</p>";

            // Perform matrix multiplication
            var matrix1 = tf.constant(new float[,] { { 1, 2 }, { 3, 4 } });
            var matrix2 = tf.constant(new float[,] { { 5, 6 }, { 7, 8 } });
            var product = tf.matmul(matrix1, matrix2);

            content += "<h2>Matrix Multiplications</h2>";
            content += "<p>Multiplication Result:</p>";
            content += $"<p>product = {product.numpy()}</p>";

            // Render HTML content to PDF
            var pdf = renderer.RenderHtmlAsPdf(content);
            // Save PDF to file
            pdf.SaveAs("tensorflow.pdf");
        }
    }
}

using IronPdf;
using static Tensorflow.Binding;

namespace IronPdfDemos
{
    public class Program
    {
        public static void Main()
        {
            // Instantiate Cache and ChromePdfRenderer
            var renderer = new ChromePdfRenderer();

            // Prepare HTML content for the PDF
            var content = "<h1>Demonstrate TensorFlow with IronPDF</h1>";
            content += "<h2>Enable Eager Execution</h2>";
            content += "<p>tf.enable_eager_execution();</p>";

            // Enable eager execution mode in TensorFlow
            tf.enable_eager_execution();

            // Define tensor constants
            content += "<h2>Define Tensor Constants</h2>";
            var a = tf.constant(5);
            var b = tf.constant(6);
            var c = tf.constant(7);

            // Perform various tensor operations
            content += "<h2>Various Tensor Operations</h2>";
            var add = tf.add(a, b);
            var sub = tf.subtract(a, b);
            var mul = tf.multiply(a, b);
            var div = tf.divide(a, b);

            content += $"<p>var add = tf.add(a, b);</p>";
            content += $"<p>var sub = tf.subtract(a, b);</p>";
            content += $"<p>var mul = tf.multiply(a, b);</p>";
            content += $"<p>var div = tf.divide(a, b);</p>";

            // Output tensor values to HTML content
            content += "<h2>Access Tensor Values</h2>";
            content += $"<p>{a.numpy()} + {b.numpy()} = {add.numpy()}</p>";
            content += $"<p>{a.numpy()} - {b.numpy()} = {sub.numpy()}</p>";
            content += $"<p>{a.numpy()} * {b.numpy()} = {mul.numpy()}</p>";
            content += $"<p>{a.numpy()} / {b.numpy()} = {div.numpy()}</p>";

            // Perform additional operations
            var mean = tf.reduce_mean(tf.constant(new[] { a, b, c }));
            var sum = tf.reduce_sum(tf.constant(new[] { a, b, c }));

            content += "<h2>Additional Operations</h2>";
            content += $"<p>mean = {mean.numpy()}</p>";
            content += $"<p>sum = {sum.numpy()}</p>";

            // Perform matrix multiplication
            var matrix1 = tf.constant(new float[,] { { 1, 2 }, { 3, 4 } });
            var matrix2 = tf.constant(new float[,] { { 5, 6 }, { 7, 8 } });
            var product = tf.matmul(matrix1, matrix2);

            content += "<h2>Matrix Multiplications</h2>";
            content += "<p>Multiplication Result:</p>";
            content += $"<p>product = {product.numpy()}</p>";

            // Render HTML content to PDF
            var pdf = renderer.RenderHtmlAsPdf(content);
            // Save PDF to file
            pdf.SaveAs("tensorflow.pdf");
        }
    }
}

Imports IronPdf
Imports Tensorflow.Binding

Namespace IronPdfDemos
	Public Class Program
		Public Shared Sub Main()
			' Instantiate Cache and ChromePdfRenderer
			Dim renderer = New ChromePdfRenderer()

			' Prepare HTML content for the PDF
			Dim content = "<h1>Demonstrate TensorFlow with IronPDF</h1>"
			content &= "<h2>Enable Eager Execution</h2>"
			content &= "<p>tf.enable_eager_execution();</p>"

			' Enable eager execution mode in TensorFlow
			tf.enable_eager_execution()

			' Define tensor constants
			content &= "<h2>Define Tensor Constants</h2>"
			Dim a = tf.constant(5)
			Dim b = tf.constant(6)
			Dim c = tf.constant(7)

			' Perform various tensor operations
			content &= "<h2>Various Tensor Operations</h2>"
			Dim add = tf.add(a, b)
			Dim [sub] = tf.subtract(a, b)
			Dim mul = tf.multiply(a, b)
			Dim div = tf.divide(a, b)

			content &= $"<p>var add = tf.add(a, b);</p>"
			content &= $"<p>var sub = tf.subtract(a, b);</p>"
			content &= $"<p>var mul = tf.multiply(a, b);</p>"
			content &= $"<p>var div = tf.divide(a, b);</p>"

			' Output tensor values to HTML content
			content &= "<h2>Access Tensor Values</h2>"
			content &= $"<p>{a.numpy()} + {b.numpy()} = {add.numpy()}</p>"
			content &= $"<p>{a.numpy()} - {b.numpy()} = {[sub].numpy()}</p>"
			content &= $"<p>{a.numpy()} * {b.numpy()} = {mul.numpy()}</p>"
			content &= $"<p>{a.numpy()} / {b.numpy()} = {div.numpy()}</p>"

			' Perform additional operations
			Dim mean = tf.reduce_mean(tf.constant( { a, b, c }))
			Dim sum = tf.reduce_sum(tf.constant( { a, b, c }))

			content &= "<h2>Additional Operations</h2>"
			content &= $"<p>mean = {mean.numpy()}</p>"
			content &= $"<p>sum = {sum.numpy()}</p>"

			' Perform matrix multiplication
			Dim matrix1 = tf.constant(New Single(, ) {
				{ 1, 2 },
				{ 3, 4 }
			})
			Dim matrix2 = tf.constant(New Single(, ) {
				{ 5, 6 },
				{ 7, 8 }
			})
			Dim product = tf.matmul(matrix1, matrix2)

			content &= "<h2>Matrix Multiplications</h2>"
			content &= "<p>Multiplication Result:</p>"
			content &= $"<p>product = {product.numpy()}</p>"

			' Render HTML content to PDF
			Dim pdf = renderer.RenderHtmlAsPdf(content)
			' Save PDF to file
			pdf.SaveAs("tensorflow.pdf")
		End Sub
	End Class
End Namespace

IronPDF のライセンス

IronPDF は実行するためにライセンスが必要です。 ライセンスに関する詳細は IronPDF Licensing ページで確認できます。 appSettings.json ファイルにキーを以下のように配置します。

{
  "IronPdf.License.LicenseKey": "The Key Here"
}

結論

結論として、TensorFlow.NET は C# 開発者が .NET エコシステムの汎用性と生産性で機械学習と人工知能の世界を探求するのを可能にします。 インテリジェントアプリケーション、予測分析ツール、または自動意思決定システムを構築するかどうかにかかわらず、TensorFlow.NET は C# での機械学習の可能性を解き放つための強力で柔軟なフレームワークを提供します。 Iron Software の IronPDF ライブラリと共に、開発者はモダンなアプリケーションを開発するための高度なスキルを得ることができます。