Deep Learning Toolbox

更新
"Predicted Defects" (予測された欠陥) というタイトルで、"missing_hole" というラベルの注釈が 3 つ付いた PCB の写真。

工学システムの設計

バーチャルセンサー、自動外観検査、低次元化モデリング、無線通信、コンピューター ビジョン、その他のアプリケーション用に、説明可能で堅牢性が高く、スケーラブルなディープラーニング モデルを作成し、使用します。 

複数の学習済みディープラーニング モデルを比較した時系列モデラーアプリのスクリーンショット。LSTM の予測結果は、グラウンドトゥルースとほぼ一致しています。

ローコードアプリによる構築

時系列モデラーアプリを使用すると、時系列データ向け AI モデルの可視化、作成、学習、比較を行うことができます。ディープ ネットワーク デザイナー アプリを使用して、組み込みモデルや Python ベースのモデルのネットワーク設計と解析を加速することもできます。

バーチャル センサー モデリングのスクリーンショットと、真値、EKF、ディープラーニング FNN、ディープラーニング LSTM を比較した折れ線グラフ。

Simulink でのモデルの統合

Simulink でディープラーニングを使用して、より大規模なシステムへのディープラーニング モデルの統合をテストします。MATLAB または Python をベースとするモデルをシミュレーションし、モデルの動作およびシステムの性能を評価します。

TensorFlow、ONNX、PyTorch からのモデルのインポートと、TensorFlow と ONNX へのモデルのエクスポートを示すフローチャート。

PyTorch および ONNX との相互運用

Python ベースのディープラーニング フレームワークとの間で、ディープラーニング モデルをやり取りします。PyTorch、TensorFlow、ONNX モデルをインポートし、TensorFlow および ONNX にネットワークをエクスポートします。MATLAB と Simulink 内で Python ベースのモデルを同時実行します。 

EASA の図を基に一部改変した、AI を組み込んだシステムの検証と妥当性確認のプロセス。

モデルの動作の検証と説明

AI Verification Library で形式的手法と分布外検出を使用して、MATLAB、PyTorch、ONNX のディープラーニング モデルの堅牢性と信頼性を検証します。学習の進捗状況や活性化を可視化し、ネットワーク予測を説明します。

ネットワークの層のグラフ、キャリブレーション統計、妥当性確認の概要を示すディープネットワーク量子化器のスクリーンショット。

ニューラル ネットワークの圧縮

枝刈り、射影、または量子化を使用してディープラーニング ネットワークを圧縮することで、メモリフットプリントを削減し、推論性能を高めます。ディープネットワーク量子化器アプリを使用して推論性能および精度を評価します。 

ディープラーニング モデルを CPU、GPU、MCU、FPGA に展開するための MATLAB および Simulink のコード生成を示す図。

展開用コードの生成

CPU および GPU へ展開するための、最適化された C/C++ コード (MATLAB Coder を使用) および CUDA コード (GPU Coder を使用) を自動生成します。FPGA および SoC 用の論理合成可能な Verilog® および VHDL® コード (Deep Learning HDL Toolbox を使用) を生成します。

「当社のパワートレイン ECU で、ニューラル ネットワークを使用してセンサーのシミュレーションを行ったのは今回が初めてでした。MATLAB と Simulink がなければ、非常に時間がかかり、エラーが発生しやすい、面倒な手動コーディングプロセスを使用しなければならなかったでしょう。」

Deep Learning Toolbox に関するよくある質問 (FAQ)

Deep Learning Toolbox には、CNN、LSTM、Transformer などのディープ ニューラル ネットワークの設計、実装、シミュレーションのための関数、アプリ、Simulink ブロックが用意されています。

畳み込みニューラル ネットワーク (CNN)、LSTM、GAN、Transformer を作成したり、事前学習済みモデルを使用して転移学習を実行したりできます。

はい、推論、転移学習、シミュレーション、展開のために PyTorch、TensorFlow、ONNX モデルをインポートしたり、TensorFlow および ONNX へのネットワークのエクスポートを 1 行のコードで行います。

ディープ ネットワーク デザイナー アプリを使用すると、ネットワークを対話的に設計、編集、解析できるほか、事前学習済みのモデルのインポートや、Simulink へのネットワークのエクスポートを行うことができます。

時系列モデラーアプリを使用すると、時系列データの可視化、前処理、読み込み、ニューラル ネットワークの対話的な設計、編集、学習を行えるほか、バーチャル センサー モデリングなどの時系列回帰や予測の問題に向けて、ネットワークを Simulink にエクスポートできます。

はい、このツールボックスは GPU アクセラレーションをサポートしており、ディープラーニングの学習と計算を高速化します。

はい、学習済みネットワークから最適化された C/C++、CUDA、HDL コードを自動生成し、CPU、GPU、MCU、FPGA への展開に活用できます。

学習進行状況や活性化を可視化したり、Grad-CAM、D-RISE、LIME を使用してネットワークの結果を説明したり、AI Verification Library for Deep Learning Toolbox でディープ ニューラル ネットワークのロバスト性と信頼性を検証したりできます。

はい、ディープ ネットワーク デザイナー アプリでネットワークの圧縮分析を行い、続いてディープネットワーク量子化器アプリで量子化、射影、または枝刈りを使ってネットワークを圧縮し、メモリフットプリントを削減して推論性能を向上できます。

はい、ディープラーニング モデルを Simulink に統合してより大規模なシステムとの統合をテストしたり、MATLAB または Python をベースとするモデルをシミュレーションしたりできます。