PyTorch

PyTorch 的主要功能

PyTorch 因其多项核心功能而脱颖而出，成为人工智能界许多人的首选：

• 动态计算图与在执行前静态定义整个计算图的框架不同，PyTorch 使用动态计算图（Define-by-Run）。这使得开发和调试更加灵活，尤其是对于具有可变结构的模型，如递归神经网络（RNN）。
• Pythonic 界面：它的应用程序接口让 Python 开发人员感觉很自然，易于学习并集成到现有的 Python 项目和工作流程中。
• GPU 加速PyTorch 使用 CUDA 为GPU 加速提供了强大的支持，大大加快了深度神经网络的计算密集型训练过程。
• 丰富的生态系统：它拥有一个全面的生态系统，包括用于计算机视觉（CV）任务的 TorchVision 库、用于自然语言处理（NLP）的 TorchText 库和用于音频处理的 TorchAudio 库。
• 生产部署： TorchScript等工具可以优化 PyTorch 开发的模型，并将其部署到 Python 并不理想的环境中，从而缩小研究灵活性与生产性能之间的差距。你可以在 Ultralytics 文档中了解如何使用不同格式导出模型。

PyTorch 的应用

PyTorch 的多功能性使其能够广泛应用于各种机器学习 (ML)应用：

• 计算机视觉：广泛应用于图像分类、物体检测、图像分割和姿态估计等任务。许多先进的视觉模型，包括Ultralytics YOLOv8和YOLO11，都是使用 PyTorch 构建的。
• 自然语言处理：为机器翻译、情感分析、问题解答等应用提供动力，并基于Transformer 等架构构建大型语言模型(LLM)。
• 强化学习：用于开发通过与环境互动来学习的代理，应用于机器人和游戏等领域。
• 科学计算：张量计算能力使其不仅适用于 ML，还适用于各种科学研究应用。

真实案例

1. 自动驾驶：PyTorch 用于开发自动驾驶汽车的感知系统。使用 PyTorch 训练的模型可以进行实时物体检测（识别行人、车辆、交通标志）和语义分割（理解车道、人行道），这对导航和安全至关重要。基于 PyTorch 建立的 Ultralytics YOLO 模型经常被用于汽车解决方案中。
2. 医学图像分析：在医疗保健领域，PyTorch 可帮助建立医学扫描（X 光、CT、核磁共振成像）分析模型。例如，它可用于训练检测肿瘤或分割器官的模型，帮助放射科医生进行诊断和治疗规划。美国国立卫生研究院（NIH）的Bridge2AI计划等项目经常利用此类框架。

人工智能生态系统中的 PyTorch

PyTorch 是TensorFlow 等其他框架的主要参与者。虽然两者都为深度学习提供了强大的工具，但它们在 API 设计和计算图的历史方法（PyTorch 的动态方法与 TensorFlow 最初的静态方法相比，尽管TensorFlow 现在支持动态执行）上存在差异。选择通常取决于项目需求和团队熟悉程度。详细比较可参见我们的博文《探索视觉人工智能框架》。同样重要的是，要将 PyTorch 与OpenCV 等库区分开来，后者侧重于图像处理和传统的 CV 算法，而不是提供用于构建和训练神经网络的端到端框架（OpenCV 主页）。

PyTorch 通过其官方PyTorch 网站、广泛的文档、教程和活跃的开发者社区获得了强大的支持。Ultralytics HUB等平台简化了使用 PyTorch 建立的自定义模型的培训、数据集管理和高效部署过程。您可以使用Ultralytics 快速入门指南快速入门。