互聯(lián)網(wǎng)的崛起、價廉物美的傳感器和低價的存儲器令我們越來越容易獲取大量數(shù)據(jù)。加之便宜的計算力,尤其是原本為電腦游戲設計的GPU的出現(xiàn),上文描述的情況改變了許多。一瞬間,原本被認為不可能的算法和模型變得觸手可及。很顯然,存儲容量沒能跟上數(shù)據(jù)量增長的步伐。與此同時,計算力的增長又蓋過了數(shù)據(jù)量的增長。這樣的趨勢使得統(tǒng)計模型可以在優(yōu)化參數(shù)上投入更多的計算力,但同時需要提高存儲的利用效率,例如使用非線性處理單元。這也相應導致了機器學習和統(tǒng)計學的比較好選擇從廣義線性模型及核方法變化為深度多層神經(jīng)網(wǎng)絡。這樣的變化正是諸如多層感知機、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡、長短期記憶循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡和Q學習等深度學習的支柱模型在過去10年從...
深度學習框架中涉及很多參數(shù),如果一些基本的參數(shù)如果不了解,那么你去看任何一個深度學習框架是都會覺得很困難,下面介紹幾個新手常問的幾個參數(shù)。batch深度學習的優(yōu)化算法,說白了就是梯度下降。每次的參數(shù)更新有兩種方式。第一種,遍歷全部數(shù)據(jù)集算一次損失函數(shù),然后算函數(shù)對各個參數(shù)的梯度,更新梯度。這種方法每更新一次參數(shù)都要把數(shù)據(jù)集里的所有樣本都看一遍,計算量開銷大,計算速度慢,不支持在線學習,這稱為Batchgradientdescent,批梯度下降。另一種,每看一個數(shù)據(jù)就算一下?lián)p失函數(shù),然后求梯度更新參數(shù),這個稱為隨機梯度下降,stochasticgradientdescent。這個方法...
近年來,研究人員也逐漸將這幾類方法結合起來,如對原本是以有監(jiān)督學習為基礎的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡結合自編碼神經(jīng)網(wǎng)絡進行無監(jiān)督的預訓練,進而利用鑒別信息微調(diào)網(wǎng)絡參數(shù)形成的卷積深度置信網(wǎng)絡。與傳統(tǒng)的學習方法相比,深度學習方法預設了更多的模型參數(shù),因此模型訓練難度更大,根據(jù)統(tǒng)計學習的一般規(guī)律知道,模型參數(shù)越多,需要參與訓練的數(shù)據(jù)量也越大。[2]20世紀八九十年代由于計算機計算能力有限和相關技術的限制,可用于分析的數(shù)據(jù)量太小,深度學習在模式分析中并沒有表現(xiàn)出優(yōu)異的識別性能。自從2006年,Hinton等提出快速計算受限玻耳茲曼機(RBM)網(wǎng)絡權值及偏差的CD-K算法以后,RBM就成了增加神經(jīng)網(wǎng)絡深度...
卷積神經(jīng)網(wǎng)絡–CNNCNN的價值:能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)量的圖片有效的降維成小數(shù)據(jù)量(并不影響結果)能夠保留圖片的特征,類似人類的視覺原理CNN的基本原理:卷積層–主要作用是保留圖片的特征池化層–主要作用是把數(shù)據(jù)降維,可以有效的避免過擬合全連接層–根據(jù)不同任務輸出我們想要的結果CNN的實際應用:圖片分類、檢索目標定位檢測目標分割人臉識別骨骼識別了解更多《一文看懂卷積神經(jīng)網(wǎng)絡-CNN(基本原理+獨特價值+實際應用)》循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡–RNNRNN是一種能有效的處理序列數(shù)據(jù)的算法。比如:文章內(nèi)容、語音音頻、**價格走勢…之所以他能處理序列數(shù)據(jù),是因為在序列中前面的輸入也會影響到后面的輸出,相當于有了...
1981年的諾貝爾醫(yī)學獎,頒發(fā)給了DavidHubel(出生于加拿大的美國神經(jīng)生物學家)和TorstenWiesel,以及RogerSperry。前兩位的主要貢獻,是“發(fā)現(xiàn)了視覺系統(tǒng)的信息處理”:可視皮層是分級的:我們看看他們做了什么。1958年,DavidHubel和TorstenWiesel在JohnHopkinsUniversity,研究瞳孔區(qū)域與大腦皮層神經(jīng)元的對應關系。他們在貓的后腦頭骨上,開了一個3毫米的小洞,向洞里插入電極,測量神經(jīng)元的活躍程度。然后,他們在小貓的眼前,展現(xiàn)各種形狀、各種亮度的物體。并且,在展現(xiàn)每一件物體時,還改變物體放置的位置和角度。他們期望通過這個...
1981年的諾貝爾醫(yī)學獎,頒發(fā)給了DavidHubel(出生于加拿大的美國神經(jīng)生物學家)和TorstenWiesel,以及RogerSperry。前兩位的主要貢獻,是“發(fā)現(xiàn)了視覺系統(tǒng)的信息處理”:可視皮層是分級的:我們看看他們做了什么。1958年,DavidHubel和TorstenWiesel在JohnHopkinsUniversity,研究瞳孔區(qū)域與大腦皮層神經(jīng)元的對應關系。他們在貓的后腦頭骨上,開了一個3毫米的小洞,向洞里插入電極,測量神經(jīng)元的活躍程度。然后,他們在小貓的眼前,展現(xiàn)各種形狀、各種亮度的物體。并且,在展現(xiàn)每一件物體時,還改變物體放置的位置和角度。他們期望通過這個...
現(xiàn)代統(tǒng)計學在20世紀的真正起飛要歸功于數(shù)據(jù)的收集和發(fā)布。統(tǒng)計學巨匠之一羅納德·費雪(1890–1962)對統(tǒng)計學理論和統(tǒng)計學在基因?qū)W中的應用功不可沒。他發(fā)明的許多算法和公式,例如線性判別分析和費雪信息,仍經(jīng)常被使用。即使是他在1936年發(fā)布的Iris數(shù)據(jù)集,仍然偶爾被用于演示機器學習算法。克勞德·香農(nóng)(1916–2001)的信息論以及阿蘭·圖靈(1912–1954)的計算理論也對機器學習有深遠影響。圖靈在他***的論文《計算機器與智能》中提出了“機器可以思考嗎?”這樣一個問題[1]。在他描述的“圖靈測試”中,如果一個人在使用文本交互時不能區(qū)分他的對話對象到底是人類還是機器的話,那么...
傳統(tǒng)機器學習VS深度學習傳統(tǒng)機器學習和深度學習的相似點在數(shù)據(jù)準備和預處理方面,兩者是很相似的。他們都可能對數(shù)據(jù)進行一些操作:數(shù)據(jù)清洗數(shù)據(jù)標簽歸一化去噪降維對于數(shù)據(jù)預處理感興趣的可以看看《AI數(shù)據(jù)集**常見的6大問題(附解決方案)》傳統(tǒng)機器學習和深度學習的**區(qū)別傳統(tǒng)機器學習的特征提取主要依賴人工,針對特定簡單任務的時候人工提取特征會簡單有效,但是并不能通用。深度學習的特征提取并不依靠人工,而是機器自動提取的。這也是為什么大家都說深度學習的可解釋性很差,因為有時候深度學習雖然能有好的表現(xiàn),但是我們并不知道他的原理是什么。深度學習循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡-成都深度智谷。江西深度學習培訓教程 深度學習...
深度學習的優(yōu)缺點優(yōu)點1:學習能力強從結果來看,深度學習的表現(xiàn)非常好,他的學習能力非常強。優(yōu)點2:覆蓋范圍廣,適應性好深度學習的神經(jīng)網(wǎng)絡層數(shù)很多,寬度很廣,理論上可以映射到任意函數(shù),所以能解決很復雜的問題。優(yōu)點3:數(shù)據(jù)驅(qū)動,上限高深度學習高度依賴數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量越大,他的表現(xiàn)就越好。在圖像識別、面部識別、NLP等部分任務甚至已經(jīng)超過了人類的表現(xiàn)。同時還可以通過調(diào)參進一步提高他的上限。優(yōu)點4:可移植性好由于深度學習的優(yōu)異表現(xiàn),有很多框架可以使用,例如TensorFlow、Pytorch。這些框架可以兼容很多平臺。缺點1:計算量大,便攜性差深度學習需要大量的數(shù)據(jù)很大量的算力,所以成本很高。并...
你可能已經(jīng)接觸過編程,并開發(fā)過一兩款程序。同時你可能讀過關于深度學習或者機器學習的鋪天蓋地的報道,盡管很多時候它們被賦予了更廣義的名字:人工智能。實際上,或者說幸運的是,大部分程序并不需要深度學習或者是更廣義上的人工智能技術。例如,如果我們要為一臺微波爐編寫一個用戶界面,只需要一點兒工夫我們便能設計出十幾個按鈕以及一系列能精確描述微波爐在各種情況下的表現(xiàn)的規(guī)則。再比如,假設我們要編寫一個電子郵件客戶端。這樣的程序比微波爐要復雜一些,但我們還是可以沉下心來一步一步思考:客戶端的用戶界面將需要幾個輸入框來接受收件人、主題、郵件正文等,程序?qū)?**鍵盤輸入并寫入一個緩沖區(qū),然后將它們顯示...
區(qū)別于傳統(tǒng)的淺層學習,深度學習的不同在于: [4] (1)強調(diào)了模型結構的深度,通常有5層、6層,甚至10多層的隱層節(jié)點; [4] (2)明確了特征學習的重要性。也就是說,通過逐層特征變換,將樣本在原空間的特征表示變換到一個新特征空間,從而使分類或預測更容易。與人工規(guī)則構造特征的方法相比,利用大數(shù)據(jù)來學習特征,更能夠刻畫數(shù)據(jù)豐富的內(nèi)在信息。 [4] 通過設計建立適量的神經(jīng)元計算節(jié)點和多層運算層次結構,選擇合適的輸人層和輸出層,通過網(wǎng)絡的學習和調(diào)優(yōu),建立起從輸入到輸出的函數(shù)關系,雖然不能100%找到輸入與輸出的函數(shù)關系,但是可以盡可能的逼近現(xiàn)實的關聯(lián)關系。使用訓練成功的網(wǎng)絡模型,就可以實現(xiàn)我們對...
深度生成模型可以通過生成全新的樣本來演示其對于數(shù)據(jù)的理解,盡管這些生成的樣本非常類似于那些訓練樣本。許多這樣的模型和之前的自編碼器的思想有關,其有一個編碼器函數(shù)將數(shù)據(jù)映射到表征,還有一個解碼器函數(shù)(或生成器)將該抽象的表征映射到原始數(shù)據(jù)空間。此外,生成模型很多也應用到了GAN的思想,即通過判別器與生成器之間的對抗促使生成器生成非常真實的圖像。在變分自編碼器中,我們需要通過樣本訓練一個編碼器和解碼器,在這過程中我們能得到中間的隱藏變量。若我們需要生成新的圖像,那么只需要在隱藏變量采樣并投入解碼器就能完成生成。而在生成對抗網(wǎng)絡中,我們會定義一個判別模型與生成模型。首先我們會將生成的樣本...
互聯(lián)網(wǎng)的崛起、價廉物美的傳感器和低價的存儲器令我們越來越容易獲取大量數(shù)據(jù)。加之便宜的計算力,尤其是原本為電腦游戲設計的GPU的出現(xiàn),上文描述的情況改變了許多。一瞬間,原本被認為不可能的算法和模型變得觸手可及。很顯然,存儲容量沒能跟上數(shù)據(jù)量增長的步伐。與此同時,計算力的增長又蓋過了數(shù)據(jù)量的增長。這樣的趨勢使得統(tǒng)計模型可以在優(yōu)化參數(shù)上投入更多的計算力,但同時需要提高存儲的利用效率,例如使用非線性處理單元。這也相應導致了機器學習和統(tǒng)計學的比較好選擇從廣義線性模型及核方法變化為深度多層神經(jīng)網(wǎng)絡。這樣的變化正是諸如多層感知機、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡、長短期記憶循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡和Q學習等深度學習的支柱模型在過去10年從...
深度學習是一類模式分析方法的統(tǒng)稱,就具體研究內(nèi)容而言,主要涉及三類方法:[2](1)基于卷積運算的神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng),即卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)。[2](2)基于多層神經(jīng)元的自編碼神經(jīng)網(wǎng)絡,包括自編碼(Autoencoder)以及近年來受到***關注的稀疏編碼兩類(SparseCoding)。[2](3)以多層自編碼神經(jīng)網(wǎng)絡的方式進行預訓練,進而結合鑒別信息進一步優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡權值的深度置信網(wǎng)絡(DBN)。[2]通過多層處理,逐漸將初始的“低層”特征表示轉(zhuǎn)化為“高層”特征表示后,用“簡單模型”即可完成復雜的分類等學習任務。由此可將深度學習理解為進行“特征學習”(featurelearning...
Capsule是由深度學習先驅(qū)GeoffreyHinton等人提出的新一代神經(jīng)網(wǎng)絡形式,旨在修正反向傳播機制。「Capsule是一組神經(jīng)元,其輸入輸出向量表示特定實體類型的實例化參數(shù)(即特定物體、概念實體等出現(xiàn)的概率與某些屬性)。我們使用輸入輸出向量的長度表征實體存在的概率,向量的方向表示實例化參數(shù)(即實體的某些圖形屬性)。同一層級的capsule通過變換矩陣對更高級別的capsule的實例化參數(shù)進行預測。當多個預測一致時(論文中使用動態(tài)路由使預測一致),更高級別的capsule將變得活躍。」瓶頸對深度學習的主要批評是許多方法缺乏理論支撐。大多數(shù)深度結構**是梯度下降的某些變式。盡...
到***你將能夠?構建和訓練深度神經(jīng)網(wǎng)絡、實施向量化神經(jīng)網(wǎng)絡、識別架構參數(shù)并將DL應用于您的應用程序?使用比較好實踐來訓練和開發(fā)測試集并分析偏差/方差以構建深度學習應用程序、使用標準神經(jīng)網(wǎng)絡技術、應用優(yōu)化算法并在TensorFlow中實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡?使用減少機器學習系統(tǒng)錯誤的策略,了解復雜的機器學習設置,并應用端到端、遷移和多任務學習?構建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡,將其應用于視覺檢測和識別任務,使用神經(jīng)風格遷移生成藝術作品,并將這些算法應用于圖像、視頻和其他2D/3D數(shù)據(jù)?構建和訓練循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡及其變體(GRU、LSTM),將RNN應用于字符級語言建模,使用NLP和詞嵌入,并使用HuggingFace標記器...
截止現(xiàn)在,也出現(xiàn)了不少NB的特征(好的特征應具有不變性(大小、尺度和旋轉(zhuǎn)等)和可區(qū)分性):例如Sift的出現(xiàn),是局部圖像特征描述子研究領域一項里程碑式的工作。由于SIFT對尺度、旋轉(zhuǎn)以及一定視角和光照變化等圖像變化都具有不變性,并且SIFT具有很強的可區(qū)分性,的確讓很多問題的解決變?yōu)榭赡堋5膊皇?**的。然而,手工地選取特征是一件非常費力、啟發(fā)式(需要專業(yè)知識)的方法,能不能選取好很大程度上靠經(jīng)驗和運氣,而且它的調(diào)節(jié)需要大量的時間。既然手工選取特征不太好,那么能不能自動地學習一些特征呢?答案是能!DeepLearning就是用來干這個事情的,看它的一個別名Unsupervise...
來源于生物學的靈感是神經(jīng)網(wǎng)絡名字的由來。這類研究者可以追溯到一個多世紀前的亞歷山大·貝恩(1818–1903)和查爾斯·斯科特·謝靈頓(1857–1952)。研究者們嘗試組建模仿神經(jīng)元互動的計算電路。隨著時間發(fā)展,神經(jīng)網(wǎng)絡的生物學解釋被稀釋,但仍保留了這個名字。時至***,絕大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡都包含以下的**原則。交替使用線性處理單元與非線性處理單元,它們經(jīng)常被稱為“層”。使用鏈式法則(即反向傳播)來更新網(wǎng)絡的參數(shù)。在**初的快速發(fā)展之后,自約1995年起至2005年,大部分機器學習研究者的視線從神經(jīng)網(wǎng)絡上移開了。這是由于多種原因。首先,訓練神經(jīng)網(wǎng)絡需要極強的計算力。盡管20世紀末內(nèi)存...
2006年,Hinton提出了在非監(jiān)督數(shù)據(jù)上建立多層神經(jīng)網(wǎng)絡的一個有效方法,具體分為兩步:首先逐層構建單層神經(jīng)元,這樣每次都是訓練一個單層網(wǎng)絡;當所有層訓練完后,使用wake-sleep算法進行調(diào)優(yōu)。[6]將除**頂層的其他層間的權重變?yōu)殡p向的,這樣**頂層仍然是一個單層神經(jīng)網(wǎng)絡,而其他層則變?yōu)榱藞D模型。向上的權重用于“認知”,向下的權重用于“生成”。然后使用wake-sleep算法調(diào)整所有的權重。讓認知和生成達成一致,也就是保證生成的**頂層表示能夠盡可能正確的復原底層的節(jié)點。比如頂層的一個節(jié)點表示人臉,那么所有人臉的圖像應該***這個節(jié)點,并且這個結果向下生成的圖像應該能夠表現(xiàn)...
來源于生物學的靈感是神經(jīng)網(wǎng)絡名字的由來。這類研究者可以追溯到一個多世紀前的亞歷山大·貝恩(1818–1903)和查爾斯·斯科特·謝靈頓(1857–1952)。研究者們嘗試組建模仿神經(jīng)元互動的計算電路。隨著時間發(fā)展,神經(jīng)網(wǎng)絡的生物學解釋被稀釋,但仍保留了這個名字。時至***,絕大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡都包含以下的**原則。交替使用線性處理單元與非線性處理單元,它們經(jīng)常被稱為“層”。使用鏈式法則(即反向傳播)來更新網(wǎng)絡的參數(shù)。在**初的快速發(fā)展之后,自約1995年起至2005年,大部分機器學習研究者的視線從神經(jīng)網(wǎng)絡上移開了。這是由于多種原因。首先,訓練神經(jīng)網(wǎng)絡需要極強的計算力。盡管20世紀末內(nèi)存...
好的容量控制方法,如丟棄法,使大型網(wǎng)絡的訓練不再受制于過擬合(大型神經(jīng)網(wǎng)絡學會記憶大部分訓練數(shù)據(jù)的行為)[3]。這是靠在整個網(wǎng)絡中注入噪聲而達到的,如訓練時隨機將權重替換為隨機的數(shù)字[4]。注意力機制解決了另一個困擾統(tǒng)計學超過一個世紀的問題:如何在不增加參數(shù)的情況下擴展一個系統(tǒng)的記憶容量和復雜度。注意力機制使用了一個可學習的指針結構來構建出一個精妙的解決方法[5]。也就是說,與其在像機器翻譯這樣的任務中記憶整個句子,不如記憶指向翻譯的中間狀態(tài)的指針。由于生成譯文前不需要再存儲整句原文的信息,這樣的結構使準確翻譯長句變得可能。記憶網(wǎng)絡[6]和神經(jīng)編碼器—解釋器[7]這樣的多階設計使得針...
許多情況下單塊GPU已經(jīng)不能滿足在大型數(shù)據(jù)集上進行訓練的需要。過去10年內(nèi)我們構建分布式并行訓練算法的能力已經(jīng)有了極大的提升。設計可擴展算法的比較大瓶頸在于深度學習優(yōu)化算法的**:隨機梯度下降需要相對更小的批量。與此同時,更小的批量也會降低GPU的效率。如果使用1,024塊GPU,每塊GPU的批量大小為32個樣本,那么單步訓練的批量大小將是32,000個以上。近年來李沐[11]、YangYou等人[12]以及XianyanJia等人[13]的工作將批量大小增至多達64,000個樣例,并把在ImageNet數(shù)據(jù)集上訓練ResNet-50模型的時間降到了7分鐘。與之相比,**初的訓練時...
為了克服兩種方法的缺點,現(xiàn)在一般采用的是一種折中手段,mini-batchgradientdecent,小批的梯度下降,這種方法把數(shù)據(jù)分為若干個批,按批來更新參數(shù),這樣,一個批中的一組數(shù)據(jù)共同決定了本次梯度的方向,下降起來就不容易跑偏,減少了隨機性。另一方面因為批的樣本數(shù)與整個數(shù)據(jù)集相比小了很多,計算量也不是很大。基本上現(xiàn)在的梯度下降都是基于mini-batch的,所以深度學習框架的函數(shù)中經(jīng)常會出現(xiàn)batch_size,就是指這個。關于如何將訓練樣本轉(zhuǎn)換從batch_size的格式可以參考訓練樣本的batch_size數(shù)據(jù)的準備。iterationsiterations(迭代):每...
深度學習框架,尤其是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的框架可以追溯到1980年福島邦彥提出的新認知機,而人工神經(jīng)網(wǎng)絡的歷史則更為久遠,甚至可以追溯到公元前亞里士多德為了解釋人類大腦的運行規(guī)律而提出的聯(lián)想主義心理學。1989年,揚·勒丘恩(YannLeCun)等人開始將1974年提出的標準反向傳播算法應用于深度神經(jīng)網(wǎng)絡,這一網(wǎng)絡被用于手寫郵政編碼識別,并且在美國成功地被銀行商業(yè)化應用了,轟動一時。2007年前后,杰弗里·辛頓和魯斯蘭·薩拉赫丁諾夫(RuslanSalakhutdinov)提出了一種在前饋神經(jīng)網(wǎng)絡中進行有效訓練的算法。這一算法將網(wǎng)絡中的每一層視為無監(jiān)督的受限玻爾茲曼機(RBM),再使用...