深度学习到底是什么样的概念呢
婡深臫度学头习筿是学习样本数据的内在规律和表示层次,这些学习过程中获得的信息对诸如文字,图像和声音等数据的解释有很大的帮助。它的最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力,能够识别文字、图像和声音等数据。深度学习是一个复杂的机器学习算法,在语音和图像识别方面取得的效果,远远超过先前相关技术。
深度学习在搜索技术,数据挖掘,机器学习,机器翻译,自然语言处理,多媒体学习,语音,推荐和个性化技术,以及其他相关领域都取得了很多成果。深度学习使机器模仿视听和思考等人类的活动,解决了很多复杂的模式识别难题,使得人工智能相关技术取得了很大进步。
背景介绍
机器学习(Machine Learning)是一门专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能的学科。
1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个下棋程序,这个程序具有学习能力,它可以在不断地对弈中改善自己的棋艺。4年后,这个程序战胜了设计者本人。
又过了3年,这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。这个程序向人们展示了机器学习的能力,提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。
人工智能 Python深度学习库有哪些
由于Python的易用性和可扩展性,众多深度学习框架提供了Python接口,其中较为流行的深度学习库如下:
第一:Caffe
Caffe是一个以表达式、速度和模块化为核心的深度学习框架,具备清晰、可读性高和快速的特性,在视频、图像处理方面应用较多。
Caffe中的网络结构与优化都以配置文件形式定义,容易上手,无须通过代码构建网络;网络训练速度快,能够训练大型数据集与State-of-the-art的模型,模块化的组件可以方便地拓展到新的模型与学习任务上。
第二:Theano
Theano诞生于2008年,是一个高性能的符号计算及深度学习库,被认为是深度学习库的始祖之一,也被认为是深度学习研究和应用的重要标准之一。其核心是一个数学表达式的编译器,专门为处理大规模神经网络训练的计算而设计。
Theano很好地整合了Numpy,可以直接使用Numpy的Ndarray,使得API接口学习成本大为降低;其计算稳定性好,可以精准地计算输出值很小的函数;可动态地生成C或者CUDA代码,用来编译成高效的机器代码。
第三:TensorFlow
TensorFlow是相对高阶的机器学习库,其核心代码使用C++编写,并支持自动求导,使得用户可以方便地设计神经网络结构,不需要亲自编写C++或CUDA代码,也无须通过反向传播求解梯度。由于底层使用C++语言编写,运行效率得到了保证,并简化线上部署的复杂度。
TensorFlow不只局限于神经网络,其数据流式图还支持非常自由的算法表达,也可以轻松实现深度学习以外的机器学习算法。
第四:Keras
Keras是一个高度模块化的神经网络库,使用Python实现,并可以同时运行在TensorFlow和Theano上。
Keras专精于深度学习,其提供了到目前为止最方便的API,用户仅需将高级的模块拼在一起便可设计神经网络,大大降低了编程开销与理解开销。
深度学习中 dropout 和 batch normlization 可以减少过拟合,原理是什么
原理如下:
二者的机制是有差别的。过拟合的原因,就是使用了对问题而言过于复杂的表述,所以缓解过拟合的基本方法就是降低对问题表述的复杂度。
BN实现这一点的机制是尽量在一个更平滑的解子空间中寻找问题的解,强调的是处理问题的过程的平滑性,隐含的思路是更平滑的解的泛化能力更好,Dropout是强调的鲁棒性,即要求解对网络配置的扰动不敏感,隐含思路是更鲁棒的解泛化能力更好。-深度学习
从这个机制看,Dropout对过拟合的控制机制实际上更直接更表面化更简单粗暴,而BN则要间接一点,但是更底层更本质。但是二者的机制有差别又有重叠,平滑和鲁棒二者常常是一致的,但又不完全一致,不能简单说哪个效果更好。-深度
但从机制上看,BN的思想在统计上似乎应该更好一点,但是由于BN用于约束平滑性的手段本身并不完备,只是选用了一种控制模式,所以并不能完全体现其控制平滑性的思想,所以BN对泛化性能的实际影响也不是非常大。-深度学习
过拟合的定义就是指选择的模型所包含的参数过多(模型复杂度过大),导致这个模型对于已知数据的预测能力好,但是对未知数据的预测能力差。
dropout就是做剪枝,自然降低了模型复杂度减少了过拟合。
batch normlization一般来说是用来加速的和解决一些极端的梯度的情况,如果说强行说可以减少过拟合的话,大概就是引入了噪声,相当于做了数据增强(给数据加噪声)。