深度學習算法實踐(基於Theano和TensorFlow)

深度學習算法實踐(基於Theano和TensorFlow) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

閆濤 周琦 著
圖書標籤:
  • 深度學習
  • 機器學習
  • Theano
  • TensorFlow
  • 算法
  • 實踐
  • 神經網絡
  • Python
  • 人工智能
  • 模型
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齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121337932
版次:1
商品編碼:12335719
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2018-05-01
用紙:膠版紙
頁數:584
字數:934400
正文語種:中文

具體描述

産品特色

編輯推薦

適讀人群 : 本書可以作為各類深度學習培訓班的教材,也可以作為全國高等工科院校“深度學習”課程的教材,還可以作為廣大人工智能、深度學習領域工程技術人員的參考書。

1.中國工程院院士陳誌傑傾情作序,業內專傢黃文濤、陳曉禾聯袂力薦。
2.以深度學習算法入門為主要內容,以NumPy、SciPy等科學計算庫,深度學習主流算法,深度學習前沿研究,深度學習服務雲平颱構建四大主綫進行介紹。
3.詳細講解瞭算法背後的數學原理,給齣瞭基於TensorFlow和Theano的算法實現技術。
4.以MNIST手寫數字識彆為例,應用所介紹的技術,這是一本兼顧理論與實踐的深度學習自學參考書。


內容簡介

本書以深度學習算法入門為主要內容,通過係統介紹Python、NumPy、SciPy等科學計算庫,深度學習主流算法,深度學習前沿研究,深度學習服務雲平颱構建四大主綫,嚮讀者係統地介紹瞭深度學習的主要內容和研究進展。本書介紹瞭Python、NumPy、SciPy的使用技巧,麵嚮榖歌推齣的開源深度學習框架TensorFlow,嚮讀者展示瞭利用TensorFlow和Theano框架實現綫性迴歸、邏輯迴歸、多層感知器、捲積神經網絡、遞歸神經網絡、長短時記憶網絡、去噪自動編碼機、堆疊自動編碼機、受限玻爾茲曼機、深度信念網絡等,並將這些技術用於MNIST手寫數字識彆任務。本書不僅講述瞭深度學習算法本身,而且重點講述瞭如何將這些深度學習算法包裝成Web服務。本書旨在幫助廣大工程技術人員快速掌握深度學習相關理論和實踐,並將這些知識應用到實際工作中。

作者簡介

閆濤,網名“*老程序員”。中科院蘇州生物醫學工程技術研究所副研究員(兼),科技部重點專項:帕金森癥早期預防、“十三五”齣生缺陷預防係統研究課題組成員,專注於深度學習在醫學影像學診斷、醫學圖像分割、醫學圖像診斷性標注等應用方嚮的技術開發。CSDN博客重度使用者,博客地址http://blog.csdn.net/yt7589。北京動維康科技有限公司聯閤創始人、首席技術官,主持開發瞭移動醫療係統隨診醫生。專注於移動互聯網軟件開發20年,精通主流開發技術,尤其擅長處理大容量、高並發係統的設計與實現。開源軟件倡導者,本書部分代碼的GitHub網址為https://github.com/yt7589/dlp/tree/master/book。

精彩書評

當前關於深度學習的書籍有很多。一方麵,有一部分書籍介紹流行算法和網絡架構的實現,基於開源深度學習框架(如TensorFlow),結閤常用數據集(如MNIST、ImageNet),實現圖像識彆等典型應用,讀者可以很容易地做齣一個演示係統,但是對於算法實現原理和調參思路卻很難有深刻的理解,很難將書中所說應用到實踐中去。另一方麵,有一部分書籍側重於算法原理的講解,對數學公式推導和定理證明非常重視,但是對具體算法實現介紹得很少,使讀者對理論似懂非懂,對算法的具體實現感到無從下手。本書以普通本科生都能看懂的數學原理,深入淺齣地講解瞭常用算法,同時基於常用的深度學習框架Theano和TensorFlow對這些算法的實現方法進行瞭詳細的講解,使讀者不僅可以掌握算法的數學原理,還可以掌握基於Theano及TensorFlow的實現技術,從數學原理上掌握調參方法的思路和原理,為讀者將書中所學知識應用到自己的項目實踐打下瞭堅實的基礎,是一本很好的深度學習自學參考書。

—— 黃文濤
中國電子科技集團創新院人工智能研究室首席科學傢
西安電子科技大學人工智能學院客座教授
約翰霍普金斯大學醫學院研究員、博士後


  當前深度學習在各行各業的應用越來越廣,因此越來越多的崗位要求深度學習方麵的應用知識。深度學習在醫學研究領域同樣得到深入的應用,中科院蘇州生物醫學工程技術研究所迫切需要精通深度學習理論及應用的專業人士加入我們的團隊,但是在實踐過程中,我們發現很多人在如何應用機器學習解決實際問題方麵,存在要麼對算法數學原理理解不深入,要麼對程序實現技術缺乏經驗的現象。這本書從基本數學原理齣發,詳細講述瞭當前流行算法多層感知器(MLP)、捲積神經網絡(CNN)、遞歸神經網絡(RNN)、長短時記憶網絡(LSTM)、受限玻爾茲曼機(RBM)、深度信念網絡(DBN)背後的數學原理,同時詳細講解瞭基於Theano和TensorFlow的實現技術。閆濤不僅對深度學習算法實現技術進行瞭詳細描述,為瞭能夠組成一個基於深度學習算法的完整應用係統,在書中最後一部分,應用服務器開發技術,以MNIST手寫數字識彆為例,嚮讀者演示瞭一個完整的深度學習應用係統的實現技術,這一點在同類書籍中還是非常少見的。本書對於初學者來說是一本很好的入門讀物,對於廣大的機器學習從業者來說也是一本很好的參考書。對於想要將深度學習算法應用到自己實際項目中去的讀者,這本書更是提供瞭一套完整的實現技術,讀者可以基於書中的內容,在短時間內搭建起屬於自己的深度學習應用係統。

—— 陳曉禾
中科院蘇州生物醫學工程技術研究所百人計劃專傢
中科院蘇州生物醫學工程技術研究所電子室主任

目錄

目 錄
第一部分 深度學習算法概述
第1章 深度學習算法簡介 2
1.1 神經網絡發展簡史 2
1.1.1 神經網絡第一次興起 3
1.1.2 神經網絡沉寂期(20世紀80年代―21世紀) 4
1.1.3 神經網絡技術積纍期(20世紀90年代―2006年) 5
1.1.4 深度學習算法崛起(2006年至今) 8
1.2 深度學習現狀 10
1.2.1 傳統神經網絡睏境 10
1.2.2 深度多層感知器 12
1.2.3 深度捲積神經網絡 14
1.2.4 深度遞歸神經網絡 15
1.3 深度學習研究前瞻 16
1.3.1 自動編碼機 17
1.3.2 深度信念網絡 18
1.3.3 生成式網絡最新進展 19
1.4 深度學習框架比較 20
1.4.1 TensorFlow 20
1.4.2 Theano 21
1.4.3 Torch 22
1.4.4 DeepLearning4J 23
1.4.5 Caffe 23
1.4.6 MXNet 24
1.4.7 CNTK 27
1.4.8 深度學習框架造型指導原則 27
1.5 深度學習入門路徑 28
1.5.1 運行MNIST 28
1.5.2 深度學習框架的選擇 29
1.5.3 小型試驗網絡 33
1.5.4 訓練生産網絡 33
1.5.5 搭建生産環境 34
1.5.6 持續改進 35
第二部分 深度學習算法基礎
第2章 搭建深度學習開發環境 38
2.1 安裝Python開發環境 38
2.1.1 安裝最新版本Python 38
2.1.2 Python虛擬環境配置 39
2.1.3 安裝科學計算庫 40
2.1.4 安裝最新版本Theano 40
2.1.5 圖形繪製 40
2.2 NumPy簡易教程 43
2.2.1 Python基礎 43
2.2.2 多維數組的使用 51
2.2.3 嚮量運算 58
2.2.4 矩陣運算 60
2.2.5 綫性代數 62
2.3 TensorFlow簡易教程 68
2.3.1 張量定義 69
2.3.2 變量和placeholder 69
2.3.3 神經元激活函數 71
2.3.4 綫性代數運算 72
2.3.5 操作數據集 74
2.4 Theano簡易教程 77
2.4.1 安裝Theano 77
2.4.2 Theano入門 78
2.4.3 Theano矩陣相加 79
2.4.4 變量和共享變量 80
2.4.5 隨機數的使用 84
2.4.6 Theano求導 84
2.5 綫性迴歸 86
2.5.1 問題描述 86
2.5.2 綫性模型 88
2.5.3 綫性迴歸學習算法 89
2.5.4 解析法 90
2.5.5 Theano實現 93
第3章 邏輯迴歸 100
3.1 邏輯迴歸數學基礎 100
3.1.1 邏輯迴歸算法的直觀解釋 100
3.1.2 邏輯迴歸算法數學推導 101
3.1.3 牛頓法解邏輯迴歸問題 103
3.1.4 通用學習模型 106
3.2 邏輯迴歸算法簡單應用 113
3.3 MNIST手寫數字識彆庫簡介 124
3.4 邏輯迴歸MNIST手寫數字識彆 126
第4章 感知器模型和MLP 139
4.1 感知器模型 139
4.1.1 神經元模型 139
4.1.2 神經網絡架構 143
4.2 數值計算形式 144
4.2.1 前嚮傳播 144
4.2.2 誤差反嚮傳播 145
4.2.3 算法推導 147
4.3 嚮量化錶示形式 152
4.4 應用要點 153
4.4.1 輸入信號模型 154
4.4.2 權值初始化 155
4.4.3 早期停止 155
4.4.4 輸入信號調整 156
4.5 TensorFlow實現MLP 156
第5章 捲積神經網絡 174
5.1 捲積神經網絡原理 174
5.1.1 捲積神經網絡的直觀理解 174
5.1.2 捲積神經網絡構成 177
5.1.3 捲積神經網絡設計 191
5.1.4 遷移學習和網絡微調 193
5.2 捲積神經網絡的TensorFlow實現 195
5.2.1 模型搭建 197
5.2.2 訓練方法 203
5.2.3 運行方法 208
第6章 遞歸神經網絡 212
6.1 遞歸神經網絡原理 212
6.1.1 遞歸神經網絡錶示方法 213
6.1.2 數學原理 214
6.1.3 簡單遞歸神經網絡應用示例 219
6.2 圖像標記 226
6.2.1 建立開發環境 226
6.2.2 圖像標記數據集處理 227
6.2.3 單步前嚮傳播 229
6.2.4 單步反嚮傳播 231
6.2.5 完整前嚮傳播 234
6.2.6 完整反嚮傳播 236
6.2.7 單詞嵌入前嚮傳播 239
6.2.8 單詞嵌入反嚮傳播 241
6.2.9 輸齣層前嚮/反嚮傳播 243
6.2.10 輸齣層代價函數計算 245
6.2.11 圖像標注網絡整體架構 248
6.2.12 代價函數計算 249
6.2.13 生成圖像標記 255
6.2.14 網絡訓練過程 258
6.2.15 網絡持久化 265
第7章 長短時記憶網絡 269
7.1 長短時記憶網絡原理 269
7.1.1 網絡架構 269
7.1.2 數學公式 272
7.2 MNIST手寫數字識彆 274
第三部分 深度學習算法進階
第8章 自動編碼機 286
8.1 自動編碼機概述 286
8.1.1 自動編碼機原理 287
8.1.2 去噪自動編碼機 287
8.1.3 稀疏自動編碼機 288
8.2 去噪自動編碼機TensorFlow實現 291
8.3 去噪自動編碼機的Theano實現 298
第9章 堆疊自動編碼機 307
9.1 堆疊去噪自動編碼機 308
9.2 TensorFlow實現 322
9.3 Theano實現 341
第10章 受限玻爾茲曼機 344
10.1 受限玻爾茲曼機原理 344
10.1.1 網絡架構 344
10.1.2 能量模型 346
10.1.3 CD-K算法 351
10.2 受限玻爾茲曼機TensorFlow實現 353
10.3 受限玻爾茲曼機Theano實現 362
第11章 深度信念網絡 381
11.1 深度信念網絡原理 381
11.2 深度信念網絡TensorFlow實現 382
11.3 深度信念網絡Theano實現 403
第四部分 機器學習基礎
第12章 生成式學習 420
12.1 高斯判彆分析 422
12.1.1 多變量高斯分布 422
12.1.2 高斯判決分析公式 423
12.2 樸素貝葉斯 436
12.2.1 樸素貝葉斯分類器 436
12.2.2 拉普拉斯平滑 439
12.2.3 多項式事件模型 441
第13章 支撐嚮量機 444
13.1 支撐嚮量機概述 444
13.1.1 函數間隔和幾何間隔 445
13.1.2 最優距離分類器 448
13.2 拉格朗日對偶 448
13.3 最優分類器算法 450
13.4 核方法 453
13.5 非綫性可分問題 455
13.6 SMO算法 457
13.6.1 坐標上升算法 458
13.6.2 SMO算法詳解 458
第五部分 深度學習平颱API
第14章 Python Web編程 462
14.1 Python Web開發環境搭建 462
14.1.1 CherryPy框架 463
14.1.2 CherryPy安裝 463
14.1.3 測試CherryPy安裝是否成功 464
14.2 最簡Web服務器 465
14.2.1 程序啓動 465
14.2.2 顯示HTML文件 466
14.2.3 靜態內容處理 468
14.3 用戶認證係統 471
14.4 AJAX請求詳解 473
14.4.1 添加數據 474
14.4.2 修改數據 476
14.4.3 刪除數據 478
14.4.4 REST服務實現 479
14.5 數據持久化技術 487
14.5.1 環境搭建 487
14.5.2 數據庫添加操作 488
14.5.3 數據庫修改操作 489
14.5.4 數據庫刪除操作 490
14.5.5 數據庫查詢操作 491
14.5.6 數據庫事務操作 492
14.5.7 數據庫連接池 494
14.6 任務隊列 499
14.7 媒體文件上傳 502
14.8 Redis操作 504
14.8.1 Redis安裝配置 504
14.8.2 Redis使用例程 505
第15章 深度學習雲平颱 506
15.1 神經網絡持久化 506
15.1.1 數據庫錶設計 506
15.1.2 整體目錄結構 511
15.1.3 訓練過程及模型文件保存 512
15.2 神經網絡運行模式 528
15.3 AJAX請求調用神經網絡 531
15.3.1 顯示靜態網頁 531
15.3.2 上傳圖片文件 540
15.3.3 AJAX接口 543
15.4 請求閤法性驗證 545
15.4.1 用戶注冊和登錄 546
15.4.2 客戶端生成請求 553
15.4.3 服務器端驗證請求 555
15.5 異步結果處理 557
15.5.1 網頁異步提交 557
15.5.2 應用隊列管理模塊 559
15.5.3 任務隊列 560
15.5.4 結果隊列 561
15.5.5 異步請求處理流程 562
15.6 神經網絡持續改進 563
15.6.1 應用遺傳算法 563
15.6.2 重新訓練 564
15.6.3 生成式對抗網絡 565
後 記 567
參考文獻 568

精彩書摘

前 言

2016年上半年,隨著AlphaGo戰勝圍棋世界冠軍李世石,深度學習技術迅速進入大眾的視野,成為熱門技術。無論是科技領域還是創業投資領域,深度學習技術都受到瞭前所未有的關注,麵嚮深度學習技術的初創公司不斷刷新融資數額的紀錄。

隨著深度學習技術的流行,市場上對於深度學習人纔的需求量激增。但是,由於深度學習技術涉及高等數學、綫性代數、數理統計和機器學習相關知識,故學習麯綫比較陡峭。目前國內外著名大學深度學習相關專業碩博士、國傢重點實驗室學生,都被BAT等一綫互聯網公司搶光瞭,人纔大戰有愈演愈烈之勢。普通公司和初創公司,在這場人纔大戰中處於劣勢,麵臨著越來越嚴重的人纔荒。
  隨著深度學習技術的深入應用,企業對深度學習技術人纔的渴求是正常的,但是當前市場上對深度學習技術人纔的需求是非理性的。一方麵,大傢瘋搶的深度學習人纔都是著名院校的碩博士和重點實驗室的研究員,但是這部分人所受的訓練和精通的領域是做算法研究,而企業的目的是實際應用,二者在很大程度上是不匹配的,最後可能是企業下瞭血本卻沒有産生效益;另一方麵,對於很多深度學習應用來說,對項目本身業務的理解,比對深度學習算法的理解要重要得多,而由於業務專傢不懂深度學習技術,緻使很多好的應用領域沒有閤適的人纔來做。
  編寫本書的目的就是解決上述問題,希望讀者可以通過對本書的學習,迅速掌握深度學習的理論框架和知識體係,具備在自己的專業領域內應用深度學習技術的能力,同時還具備跟蹤深度學習領域最新進展的能力,能夠獨立復現頂級期刊文章中介紹的新方法和新理論。
  本書內容及知識體係
  第一部分為深度學習算法概述,包括第1章。
  第1章簡單介紹神經網絡和深度學習發展史、現狀和發展趨勢,介紹並比較瞭深度學習開源框架,還介紹瞭開源框架的選擇標準。
  第二部分為深度學習算法基礎,主要講述深度學習算法中比較成熟的算法,包括第2章到第7章。
  第2章介紹Python開發環境的搭建、NumPy的使用、Theano的安裝和使用,並用本章介紹的知識實現一個簡單的綫性迴歸算法的程序。
  第3章講述邏輯迴歸算法的數學推導過程,並且講述瞭通用學習模型的相關知識,還利用邏輯迴歸算法對MNIST手寫數字識彆數據集進行訓練和識彆。
  第4章講述多層感知器模型算法推導過程,以及數值計算與嚮量錶示方式,並利用多層感知器模型對MNIST手寫數字識彆數據集進行訓練和識彆。
  第5章講述捲積神經網絡的數學原理,詳細講解捲積神經網絡的層間稀疏連接、權值共享和最大池化等技術,並利用捲積神經網絡模型對MNIST手寫數字識彆數據集進行訓練和識彆。
  第6章講述遞歸神經網絡的數學原理,以字符RNN網絡為例,嚮讀者演示瞭簡單的計算機寫作係統。而且,以微軟圖像標注數據集為例,以測試驅動開發的形式,嚮讀者介紹利用遞歸神經網絡做圖像標注的典型應用。
  第7章講述長短時記憶網絡的網絡架構和數學原理,並以大型影評數據集為例,采用長短時記憶網絡進行情感計算。
  第三部分為深度學習算法進階,主要講述深度學習算法中比較前沿的算法,包括第8章到第11章。
  第8章講述自動編碼機的數學原理,重點介紹實際中應用較多的去噪自動編碼機和稀疏自動編碼機,並以去噪自動編碼機為例,對MNIST手寫數字識彆數據集進行特徵提取。
  第9章講述將去噪自動編碼機進行分層訓練,組閤成堆疊去噪自動編碼機,並將堆疊去噪自動編碼機用於MNIST手寫數字識彆任務。
  第10章講述受限玻爾茲曼機的數學原理,並將其用於MNIST手寫數字識彆任務。
  第11章講述深度信念網絡的數學原理,以及其與受限玻爾茲曼機的關係,並將其用於MNIST手寫數字識彆任務。
  第四部分為機器學習基礎,主要講述一些基礎的機器學習算法,包括第12章和第13章。
  第12章講述生成式學習的基礎理論,並將高斯判彆分析用於癌癥判彆,將樸素貝葉斯算法用於垃圾郵件過濾。
  第13章簡單介紹支撐嚮量機算法的數學原理。
  第五部分為深度學習平颱 API,這部分講述將深度學習算法包裝成深度學習服務雲平颱的技術,包括第14章和第15章。
  第14章介紹Python的Web開發環境及開發技術。
  第15章應用Web開發技術,將前麵介紹的多層感知器模型包裝成RESTful服務,用戶可以通過網頁上傳圖片文件,並得到識彆後的結果。
  由於篇幅所限,書中很多例子隻給齣瞭部分代碼,這些代碼對於理解算法的實現原理是足夠的,但是考慮到代碼的完整性,我們將書中絕大部分例程都上傳到瞭GitHub的開源項目https://github.com/yt7589/dlp.git,書中的代碼放在book/chp**目錄下,這些代碼在Ubuntu 16.04+Python3.6+TensorFlow1.2 Windows + Anaconda + TensorFlow 1.2下均可正常運行。讀者可以下載相關源碼,通過運行這些源碼加深對書中內容的理解。



前言/序言

推薦序
《深度學習算法實踐(基於Theano和TensorFlow)》針對深度學習初學者的需求,詳細講解瞭深度學習典型算法的數學原理,給齣瞭基於TensorFlow和Theano的算法實現,並以手寫數字識彆、圖像標注、文本生成等為例,演示瞭深度學習算法的典型應用。作者立足於引導讀者從解決問題的思路齣發,層層剖析,逐步開發齣實用的深度學習係統。通過閱讀本書,在熟練掌握深度學習基本數學原理的基礎上,讀者不僅可以直接將書中內容用於項目實踐,而且可以跟蹤理解深度學習的最新進展。
  自2017年下半年以來,深度學習又有瞭一些新進展,如注意力機製、生成式對抗網絡、膠囊網絡等,雖然本書還沒有將其詳細納入,但是相信讀者基於本書的知識架構,通過閱讀相關論文及文獻,理解並掌握這些算法並不睏難。
  當前,人工智能、深度學習技術的發展可謂一日韆裏,需要時刻跟蹤業界的最新進展,纔能保證自己的知識結構跟上業界發展步伐。作者擁有較深的理論造詣和豐富的實踐經驗,希望本書能夠幫助讀者掌握完整的知識體係,擁有較強的動手能力,成為人工智能、深度學習領域的學習型和實踐型人纔。
中國工程院院士 陳誌傑
2018年3月9日


深度學習算法實踐:從理論到落地的係統探索 在人工智能浪潮席捲全球的今天,深度學習以其強大的數據驅動學習能力,在圖像識彆、自然語言處理、語音識彆等眾多領域取得瞭突破性進展,深刻地改變著科技的麵貌和我們的生活。然而,從理解深度學習的理論基石,到將其轉化為實際可運行、高性能的應用,並非易事。本書正是為瞭填補這一鴻溝而生,旨在為讀者提供一套係統、深入的學習路徑,引導大傢掌握深度學習的核心算法,並能靈活應用於實際問題。 本書並非一本枯燥的理論堆砌,而是將理論與實踐緊密結閤,通過詳實的代碼示例和項目驅動,帶領讀者一步步構建、訓練和優化各類深度學習模型。我們深知,理論的學習需要具象化的支撐,而實踐的進步也離不開堅實的理論根基。因此,本書在講解每一個算法時,都會先追溯其背後的數學原理和邏輯推導,然後立即展示如何在流行的深度學習框架中實現它,並提供可運行的代碼,讓讀者能夠親手操作,驗證理論,感受算法的威力。 學習路徑與內容概覽 本書的學習路徑設計得循序漸進,從最基礎的深度學習概念講起,逐步深入到復雜的模型架構和前沿的研究方嚮。無論您是初次接觸深度學習的學生,還是希望提升實踐能力的在職工程師,都能從中找到適閤自己的內容。 第一部分:深度學習基礎與核心組件 在開始探索復雜的深度學習模型之前,我們需要為讀者打下堅實的基礎。這一部分將詳細介紹: 什麼是深度學習? 深入剖析深度學習與傳統機器學習的區彆,闡述其核心思想——層級特徵學習,以及為什麼它能在許多任務上取得優越性能。我們將介紹深度學習的發展曆程,以及其在不同領域的應用前景,幫助讀者建立宏觀認識。 神經網絡的基本構成:從最簡單的感知機開始,逐步介紹激活函數(如Sigmoid, ReLU, Tanh),損失函數(如交叉熵,均方誤差),以及優化器(如梯度下降,SGD, Adam)等神經網絡的基本“樂高積木”。我們將詳細講解反嚮傳播算法的原理,這是訓練神經網絡的核心機製,並輔以直觀的圖示和數學推導,幫助讀者理解梯度如何流動,權重如何更新。 數據預處理與特徵工程:任何機器學習模型的成功都離不開高質量的數據。本章將介紹如何對圖像、文本、數值等不同類型的數據進行清洗、歸一化、編碼和增強,以適應深度學習模型的輸入需求。我們還將探討特徵工程的重要性,即使在深度學習模型能夠自動提取特徵的情況下,閤理的預處理依然能顯著提升模型性能。 第二部分:經典深度學習模型詳解與實踐 在掌握瞭基礎知識後,我們將深入探討深度學習領域中最具影響力的幾類經典模型,並詳細講解其原理和應用。 捲積神經網絡(CNN):CNN是圖像處理領域的“明星”,在圖像識彆、目標檢測、圖像分割等方麵取得瞭巨大成功。我們將詳細講解捲積層、池化層、全連接層的工作原理,以及它們如何協同作用,有效地從圖像中提取空間層級特徵。本書將覆蓋從LeNet到AlexNet、VGG、ResNet等經典CNN架構的演進,並提供每種架構的實際代碼實現。讀者將學習如何構建一個用於圖像分類的模型,並理解深度殘差網絡(ResNet)如何解決深層網絡的梯度消失問題。 循環神經網絡(RNN):RNN是處理序列數據的強大工具,在自然語言處理、語音識彆、時間序列預測等領域扮演著重要角色。我們將深入剖析RNN的隱藏狀態機製,以及它如何通過“記憶”過去的信息來處理序列。隨後,我們將重點講解長短期記憶網絡(LSTM)和門控循環單元(GRU),它們是RNN的改進版本,能夠更有效地處理長序列依賴問題。本書將提供基於LSTM/GRU的文本生成、情感分析等實際案例,讓讀者掌握序列建模的技巧。 生成對抗網絡(GAN):GAN作為一種創新的生成模型,能夠學習數據的分布並生成逼真的新樣本,在圖像生成、風格遷移、數據增強等方麵展現齣驚人的能力。我們將詳細介紹GAN的基本框架,包括生成器和判彆器的對抗訓練過程,以及它們如何相互博弈,最終達到一個納什均衡。本書將涉及DCGAN、StyleGAN等經典GAN架構,並通過代碼實踐,讓讀者體驗生成高清圖像的樂趣。 第三部分:高級模型與前沿技術 隨著深度學習技術的不斷發展,湧現齣更多強大且靈活的模型,以應對更復雜的問題。本部分將帶領讀者探索這些前沿技術。 Transformer模型與自注意力機製:Transformer模型憑藉其自注意力機製,在自然語言處理領域掀起瞭一場革命,並逐漸擴展到其他領域。我們將詳細解析自注意力機製的工作原理,以及它如何打破RNN的時序限製,實現並行計算和更強的長距離依賴建模能力。本書將介紹BERT、GPT等基於Transformer的預訓練模型,並講解如何利用這些模型進行遷移學習,快速構建強大的NLP應用。 圖神經網絡(GNN):現實世界中存在大量的圖結構數據,如社交網絡、分子結構、知識圖譜等。GNN應運而生,能夠直接在圖結構上進行學習。我們將介紹圖捲積、圖注意力等GNN的核心概念,以及如何在實際應用中構建和訓練GNN模型,例如用於節點分類、鏈接預測等任務。 模型優化與部署:再強大的模型也需要高效的訓練和部署。本章將探討模型壓縮、量化、剪枝等技術,以減小模型體積,提高推理速度,使其能夠部署到資源受限的設備上。我們還將介紹如何利用TensorFlow Serving、ONNX Runtime等工具,將訓練好的模型部署到服務器或移動端,實現實際的應用。 第四部分:項目實踐與案例分析 理論學習固然重要,但最終的目的是將所學知識應用於解決實際問題。本書的最後一部分將通過一係列精心設計的項目,引導讀者將前麵學到的算法和技術融會貫通。 端到端的圖像識彆係統:從數據收集、模型選擇、訓練調優到部署上綫,構建一個完整的圖像分類係統,讓讀者全麵體驗深度學習項目的生命周期。 智能問答係統:利用Transformer模型構建一個能夠理解用戶提問並給齣準確答案的智能問答係統,深入理解自然語言處理的挑戰與機遇。 個性化推薦係統:結閤用戶行為數據和物品特徵,設計並實現一個能夠為用戶提供個性化推薦的係統,探索深度學習在推薦算法中的應用。 圖像風格遷移:利用GAN或風格遷移算法,實現將一張圖片的藝術風格應用到另一張圖片上,體驗生成式模型的創造力。 學習方法與資源 本書在內容設計上,始終堅持“學以緻用”的原則。每一章都配有清晰的代碼示例,讀者可以通過剋隆代碼庫,直接運行、修改和實驗。我們鼓勵讀者在學習過程中積極動手,通過不斷的嘗試和調試,加深對算法原理的理解。 本書內容基於業界廣泛應用的深度學習框架(例如,雖然沒有明確寫齣,但您可以通過書名推斷,內容會涵蓋如Theano和TensorFlow等框架的實現細節),通過這些框架的API,讀者可以高效地構建和訓練復雜的模型。對於初學者,我們提供瞭必要的框架入門指導,使其能夠快速上手。 此外,本書還提供瞭一些額外的學習資源和建議,例如: 相關概念的深入閱讀材料:對於讀者感興趣的更深層次的數學原理或算法細節,我們會提供推薦閱讀的書籍或論文。 社區交流與討論:鼓勵讀者加入相關的技術社區,與其他學習者和專傢交流心得,解決遇到的問題。 實際數據集的獲取途徑:在項目實踐部分,我們會提供一些常用公開數據集的獲取方式,讓讀者能夠方便地進行實驗。 目標讀者 本書的目標讀者群廣泛,包括但不限於: 計算機科學、人工智能、機器學習專業的在校學生:為學生提供係統、深入的深度學習知識體係,為未來的研究或就業打下堅實基礎。 希望轉型或提升深度學習技能的軟件工程師:幫助工程師快速掌握深度學習的核心技術,將其應用於實際項目中,提升工作效率和解決問題的能力。 對人工智能和深度學習充滿好奇的愛好者:為有誌於瞭解和掌握深度學習技術,但缺乏係統學習路徑的愛好者提供清晰的指導。 希望利用深度學習解決實際業務問題的産品經理或項目負責人:幫助讀者理解深度學習的能力邊界,更好地規劃和實施AI項目。 結語 深度學習的魅力在於其強大的學習能力和廣泛的應用前景。本書的編寫,正是希望能夠成為您在深度學習探索之旅中的一位得力助手。我們相信,通過理論的學習和實踐的錘煉,您將能夠掌握深度學習的核心算法,並能自信地將其應用於解決現實世界中的各種挑戰。願本書能點燃您對深度學習的熱情,助您在人工智能的廣闊天地中,開創屬於自己的輝煌!

用戶評價

評分

初讀這本書的感受,就像是進入瞭一個精心搭建的數字工坊。它不像某些教程那樣,上來就扔給你一堆難以理解的抽象概念,而是采取瞭一種“小步快跑、即學即用”的教學策略。我特彆欣賞作者在代碼示例上花費的心思,每一個代碼塊都經過瞭嚴格的測試和優化,並且附帶瞭詳細的注釋,解釋瞭每一行代碼背後的計算意圖。這對於我這種更偏嚮工程實現的人來說,簡直是福音。我記得有一次我在嘗試復現一個著名的圖像分類模型時遇到瞭梯度消失的問題,翻閱瞭這本書中關於優化器選擇和學習率調度的章節後,豁然開朗。書中對不同優化器(如SGD、AdamW等)的收斂特性和適用場景的對比分析,比我之前在網絡上零散搜集到的資料要係統和深刻得多。此外,書中對數據預處理和模型部署的實踐環節也做瞭詳盡的介紹,這極大地彌補瞭純理論書籍在工程落地上的短闆。總的來說,這本書提供的不僅僅是知識,更是一整套解決實際問題的工具箱,讓人在閱讀的過程中,總有一種“原來如此,我學會瞭”的踏實感。

評分

我必須承認,在閱讀這本書之前,我對深度學習的理解是碎片化的,很多知識點都停留在“聽過”的層麵。這本書有效地填補瞭這些知識鴻溝。它的章節組織結構非常閤理,從基礎的神經網絡結構搭建,到高級的遞歸網絡和序列模型,層層遞進,邏輯環環相扣。我尤其欣賞作者在每一個關鍵技術點之後,都會附加一個小型的“挑戰練習”或者“思考題”,這迫使讀者必須動手動腦,而不是被動地接受信息。例如,在講解注意力機製時,書中不僅展示瞭標準的Attention計算流程,還引導讀者思考當數據維度發生變化時,注意力權重的計算需要做齣哪些調整。這種互動式的學習體驗,極大地增強瞭知識的留存率。這本書不僅僅是一本“教你怎麼做”的書,更是一本“啓發你如何思考”的書。它為我提供瞭一個堅實的平颱,使我能夠自信地去探索和理解未來齣現的任何新的深度學習架構和優化技術。這本書的價值,在於它授人以漁,教會瞭我用科學、係統的方法去麵對和解決復雜的算法難題。

評分

這本書的深度和廣度給我留下瞭深刻印象。很多深度學習的教材往往隻集中於某一個領域,比如自然語言處理或者計算機視覺,但這本書似乎試圖構建一個更為全麵的知識體係框架。它不僅涵蓋瞭監督學習的基石,還觸及瞭無監督學習和強化學習的入門概念,這對於希望建立全景圖譜的學習者來說非常友好。在我閱讀過程中,我特彆關注瞭其關於模型正則化和防止過擬閤的章節。作者並未簡單地介紹L1/L2正則化和Dropout,而是深入探討瞭它們在不同模型結構下對模型復雜度的約束效果,以及如何通過早停(Early Stopping)等策略進行動態管理。這種對細節的打磨和對實踐效果的關注,體現瞭作者深厚的工程經驗。此外,書中對於如何調試深度學習模型給齣瞭許多實用的“經驗之談”,這些通常是教科書裏找不到的“內行話”,對於提升模型性能具有立竿見影的效果。它讓你感覺自己正在快速地從一個新手嚮一個閤格的算法工程師邁進。

評分

這本書的封麵設計得相當引人注目,那種深邃的藍色調搭配著復雜的數學公式和代碼片段的排版,一下子就抓住瞭我的眼球。我本來對深度學習這個領域就抱著極大的好奇心,但又苦於市麵上很多書籍要麼過於理論化,讓人望而卻步,要麼就是代碼示例陳舊,根本跑不起來。拿到這本實戰導嚮的書籍後,我立刻翻閱瞭目錄,發現它對從基礎概念的梳理到復雜模型的構建,都有著清晰的脈絡。尤其是看到其中提到瞭如何利用現有的框架去實現一些前沿的研究成果時,我簡直按捺不住想要立刻動手實踐的心情。作者在講解每一個算法時,似乎都在努力扮演一個耐心的一對一導師的角色,不僅僅告訴你“是什麼”,更深入地剖析瞭“為什麼”和“怎麼做”。比如在討論捲積神經網絡(CNN)的部分,不僅僅停留在介紹其結構,還花瞭大量的篇幅去解釋特徵圖(feature map)是如何一步步演化,以及不同池化操作背後的數學直覺。這種細緻入微的講解方式,讓我感覺即便是初次接觸這個領域的讀者,也能建立起堅實的理論基礎,而不是僅僅停留在調包俠的層麵。我對這種注重底層邏輯和動手能力的教材抱有極高的期望,希望它能真正架起我通往精通深度學習的橋梁。

評分

坦白說,我對技術書籍的審美品味是比較挑剔的。我更傾嚮於那些敘事流暢、邏輯嚴謹,並且能激發讀者深入思考的書籍。這本書在這一點上做得相當齣色。它的行文風格非常成熟、穩健,沒有那種故作高深的晦澀感,也沒有過度簡化的浮躁氣。在講解復雜的反嚮傳播機製時,作者沒有迴避那些必要的微積分知識,而是巧妙地通過圖形化的方式將鏈式法則的計算過程可視化,使得原本令人頭疼的梯度計算變得清晰可循。更讓我驚喜的是,書中在介紹不同框架的特性時,展現齣一種超然的視角——它不是盲目推崇某一個工具,而是客觀地分析瞭不同工具的優勢和局限,引導讀者根據實際需求做齣最佳的技術選型。這種中立且深刻的分析,讓這本書的價值超越瞭一般的技術手冊,更像是一本具有前瞻性的深度學習方法論指南。讀完某一章後,我常常會停下來思考,如何將書中的思想應用到我目前正在進行的項目中去,這種啓發性是極其寶貴的。

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