2025-12-06
分享到
深度学习技术的基础原理与算法深度学习是一种基于人工神经网络的机器学习算法,其目的是实现对大量复杂数据的自动分析和学习。
深度学习技术已经广泛应用于计算机视觉、自然语言处理、语音识别、推荐系统和游戏智能等领域。
一、神经网络的结构神经网络是深度学习的核心基础,其结构主要包括输入层、隐藏层和输出层三部分。
其中输入层用于接收数据输入,隐藏层用于进行数据加工和特征提取,输出层用于输出结果。
隐藏层中的每个神经元都有一定的权重,其大小决定了每个神经元对输入的敏感度。
神经元的工作方式是将所有输入的数据进行加权合并,然后通过激活函数进行输出。
已经有很多种神经网络结构被提出,比如反向传播神经网络、卷积神经网络和循环神经网络等。
该算法从输出层反向逐层修改神经网络中的权重,以达到不断优化神经网络输出结果的目的。
在反向传播过程中,误差越大的神经元会被给予更多的调整权重,以提高对输出结果的贡献。
但是,反向传播算法可以容易陷入局部最小值,并且对于非凸优化问题(即目标函数的参数集合不是单峰值函数)可能存在其他极小值。
三、卷积神经网络卷积神经网络是用于处理图像、音频和视频等大型数据的基本深度学习算法之一。
卷积操作利用滤波器(过滤器)在图像或语音等数据上滑动,从而获得不同的特征。
而池化操作则将每个卷积核取出的数据进行降维处理,以减少参数数量和计算复杂度。
最常见的是图像分类和目标检测,也包括生成对抗网络(GAN)、语音识别、自然语言处理等方面。
四、循环神经网络循环神经网络是深度学习中一种具有记忆功能的神经网络算法。
深度学习优化算法总结——从SGD 到Adam本⽂参考⾃:上⼀篇博客总结了⼀下随机梯度下降、mini-batch 梯度下降和batch 梯度下降之间的区别,这三种都属于在Loss 这个level 的区分,并且实际应⽤中也是mini-batch 梯度下降应⽤的⽐较多。
为了在实际应⽤中弥补这种朴素的梯度下降的⼀些缺陷,有许多另外的变种算法被提出,其中⼀些由于在许多情况下表现优秀⽽得到⼴泛使⽤,包括Momentum 、Nesterov Accelerated Gradient 、Adagrad 和Adam 等。
梯度下降利⽤梯度下降求解的时候遵循这样⼀个模式,对于当前模型的参数 θ,计算在训练样本上的损失 θ,接下来计算损失函数 θ 关于参数 θ 的梯度 ∇θJ (θ),接下来沿着 ∇θJ (θ) 的反⽅向更新。
再考虑到计算参数更新量的⽅式,可以将其⼀般化为下⾯这⼏个步骤:(1)计算损失函数关于参数 θ 的梯度:g t =∇θJ (θ)(2)根据历史梯度计算⼀阶动量和⼆阶动量:m t =ϕg 1,g 2,⋯,g tV t =
g 1,g 2,⋯,g t(3)计算参数更新量,其中 η 为学习率,ε防⽌分母为0,通常取1e-8:Δθt=η⋅m tV t +ε(4)进⾏参数更新:θt +1=θt −Δθt 随机梯度下降SGD朴素的SGD 中没有动量的概念,即 m t =g t ,V t =I ,ε=0。
此时参数更新量就是Δθt =η⋅g t ,即θt +1=θt −η⋅g tSGD 在下降过程中会出现震荡(即使通过mini-batch 梯度下降能够缓解),特别是容易陷⼊局部最优点或者是鞍点。
MomentumMomentum 借鉴了物理中动量的概念,能够有效的加速学习速度。
原因在于Momentum 使⽤了历史梯度的指数加权平均来调整参数更新⽅向,使得震荡⽅向的更新减慢,向最优解⽅向的更新加快,最终更快的收敛。
人工智能常见算法简介在人工智能领域,算法是指一套解决问题的步骤或规则,它们通过数据输入和处理来执行特定的任务。
一、监督学习算法监督学习算法是指通过已有数据的输入和输出来训练模型,并通过这些数据来预测未知数据的输出。
在监督学习中,常见的算法包括决策树、朴素贝叶斯、支持向量机和神经网络等。
决策树是一种基于树状结构的分类算法,通过对输入数据进行一系列判断,最终给出分类结果。
朴素贝叶斯算法则利用贝叶斯定理来计算不同特征下的概率,并通过比较概率来进行分类。
神经网络则模拟了人脑中的神经元网络,通过训练来学习输入和输出之间的关系。
二、无监督学习算法无监督学习算法是指在没有标记数据的情况下,对数据进行分析和处理的算法。
主成分分析是一种降维方法,通过将高维数据映射到低维空间中,保留数据的主要信息。
Q学习是一种基于价值函数的算法,通过不断更新状态-动作对的价值来选择最优行为。
蒙特卡洛方法则通过采样和回溯来计算每个状态的价值,并根据此价值来调整行为。
深度学习算法模仿人脑的神经网络结构,通过多层次的神经元网络来学习输入和输出之间的复杂映射关系。
如何学习和计算深度学习的公示和公式深度学习是一种机器学习方法,其中一个重要的组成部分就是各种公式和公示。
这些公式和公示是帮助我们理解深度学习算法如何工作,同时也能够帮助我们应用这些算法来解决实际问题。
第一步:学习基本数学要想深入学习深度学习的公式和公示,首先需要掌握一些基本的数学概念。
在这里,我推荐使用《线性代数及其应用》和《微积分》等经典教材来掌握这些数学基础。
如果需要更深入的学习,还可以参考一些高等数学、实变函数分析等方面的书籍。
第二步:理解神经网络的基本原理了解神经网络的基本原理是学习深度学习公式和公式的重要基础。
在这个网络中,每个节点都有一个输出值,它是由输入经过某个激活函数计算得到的。
反向传播算法是指计算输出误差随参数变化的变化率,并使用这个变化率来沿着误差函数的梯度方向改变模型参数。
第三步:学习深度学习的公式和公式学习深度学习公式和公式的关键是掌握其计算过程以及数学原理。
在深度学习中,一些常用的公式包括梯度下降算法、反向传播算法、正则化、卷积等,这些公式都是通过数学推导得到的。
具体来说,就是通过计算误差函数随模型参数的偏导数,从而更新模型参数,使误差函数的值不断减小。
它的基本思想是先利用前向传播计算出每个节点的输出值和误差,再通过反向传播将误差从输出层向输入层传递,最终利用梯度下降算法来更新模型参数。
深度学习常见任务的一些评价指标总结(如图像分类,目标检测,图像分割等)下面是按照四个部分进行总结,大纲如下。
1.分类、目标检测、语义分割、实例分割的指标评估方法有哪些?2.同一深度学习任务中选择不同评价指标的策略或原因是什么?3.在不同的图像任务中使用相同的指标评价方法有什么区别?4.对单标签及多标签输出指标评估方法有什么不同(可以理解为简单任务vs复杂任务)?1.分类、目标检测、语义分割、案例分割的指标评价方法有哪些?1.1. 分类的指标评估方法图像分类是指将图像中的物体归入某一类别。
•精度 Accuracy•混淆矩阵•查准率(准确率)•查全率(召回率)•PR曲线与AP、mAP•F值•ROC曲线)精度 Accuracy错误率和精度是分类任务中最常用的两种性能度量,既适用于二分类任务,也适用于多分类任务。
错误率是分类错误的样本数占样本总数的比例,精度则是分类正确的样本数占样本总数的比例。
公式:优点:简单缺点:精度只是简单地计算出比例,但是没有对不同类别进行区分,因而无法得知具体类别下的错误率和精度。
(2)混淆矩阵(confusion matrix)混淆矩阵也叫错误矩阵(error matrix),混淆矩阵是以模型预测的类别数量统计信息为横轴,真实标签的数量统计信息为纵轴画出的矩阵,如下图所示。
对角线代表了模型预测和数据标签一致的数目,所以准确率也可以用混淆矩阵对角线之和除以测试集图片数量来计算。
ai专业术语AI专业术语:机器学习算法机器学习算法是人工智能领域中的重要组成部分,它是让机器能够自动学习和改进的关键。
1. 监督学习算法(Supervised Learning Algorithms)监督学习算法是一种通过给机器输入带有标签的训练数据来进行学习的方法。
它的目标是根据已知输入和对应的输出,构建一个能够预测新输入对应输出的模型。
2. 无监督学习算法(Unsupervised Learning Algorithms)无监督学习算法是一种在训练数据中没有标签的情况下进行学习的方法。
常见的无监督学习算法包括聚类算法(如K均值聚类、层次聚类)、关联规则挖掘等。
它的目标是让机器在与环境进行互动的过程中,通过尝试不同的行动并根据行动的结果获得奖励或惩罚,从而学习到最优的行动策略。
4. 深度学习算法(Deep Learning Algorithms)深度学习算法是一种基于人工神经网络的机器学习算法。
它通过多层次的神经元网络来模拟人脑的工作原理,从而实现对复杂数据的学习和理解。
常见的深度学习算法包括卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)、长短期记忆网络(LSTM)等。
5. 迁移学习算法(Transfer Learning Algorithms)迁移学习算法是一种利用已学习到的知识来解决新问题的方法。
什么是人工智能常见的人工智能算法有哪些人工智能(Artificial Intelligence,AI)已经成为当今科技领域的热点话题,其在各个领域的应用也越来越广泛。
一、人工智能的定义人工智能是指计算机系统具备类似人类智力的某些能力,能够感知、理解、学习和决策。
它通过模拟人类思维和智能能力的方式,实现像人类一样分析和解决问题的能力。
二、常见的人工智能算法1. 机器学习算法机器学习是人工智能领域的重要分支,旨在使计算机能够通过大量数据和经验,自动学习并改进性能。
常见的机器学习算法包括:- 监督学习(Supervised Learning):通过给定输入和期望的输出,训练算法来构建一个能够进行预测和分类的模型,如决策树算法、支持向量机(SVM)、神经网络等。
- 无监督学习(Unsupervised Learning):从未标记数据中学习模式和结构,对数据进行聚类、降维等处理,如聚类算法、主成分分析(PCA)等。
- 强化学习(Reinforcement Learning):利用奖惩机制,通过试错的方式来训练模型,使其逐步达到最佳性能,如Q学习、深度强化学习等。
2. 深度学习算法深度学习是机器学习的一种特殊形式,模仿人类大脑的神经网络。
它通过多个层次的神经元相互连接,进行特征提取和模式识别,能够处理海量的数据。
常见的深度学习算法包括:- 卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN):主要用于图像和视频相关的任务,如图像分类、目标检测等。
- 循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN):适用于序列数据的处理,如自然语言处理、机器翻译等任务。
3. 自然语言处理算法自然语言处理(Natural Language Processing,NLP)是研究计算机与人类自然语言之间交互的领域。
从SGD到Adam——常见优化算法总结1 概览虽然梯度下降优化算法越来越受欢迎,但通常作为⿊盒优化器使⽤,因此很难对其优点和缺点的进⾏实际的解释。
在本综述中,我们介绍梯度下降的不同变形形式,总结这些算法⾯临的挑战,介绍最常⽤的优化算法,回顾并⾏和分布式架构,以及调研⽤于优化梯度下降的其他的策略。
缺点:由于要计算整个数据集的梯度,因此计算⽐较慢,当数据量很⼤时,可能会造成内存不⾜。
缺点:由于每次只根据⼀个样本进⾏计算梯度,因此最终⽬标函数收敛时曲线波动可能会⽐较⼤。
由于SGD的波动性,⼀⽅⾯,波动性使得SGD可以跳到新的和潜在更好的局部最优。
了解AI技术的深度学习算法原理一、什么是深度学习算法二、深度学习算法的基本原理1. 神经网络模型1.1 前馈神经网络1.2 反馈神经网络1.3 卷积神经网络1.4 循环神经网络2. 梯度下降与反向传播2.1 梯度下降法2.2 反向传播算法3. 激活函数和损失函数3.1 激活函数的作用和种类3.2 损失函数的选择和意义4. 深度学习中的正则化技术4.1 L1和L2正则化4.2 Dropout正则化5. 数据预处理与特征工程5.1 数据归一化与标准化5.2 特征提取与选择三、实战案例:图像识别中的深度学习算法应用四、深度学习算法的发展前景与挑战一、什么是深度学习算法随着人工智能(AI)技术的不断发展,深度学习算法在各个领域都得到了广泛的应用。
深度学习是一种机器学习的分支,采用人工神经网络模型来模拟人脑神经元之间的连接和信息传递过程。
二、深度学习算法的基本原理1. 神经网络模型神经网络是深度学习算法最核心的组成部分。
常见的神经网络模型包括前馈神经网络、反馈神经网络、卷积神经网络和循环神经网络。
1.2 反馈神经网络反馈神经网络是具有反馈路径的一种结构,其输出不仅取决于当前输入,还依赖于系统内部状态和历史输入。
1.3 卷积神经网络卷积神经网络是一种专门用于图像处理和模式识别的深度学习模型。
卷积层能够提取图像中的特征,而池化层则可以减少特征数量,并且提高模型的鲁棒性。
1.4 循环神经网络循环神经网络主要用于序列数据的处理,如文本、语音等。
机器学习中的常见算法及应用场景机器学习是近年来非常热门的研究领域,许多人都将其视为未来科技的发展方向之一。
一、监督学习算法监督学习是机器学习中最常见的一类算法,其主要的任务是根据已知的输入-输出数据,预测新的输入所对应的输出值。
常见的监督学习算法包括线性回归、逻辑回归、决策树、支持向量机(SVM)等。
1. 线性回归算法线性回归是一种最基本的监督学习算法,其目的是根据已知的一组特征值和对应的结果,得到一个线性方程,用于预测新的输入所对应的输出值。
其目的是通过一个sigmoid函数将输入映射到0~1之间,表示分类的概率。
3. 决策树算法决策树是一种基于树结构的分类器,通过对数据集的分裂,构造一个树形结构来进行分类。
4. 支持向量机(SVM)算法支持向量机是一种二分类模型,其决策边界是一个超平面,使其距离最近的样本点到该超平面的距离最大。
二、无监督学习算法无监督学习算法的任务是从无标记数据中找到数据内在的结构或规律,常见的算法包括聚类、降维等。
1. K均值聚类算法K均值聚类是一种常见的聚类算法,其目的是将样本划分成K个簇,簇内样本相似度高,不同簇样本相似度低。
2. 层次聚类算法层次聚类是一种自下而上或自上而下的聚类算法,其目标是将样本逐步合并或分裂成若干个簇。
3. 主成分分析(PCA)算法PCA是一种线性降维算法,它通过线性变换,将高维数据映射到一个低维空间上,保留样本的主要信息。
1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、仅部分预览的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
本文主要介绍常见的深度学习算法,包括人工神经网络、卷积神经网络、循环神经网络、自编码器和深度强化学习。
能的计算模型,并通过学习调整神经元之间的连接权重实现输入输出关系的学习。
ANN 可以处理非线性问题且精度高,已经广泛应用于模式识别、数据挖掘等领域。
练方法之一,其基本思想是通过一定的误差计算方法来调整连接权重,使得网络可以逐步适应数据,得到更准确的输出结果。
CNN 采用卷积运算来捕捉输入数据的空间局部相关性,并通过池化(Pooling)操作
循环神经网络(RNN)是一种专门处理序列数据(如自然语言文本、时间序列数据等)的深度学习算法。
RNN 可以处理变长输入序列,可以对历史信息进行建模,并输出每个时刻的预测结果。
隐藏层:用于保存历史信息,将当前时刻的输入和上一时刻的状态进行计算得到当前时刻的状态。
RNN 通常使用反向传播算法进行训练,但是由于梯度消失问题,长序列数据的处理效果不好。
为了克服这个问题,发展了一些改进算法,如长短时记忆网络(LSTM)和门控循环单元(GRU)等。
深度强化学习(DRL)是一种利用深度神经网络作为函数逼近器的强化学习算法。
本文简要介绍了深度学习中的五种常见算法:人工神经网络、卷积神经网络、循环神经网络、自编码器和深度强化学
这些算法在不同领域和任务中均有广泛应用,其基本思想和方法也在不断地演化和改进。
深度学习的未来将会更加广阔,各种算法和技术的不断涌现也必将推动人工智能的发展和进步。
本站九游体育官方网站资源均为网友上传分享,本站仅负责收集和整理,有任何问题请在对应网页下方投诉通道反馈