人工智能之深度學(xué)習(xí)(DL)
深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練過程:
1)自下上升非監(jiān)督學(xué)習(xí),從底層開始,一層一層的往頂層訓(xùn)練。采用無標(biāo)定數(shù)據(jù)(有標(biāo)定數(shù)據(jù)也可)分層訓(xùn)練各層參數(shù),這是一個(gè)無監(jiān)督訓(xùn)練過程,是和傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)區(qū)別最大的部分,這個(gè)過程可以看作是feature learning過程。
2)自頂向下的監(jiān)督學(xué)習(xí),通過帶標(biāo)簽的數(shù)據(jù)去訓(xùn)練,誤差自頂向下傳輸,對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行微調(diào);诘谝徊降玫降母鲗訁(shù)進(jìn)一步fine-tune整個(gè)多層模型的參數(shù),這一個(gè)有監(jiān)督訓(xùn)練過程。
深度學(xué)習(xí)的第一步不是隨機(jī)初始化,而是通過學(xué)習(xí)輸入數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)得到的,因而這個(gè)初值更接近全局最優(yōu),從而能夠取得更好的效果。所以深度學(xué)習(xí)效果好很大程度上歸功于第一步的feature learning過程。
對深度學(xué)習(xí)而言,訓(xùn)練集就是用來求解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重的,最后形成模型;而測試集,就是用來驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確度的。
深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域研究包含:優(yōu)化(Optimization),泛化(Generalization),表達(dá)(Representation)以及應(yīng)用(Applications)。除了應(yīng)用(Applications)之外每個(gè)部分又可以分成實(shí)踐和理論兩個(gè)方面。
根據(jù)解決問題、應(yīng)用領(lǐng)域等不同,深度學(xué)習(xí)有許多不同實(shí)現(xiàn)形式:卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ConvolutionalNeural Networks)、深度置信網(wǎng)絡(luò)(DeepBelief Networks)、受限玻爾茲曼機(jī)(RestrictedBoltzmann Machines)、深度玻爾茲曼機(jī)(Deep BoltzmannMachines)、遞歸自動編碼器(RecursiveAutoencoders)、深度表達(dá)(DeepRepresentation)等。
深度學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn):深度學(xué)習(xí)提出了一種讓計(jì)算機(jī)自動學(xué)習(xí)出模式特征的方法,并將特征學(xué)習(xí)融入到了建立模型的過程中,從而減少了人為設(shè)計(jì)特征造成的不完備性。而目前以深度學(xué)習(xí)為核心的某些機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用,在滿足特定條件的應(yīng)用場景下,已經(jīng)達(dá)到了超越現(xiàn)有算法的識別或分類性能。
深度學(xué)習(xí)的缺點(diǎn):只能提供有限數(shù)據(jù)量的應(yīng)用場景下,深度學(xué)習(xí)算法不能夠?qū)?shù)據(jù)的規(guī)律進(jìn)行無偏差的估計(jì)。為了達(dá)到很好的精度,需要大數(shù)據(jù)支撐。由于深度學(xué)習(xí)中圖模型的復(fù)雜化導(dǎo)致算法的時(shí)間復(fù)雜度急劇提升,為了保證算法的實(shí)時(shí)性,需要更高的并行編程技巧和更多更好的硬件支持。因此,只有一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較強(qiáng)大的科研機(jī)構(gòu)或企業(yè),才能夠用深度學(xué)習(xí)來做一些前沿而實(shí)用的應(yīng)用。
深度學(xué)習(xí)成功應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺、語音識別、記憶網(wǎng)絡(luò)、自然語言處理等其他領(lǐng)域。
深度學(xué)習(xí)是關(guān)于自動學(xué)習(xí)需要建模的數(shù)據(jù)潛在分布的多層表達(dá)的復(fù)雜算法。深度學(xué)習(xí)算法自動的提取分類需要的低層次或者高層次特征。總之,深度學(xué)習(xí)是用多層次的分析和計(jì)算手段,得到結(jié)果的一種方法。
結(jié)語
目前深度學(xué)習(xí)的發(fā)展引起其他它領(lǐng)域的革命。深度學(xué)習(xí)的火熱得益于各行各業(yè)豐富的大數(shù)據(jù)發(fā)展和計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提升,同時(shí)也要?dú)w功于過去經(jīng)驗(yàn)。今后深度學(xué)習(xí)將繼續(xù)解決各種識別(Recognition)和演繹(Ability to Act)方面的相關(guān)問題。當(dāng)然,機(jī)器學(xué)習(xí)本身也不是完美的,也不是解決世間任何機(jī)器學(xué)習(xí)問題的利器,深度學(xué)習(xí)目前仍有大量工作需要研究,不應(yīng)該被放大到一個(gè)無所不能的程度。

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