神经网络的心得体会,神经网络心得体会

发布于:2023-01-20 ⋅ 阅读:(2) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)

简述对深度学习的理解 百度文库

现在深度学习在机器学习领域是一个很热的概念,不过经过各种媒体的转载播报,这个概念也逐渐变得有些神话的感觉:例如,人们可能认为,深度学习是一种能够模拟出人脑的神经结构的机器学习方式,从而能够让计算机具有人一样的智慧;而这样一种技术在将来无疑是前景无限的。

那么深度学习本质上又是一种什么样的技术呢?深度学习是什么深度学习是机器学习领域中对模式(声音、图像等等)进行建模的一种方法,它也是一种基于统计的概率模型。

在对各种模式进行建模之后,便可以对各种模式进行识别了,例如待建模的模式是声音的话,那么这种识别便可以理解为语音识别。

而类比来理解,如果说将机器学习算法类比为排序算法,那么深度学习算法便是众多排序算法当中的一种(例如冒泡排序),这种算法在某些应用场景中,会具有一定的优势。

深度学习的“深度”体现在哪里论及深度学习中的“深度”一词,人们从感性上可能会认为,深度学习相对于传统的机器学习算法,能够做更多的事情,是一种更为“高深”的算法。

而事实可能并非我们想象的那样,因为从算法输入输出的角度考虑,深度学习算法与传统的有监督机器学习算法的输入输出都是类似的,无论是最简单的LogisticRegression,还是到后来的SVM、boosting等算法,它们能够做的事情都是类似的。

正如无论使用什么样的排序算法,它们的输入和预期的输出都是类似的,区别在于各种算法在不同环境下的性能不同。那么深度学习的“深度”本质上又指的是什么呢?

深度学习的学名又叫深层神经网络(DeepNeuralNetworks),是从很久以前的人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks)模型发展而来。

这种模型一般采用计算机科学中的图模型来直观的表达,而深度学习的“深度”便指的是图模型的层数以及每一层的节点数量,相对于之前的神经网络而言,有了很大程度的提升。

深度学习也有许多种不同的实现形式,根据解决问题、应用领域甚至论文作者取名创意的不同,它也有不同的名字:例如卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNetworks)、深度置信网络(DeepBeliefNetworks)、受限玻尔兹曼机(RestrictedBoltzmannMachines)、深度玻尔兹曼机(DeepBoltzmannMachines)、递归自动编码器(RecursiveAutoencoders)、深度表达(DeepRepresentation)等等。

不过究其本质来讲,都是类似的深度神经网络模型。既然深度学习这样一种神经网络模型在以前就出现过了,为什么在经历过一次没落之后,到现在又重新进入人们的视线当中了呢?

这是因为在十几年前的硬件条件下,对高层次多节点神经网络的建模,时间复杂度(可能以年为单位)几乎是无法接受的。

在很多应用当中,实际用到的是一些深度较浅的网络,虽然这种模型在这些应用当中,取得了非常好的效果(甚至是thestateofart),但由于这种时间上的不可接受性,限制了其在实际应用的推广。

而到了现在,计算机硬件的水平与之前已经不能同日而语,因此神经网络这样一种模型便又进入了人们的视线当中。“2012年6月,《纽约时报》披露了GoogleBrain项目,吸引了公众的广泛关注。

这个项目是由著名的斯坦福大学机器学习教授AndrewNg和在大规模计算机系统方面的世界顶尖专家JeffDean共同主导,用16000个CPUCore的并行计算平台训练一种称为“深层神经网络”(DNN,DeepNeuralNetworks)”从GoogleBrain这个项目中我们可以看到,神经网络这种模型对于计算量的要求是极其巨大的,为了保证算法实时性,需要使用大量的CPU来进行并行计算。

当然,深度学习现在备受关注的另外一个原因,当然是因为在某些场景下,这种算法模式识别的精度,超过了绝大多数目前已有的算法。

而在最近,深度学习的提出者修改了其实现代码的Bug之后,这种模型识别精度又有了很大的提升。这些因素共同引起了深层神经网络模型,或者说深度学习这样一个概念的新的热潮。

深度学习的优点为了进行某种模式的识别,通常的做法首先是以某种方式,提取这个模式中的特征。这个特征的提取方式有时候是人工设计或指定的,有时候是在给定相对较多数据的前提下,由计算机自己总结出来的。

深度学习提出了一种让计算机自动学习出模式特征的方法,并将特征学习融入到了建立模型的过程中,从而减少了人为设计特征造成的不完备性。

而目前以深度学习为核心的某些机器学习应用,在满足特定条件的应用场景下,已经达到了超越现有算法的识别或分类性能。

深度学习的缺点深度学习虽然能够自动的学习模式的特征,并可以达到很好的识别精度,但这种算法工作的前提是,使用者能够提供“相当大”量级的数据。

也就是说在只能提供有限数据量的应用场景下,深度学习算法便不能够对数据的规律进行无偏差的估计了,因此在识别效果上可能不如一些已有的简单算法。

另外,由于深度学习中,图模型的复杂化导致了这个算法的时间复杂度急剧提升,为了保证算法的实时性,需要更高的并行编程技巧以及更好更多的硬件支持。

所以,目前也只有一些经济实力比较强大的科研机构或企业,才能够用深度学习算法,来做一些比较前沿而又实用的应用。

深度学习与神经网络有什么区别

深度学习与神经网络关系2017-01-10最近开始学习深度学习,基本上都是zouxy09博主的文章,写的蛮好,很全面,也会根据自己的思路,做下删减,细化爱发猫 www.aifamao.com

五、DeepLearning的基本思想假设我们有一个系统S,它有n层(S1,…Sn),它的输入是I,输出是O,形象地表示为:I=>S1=>S2=>…..=>Sn=>O,如果输出O等于输入I,即输入I经过这个系统变化之后没有任何的信息损失(呵呵,大牛说,这是不可能的。

信息论中有个“信息逐层丢失”的说法(信息处理不等式),设处理a信息得到b,再对b处理得到c,那么可以证明:a和c的互信息不会超过a和b的互信息。这表明信息处理不会增加信息,大部分处理会丢失信息。

当然了,如果丢掉的是没用的信息那多好啊),保持了不变,这意味着输入I经过每一层Si都没有任何的信息损失,即在任何一层Si,它都是原有信息(即输入I)的另外一种表示。

现在回到我们的主题DeepLearning,我们需要自动地学习特征,假设我们有一堆输入I(如一堆图像或者文本),假设我们设计了一个系统S(有n层),我们通过调整系统中参数,使得它的输出仍然是输入I,那么我们就可以自动地获取得到输入I的一系列层次特征,即S1,…,Sn。

对于深度学习来说,其思想就是对堆叠多个层,也就是说这一层的输出作为下一层的输入。通过这种方式,就可以实现对输入信息进行分级表达了。

另外,前面是假设输出严格地等于输入,这个限制太严格,我们可以略微地放松这个限制,例如我们只要使得输入与输出的差别尽可能地小即可,这个放松会导致另外一类不同的DeepLearning方法。

上述就是DeepLearning的基本思想。六、浅层学习(ShallowLearning)和深度学习(DeepLearning)浅层学习是机器学习的第一次浪潮。

20世纪80年代末期,用于人工神经网络的反向传播算法(也叫BackPropagation算法或者BP算法)的发明,给机器学习带来了希望,掀起了基于统计模型的机器学习热潮。这个热潮一直持续到今天。

人们发现,利用BP算法可以让一个人工神经网络模型从大量训练样本中学习统计规律,从而对未知事件做预测。这种基于统计的机器学习方法比起过去基于人工规则的系统,在很多方面显出优越性。

这个时候的人工神经网络,虽也被称作多层感知机(Multi-layerPerceptron),但实际是种只含有一层隐层节点的浅层模型。

20世纪90年代,各种各样的浅层机器学习模型相继被提出,例如支撑向量机(SVM,SupportVectorMachines)、Boosting、最大熵方法(如LR,LogisticRegression)等。

这些模型的结构基本上可以看成带有一层隐层节点(如SVM、Boosting),或没有隐层节点(如LR)。这些模型无论是在理论分析还是应用中都获得了巨大的成功。

相比之下,由于理论分析的难度大,训练方法又需要很多经验和技巧,这个时期浅层人工神经网络反而相对沉寂。深度学习是机器学习的第二次浪潮。

2006年,加拿大多伦多大学教授、机器学习领域的泰斗GeoffreyHinton和他的学生RuslanSalakhutdinov在《科学》上发表了一篇文章,开启了深度学习在学术界和工业界的浪潮。

这篇文章有两个主要观点:1)多隐层的人工神经网络具有优异的特征学习能力,学习得到的特征对数据有更本质的刻画,从而有利于可视化或分类;2)深度神经网络在训练上的难度,可以通过“逐层初始化”(layer-wisepre-training)来有效克服,在这篇文章中,逐层初始化是通过无监督学习实现的。

当前多数分类、回归等学习方法为浅层结构算法,其局限性在于有限样本和计算单元情况下对复杂函数的表示能力有限,针对复杂分类问题其泛化能力受到一定制约。

深度学习可通过学习一种深层非线性网络结构,实现复杂函数逼近,表征输入数据分布式表示,并展现了强大的从少数样本集中学习数据集本质特征的能力。

(多层的好处是可以用较少的参数表示复杂的函数)深度学习的实质,是通过构建具有很多隐层的机器学习模型和海量的训练数据,来学习更有用的特征,从而最终提升分类或预测的准确性。

因此,“深度模型”是手段,“特征学习”是目的。

区别于传统的浅层学习,深度学习的不同在于:1)强调了模型结构的深度,通常有5层、6层,甚至10多层的隐层节点;2)明确突出了特征学习的重要性,也就是说,通过逐层特征变换,将样本在原空间的特征表示变换到一个新特征空间,从而使分类或预测更加容易。

与人工规则构造特征的方法相比,利用大数据来学习特征,更能够刻画数据的丰富内在信息。

七、Deeplearning与NeuralNetwork深度学习是机器学习研究中的一个新的领域,其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络,它模仿人脑的机制来解释数据,例如图像,声音和文本。

深度学习是无监督学习的一种。深度学习的概念源于人工神经网络的研究。含多隐层的多层感知器就是一种深度学习结构。深度学习通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征,以发现数据的分布式特征表示。

Deeplearning本身算是machinelearning的一个分支,简单可以理解为neuralnetwork的发展。

大约二三十年前,neuralnetwork曾经是ML领域特别火热的一个方向,但是后来确慢慢淡出了,原因包括以下几个方面:1)比较容易过拟合,参数比较难tune,而且需要不少trick;2)训练速度比较慢,在层次比较少(小于等于3)的情况下效果并不比其它方法更优;所以中间有大约20多年的时间,神经网络被关注很少,这段时间基本上是SVM和boosting算法的天下。

但是,一个痴心的老先生Hinton,他坚持了下来,并最终(和其它人一起Bengio、Yann.lecun等)提成了一个实际可行的deeplearning框架。

Deeplearning与传统的神经网络之间有相同的地方也有很多不同。

二者的相同在于deeplearning采用了神经网络相似的分层结构,系统由包括输入层、隐层(多层)、输出层组成的多层网络,只有相邻层节点之间有连接,同一层以及跨层节点之间相互无连接,每一层可以看作是一个logisticregression模型;这种分层结构,是比较接近人类大脑的结构的。

而为了克服神经网络训练中的问题,DL采用了与神经网络很不同的训练机制。

传统神经网络(这里作者主要指前向神经网络)中,采用的是backpropagation的方式进行,简单来讲就是采用迭代的算法来训练整个网络,随机设定初值,计算当前网络的输出,然后根据当前输出和label之间的差去改变前面各层的参数,直到收敛(整体是一个梯度下降法)。

而deeplearning整体上是一个layer-wise的训练机制。

这样做的原因是因为,如果采用backpropagation的机制,对于一个deepnetwork(7层以上),残差传播到最前面的层已经变得太小,出现所谓的gradientdiffusion(梯度扩散)。

这个问题我们接下来讨论。

八、Deeplearning训练过程8.1、传统神经网络的训练方法为什么不能用在深度神经网络BP算法作为传统训练多层网络的典型算法,实际上对仅含几层网络,该训练方法就已经很不理想。

深度结构(涉及多个非线性处理单元层)非凸目标代价函数中普遍存在的局部最小是训练困难的主要来源。

BP算法存在的问题:(1)梯度越来越稀疏:从顶层越往下,误差校正信号越来越小;(2)收敛到局部最小值:尤其是从远离最优区域开始的时候(随机值初始化会导致这种情况的发生);(3)一般,我们只能用有标签的数据来训练:但大部分的数据是没标签的,而大脑可以从没有标签的的数据中学习;8.2、deeplearning训练过程如果对所有层同时训练,时间复杂度会太高;如果每次训练一层,偏差就会逐层传递。

这会面临跟上面监督学习中相反的问题,会严重欠拟合(因为深度网络的神经元和参数太多了)。

2006年,hinton提出了在非监督数据上建立多层神经网络的一个有效方法,简单的说,分为两步,一是每次训练一层网络,二是调优,使原始表示x向上生成的高级表示r和该高级表示r向下生成的x'尽可能一致。

方法是:1)首先逐层构建单层神经元,这样每次都是训练一个单层网络。2)当所有层训练完后,Hinton使用wake-sleep算法进行调优。

将除最顶层的其它层间的权重变为双向的,这样最顶层仍然是一个单层神经网络,而其它层则变为了图模型。向上的权重用于“认知”,向下的权重用于“生成”。然后使用Wake-Sleep算法调整所有的权重。

让认知和生成达成一致,也就是保证生成的最顶层表示能够尽可能正确的复原底层的结点。

比如顶层的一个结点表示人脸,那么所有人脸的图像应该激活这个结点,并且这个结果向下生成的图像应该能够表现为一个大概的人脸图像。Wake-Sleep算法分为醒(wake)和睡(sleep)两个部分。

1)wake阶段:认知过程,通过外界的特征和向上的权重(认知权重)产生每一层的抽象表示(结点状态),并且使用梯度下降修改层间的下行权重(生成权重)。

也就是“如果现实跟我想象的不一样,改变我的权重使得我想象的东西就是这样的”。2)sleep阶段:生成过程,通过顶层表示(醒时学得的概念)和向下权重,生成底层的状态,同时修改层间向上的权重。

也就是“如果梦中的景象不是我脑中的相应概念,改变我的认知权重使得这种景象在我看来就是这个概念”。

deeplearning训练过程具体如下:1)使用自下上升非监督学习(就是从底层开始,一层一层的往顶层训练):采用无标定数据(有标定数据也可)分层训练各层参数,这一步可以看作是一个无监督训练过程,是和传统神经网络区别最大的部分(这个过程可以看作是featurelearning过程):具体的,先用无标定数据训练第一层,训练时先学习第一层的参数(这一层可以看作是得到一个使得输出和输入差别最小的三层神经网络的隐层),由于模型capacity的限制以及稀疏性约束,使得得到的模型能够学习到数据本身的结构,从而得到比输入更具有表示能力的特征;在学习得到第n-1层后,将n-1层的输出作为第n层的输入,训练第n层,由此分别得到各层的参数;2)自顶向下的监督学习(就是通过带标签的数据去训练,误差自顶向下传输,对网络进行微调):基于第一步得到的各层参数进一步fine-tune整个多层模型的参数,这一步是一个有监督训练过程;第一步类似神经网络的随机初始化初值过程,由于DL的第一步不是随机初始化,而是通过学习输入数据的结构得到的,因而这个初值更接近全局最优,从而能够取得更好的效果;所以deeplearning效果好很大程度上归功于第一步的featurelearning过程。

深度学习和神经网络的区别是什么?

从广义上说深度学习的网络结构也是多层神经网络的一种。传统意义上的多层神经网络是只有输入层、隐藏层、输出层。其中隐藏层的层数根据需要而定,没有明确的理论推导来说明到底多少层合适。

而深度学习中最著名的卷积神经网络CNN,在原来多层神经网络的基础上,加入了特征学习部分,这部分是模仿人脑对信号处理上的分级的。

具体操作就是在原来的全连接的层前面加入了部分连接的卷积层与降维层,而且加入的是一个层级。

输入层-卷积层-降维层-卷积层-降维层--....--隐藏层-输出层简单来说,原来多层神经网络做的步骤是:特征映射到值。特征是人工挑选。深度学习做的步骤是信号->特征->值。

特征是由网络自己选择。

读《深度学习,教师该怎样做》有感

深度学习是一种基于理解的学习,是指学习者以高阶思维的发展和实际问题的解决为目标,以整合的知识为内容,积极主动地、批判性地学习新的知识和思想,并将它们融入原有的认知结构中,且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习。

对于我们教师的深度学习就是要对学习的主题和学生的分析有深度,教学目标适合学生且有深度,学生深度参与学习过程并能迁移应用,师生间的评价精准且有深度。

作为体育学科的老师,我们不是简单的嘴上说说一些动作要领就可以了,我们要教给学生的是练习和运用的方法,并尽可能地激发学生学习的积极性和主动性,培养他们对体育锻炼的兴趣。

通过课堂上的学习互动,学生应该能掌握好动作的技能,并能将一些方法迁移运用到生活中的地方,让学生养成终身体育锻炼的意识。

作为体育教师在确定教学目标时就要充分考虑到学生的实际情况,每个学生的身体情况都是有差异的,所以要充分考虑到学生的身心健康。

在教学中,首先我们老师要全面的分析教材、深入地挖掘教材、灵活地整合教材,让学生明确为何教、学什么、如何学,在内容采用“弹性化”和“灵活性”特征。

其次,创设促进深度学习的真实情境,引导学生积极体验,认真参与到练习中,最终体验到活动的快乐。最后,选择持续关注的评价方式,引导学生深度反思。

好的评价方式是促进学习的动力,一个有亲和力的老师必定要学会如何使用恰当的评价来调节学生的学习行为和学习态度。总之,依据学生特点不断变化评价机制,使学生一直处于良好的学习状态。

21世纪是一个“学习化”时代,教学工作的重心不再是教给学生固有的知识,学生也不再是被动地接受这种信息地传递,而是要使学习者学会如何学习。

本次学习,让我深深体会到深度学习对于学生以后学习的重要性和急迫性。作为教师,在今后的教学中必须从这方面去好好的思索,好好的教学。

深度学习和神经网络的区别是什么

这两个概念实际上是互相交叉的,例如,卷积神经网络(Convolutionalneuralnetworks,简称CNNs)就是一种深度的监督学习下的机器学习模型,而深度置信网(DeepBeliefNets,简称DBNs)就是一种无监督学习下的机器学习模型。

深度学习的概念源于人工神经网络的研究。含多隐层的多层感知器就是一种深度学习结构。深度学习通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征,以发现数据的分布式特征表示。

深度学习的概念由Hinton等人于2006年提出。基于深信度网(DBN)提出非监督贪心逐层训练算法,为解决深层结构相关的优化难题带来希望,随后提出多层自动编码器深层结构。

此外Lecun等人提出的卷积神经网络是第一个真正多层结构学习算法,它利用空间相对关系减少参数数目以提高训练性能。

说说自己的心得体会、对幼儿“深度学习”理念的理解以及计划如何在实际教学过?

幼儿在进行深度学习的过程中肯定效果不是很理想,因为你对他的进行兴趣爱好培养,让他在开心中去学习,这样的话他的记忆能力会比较好一点。

如果你强制让他学习,那么可能会让他感到特别的烦躁,这样的话对他以后的学习是非常不利的。

深度学习是什么?

深度学习是一种机器学习的方法,它试图使用包含复杂结构或者由多重非线性变换构成的多个处理层(神经网络)对数据进行高层抽象的算法。

深度学习可以理解为神经网络的发展,神经网络是对人脑或生物神经网络基本特征进行抽象和建模,可以从外界环境中学习,并以与生物类似的交互方式适应环境。

在我们这里学习深度学习,可以得到赠送的Python第一阶段网课,为无Python编程基础学员提供学习资料,还有中科院自动化研究所相关机构颁发证书,赠送课程中企业级项目的源码等福利。

学完之后出来就业肯定是不成问题的。

“深度学习”和“多层神经网络”的区别

1)浅层学习是机器学习的第一次浪潮。

20世纪80年代末期,用于人工神经网络的反向传播算法(也叫BackPropagation算法或者BP算法)的发明,给机器学习带来了希望,掀起了基于统计模型的机器学习热潮。这个热潮一直持续到今天。

人们发现,利用BP算法可以让一个人工神经网络模型从大量训练样本中学习统计规律,从而对未知事件做预测。这种基于统计的机器学习方法比起过去基于人工规则的系统,在很多方面显出优越性。

这个时候的人工神经网络,虽也被称作多层感知机(Multi-layerPerceptron),但实际是种只含有一层隐层节点的浅层模型。

20世纪90年代,各种各样的浅层机器学习模型相继被提出,例如支撑向量机(SVM,SupportVectorMachines)、Boosting、最大熵方法(如LR,LogisticRegression)等。

这些模型的结构基本上可以看成带有一层隐层节点(如SVM、Boosting),或没有隐层节点(如LR)。这些模型无论是在理论分析还是应用中都获得了巨大的成功。

相比之下,由于理论分析的难度大,训练方法又需要很多经验和技巧,这个时期浅层人工神经网络反而相对沉寂。2)深度学习是机器学习的第二次浪潮。

2006年,加拿大多伦多大学教授、机器学习领域的泰斗GeoffreyHinton和他的学生RuslanSalakhutdinov在《科学》上发表了一篇文章,开启了深度学习在学术界和工业界的浪潮。

这篇文章有两个主要观点:1)多隐层的人工神经网络具有优异的特征学习能力,学习得到的特征对数据有更本质的刻画,从而有利于可视化或分类;2)深度神经网络在训练上的难度,可以通过“逐层初始化”(layer-wisepre-training)来有效克服,在这篇文章中,逐层初始化是通过无监督学习实现的。

当前多数分类、回归等学习方法为浅层结构算法,其局限性在于有限样本和计算单元情况下对复杂函数的表示能力有限,针对复杂分类问题其泛化能力受到一定制约。

深度学习可通过学习一种深层非线性网络结构,实现复杂函数逼近,表征输入数据分布式表示,并展现了强大的从少数样本集中学习数据集本质特征的能力。(多层的好处是可以用较少的参数表示复杂的函数)

 


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