深度学习与图神经网络学习龙腾AI技术

图像语义分割,简单而言就是对图片中的每一个像素点进行分类

主要的贡献:

CNN能够对图片进行分类,可是怎么样才能识别图片中特定部分的物体,在2015年之前还是一个世界难题。神经网络大神JonathanLong发表了《FullyConvolutionalNetworksforSemanticSegmentation》在图像语义分割挖了一个坑,于是无穷无尽的人往坑里面跳。

全卷积网络FullyConvolutionalNetworks

CNN与FCN

全连接层->成卷积层

upsampling

缺点

通常CNN网络在卷积层之后会接上若干个全连接层,将卷积层产生的特征图(featuremap)映射成一个固定长度的特征向量。以AlexNet为代表的经典CNN结构适合于图像级的分类和回归任务,因为它们{BANNED}最佳后都期望得到整个输入图像的一个数值描述(概率),比如AlexNet的ImageNet模型输出一个1000维的向量表示输入图像属于每一类的概率(softmax归一化)。

栗子:下图中的猫,输入AlexNet,得到一个长为1000的输出向量,表示输入图像属于每一类的概率,其中在“tabbycat”这一类统计概率{BANNED}最佳高。

FCN对图像进行像素级的分类,从而解决了语义级别的图像分割(semanticsegmentation)问题。与经典的CNN在卷积层之后使用全连接层得到固定长度的特征向量进行分类(全联接层+softmax输出)不同,FCN可以接受任意尺寸的输入图像,采用反卷积层对{BANNED}最佳后一个卷积层的featuremap进行上采样,使它恢复到输入图像相同的尺寸,从而可以对每个像素都产生了一个预测,同时保留了原始输入图像中的空间信息,{BANNED}最佳后在上采样的特征图上进行逐像素分类。

{BANNED}最佳后逐个像素计算softmax分类的损失,相当于每一个像素对应一个训练样本。下图是Longjon用于语义分割所采用的全卷积网络(FCN)的结构示意图:

简单的来说,FCN与CNN的区域在把于CNN{BANNED}最佳后的全连接层换成卷积层,输出的是一张已经Label好的图片。

其实,CNN的强大之处在于它的多层结构能自动学习特征,并且可以学习到多个层次的特征:较浅的卷积层感知域较小,学习到一些局部区域的特征;较深的卷积层具有较大的感知域,能够学习到更加抽象一些的特征。这些抽象特征对物体的大小、位置和方向等敏感性更低,从而有助于识别性能的提高。

1.人工智能、深度学习的发展历程

2.深度学习框架

3.神经网络训练方法

4.卷积神经网络,卷积核、池化、通道、激活函数

5.循环神经网络,长短时记忆LSTM、门控循环单元GRU

6.参数初始化方法、损失函数Loss、过拟合

7.对抗生成网络GAN

8.迁移学习TL

9.强化学习RF

10.图神经网络GNN

一、算法和场景融合理解

3.非欧氏数据结构,GNN。这类场景典型的可以用图来表示。例如社交网络等。

案例摘要讲解

遥感领域:如遥感影像中的场景识别

石油勘探:如石油油粒大小检测

轨道交通:如地铁密集人流检测

检测领域:如故障检测

公安领域:如犯罪行为分析

国防领域:目标检测、信号分析、态势感知…

经济领域:如股票预测

二、数据理解及处理

分析典型场景中的典型数据,结合具体的算法,对数据进行处理

1.结构化数据,如何对数据进行读取,进行组织。

2.图像数据,在实际应用过程中的处理方法,怎样做数据的预处理、进行数据增强等。

3.时序信号,将单点的数据如何组合成一个序列,以及对序列数据处理的基本方法。

三、技术路径设计

针对具体的场景设计特定的神经网络模型,对典型数据适配的网络结构进介绍。

1.DNN模型搭建的基本原则

2.CNN模型中常见的网络结构,以及参数分析。

3.RNN中支持的一些基本算子,如何对序列数据进行组织。

四、模型验证及问题排查

简单的算法或者模型对典型的场景进行快速验证,并且针对一些频发的问题进行讲解。

1.模型收敛状态不佳

2.分类任务重{BANNED}最佳后一层激活函数对模型的影响

五、高级-模型优化的原理

不同的模型需要采用的优化函数以及反向传播中参数的优化方法

1.模型优化的算法介绍,基于随机梯度下降的算法介绍。

2.不同场景适应的损失函数介绍。

3.针对典型场景的反向传播梯度的推到过程。

六、高级-定制化思路

结合往期学员的一些项目,简单介绍一下解决一个具体问题的思路。

遥感成像中,地块农作物种类的识别。

实操解析与训练

{BANNED}中国第一阶段:

神经网络实践

实验:神经网络

1.神经网络中基本概念理解:epoch、batchsize、学习率、正则、噪声、激活函数等。

2.不同的数据生成模型、调整网络参数、调整网络规模

3.神经网络分类问题

4.不同数据特征的作用分析、隐含层神经元数目

5.过拟合

高频问题:

1.输入数据与数据特征2.模型设计的过程中的参数与功能的关系。

关键点:

1.掌握神经网络的基本概念2.学会搭建简单的神经网络结构

3.理解神经网络参数

第二阶段:

深度学习三种编程思想

实验:Keras实践

1.理解Keras基本原理2.学会Keras编程思想

3.三种不同的深度神经网络构建编程方式

4.给定数据集,采用Keras独立完成实际的工程项目

1.如何编程实现深度神经网络2.三种开发方式的具体使用

1.掌握Keras编程思想2.采用三种不同方式编写深度神经网络

第三阶段:CNN实践

实验:图像分类

1.使用CNN解决图像分类问题2.搭建AlexNet3.VGG16/19

4.GoogleNet5.ResNet

1.CNN更复杂的模型在哪里可以找到代码

1.使用卷积神经网络做图像分类2.常见开源代码以及适用的问题

实验:视频人物行为识别

1.基于C3D的视频行为识别方法2.基于LSTM的视频行为识别方法

3.基于Attention的视频行为识别方法

1.2D卷积与3D卷积2.视频的时空特征

1.C3D网络的构建2.Attention机制

第四阶段:

R-CNN及YOLO实践

实验:目标检测

1.目标检测发展现状及代表性方法

2.两阶段目标检测方法:R-CNN系列模型

3.一阶段目标检测方法:YOLO系列模型

1.提名与分类2.BBOX实现策略3.YOLOLoss函数

1.提名方法2.ROIPooling3.SPPNet4.RPN5.YOLO

第五阶段:

RNN实践

实验:股票预测

1.股票数据分析2.同步预测3.异步预测

1.历史数据的使用

1.构建RNN2.采用Keras编程实现

第六阶段:

Encoder-Decoder实践

实验:去噪分析

1.自编码器2.去噪自编码器

1.噪声的引入与去除

1.设计去噪自编码器

实验:图像标题生成

结合计算机视觉和机器翻译的{BANNED}最佳新进展,利用深度神经网络生成真实的图像标题。

1.掌握Encoder-Decoder结构2.学会Seq2seq结构

3.图像CNN+文本RNN4.图像标题生成模型

1.如何能够根据图像生成文本?

1.提取图像特征CNN,生成文本RNN2.构建Encoder-Decoder结构

第七阶段:

GAN实践

实验:艺术家作品生成

1.生成对抗网络原理2.GAN的生成模型、判别模型的设计

1.生成模型与判别模型的博弈过程

1.掌握GAN的思想与原理2.根据需求学会设计生成模型与判别模型

第八阶段:

强化学习实践

实验:游戏分析

1.游戏场景分析2.强化学习的要素分析3.深度强化学习

1.DNN与DQN2.探索与利用

1.深度强化学习的原理2.根据实际需求,设计深度强化学习模型

第九阶段:

图卷积神经网络实践

实验:社交网络分析

1.图神经网络的原理2.图卷积神经网络的思想

3.设计图卷积神经网络进行社交网络分析

1.如何从图神经网络的原理转化到实际编程

1.掌握图神经网络原理2.图卷积神经网络编程实现

第十阶段:

Transformer实践

实验:基于Transformer的对话生成

1.Transformer原理2.基于Transformer的对话生成

3.基于Transformer的应用

1.如何应用自注意力机制2.如何应用于自然语言处理与计算机视觉

THE END
1.图神经网络与图表示学习:从基础概念到前沿技术随着复杂网络数据的快速增长,图数据的处理和分析成为机器学习领域的一个重要方向。图神经网络(Graph Neural Networks, GNNs)和图表示学习技术逐渐崭露头角,成为处理图数据的有效工具。本文将深入探讨图的形式化定义、图表示学习的基本概念以及一系列先进的图神经网络模型。 https://blog.csdn.net/cooldream2009/article/details/136084701
2.图神经网络:图表示学习图神经网络(Graph Neural Network, GNN)是一种专门用于图数据上的机器学习模型。与传统的神经网络模型侧重于处理向量和矩阵数据不同,图神经网络专注于处理图数据,能够有效地捕捉图结构的特征和关系。 图神经网络的起源 图神经网络最早可以追溯到20世纪80年代,但直到近年来才逐渐受到广泛关注。随着社交网络、生物网络、https://www.jianshu.com/p/30b99498d43e
3.网络学习素材网络学习图片网络学习素材图片下载第3页觅知网为您找到1066个原创网络学习素材图片,包括网络学习图片,网络学习素材,网络学习海报,网络学习背景,网络学习模板源文件下载服务,包含PSD、PNG、JPG、AI、CDR等格式素材,更多关于网络学习素材、图片、海报、背景、插画、配图、矢量、UI、PS、免抠,模板、艺术字、https://www.51miz.com/so-sucai/157549/p_3/
4.深度学习时代的图模型,清华发文综述图网络机器之心深度学习在多个领域中实现成功,如声学、图像和自然语言处理。但是,将深度学习应用于普遍存在的图数据仍然存在问题,这是由于图数据的独特特性。近期,该领域出现大量研究,极大地提升了图分析技术。清华大学朱文武等人综述了应用于图的不同深度学习方法。 他们将现有方法分为三个大类:半监督方法,包括图神经网络和图卷积网https://www.jiqizhixin.com/articles/122304
5.深度学习图像分割:网络结构设计一览GANs网络结构示意受到GANs启发,Luc等人训练了一个语义分割网络(G)以及一个对抗网络(D),对抗网络区分来自ground truth或语义分割网络(G)的分割图。G和D不断地博弈学习, 它们的损失函数定义为 : GANs loss function 回顾一下原始的GAN损失函数:GANs的损失函数体现的是一种零和博弈的思想,原始的GANs的损失函数如下:https://www.51cto.com/article/711681.html
6.干货图神经网络的十大学习资源分享雷峰网字幕组双语原文:【干货】图神经网络的十大学习资源分享 英语原文:Top 10 Learning Resources for Graph Neural Networks 翻译:雷锋字幕组(听风1996) 图神经网络(GNNs)是深度学习的一个相对较新的领域,从最近开始越来越流行。Twitter、Google或Facebook等大公司都会开始对于GNN投入研究,事实证明了GNN优于其他使用图数据https://www.leiphone.com/news/202010/7Xuv0ipza1lmd125.html
7.高清图解:神经网络机器学习数据科学一网打尽附PDF这份备忘单涵盖了上述领域几乎全部的知识点,并使用信息图、脑图等多种可视化方式呈现,设计精美,实用性强。 今天,新智元要为大家推荐一个超实用、颜值超高的神经网络+机器学习+数据科学和Python的完全图解,文末附有高清PDF版链接,支持下载、打印,推荐大家可以做成鼠标垫、桌布,或者印成手册等随手携带,随时翻看。https://news.hexun.com/2019-05-14/197181509.html
8.终于有人总结了图神经网络!一、为什么需要图神经网络? 随着机器学习、深度学习的发展,语音、图像、自然语言处理逐渐取得了很大的突破,然而语音、图像、文本都是很简单的序列或者网格数据,是很结构化的数据,深度学习很善于处理该种类型的数据(图1)。 图1 然而现实世界中并不是所有的事物都可以表示成一个序列或者一个网格,例如社交网络、知识图https://www.scholat.com/teamwork/showPostMessage.html?id=10103
9.NeurIPS这篇论文提出了一种基于官能团生成的图网络自监督预训练方法MGSSL。大量实验表明MGSSL可以使得预训练图网络学习到官能团结构和语义信息,提升下游分子属性预测的表现。未来的研究工作包括:(1)设计更多基于官能团的图网络自监督学习任务 (2)探索基于官能团的自监督学习在其他领域的应用。 https://cloud.tencent.com/developer/article/1915923
10.上海交通大学王宇光:几何深度学习和图神经网络的研究进展和趋势3月 23 日,在机器之心 AI 科技年会上,上海交通大学自然科学研究院和数学科学学院副教授、上海人工智能实验室成员王宇光老师发表了主题演讲《几何深度学习和图神经网络的研究进展和趋势》。 演讲视频地址(点击「阅读原文」也可观看):https://www.bilibili.com/video/BV1Yr4y1q7c1?spm_id_from=333.999.0.0 https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_17536620
11.勇立潮头向“网”图强:网络人士学习贯彻党的二十大精神!近年来,互联网行业发展日新月异,广大网络人士勇立潮头、逐梦时代、向“网”图强,以信息化数字化优势创造了一个又一个中国互联网“奇迹”,不断赢得未来发展和竞争的主动权、主导权。为进一步贯彻党的二十大精神,团结凝聚广大网络人士,构建网上网下同心圆,中央统战部第5期网络人士理论研讨班近日在中央社会主义学院举https://www.zysy.org.cn/article/4Ccia12MDAT
12.MindSpore官网框架中已经自带实现十三种图网络学习模型,涵盖同构图、异构图、 随机游走等类型的应用网络。 详情请参考这里https://gitee.com/mindspore/graphlearning/tree/research/model_zoo 4 高性能可扩展的强化学习计算框架:昇思MindSpore Reinforcement 强化学习(RL)是近年来AI领域的研究热点之一,伴随昇思MindSpore全场景AI框架 https://www.mindspore.cn/news/newschildren?id=967
13.科学网—python图神经网络,注意力机制Transformer模型目标4. 图卷积网络(GCN)的工作原理。 5. 图神经网络的变种和扩展:图注意力网络(GAT)、图同构网络(GIN)、图自编码器、图生成网络。 6、案例演示7、实操练习 强化学习详解 1、强化学习的基本概念和背景(什么是强化学习?强化学习与其他机器学习方法的区别?强化学习的应用领域有哪些? https://blog.sciencenet.cn/blog-3559456-1409752.html