2024年最值得关注的10大深度学习算法大家好,我是Peter~今天给大家分享一下10大经典的深度学习算法。首先,对

首先,对比一下传统机器学习和深度学习的训练过程差异:

下图展示了传统机器学习算法与深度学习技术在数据量方面的性能比较。从图表中可以明显看出,随着数据量的增加,深度学习算法的性能也随之提升。

相比之下,传统机器学习算法的性能虽然会在一定程度上提升,但之后会趋于稳定(表现为一条水平线)。

随着数据量的持续增长,深度学习算法的性能优势将更加显著

从数据量角度出发,深度学习模型,尤其是深度神经网络,需要大量的数据进行训练。这种对大数据的需求使得深度学习能够在处理大规模数据集时表现出色。相比之下,传统机器学习算法在处理大数据集时可能会遇到计算瓶颈或性能下降的问题。

上述图像可以直观地表示神经网络(NeuralNetwork)的基本结构,主要由三个部分组成:

上述图像中仅展示了一个隐藏层,我们可以将其称为人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork)或简称神经网络。另一方面,深度神经网络(DeepNeuralNetwork)则包含多个隐藏层,这也是它被称为“深度”的原因。

这些隐藏层之间相互连接,用于让我们的模型学习如何给出最终输出。通过增加隐藏层的数量,深度神经网络能够处理更复杂的数据和任务,捕捉数据中的高级抽象特征。

每个带有信息的节点以输入的形式传递,该节点将输入与随机的权重值相乘,并加上一个偏置项,然后进行计算。

之后,应用一个非线性函数或激活函数来确定哪个特定的节点将决定输出。这个过程是神经网络中信息处理的基本单元,其中权重和偏置是可学习的参数,通过训练过程进行调整,以优化网络的性能。

激活函数的选择对于网络的性能和学习能力至关重要,因为它引入了非线性,使得网络能够学习复杂的数据表示和模式。

MLP(多层感知机,Multi-LayerPerceptron)是最基本的深度学习算法之一,也是最早的深度学习技术之一。

深度学习的初学者建议你从MLP开始学起。MLP可以被视为一种前馈神经网络(FeedforwardNeuralNetwork)的形式。

前馈神经网络是一种人工神经网络,其中信息(或信号)只向一个方向流动,即从前一层的神经元流向后一层的神经元,不形成环路。

MLP通过堆叠多个这样的层(包括至少一个隐藏层)来构建,每个层都包含一定数量的神经元,层与层之间通过权重和偏置进行连接。通过训练过程,MLP能够学习输入数据中的复杂模式,并用于预测、分类或回归等任务。

一种基于径向基函数(RadialBasisFunction)的神经网络。来自维基百科的解释:

常用的径向基函数:

RBFN(径向基函数网络)使用试错法来确定网络的结构,这一过程主要分为两个步骤:

总之,RBFN通过无监督学习确定隐藏层中心,然后通过线性回归和误差最小化来确定权重,从而构建出能够处理复杂非线性关系的神经网络模型。

卷积神经网络是一类包含卷积计算且具有深度结构的前馈神经网络(FeedforwardNeuralNetworks),是深度学习的代表算法之一。

通过卷积、池化等操作来提取特征,将输入数据映射到一个高维特征空间中,再通过全连接层对特征进行分类或回归。

其核心思想是利用局部连接和权值共享来减少模型参数,提高模型泛化能力。

卷积神经网络通常由以下几个部分组成:

循环神经网络(RecurrentNeuralNetwork,RNN)是一类以序列(sequence)数据为输入,在序列的演进方向进行递归(recursion)且所有节点(循环单元)按链式连接的递归神经网络(recursiveneuralnetwork)。

RNN的工作过程可以分为以下几个步骤:

RNN的工作过程可以用以下公式来描述:

LSTM,全称LongShort-TermMemory,即长短期记忆网络,是一种特殊的循环神经网络(RNN)结构。

LSTM通过引入具有长期记忆性的门控单元,解决了传统RNN在处理长序列数据时容易出现的长期依赖问题。

受限玻尔兹曼机是一种双层神经网络,具有特定的拓扑结构,即两层之间的神经元完全连接,但同一层的神经元之间互不相连。RBM是一种可通过输入数据集学习概率分布的随机生成神经网络。

RBM由两个主要部分组成:

可见层对应于输入数据,而隐层则用于捕捉数据中的隐藏特征。两层之间的神经元通过权重连接,但同一层内的神经元之间无连接。

在RBM中,对于单个输入x,如果输入层有两个节点而隐藏层有四个节点,那么总共会有8个权重(每个输入节点与每个隐藏节点之间都有一个权重)。

这些权重决定了输入信号如何传递到隐藏层。除了权重之外,每个隐藏节点还会接收一个偏置值。

SOMs作用:当数据集特征过多,难以直接用常规方法可视化时,自组织映射(SOMs)通过降低数据维度,帮助我们更好地理解和分析数据特征之间的分布和关系。

GenerativeAdversarialNetworks(GANs,生成对抗网络)是由IanGoodfellow等人在2014年提出的一种深度学习模型。

其核心理念是通过两个神经网络——生成器(Generator)和判别器(Discriminator)——的对抗过程,来生成与真实数据分布相似的新数据。

自编码器是一种神经网络,其输入和输出是一致的,目标是使用稀疏的高阶特征重新组合来重构自己。

在自动编码器中,数据首先被压缩成一个潜在空间表征(或称为编码),然后通过这个表征来重构原始数据。

自编码器和PCA(降维算法)的作用是比较类似的。它们被用于将高维数据转换为低维数据。如果我们需要原始数据,我们可以将其重新生成回来。

深度信念网络是一种基于无监督学习的生成模型,具有多层的堆叠结构,由多层受限玻尔兹曼机(RestrictedBoltzmannMachines,RBM)堆叠而成。

THE END
1.解析人工智能三大算法机器学习深度学习与强化学习的核心之旅解析人工智能三大算法:机器学习、深度学习与强化学习的核心之旅 人工智能三大算法是现代计算机科学领域中的重要组成部分,它们分别是机器学习、深度学习和强化学习。每种算法都有其独特的特点和应用场景,共同推动了人工智能技术的发展。 机器学习:数据驱动的革命 机器学https://www.fmovhaqkz.com/shou-ji/530948.html
2.增强学习原理与代码实例讲解增强学习详解摘要: 本文章全面介绍了增强学习的基本概念、原理及算法,并通过具体的代码实例深入讲解了如何应用增强学习解决实际问题。文章结构清晰,理论与实践相结合,适合对增强学习感兴趣的读者阅读和学习。 增强学习(Reinforcement Learning,简称RL)是机器学习的一个分支,旨在通过奖励机制使智能体学习如何在环境中采取行动,从而实现特https://blog.csdn.net/universsky2015/article/details/143087363
3.强化学习详解:理论基础与核心算法解析本文详细介绍了强化学习的基础知识和基本算法,包括动态规划、蒙特卡洛方法和时序差分学习,解析了其核心概念、算法步骤及实现细节。 关注作者,复旦AI博士,分享AI领域全维度知识与研究。拥有10+年AI领域研究经验、复旦机器人智能实验室成员,国家级大学生赛事评审专家,发表多篇SCI核心期刊学术论文,上亿营收AI产品研发负责人。https://www.jianshu.com/p/09c44358b4a6
4.一文带你了解算法背后的基本原理推荐收藏三、算法背后的基本原理是怎样的? 1.监督学习的基本原理 监督学习的基础是三类模型:线性模型、决策树模型、神经网络模型。掌握这三类模型就掌握了监督学习的主干,利用监督学习来解决的问题,占所有机器学习或者人工智能任务的绝大多数。这些监督学习模型又可以细分为主要处理两类问题:分类问题和回归问题。 分类问题的核https://baijiahao.baidu.com/s?id=1703903777603543299&wfr=spider&for=pc
5.深度强化学习在自动驾驶系统中的优化与应用深度强化学习的基本原理和算法 深度强化学习结合了深度学习和强化学习的方法,用于解决复杂的强化学习任务。 深度Q网络(Deep Q-Network, DQN):DQN是一种基于深度学习的强化学习算法,通过使用神经网络来近似Q值函数。它使用经验回放和固定目标网络来提高训练的稳定性。 https://www.dongchedi.com/article/7240011407876571648
6.SLAM:从传统算法到深度学习北斗产业资讯平台SLAM:从传统算法到深度学习 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)是一种集成定位和建图的技术,已经在自主导航、虚拟现实、增强现实等领域发挥着重要的作用。本文将详细介绍SLAM的发展历程、基本原理和应用领域。 1. SLAM的起源与发展 SLAM的概念最早出现在20世纪80年代。传统的SLAM算法主要基于激光雷达、相机和惯https://www.qxwz.com/zixun/127374539
7.科学课教学案例分析范文算法的基本思想是指按照确定的步骤,一步一步去解决某个问题的程序化思想。在数学中,完成每一件工作。例如,计算一个函数值,求解一个方程,证明一个结果,等等,我们都需要有一个清晰的思路,一系列的步骤,一步一步地去完成,这就是算法的思想,即程序化的思想。 https://www.gwyoo.com/haowen/211046.html
8.大数据:分类算法深度解析大数据分类算法深度解析 在大数据时代,处理海量数据并从中提取有用信息变得至关重要。分类算法是机器学习领域的核心,它们在大数据分析、模式识别和决策支持等方面发挥着关键作用。本文将深度解析大数据分类算法,包括其基本原理、常见算法、应用场景以及未来发展方向。 http://www.360doc.com/content/24/0112/20/78411425_1110858832.shtml
9.白话机器学习算法理论+实战之Xgboost算法这个系列已经基本包含了上面这些算法的原理和基本使用。但是,如果仅仅是会用这些算法可是不够的, 我们也得跟着时代的步伐前进,近几年,有很多大佬又在上面的某些算法上加以改进,发明了更加厉害的算法,而这些算法才是当今时代解决问题的主流,所以我们学习的一个方式就是掌握传统,而又得紧跟时代。 https://cloud.tencent.com/developer/article/1632864
10.恭喜您!您孩子参加的机器人等级考试的证书或将对升学有作用了!常见电器、交通工具、运行原理和科技知识,各种齿轮、杠杆、机械机构、机械臂、支点、摩擦力、太阳能、气动力等各种原理和知识机器人的运行原理和编程控制、基本算法和逻辑等 关于我们: 2015年3月,嘉祥乐高机器人冠亚店成立。 乐高机器人教育进入嘉祥,受到社会各界的好评,被济宁市教育局授予济宁市创客教育联盟企业。乐高https://www.meipian.cn/299ssjnc
11.基于深度学习的变电设备缺陷检测因此,本文提出将去雾算法和深度学习算法相结合的方式来进行缺陷监测,使用暗通道去雾算法改善图片质量,然后使用YOLOV4对设备缺陷进行检测。 1 基于暗通道去雾算法的图像优化 1.1 暗通道去雾算法基本原理 1.1.1 暗通道先验理论 基于暗通道先验的去雾算法实际上是一种统计意义上的算法,何恺明博士总结了大量的室外无雾图像,https://www.fx361.com/page/2022/0118/12234063.shtml
12.焦李成院士:下一代深度学习的思考与若干问题1986年,DE Rumelhart, GE Hinton, JL McClellandt把深度学习中的反向传播误差的算法用于学习表征,从而对深度学习的算法进行了再次的改进。1980年,Kunihiko Fukushima提出了卷积神经网络,将神经原理用于工程的开创性质研究中,因此获得了2021鲍尔奖。Lecun在对Kunihiko Fukushima工作的评价当中说:福岛邦彦教授1980年的卷积https://ipiu.xidian.edu.cn/info/1097/2576.htm
13.下一代人工智能方法重大研究计划项目指南发布政策资讯(一)深度学习的基本原理 深入挖掘深度学习模型对超参数的依赖关系,理解深度学习背后的工作原理,建立深度学习方法的逼近理论、泛化误差分析理论和优化算法的收敛性理论。 (二)可解释、可通用的下一代人工智能方法 通过规则与学习结合的方式,建立高精度、可解释、可通用且不依赖大量标注数据的人工智能新方法。开发下一代https://mall.ggdzhj.com/kjcs/policy/detail?id=e2a381ec9c794749a7ce4fae14fed41d
14.关于发布可解释可通用的下一代人工智能方法重大研究计划2022(一)深度学习的基本原理 深入挖掘深度学习模型对超参数的依赖关系,理解深度学习背后的工作原理,建立深度学习方法的逼近理论、泛化误差分析理论和优化算法的收敛性理论。 (二)可解释、可通用的下一代人工智能方法 通过规则与学习结合的方式,建立高精度、可解释、可通用且不依赖大量标注数据的人工智能新方法。开发下一代https://www.ncsti.gov.cn/kcfw/xmsb/202205/t20220518_79110.html
15.BoostKit大数据业界趋势鲲鹏大数据组件增强特性和典型配置在匹配鲲鹏多核能力方面,鲲鹏BoostKit通过设计并行优化方案,消除通信瓶颈,提高计算并行度,实现RF(Random Forest,随机森林)、GBDT(Gradient Boosting Decision Tree,梯度提升决策树)算法等机器学习算法性能最高提升2.5倍。 算法共性原理创新 分布式优化求解 线性代数运算 https://developer.huawei.com/consumer/cn/blog/topic/03898238728230088
16.深度增强学习PPO(ProximalPolicyOptimization)算法本文主要走读其中的PPO(Proximal Policy Optimization)算法的源码实现。PPO是2017年由OpenAI提出的一种DRL算法,它不仅有很好的performance(尤其是对于连续控制问题),同时相较于之前的TRPO方法更加易于实现。之前写过一篇杂文《深度增强学习(DRL)漫谈 - 信赖域(Trust Region)系方法》对其历史、原理及相关方法做了简单介绍,http://www.fpga7.com/ziyuan.asp?id=41