编辑推荐

适读人群:从事机器学习、深度学习、人工智能等领域的工程技术人员以及高等院校相关专业本科生、研究生和教师

Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》针对所提出的问题提供技术解决方案,并提供对这些解决方案的详细解释。此外,还讨论了使用TensorFlow、PyTorch、Keras和CNTK等流行开源框架针对实际问题解决方案相应的优缺点。《Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》也介绍了人工神经网络基本概念及其相关技术,包括经典的网络拓扑等。《Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》主要目的是为Python程序员提供较为详细的实战方案,以便将深度学习应用于常见和不常见实际问题场景。

Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》包括14章:

(1)编程环境、GPU计算、云解决方案和深度学习框架;

(2)前馈神经网络;

(3)卷积神经网络;

(4)递归神经网络;

(5)强化学习;

(6)生成对抗网络;

(7)计算机视觉;

(8)自然语言处理;

(9)语音识别和视频分析;

(10)时间序列和结构化数据;

(11)游戏智能体和机器人;

(12)超参数选择、调优和神经网络学习;

(13)网络内部构造;

(14)预训练模型。

Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》的主要特点:

1)提供训练不同神经网络模型并调整模型以期获得佳性能的实战方案;

2)使用诸如TensorFlow、Caffe、Keras、Theano的Python框架进行自然语言处理、计算机视觉识别等;

3)Python深度学习中的常见以及不常见问题的解决指南。

通过《Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》将会学到:

1)在Python中实现不同的人工神经网络模型;

2)选择诸如PyTorch、TensorFlow、MXNet和Keras等优的Python开源框架来进行深度学习;

3)应用神经网络内部细节相关的提示和技巧,以提高学习成效;

4)巩固机器学习原理并将其应用于深度学习领域;

5)重用Python代码段并将其应用于解决日常问题;

6)评估每个解决方案的成本/收益和性能影响。

内容简介

《Python深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》以自上而下和自下而上的方法来展示针对不同领域实际问题的深度学习解决方案,包括图像识别、自然语言处理、时间序列预测和机器人操纵等。还讨论了采用诸如TensorFlow、PyTorch、Keras和CNTK等流行的深度学习开源框架用于实际问题的解决方案及其优缺点。《Python深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》内容包括:用于深度学习的编程环境、GPU计算和云端解决方案;前馈神经网络与卷积神经网络;循环与递归神经网络;强化学习与生成对抗网络;深度学习用于计算机视觉、自然语言处理、语音识别、视频分析、时间序列预测、结构化数据分析以及游戏智能体(Agents)和机器人操控等。后讨论了深度学习的超参数选择和神经网络的内在结构以及预训练模型的使用技巧等。

作者简介

作者:

IndradenBakker是一位经验丰富的深度学习工程师和培训师。他是23insights平台的创始人,这是NVIDIA所属孵化项目计划的一部分,这是一个机器学习构建解决方案的初创型计划,可以改变世界上重要的行业。在开放课程平台Udacity,他指导了在深度学习和相关领域攻读微学位(Nanodegree)的学生,他还负责审查学生的实习项目。Indra拥有计算智能背景,并在创建23insights平台之前作为IPGMediabrands的品牌代理以及Screen6的数据科学家若干年。

译者:

程国建,博士,教授,西安培华学院智能科学与信息工程学院(中兴电信学院)院长。1990年12月获中国石油大学(华东)计算机应用专业工学学士学位;1994年6月获西安电子科技大学计算机与人工智能专业工学硕士学位;1997年9月至2001年12月留学德国图宾根大学,获理学博士学位(Dr.rer.nat.)。2002年3月至2003年8月在戴姆勒集团(DaimlerAG,奔驰汽车公司)从事汽车嵌入式软件产品线构造、车载多媒体互连架构(Telematics)等方面的研究工作。2004年9月回国任教,2008年底破格晋升教授职称,2009年7月荣获“陕西省优秀留学回国人员”荣誉称号,2010年12月赴美国西弗吉尼亚大学石油工程系进行访学活动。近几年主持并完成十余项科研项目,包括国家自然科学基金项目2项,指导研究生50余名,在相关学术研究领域及国际会议发表文章150余篇,其中核心期刊70余篇,三大检索(SCI/ISTP/EI)论文50余篇,出版专(译)著十余部。主要科研领域及研究方向包括:计算智能、机器学习、模式识别、图像处理、智能数字油田、商业智能、大数据与智慧城市等。

目录

译者序
原书前言
第1章编程环境、GPU计算、云解决方案和深度学习框架//1
1.1简介//1
1.2搭建一个深度学习环境//2
1.3在AWS上启动实例//2
1.4在GCP上启动实例//3
1.5安装CUDA和cuDNN//4
1.6安装Anaconda和库文件//6
1.7连接服务器上的JupyterNotebooks//7
1.8用TensorFlow构建最先进的即用模型//8
1.9直观地用Keras建立网络//10
1.10使用PyTorch的RNN动态计算图//12
1.11用CNTK实现高性能模型//14
1.12使用MXNet构建高效的模型//15
1.13使用简单、高效的Gluon编码定义网络//17
第2章前馈神经网络//19
2.1简介//19
2.2理解感知器//19
2.3实现一个单层神经网络//23
2.4构建一个多层神经网络//27
2.5开始使用激活函数//30
2.6关于隐层和隐层神经元的实验//35
2.7实现一个自动编码器//38
2.8调整损失函数//41
2.9测试不同的优化器//44
2.10使用正则化技术提高泛化能力//47
2.11添加Dropout以防止过拟合//51
第3章卷积神经网络//56
3.1简介//56
3.2开始使用滤波器和参数共享//56
3.3应用层合并技术//60
3.4使用批量标准化进行优化//62
3.5理解填充和步长//66
3.6试验不同类型的初始化//72
3.7实现卷积自动编码器//76
3.8将一维CNN应用于文本//79
第4章递归神经网络//81
4.1简介//81
4.2实现一个简单的RNN//82
4.3添加LSTM//84
4.4使用GRU//86
4.5实现双向RNN//89
4.6字符级文本生成//91
第5章强化学习//95
5.1简介//95
5.2实现策略梯度//95
5.3实现深度Q学习算法//102
第6章生成对抗网络//109
6.1简介//1096.2了解GAN//109
6.3实现DCGAN//112
6.4使用SRGAN来提高图像分辨率//117
第7章计算机视觉//125
7.1简介//125
7.2利用计算机视觉技术增广图像//125
7.3图像中的目标分类//130
7.4目标在图像中的本地化//134
7.5实时检测框架//139
7.6用U-net将图像分类//139
7.7语义分割与场景理解//143
7.8寻找人脸面部关键点//147
7.9人脸识别//151
7.10将样式转换为图像//157
第8章自然语言处理//162
8.1简介//162
8.2情绪分析//162
8.3句子翻译//165
8.4文本摘要//169
第9章语音识别和视频分析//174
9.1简介//174
9.2从零开始实现语音识别流程//174
9.3使用语音识别技术辨别讲话人//177
9.4使用深度学习理解视频//181
第10章时间序列和结构化数据//185
10.1简介//185
10.2使用神经网络预测股票价格//185
10.3预测共享单车需求//189
10.4使用浅层神经网络进行二元分类//192
第11章游戏智能体和机器人//194
11.1简介//194
11.2通过端到端学习来驾驶汽车//194
11.3通过深度强化学习来玩游戏//199
11.4用GA优化超参数//205
第12章超参数选择、调优和神经网络学习//211
12.1简介//211
12.2用TensorBoard和Keras可视化训练过程//211
12.3使用批量和小批量工作//215
12.4使用网格搜索调整参数//219
12.5学习率和学习率调度//221
12.6比较优化器//224
12.7确定网络的深度//227
12.8添加Dropout以防止过拟合//227
12.9通过数据增广使模型更加鲁棒//232
12.10利用TTA来提高精度//234
第13章网络内部构造//235
13.1简介//235
13.2用TensorBoard可视化训练过程//235
13.3用TensorBoard可视化网络结构//239
13.4分析网络权重等//239
13.5冻结层//244
13.6存储网络结构并训练权重//246
第14章预训练模型//250
14.1简介//250
14.2使用GoogLeNet/Inception进行大规模视觉识别//250
14.3用ResNet提取瓶颈特征//252
14.4对新类别使用预训练的VGG模型//253
14.5用Xception细调//256
......

前言/序言

前言

深度学习正在为广泛的行业带来革命性的变化。对于许多应用来说,深度学习通过做出更快和更准确的预测,证明其已经超越人类的预测。《Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》提供了自上而下和自下而上的方法来展示深度学习对不同领域现实问题的解决方案。这些应用程序包括计算机视觉、自然语言处理、时间序列预测和机器人。

《Python深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》主要内容

第1章 编程环境、GPU计算、云解决方案和深度学习框架 主要包括与环境和GPU计算相关的信息和方案。对于在不同平台上设置环境有问题的读者来说,这是一个必读内容。

第2章 前馈神经网络 提供了与前馈神经网络有关的一系列方法,并作为其他章节的基础。本章的重点是为不同网络拓扑常见的实现问题提供解决方案。

第3章 卷积神经网络 着重介绍卷积神经网络及其在计算机视觉中的应用。它提供了有关CNN中使用的技术和优化方法。

第4章 递归神经网络 提供了一系列与递归神经网络相关的方法,包括LSTM(长短期记忆)网络和GRU(门控递归神经元)。本章的重点是为循环神经网络的常见的实现问题提供解决方案。

第5章 强化学习 涵盖强化学习神经网络的各种方法。本章介绍了在单智能体环境中深度强化学习的概念。

第6章 生成对抗网络 提供了与无监督学习问题相关的一系列方法,这包括图像生成和超分辨率的生成对抗网络。

第7章 计算机视觉 包含图像编码相关的数据处理方法,如视频帧。将提供使用Python处理图像数据的经典技术,以及用于图像检测、分类和分割的最佳解决方案。

第8章 自然语言处理 涵盖与文本数据处理相关的方法,包括与文本特征表示和处理相关的方法,包括文字嵌入和文本数据存储。

第9章 语音识别和视频分析 涵盖与流数据处理相关的方法,这包括音频、视频和帧序列。

第10章 时间序列和结构化数据 提供与数字运算相关的方法,这包括序列和时间序列。

第11章 游戏智能体和机器人 专注于最先进的深度学习研究应用,这包括与多智能体环境(模拟)和自主车辆中游戏智能体相关的方法。

第12章 超参数选择、调优和神经网络学习 阐述了神经网络学习过程涉及的方方面面。本章的总体目标是提供非常简洁和具体的技巧来提升网络性能。

第13章 网络内部构造 介绍了一个神经网络的内部构造,这包括张量分解、权重初始化、拓扑存储、瓶颈特征和相应的嵌入。

第14章 预训练模型 涵盖了流行的深度学习模型,如VGG-16和InceptionV4。

学习《Python深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》所需的准备工作:

《Python深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》专注于AI(人工智能)的Python实现,而不是Python本身。《Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》使用Python3来构建各种应用程序,专注于如何以最好的方式利用各种Python库来构建真实世界的应用程序。本着这样的精神,尽力使所有的代码尽可能无误易懂,这将使读者能够轻松理解代码,并在不同的场景中使用它。

《Python深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》读者对象:

《Python深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》面向那些希望使用深度学习算法来创建真实Python应用程序的机器学习专业人士。对机器学习概念和Python库(如NumPy、SciPy和Scikit-learn)有深入的理解。此外,还需要具备线性代数和微积分的基本知识。

约定惯例:

在《Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》中,读者将看到许多区分不同类型信息的文本样式。下面是这些样式的一些例子,以及对其含义的解释。文本、数据库表名、文件夹名、文件名、文件扩展名、路径名、虚拟URL、用户输入和Twitter句柄中的代码字如下所示:“为提供虚拟数据集,将使用numpy和以下代码”。设置如下一段代码:

任意命令行的输入或输出如下:

新术语和关键词以黑体显示。

在屏幕上看到的单词,例如菜单或对话框,就会像这样出现在文本中:

警告或重要关注。

提示和技巧图标。

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Python 深度学习实战:75个有关神经网络建模、强化学习与迁移学习的解决方案》审稿人

RadovanKavicky是GapData研究院的首席数据科学家和总裁(https://www.gapdata.org),该研究院总部设在斯洛伐克的布拉迪斯拉发市,致力于利用数据的力量和经济学智慧为公共利益服务。RadovanKavicky是一位具有教育和学术背景的宏观经济学家、专业咨询师和分析师(在公共和私营部门为客户提供咨询服务方面具有超过8年的经验),他具有强大的数学和分析能力,能够提供顶级研究和分析工作。从MATLAB、SAS和Stata开始,目前转向Python、R和Tableau。他是斯洛伐克经济协会的成员,也是开放数据、开放预算举措和开放政府合作伙伴的传播者。他是PyDataBratislava、R

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