實戰(zhàn)深度學(xué)習(xí)：原理、框架及應(yīng)用

目錄
第1章深度學(xué)習(xí)初識1
1.1什么是深度學(xué)習(xí)1
1.1.1深度學(xué)習(xí)與機器學(xué)習(xí)的關(guān)系1
1.1.2深度學(xué)習(xí)與人工智能的關(guān)系2
1.1.3深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用案例2
1.2機器學(xué)習(xí)初識4
1.2.1機器學(xué)習(xí)概述4
1.2.2機器學(xué)習(xí)的分支5
1.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初識8
1.3.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的來源8
1.3.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與神經(jīng)元模型8
1.4本章小結(jié)9
思考題10
第2章深度學(xué)習(xí)主流工具及框架11
2.1開發(fā)環(huán)境的搭建及使用11
2.1.1下載及安裝Anaconda開發(fā)工具11
2.1.2Python庫的導(dǎo)入與添加13
2.1.3Anaconda命令簡介14
2.2深度學(xué)習(xí)的主要框架15
2.2.1TensorFlow概況16
2.2.2CPU版環(huán)境搭建與調(diào)用17
2.2.3GPU版環(huán)境搭建與調(diào)用19
2.2.4Keras的調(diào)用24
2.3本章小結(jié)25
思考題26
第3章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理及實現(xiàn)27
3.1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)27
3.1.1張量27
3.1.2導(dǎo)數(shù)28
3.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及結(jié)構(gòu)29
3.2.1MP神經(jīng)元模型30
3.2.2感知機31
3.2.3前向傳播32
3.2.4反向傳播34
3.3激活函數(shù)35
3.3.1Sigmoid函數(shù)35
3.3.2Tanh函數(shù)36
3.3.3ReLU函數(shù)38
3.3.4Swish函數(shù)39
3.4損失函數(shù)40
3.4.1均值平方差40
3.4.2交叉熵41
3.5優(yōu)化方法: 梯度下降41
3.5.1批量梯度下降42
3.5.2隨機梯度下降42
3.5.3小批量梯度下降42
3.6綜合案例: 搭建簡單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)43
3.6.1基本功能函數(shù)43
3.6.2簡單神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的搭建44
3.6.3擬合函數(shù)可視化46
3.7本章小結(jié)48
思考題48
第4章卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)49
4.1卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)入門49
4.1.1卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述49
4.1.2卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)50
4.2卷積運算52
4.2.1卷積函數(shù)53
4.2.2卷積實例54
4.3池化運算59
4.3.1池化函數(shù)60
4.3.2池化實例61
4.4綜合案例: 手寫數(shù)字識別65
4.4.1MNIST數(shù)據(jù)集初識65
4.4.2手寫數(shù)字識別模型構(gòu)建和訓(xùn)練67
4.5本章小結(jié)71
思考題72
第5章循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)73
5.1循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)入門73
5.1.1循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述73
5.1.2序列數(shù)據(jù)74
5.1.3循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)75
5.1.4梯度消失和梯度爆炸76
5.2長短期記憶網(wǎng)絡(luò)——LSTM78
5.2.1長期依賴問題78
5.2.2長短期記憶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)79
5.3綜合案例: 語義情感分析83
5.4本章小結(jié)88
思考題88
第6章生成對抗網(wǎng)絡(luò)89
6.1生成對抗網(wǎng)絡(luò)初識89
6.1.1生成對抗網(wǎng)絡(luò)概述89
6.1.2生成對抗網(wǎng)絡(luò)基本模型89
6.2生成對抗網(wǎng)絡(luò)的基本原理90
6.3綜合案例: 仿照手寫字體91
6.4本章小結(jié)98
思考題98
第7章基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測99
7.1目標(biāo)檢測基礎(chǔ)99
7.1.1數(shù)據(jù)集99
7.1.2性能指標(biāo)100
7.1.3錨點101
7.1.4錨框101
7.1.5非極大值抑制101
7.2傳統(tǒng)的目標(biāo)檢測101
7.2.1ViolaJones102
7.2.2方向梯度直方圖103
7.2.3DPM105
7.2.4綜合案例: DPM行人檢測106
7.3結(jié)合候選區(qū)域和CNN分類的目標(biāo)檢測框架110
7.3.1RCNN110
7.3.2SPPNET111
7.3.3Fast RCNN113
7.3.4Faster RCNN114
7.4回歸問題的端到端的目標(biāo)檢測框架117
7.4.1YOLO117
7.4.2SSD118
7.4.3綜合案例: YOLO目標(biāo)檢測118
7.5本章小結(jié)122
思考題122
第8章基于深度學(xué)習(xí)的圖像分割123
8.1基于圖論的方法123
8.1.1NormalizedCut124
8.1.2GraphCut124
8.1.3GrabCut125
8.1.4綜合案例: GrabCut前景提取126
8.2基于聚類的方法127
8.2.1K均值聚類128
8.2.2譜聚類128
8.2.3Meanshift129
8.2.4SLIC129
8.2.5聚類應(yīng)用130
8.2.6綜合案例: SLIC分割超像素131
8.3基于深度語義的方法132
8.3.1FCN132
8.3.2DeepLab系列133
8.3.3PSPNet133
8.3.4UNet135
8.3.5SegNet135
8.3.6綜合案例: 細胞壁檢測136
8.4本章小結(jié)142
思考題142
第9章基于深度學(xué)習(xí)的人臉識別143
9.1訓(xùn)練圖像數(shù)據(jù)采集143
9.1.1訓(xùn)練圖像數(shù)據(jù)源143
9.1.2爬取圖像數(shù)據(jù)集144
9.2CNN人臉識別設(shè)計146
9.2.1CNN人臉識別設(shè)計方案146
9.2.2CNN圖像處理146
9.2.3圖像預(yù)處理148
9.3CNN模型搭建149
9.3.1搭建卷積層150
9.3.2搭建池化層150
9.3.3選取激活函數(shù)151
9.3.4選取優(yōu)化器151
9.3.5自定義損失函數(shù)152
9.3.6設(shè)置參數(shù)調(diào)整學(xué)習(xí)效率152
9.3.7訓(xùn)練CNN模型154
9.3.8模型保存加載與評估155
9.3.9模型測試156
9.4口罩佩戴識別增強157
9.5本章小結(jié)158
思考題158
第10章基于深度學(xué)習(xí)的文本自動生成159
10.1訓(xùn)練文本數(shù)據(jù)采集159
10.1.1訓(xùn)練文本數(shù)據(jù)源159
10.1.2訓(xùn)練文本數(shù)據(jù)整理160
10.2LSTM五言律詩自動生成設(shè)計160
10.2.1文本預(yù)處理161
10.2.2文本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化161
10.2.3LSTM模型搭建162
10.2.4訓(xùn)練LSTM模型162
10.3測試LSTM模型163
10.3.1生成序列數(shù)據(jù)163
10.3.2定義采樣方法163
10.4本章小結(jié)166
思考題166
第11章深度學(xué)習(xí)展望167
11.1深度學(xué)習(xí)的探索方向167
11.1.1設(shè)計更好的深度學(xué)習(xí)框架167
11.1.2發(fā)現(xiàn)更好的網(wǎng)絡(luò)模型167
11.2深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用場景展望168
11.2.1教育領(lǐng)域168
11.2.2金融領(lǐng)域168
11.2.3醫(yī)療領(lǐng)域168
11.2.4文藝領(lǐng)域169
11.2.5無人服務(wù)169
11.3本章小結(jié)169
參考文獻170