神經網絡和深度學習WU Week1

深度學習概論

一、什么是神經網絡

  • 1.以房屋定價預測為例說明什么是神經網絡。
    數據集:6個房屋數據,輸入變量為大小size,輸出變量為價格Price

  • 1.1 僅僅考慮size作為輸入變量就能得到一個神經元的神經網絡。
    也就是輸入size,通過模型預測,得到輸出房屋價格 y

    一個神經元的神經網絡

  • 1.2 考慮多個因素的復雜模型


    多個因素的復雜模型
  • 1.3 事實上,在神經網絡中,我們往往并不關心中間層的因素是啥,會讓神經網絡自己決定,我們只關心輸入自變量 x 得到預測變量 y。

    神經網絡示意圖

二、用神經網絡進行監(jiān)督學習

    1. 監(jiān)督學習Supervised Learning
      簡單來說就是輸入自變量,找到合適的模型,輸出因變量。常見的監(jiān)督學習及其應用如下。


      監(jiān)督學習及其應用
    • CNN卷積神經網絡適用于圖像數據處理
    • RNN循環(huán)神經網路適用于一維序列數據,其中包含時間成分。
    1. 數據類型:
    • Structured Data
      數據的數據庫,每個feature都有清晰的定義
    • Unstructured Data
      音頻、原始音頻、圖像
      特征可能是像素值,或者文本中的一個單詞


      數據類型

計算機處理非結構化數據更困難,但是人類很擅長處理非結構化數據,神經網絡和深度學習的出現讓計算機能更好的解釋非結構化數據。

    1. 深度學習的興起(為什么深度學習現在這么火?)
      一圖以言之:


      深度學習與傳統(tǒng)方法
    • 規(guī)模推動深度學習,規(guī)模不僅是神經網絡的規(guī)模還是數據(帶標簽的數據)的規(guī)模。
    • 符號約定:
      m:數據集規(guī)模/訓練樣本的數量
    • 如上圖所示,如果數據集規(guī)模比較小的話,傳統(tǒng)方法例如支持向量機可能表現也很好,但是數據規(guī)模比較大的時候深度學習就會凸顯它的優(yōu)勢。
    • 早期的神經網絡更多的是數據和計算性能的發(fā)展,近幾年算法也在發(fā)展并加快計算速度,典型的例子就是sigmoid函數轉化為ReLu函數加速‘梯度下降法’計算速度。加快速度重要的另一個原因就是事關效率,可以更好地實現并改進你的想法。


      數據、計算與算法
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