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深度学习框架比较2精品PPT课件

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深度学习的基本理论与方法通用课件

深度学习的基本理论与方法通用课件

推荐系统：深度学习通过挖掘用 户历史行为和数据，实现个性化 推荐，提高推荐效果。
计算机视觉：深度学习在计算机 视觉领域取得了显著成果，如图 像分类、目标检测、人脸识别等 。
语音识别：基于深度学习的语音 识别技术大大提高了语音识别的 准确率和鲁棒性。
以上仅是深度学习应用的一部分 领域，实际上，深度学习正在渗 透到越来越多的领域，不断推动 着人工智能技术的进步。
• 应用场景：Transformer及其变种广泛应用于各种自然语言处理任务，如机器 翻译、文本分类、问答系统、文本生成等。它们通常作为核心组件，结合其他 技术构建更复杂的模型。
• 优势与改进：Transformer具有并行计算能力强、能够捕捉长程依赖关系等优 点。然而，它也面临着计算量大、对于某些任务可能过于复杂等问题。针对这 些问题，一些轻量级的Transformer模型被提出，如MobileBERT、TinyBERT 等，它们在保持性能的同时降低了计算成本。
机器翻译
基于深度学习技术的神经机器翻译方法，如基于循环神经 网络（RNN）的Seq2Seq模型、基于Transformer的GPT 和BERT等模型，实现了高质量的机器翻译。
THANKS
感谢观看
Keras
Keras是一个高级神经网络API， 可运行于TensorFlow、Theano 等后端，以简洁易用受到广泛欢
迎。
深度学习在计算机视觉中的应用
1 2 3
图像分类
通过训练深度神经网络，实现对图像的分类和识 别，如ImageNet挑战赛中的图像分类任务。
目标检测
利用深度学习技术，实现在图像中准确快速地检 测出目标物体的位置和类别，如R-CNN、YOLO 等算法。
在卷积神经网络末尾，通常加入全连接层，对特征图进行高维 抽象和分类器设计，输出最终的分类或回归结果。

深度学习课件-卷积神经网络的实现及常用框架

深度学习课件-卷积神经网络的实现及常用框架
讲解卷积层、池化层和全 连接层等关键组件的工作 原理。
卷积操作和卷积核
详细解释卷积操作的原理， 并介绍不同类型的卷积核 及其应用。
优化函数和Dropout技术
1
优化函数
介绍梯度下降、随机梯度下降（SGD）
Dropout技术
2
和Adam等优化函数及其在CNN中的应 用。
探讨Dropout技术的原理和使用方法，
介绍TensorFlow深度学习框 架的安装、使用和常见应 用场景。
P y Torc h
介绍PyTorch深度学习框架 的安装、使用和特点。
Caffe
介绍Caffe深度学习框架的 安装、使用和适用领域。
深度学习环境构建和配置
1 环境构建
讲解如何搭建适用于深度学习的开发环境，包括硬件和软件要求。
2 配置要点
深度学习课件-卷积神经 网络的实现及常用框架
通过该课件，您将了解卷积神经网络（CNN）的原理和实现，以及常用的深 度学习框架，如TensorFlow、PyTorch、Caffe和Keras等。
卷积神经网络简介
CNN的应用背景
介绍卷积神经网络（CNN） 在图像识别、自然语言处 理等领域的广泛应用。
网络结构和原理
分享在构建深度学习环境时的一些注意事项和常见问题解决方法。
实战案例：手写数字识别
1
问题定义
说明手写数字识别的问题背景和目标。
模型构建
2
详细介绍使用TensorFlow构建CNN模型
的步骤和技巧。
3
模型评估
展示模型在测试集上的准架构，通过增加深度 和小卷积核来提高模型性能的 经典CNN模型。
迁移学习和应用案例
1 迁移学习
探讨如何使用预训练的CNN模型进行迁移学习，以提高模型的训练效 果。

深度学习框架比较-caffe的理念及使用课件

深度学习框架比较-caffe的理念及使用课件

学习交流PPT
8
How to use Caffe ?
Just 4 steps!! 1. Convert data (run a script) 2. Define net (edit prototxt) 3. Define solver (edit prototxt) 4. Train (with pretrained weights) (run a script)
学习交流rview:
Caffe(Convolutional Architecture For Feature Extraction) Created by Yangqing Jia(贾扬清), UC Berkeley. Written in C++, has Python and MATLAB interface.
the function to do a given task, and the composition of every layer’s
backward computes the gradient from the loss to learn the task.
name: "LogReg" layer { name: "mnist" type: "Data" top: "data" top: "label" data_param {
学习交流PPT
5
Layer
The layer is the essence of a model and the fundamental unit of computation.
Layers convolve filters, pool, take inner products, apply nonlinearities like rectified-linear and sigmoid and other element-wise transformations, normalize, load data, and compute losses like softmax and hinge.

深度学习技术介绍PPT课件

深度学习技术介绍PPT课件
根据Marr(1982)年理论，理解一个信息处理系统，具有三个被称为分析层面的内容： 计算理论(computational theory)对应计算目标和任务的抽象定义。 表示和算法(representation and algorithm)是关于输人和输出如何表示和从输入到输
出变换的算法说明。 硬件实现(hardware implementation)是系统的实物物理实现。
29
29
M40 GPU加速特性
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GPU与CPU连接
通过PCIe与CPU连接, 最大理论带宽8GB/s(gen2.0)、16GB/s(gen3.0) CPU称为主机(host), 显卡(GPU)称为设备(device)
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最优连接数量：4
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目前的GPU使用方案
33
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CPU困境
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机器学习还可以进行压缩(compression)。用规则拟合数据，我们能得到比数据更简 单的解释，需要的存储空间更少，处理所需要的计算更少，例如，一旦你掌握了加法 规则，你就不必记忆每对可能数字的和是多少。
机器学习的另一种用途是离群点检测(outlier detection)，即发现那些不遵守规则的 例外实例。在这种情况下，学习规则之后，我们感兴趣的不是规则，而是规则未能覆 盖的例外，他们可能暗示出我们需要注意的异常，如诈骗等。
具体应用-人脸识别
对于人脸识别(face recognition)。输入是人脸 图像，类是需要识别的人，并且学习程序应当 学习人脸图像与身份之间的关联性。人脸会有 更多的类，输入图像也更大一些，并且人脸是 三维的，不同的姿势和光线等都会导致图像的 显著变化。另外，对于特定人脸的输人也会出 现问题，比如说眼镜可能会把眼睛和眉毛遮住 ，胡子可能会把下巴盖住等。

[课件]深度学习的基本理论与方法PPT

[课件]深度学习的基本理论与方法PPT

Feature法的准确性起了非常关键的作用； • 识别系统主要的计算和测试工作耗时主要集中在特征提取部分 ； • 特征的样式目前一般都是人工设计的，靠人工提取特征； • 手工选取特征费时费力，需要启发式专业知识，很大程度上靠 深度学习就是用来解答这个 经验和运气； • 是否能自动地学习特征？ 问题的！！

深度学习

好处：可通过学习一种深层非线性网络结 构，实现复杂函数逼近，表征输入数据分 布式表示。
深度学习训练过程
不采用BP算法的原因 （1）反馈调整时，梯度越来越稀疏，从顶层越往下， 误差校正信号越来越小； （2）收敛易至局部最小，由于是采用随机值初始化， 当初值是远离最优区域时易导致这一情况； （3）BP算法需要有标签数据来训练，但大部分数据 是无标签的；
概 述

深度学习：一种基于无监督特征学习和特征层 次结构的学习方法 可能的的名称：
深度学习 特征学习 无监督特征学习

概 述
传统的模式识别方法：
Inference: prediction, recognition
Low-level sensing
Preprocessing
Feature extract.

深度学习训练过程
第一步：采用自下而上的无监督学习 1）逐层构建单层神经元。 2）每层采用wake-sleep算法进行调优。每 次仅调整一层，逐层调整。 这个过程可以看作是一个feature learning的过程，是和传统神经网络区别 最大的部分。

深度学习训练过程

wake-sleep算法:
深度学习
2006年，加拿大多伦多大学教授、 机器学习领域的泰斗Geoffrey Hinton在《科学》上发表论文 提出深度学习主要观点： 1）多隐层的人工神经网络具有优 异的特征学习能力，学习得到 的特征对数据有更本质的刻画， 从而有利于可视化或分类； 2）深度神经网络在训练上的难度 ，可以通过“逐层初始化”（ layer-wise pre-training）来 有效克服，逐层初始化可通过

深度学习介绍 ppt课件

深度学习介绍 ppt课件
1.进行前馈传导计算，利用前向传导公式，得到 2.对输出层（第 层），计算：
3.对于
的各层，计算：
直到输出层 的激活值。
4.计算最终需要的偏导数值：
5.根据残差对参数W和b做出更新：
2020/12/27
12
反向传播与梯度下降
S型函数导数
2020/12/27
开始
数据输入
权值学习
求隐含层和输出层 神经元输出
杂项
2020/12/27
5
神经网络
在机器学习与认知识别领域中，人工神经网络是一类模拟生物神经网络的模型，基于 大量训练数据，用来预测（决策问题）或估计目标函数模型。人工神经网络一般呈现 为相互关联的“神经元”之间相互交换信息的系统。在神经元的连接中包含有可以根 据训练样本调整的权重，使得神经网络可以自适应输入样本，并且拥有学习能力。
１）强调了模型结构的深度，通常有5层以上、甚至100多层的隐含层；
２）明确突出了特征学习的重要性，通过逐层特征变换，将样本在原空间的特征表示 变换到一个新特征空间，使得分类或预测更加容易。
2020/12/27
18
深层带来的好处
2020/12/27
为什么采用层次网络 19
预训练与梯度消失现象
神经网络层数加深以后，容易出现梯度消失现象； 由于前层的梯度是由后层的梯度项相乘得到，梯度会逐层衰减，从而导致后层的网络
X1 X2 X3 X4 X5 +1
2020I/1n2p/2u7t
X1* h1
X2* h2
X3* h3
X4* +1
X5*
hidden output
• 自动编码器的主要思想是利用无监督方式最小 化重建误差，学习到的权重提供了一个网络初 始化的较好的初始点。无监督学习的主要目的 是从无标签的数据中提取有用的特征，以减少 输入信息，保留数据中关键的有效信息。网络 通过没有标签的数据学习到潜在的分布信息， 有利于它区分有标签的信息。然而，在网络中， 权重仍然需要进行微调。因此，需要在神经网 络的顶部增加一个线性回归，再对有标签的数 据进行处理。网络的微调会采用梯度下降法， 对所有层同时进行调整。

深度学习PPT幻灯片

❖ 案例：星光智能一号广泛应用于高清视频监控、智能驾驶辅助、无人机、 机器人等嵌入式机器视觉领域
14
深度学习硬件加速方式——ASIC
❖ 阻碍深度学习发展的瓶颈仍是算法速度 ❖ 传统处理器需要多条指令才能完成一个神经元的处理 ❖ ASIC根据深度学习算法定制：处理效率、能效均最高 ❖ 代表：Cambricon（寒武纪科技）DianNao芯片、谷歌的TPU芯片、
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深度学习硬件加速方式——GPU
❖ SIMD方式，计算能力强，并行度支持好 ❖ 通用性，并非针对深度学习
➢ 运行效率受影响 ➢ 能耗仍较大 ❖ 代表： NVIDIA Tesla P100 GPU ❖ 案例：基于GPADAS)方面与众多车企进行合作
样思考
取新的知识技能，并
应用：国际跳棋程序

改善自身性能
应用：垃圾邮件过滤
深度学习
一种机器学习方法，模 拟人脑机制解释数据， 通过组合低层特征形成 更加抽象的高层属性类 别或特征
应用：谷歌视频寻猫
1950's 1960's 1970's 1980's 1990's 2000's 2010's
3
深度学习的流程
Horizon Robotics（地平线机器人）BPU芯片 ❖ 案例：基于TPU的AlphaGo与围棋冠军李世石人机大战，总比分4:1获胜
15
深度学习硬件加速方式比较
加速方式
优点
缺点
CPU
通用结构、可独立工作 通用性导致效率和能效比低
GPU FPGA DSP ASIC
强大的并行计算能力
通用性导致效率受影响、能耗大
灵活性好、设计空间大、 省去流片过程 改动小、计算能力较高

深度学习Deep-Learning【精品PPT文档】


• 减轻梯度消失问题的一个方法是使用线性激活函数（比如rectifier
函数）或近似线性函数（比如softplus 函数）。这样，激活函数的 导数为1，误差可以很好地传播，训练速度得到了很大的提高。
目录
• • • • • • • • 深度学习简介 数学基础 机器学习简介 感知器 前馈神经网络 卷积神经网络 循环神经网络 深度学习应用
向量函数及其导数
按位计算的向量函数及其导数
logistic函数
softmax函数
softmax函数
softmax函数
softmax函数
目录
• • • • • • • • 深度学习简介 数学基础 机器学习简介 感知器 前馈神经网络 卷积神经网络 循环神经网络 深度学习应用
机器学习中的一些概念
目录
• • • • • • • • 深度学习简介 数学基础 机器学习简介 感知器 前馈神经网络 卷积神经网络 循环神经网络 深度学习应用
向量
向量的模和范数
常见的向量
矩阵
矩阵的基本运算
矩阵的基本运算
常见的矩阵
常见的矩阵
导数
向量导数
导数法则
导数法则
导数法则
常用函数及其导数
常用函数及其导数
深度学习Deep Learning
目录
• • • • • • • • 深度学习简介 数学基础 机器学习简介 感知器 前馈神经网络 卷积神经网络 循环神经网络 深度学习应用
深度学习概念
• 机器学习（Machine Learning，ML）主要是研究如何使计算机从给定的 数据中学习规律，即从观测数据（样本）中寻找规律，并利用学习到的 规律（模型）对未知或无法观测的数据进行预测。目前，主流的机器学 习算法是基于统计的方法，也叫统计机器学习。 • 人工神经网络（Artificial Neural Network ，ANN），也简称神经网络， 是众多机器学习算法中比较接近生物神经网络特性的数学模型。人工神 经网络通过模拟生物神经网络（大脑）的结构和功能，由大量的节点 （或称“神经元”，或“单元”）和之间相互联接构成，可以用来对数 据之间的复杂关系进行建模。

深度学习框架 PyTorch实战课件PPT模板


06
1-6线性回归demo-数据与参数配置线性回归demo-数据与参 数配置
第1章pytorch框 架基本处理操作
1-7线性回归demo-训练回归模 型线性回归demo-训练回归模型
1-8补充：常见tensor格式补充： 常见tensor格式
1-9补充：hub模块简介补充： hub模块简介
1-8补充：常见tensor格式补充： 常见tensor格式
2-4分类任务概述分类任务概 述
2-6dataset模块介绍与应用方法 dataset模块介绍与应用方法
第3章卷积神经网络原理与
03 参数解读
第3章卷积神经网络原理与参数解读
3-1卷积神经网络应用领域1-卷积神经网络应用领域 3-2卷积的作用2-卷积的作用 3-3卷积特征值计算方法3-卷积特征值计算方法 3-4得到特征图表示4-得到特征图表示 3-5步长与卷积核大小对结果的影响5-步长与卷积核大小对结果的影响
202x
深度学习框架-pytorch 实战
演讲人
2 0 2 x - 11 - 11
目录
01. 第1章pytorch框架基本处理操作 02. 第2章神经网络实战分类与回归任务 03. 第3章卷积神经网络原理与参数解读
第1章pytorch框架基本处
01 理操作
第1章pytorch框架基本处理操作
01
1-9补充：Hub模块简介补充： Hub模块简介
第2章神经网络实战分类与
02 回归任务
第2章神经网络实战分类与回归任务
2-1气温数据集与任务介绍1-气温 数据集与任务介绍
2-3简化代码训练网络模型简 化代码训练网络模型
2-5构建分类网络模型构建分类网 络模型
2-2按建模顺序构建完成网络架构 按建模顺序构建完成网络架构

深度学习ppt课件


详细描述
目前深度学习在可解释性、过拟合、模型泛化等方面仍存在一些问题，未来将有更多研究关注这些领域，以推动 深度学习的理论发展。
更广泛的应用领域
总结词
随着深度学习技术的不断成熟，未来将有更多领域应用深度学习技术，实现智能 化升级。
详细描述
目前深度学习已经在语音识别、图像处理、自然语言处理等领域取得了显著成果 ，未来还将拓展到医疗、金融、工业等领域，为各行业带来智能化变革。
。
反向传播算法
反向传播算法是训练神经网络的关键步骤，它通过计算输出层与真实值之间的误差 来逐层反向传播误差。
在反向传播过程中，根据梯度下降算法更新每一层的权重参数，以逐渐减小误差。
反向传播算法通过不断地迭代更新权重，使得神经网络的预测结果逐渐接近真实值 。
卷积神经网络
01
卷积神经网络（CNN）是专门针对图像处理而设计 的神经网络结构。
游戏策略优化
利用深度学习技术，可以优化游戏策略，提 高游戏胜率。
角色行为模拟
通过深度学习，AI可以模拟角色的行为和决 策，使游戏更加真实和有趣。
游戏推荐系统
基于深度学习的推荐系统可以根据玩家的喜 好和行为，推荐合适的游戏。
推荐系统
个性化推荐
利用深度学习技术，可以实现对用户 进行个性化推荐，提高用户满意度和 忠诚度。
集成学习
将多个模型的预测结果组合起来，提高模型 的泛化能力。
Dropout
在训练过程中随机丢弃一部分神经元，以增 加模型的泛化能力。
计算资源问题
分布式计算
利用多台计算机或GPU进行并行计算， 加速训练过程。
硬件优化
优化GPU等硬件设备，提高计算效率 。
模型压缩
通过剪枝、量化等方式减小模型大小 ，降低计算复杂度。
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深度学习框架介绍
几个相对出名的框架
Caffe Theano Lasagne TensorFlow Keras MXNet Torch与Pytorch
Caffe
Caffe的全称应该是Convolutional Architecture for Fast Feature Embedding，它是一个清晰、高 效的深度学习框架，它是开源的，核心语言是C++，它支持命令行、Python和Matlab接口，它既可 以在CPU上运行也可以在GPU上运行。实现模块化。
Keras
支持卷积神经网络，循环神经网络的 Python 深度学习库，能够运行在 Theano 或者 TensorFlow 之上。Keras 算是这个列表中提供了最高层接口、用户使用最友好的深度学习库了。它由 Google 大脑团队的 Francis Chollet 创建与维护；它允许用户自由选择底层模型构建框架，可以是 Theano 或者 TensorFlow。Keras 的用 户交互借鉴了 Torch，如果你有基于 Lua 进行机器学习的经验，Keras 会是很值得一试的工具。因为 Keras 完 善的文档与简单易用的接口，Keras 的社区非常繁荣与活跃。最近，TensorFlow 团队宣布计划将内建支持 Keras，因此不久的将来 Keras 会是 TensorFlow 项目的子集了吧。
优点
你可以自由选择使用 Theano 或者 TensorFlow 直观，高级的接口 相对简单的学习曲线 缺点
与其他相比力于提供兼顾性能与灵活性的深度学习框架。作为 Amazon 的钦定深度学习框架，MXNet 也算是 性能最好的深度学习框架之一了。它提供了类似于 Theano 与 TensorFlow 的数据流图，并且支持多 GPU 配 置 ，提供了类似于 Lasagne 与 Blocks 的相对高阶的模型构建块，还能运行在多种硬件设备上（包括移动设 备）。Python 只是 MXNet 支持的多种语言之一，它还提供了基于 R, Julia, C++, Scala, Matlab 以及 JavaScript 的多种接口。如果你专注于效率，那么 MXNet 是个不二选择，不过你可能会要让自己习惯 MXNet 中很多的奇怪设定。
优点
第一个主流的工业级深度学习工具。
在计算机视觉领域Caffe依然是最流行的工具包。很多常用论文的网络拥有caffe实 现
网络结构定义简单，网络则使用Protobuf定义
缺点：
1）它有很多扩展，但是由于一些遗留的架构问题，不够灵活且对递归网络和语言建 模的支持很差。
2）基于层的网络结构，其扩展性不好，对于新增加的层，需要自己实现（forward, backward and gradient update）
优点 还是比较灵活的 比 Theano 提供了更高层的抽象接口 文档与代码更为条理清晰 缺点 社区并不是很活跃
TensorFlow
使用数据流图进行数值计算的开源软件库。TensorFlow 集成了类似于 Theano 这样底层的符号计算功 能，也包含了类似于 Blocks 或者 Lasagne 这样的高层 API。尽管 TensorFlow 登上 Python 深度学 习库的时间尚短，但是它已经成为了最受瞩目、社区最为庞大的工具。TensorFlow 由 Google 大脑团 队发布并且维护，它支持多 GPU 的机器学习模型，提供了高效的数据管道以及内建的用于审视、可视 化以及序列化模型的功能。最近 TensorFlow 团队决定添加对于 Keras 的内建支持，使得 TensorFlow 具备更好的可用性。尽管社区都认同 TensorFlow 是有缺陷的，但是因为其社区的庞大与项目背后支 持力量，学习 TensorFlow 会是个不错的选择；。 优点 由 Google 支持 社区很繁荣 同时提供了底层与高层的网络训练接口，还要tflearn,tfslim上层接口 比 Theano 提供了更高层的抽象接口 比 Theano 能够更快地训练模型 缺点 对 RNN 的支持度仍然落后于 Theano 一开始的时候性能不是很好，但已经有所改进
优点
相当快的评测结果 彻底的灵活性 缺点
社区最小 比 Theano 更陡峭的学习曲线
Pytorch与torch
支持强力 GPU 加速的 Python Tensor 与 动态神经网络库。PyTorch 问世不过数周，在我们的深度学习框架列 表中尚属新生儿。虽然 PyTorch 主要基于 Lua Torch， 但是它是由 Facebook 人工智能研究团队（FAIR）支 持的，并且它设计初衷就是用来处理动态计算图问题，这个特性也是其他的 Theano，TensorFlow，以及其他 扩展框架所没有的。虽然 PyTorch 尚未成熟，但是因为它这一特性我们相信它会在未来的 Python 深度学习生 态系统中占据一席之地，并且我们认为它是个非常不错的选项。
Theano
Theano 不仅仅是一个可以独立使用的库，它还是我们下面介绍的很多框架的底层数值计算引擎；它 来自蒙特利尔大学 MILA 实验室，由 Frédéric Bastien 最早创建。Theano 提供的 API 相对底层，因 此如果你希望高效运行 Theano， 你必须对它的底层算法非常熟悉。如果你拥有丰富的机器学习理论 知识与经验，并且你希望对于自己的模型有细粒度的控制或者自己动手创建新的模型，那么 Theano 是个不错的选择。总结而言，Theano 最大的优势就是其灵活性。
优点 相对灵活 正确使用的话性能较好 缺点 陡峭的学习曲线 大量的底层 API 编译复杂符号图的时候可能会很慢
Lasagne
鉴于 Theano 着重打造面向符号数学的工具库，Lasagne 提供了基于 Theano 的相对高层的抽象，使 它对于偏向工程的深度学习开发者更为友好。它最早由 DeepMind 的研究学者 Sander Dieleman 开 发与维护。不同于 Theano 中网络模型需要指定为符号变量的表达式，Lasagne 允许用户以层的概念 来定义网络，并且引入了所谓的 “Conv2DLayer” 与 “DropoutLayer”。Lasagne 以牺牲部分灵 活性为代价提供了常用的组件来进行层构建、初始化、模型正则化、模型监控与模型训练。