深度學習概念與人工智能技術之間關係 及機器學習與深度學習區別

AI技術主要包括 機器學習,表徵學習(特徵學習),深度學習等

AI技術包含關係

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上圖爲人工智能技術的包含關係
可見AI包括機器學習(machine learning),機器學習又包括表徵學習(representation learning),深度學習(Deep Learning)又是表徵學習的一種

AI系統的不同部分

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上圖可見
基於規則的系統(Rule-based systems):輸入數據 通過手寫規則的程序 得到輸出
經典機器學習:輸入 通過設計的特徵提取 利用特徵進行匹配 得到輸出
表徵學習:相對於經典機器學習,將手寫特徵提取,改爲機器對特徵進行學習
深度學習:輸入 提取到簡單的特徵 對特徵進行擴展 利用特徵進行匹配
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該圖中灰色的部分,爲機器從數據中學習部分(不需要人編寫)

機器學習與深度學習區別

深度學習由經典機器學習發展而來,兩者有着相同與不同特點

1.完全不同的模式

機器學習:使計算機能從數據中學習,並利用其學到的知識來提供答案(通常爲預測)。依賴於不同的範式(paradigms),例如統計分析、尋找數據相似性、使用邏輯等
深度學習:使用單一技術,最小化人腦勞動。使用被稱爲神經元的計算單元處理數據,這些計算單元被安排成有序的部分,稱爲層。(神經網絡)(neural network)

2.靈活的架構

機器學習:提供許多超參(調整)來優化從數據中學習的算法
深度學習:也使用超參,不過也使用多個用戶配置的層(用戶指定數量個類型)

3.自治(自動調節)的特徵定義

機器學習:需要人工干預才能成功。使用大量的人類知識來發展機器學習工作算法。(爲機器學習算法創建正確的信息稱爲特徵創建,這是一項耗時的工作)
深度學習:它不需要人類執行任何功能創建活動,由於它的許多層,它定義了自己最好的特徵

簡述深度學習

什麼是深度學習

從數據中提取有用的模式

怎樣實現深度學習

神經網絡 + 優化
技術手段如 Python+TensorFlow/pytorch

困難部分

需要好的問題,也需要搭配好的數據(數量、質量)

深度學習發展依賴

爲什麼深度學習現在發展正盛?
有了大量數據、硬件發展、活越強大的社區、有了很多封裝的工具

面臨困境

大多數關於智力的重大問題都沒有得到回答,也沒有得到恰當的表述

熱門應用

人臉識別、圖像分類、語音識別、語音生成、筆跡轉錄、機器翻譯、醫學診斷、汽車自動駕駛(航線保持)、智能助理、智能推薦系統(廣告、商品)、遊戲

百科概念

深度學習

深度學習是學習樣本數據的內在規律和表示層次,這些學習過程中獲得的信息對諸如文字,圖像和聲音等數據的解釋有很大的幫助。它的最終目標是讓機器能夠像人一樣具有分析學習能力,能夠識別文字、圖像和聲音等數據。 深度學習是一個複雜的機器學習算法,在語音和圖像識別方面取得的效果,遠遠超過先前相關技術。
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從一個輸入中產生一個輸出所涉及的計算可以通過一個流向圖(flow graph)來表示:流向圖是一種能夠表示計算的圖,在這種圖中每一個節點表示一個基本的計算以及一個計算的值,計算的結果被應用到這個節點的子節點的值。考慮這樣一個計算集合,它可以被允許在每一個節點和可能的圖結構中,並定義了一個函數族。輸入節點沒有父節點,輸出節點沒有子節點。
這種流向圖的一個特別屬性是深度(depth):從一個輸入到一個輸出的最長路徑的長度。

表徵學習(特徵學習)

機器學習任務,例如分類問題,通常都要求輸入在數學上或者在計算上都非常便於處理,在這樣的前提下,特徵學習就應運而生了。然而,在我們現實世界中的數據例如圖片,視頻,以及傳感器的測量值都非常的複雜,冗餘並且多變。那麼,如何有效的提取出特徵並且將其表達出來就顯得非常重要。傳統的手動提取特徵需要大量的人力並且依賴於非常專業的知識。同時,還不便於推廣。這就要求特徵學習技術的整體設計非常有效,自動化,並且易於推廣。
特徵學習可以被分爲兩類:監督的和無監督的,類似於機器學習。
在監督特徵學習中,被標記過的數據被當做特徵用來學習。例如神經網絡,多層感知器,(監督)字典學習。
在無監督特徵學習中,未被標記過的數據被當做特徵用來學習。例如(無監督)字典學習,獨立成分分析,自動編碼,矩陣分解,各種聚類分析及其變形。

機器學習(泛義)

機器學習是一門多領域交叉學科,涉及概率論、統計學、逼近論、凸分析、算法複雜度理論等多門學科。專門研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行爲,以獲取新的知識或技能,重新組織已有的知識結構使之不斷改善自身的性能。
它是人工智能的核心,是使計算機具有智能的根本途徑。
常見算法:決策樹、樸素貝葉斯、支持向量機、隨機森林、Boosting與Bagging、EM(最大期望)

其他

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