AI 框架作用 深度学习范式主要是通过发现经验数据中,错综复杂的结构进行学习。通过构建包含多个处理层的计算模型(网络模型),深度学习可以创建多个级别的抽象层来表示数据。例如,卷积神经网络 CNN 可以使用大量图像进行训练,例如对猫狗分类去学习猫和狗图片的特征。这种类型的神经网络通常从所采集图像中,包含的像素进行学习。 本章将从深度学习的原理开始,进而深入地讨论在实现深度学习的计算过程中使用到的 AI 框架,看看 AI 框架具体的作用和目的。 1. 深度学习原理 深度学习的概念源于人工神经网络的研究,但是并不完全等于传统神经网络。在叫法上,很多深度学习算法中都会包含”神经网络”这个词,比如:卷积神经网络 CNN、循环神经网络 LSTM。所以,深度学习可以说是在传统神经网络基础上的升级,约等于神经网络。 虽然深度学习理论最初创立于上世纪八十年代,但有两个主要原因导致其直到近年来才得以发挥巨大作用: 1)深度学习需要大量的标签化数据。例如,无人驾驶汽车模型训练需要数万亿张图片和数千万小时的视频进行学习。 2)深度学习需要巨大的计算能力。例如,需要局别并行架构和集群组网能力的高性能 GPU/NPU 对于深度学习计算进行加速。 2. 神经网络 现在业界比较通用对神经网络概念的解释是: 1)从通用概念的角度上来看的话,神经网络是在模拟人脑的工作机制,神经元与神经突触之间的连接产生不同的信号传递,每个神经元都记录着信号的特征。 2)从统计学的角度来说,就是在预测数据的分布,从数据中学得一个模型,然后再通过这个模型去预测新的数据(这一点就要求测试数据和训练数据必须是同分布)。 实际上,一个神经网络由多个神经元结构组成,每一层的神经元都拥有多个输入和输出,一层可以由多个神经元组成。例如,第 2 层神经网络的神经元输出是第 3 层神经元的输入,输入的数据通过神经元上的激活函数(非线性函数如 tanh、sigmod 等),来控制输出的数值。 数学上简单地理解,单个神经元其实就是一个
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