提交 4bb89dd1 编写于 作者: W wizardforcel

2020-12-29 22:40:58

上级 af511a09
# 前言
# 零、前言
TensorFlow 是用于机器学习以及最近的深度学习的最受欢迎的架构之一。 本书是将 TensorFlow 和 Keras 模型部署到实际应用中的指南。
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# 第 1 章神经网络和深度学习简介
# 一、神经网络和深度学习简介
在本课程中,我们将介绍神经网络的基础知识以及如何建立深度学习编程环境。 我们还将探讨神经网络的常见组件及其基本操作。 我们将通过探索使用 TensorFlow 创建的训练有素的神经网络来结束本课程。
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# 第 2 章模型架构
# 二、模型架构
基于“第 1 课”,“神经网络和深度学习简介”的基本概念,我们现在进入一个实际问题:我们可以使用深度学习模型预测比特币价格吗? 在本课程中,我们将学习如何建立尝试这样做的深度学习模型。
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# 第 3 章模型评估和优化
# 三、模型评估和优化
本课程侧重于如何评估神经网络模型。 与使用其他模型不同,在使用神经网络时,我们修改了网络的*超参数*以提高其表现。 但是,在更改任何参数之前,我们需要测量模型的表现。
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# 第 4 章产品化
# 四、产品化
本课程重点介绍如何*产品化*深度学习模型。 我们使用“产品化”一词来定义可被其他人和应用使用的深度学习模型创建的软件产品。
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# 前言
# 零、前言
TensorFlow 是 Google 流行的机器学习和深度学习产品。 它已迅速成为执行快速,高效和准确的深度学习任务的工具的流行选择。
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# 机器学习工具包
# 一、机器学习工具包
在本章中,我们将研究以下主题:
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# 图片数据
# 二、图片数据
在上一章中,我们准备了机器学习工具包,在其中设置了 Keras 和 Docker,以便允许我们运行 Jupyter 笔记本来处理机器学习。
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# 经典神经网络
# 三、经典神经网络
现在我们已经准备好图像数据,是时候采用我们所学的知识并将其用于构建经典的或密集的神经网络了。 在本章中,我们将介绍以下主题:
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# 前言
# 零、前言
《Python 元学习实用指南》解释了元学习的基础知识,并帮助您了解元学习的概念。 您将经历各种一次学习算法,例如连体,原型,关系和记忆增强网络,并在 TensorFlow 和 Keras 中实现它们。 您还将了解最新的元学习算法,例如与模型无关的元学习(MAML),Reptile 和通过元学习进行快速上下文适应(CAML)。 然后,您将探索如何使用元 SGD 快速学习,并发现如何使用元学习进行无监督学习。
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# 元学习导论
# 一、元学习导论
元学习是当前人工智能领域最有前途和趋势的研究领域之一。 它被认为是获得**广义人工智能****AGI**)的垫脚石。 在本章中,我们将了解什么是元学习以及为什么元学习是当前人工智能中最令人振奋的研究。 我们将了解什么是少拍,单拍和零拍学习,以及如何在元学习中使用它。 我们还将学习不同类型的元学习技术。 然后,我们将探索学习通过梯度下降学习梯度下降的概念,其中我们了解如何使用元学习器来学习梯度下降优化。 继续进行,我们还将学习优化作为几次学习的模型,我们将了解如何在几次学习设置中将元学习器用作优化算法。
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# 使用连体网络的人脸和音频识别
# 二、使用连体网络的人脸和音频识别
在上一章中,我们了解了什么是元学习和不同类型的元学习技术。 我们还看到了如何通过梯度下降和优化来学习梯度下降,这是一次快速学习的模型。 在本章中,我们将学习一种称为**连体网络**的最常用的基于度量的单次学习算法。 我们将看到连体网络如何从很少的数据点学习以及如何将它们用于解决低数据问题。 之后,我们将详细探讨连体网络的架构,并看到连体网络的一些应用。 在本章的最后,我们将学习如何使用连体网络构建人脸和音频识别模型。
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# 原型网络及其变体
# 三、原型网络及其变体
在上一章中,我们了解了什么是连体网络以及如何将它们用于执行少量学习任务。 我们还探讨了如何使用连体网络进行人脸和音频识别。 在本章中,我们将介绍另一种有趣的几次学习算法,称为原型网络,该算法能够将其推广到训练集中没有的类。 我们将从了解什么是原型网络开始,然后我们将了解如何使用原型网络在 omniglot 数据集中执行分类任务。 然后,我们将看到原型网络的不同变体,例如高斯原型网络和半原型网络。
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# 使用 TensorFlow 的关系和匹配网络
# 四、使用 TensorFlow 的关系和匹配网络
在上一章中,我们了解了原型网络,以及如何将原型网络的变体(例如高斯原型网络和半原型网络)用于一次学习。 我们已经看到原型网络如何利用嵌入来执行分类任务。
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# 记忆增强神经网络
# 五、记忆增强神经网络
到目前为止,在前面的章节中,我们已经学习了几种基于距离的度量学习算法。 我们从连体网络开始,了解了连体网络如何学会区分两个输入,然后我们研究了原型网络以及原型网络的变体,例如高斯原型网络和半原型网络。 展望未来,我们探索了有趣的匹配网络和关系网络。
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# MAML 及其变体
# 六、MAML 及其变体
在上一章中,我们了解了**神经图灵机****NTM**)以及它如何存储和从内存中检索信息。 我们还了解了称为记忆增强神经网络的 NTM 变体,该变体广泛用于单次学习中。 在本章中,我们将学习一种有趣的,最流行的元学习算法,称为**模型不可知元学习****MAML**)。 我们将了解什么是不可知论元学习模型,以及如何在监督和强化学习设置中使用它。 我们还将学习如何从头开始构建 MAML,然后我们将学习**对抗性元学习****ADML**)。 我们将看到如何使用 ADML 查找健壮的模型参数。 接下来,我们将学习如何为分类任务实现 ADML。 最后,我们将学习用于元学习的**上下文适应元学习****CAML**)。
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# 元 SGD 和 Reptile
# 七、元 SGD 和 Reptile
在上一章中,我们学习了如何使用 MAML 查找可在多个任务中推广的最佳参数。 我们看到了 MAML 如何通过计算元梯度和执行元优化来计算此最佳参数。 我们还看到了对抗性元学习,它通过添加对抗性样本并使 MAML 在干净样本和对抗性样本之间进行搏斗以找到最佳参数,从而增强了 MAML。 我们还看到了 CAML,或者说是元学习的上下文适应。 在本章中,我们将学习元 SGD,这是另一种用于快速执行学习的元学习算法。 与 MAML 不同,元 SGD 不仅会找到最佳参数,还将找到最佳学习率和更新方向。 我们将看到如何在监督学习和强化学习设置中使用元 SGD。 我们还将看到如何从头开始构建元 SGD。 继续,我们将学习 Reptile 算法,该算法对 MAML 进行了改进。 我们将看到 Reptile 与 MAML 有何不同,然后将介绍如何在正弦波回归任务中使用 Reptile。
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# 作为优化目标的梯度一致性
# 八、作为优化目标的梯度一致性
在上一章中,我们了解了元 SGD 和 Reptile 算法。 我们看到了如何使用元 SGD 查找最佳参数,最佳学习率和梯度更新方向。 我们还看到了 Reptile 算法的工作原理以及比 MAML 更有效的方法。 在本章中,我们将学习如何将梯度一致性用作元学习的优化目标。 正如您在 MAML 中所看到的,我们基本上是对各个任务的梯度进行平均,并更新模型参数。 在梯度一致性算法中,我们将对梯度进行加权平均以更新模型参数,并且我们将了解如何为梯度添加权重如何帮助我们找到更好的模型参数。 在本章中,我们将确切探讨梯度一致性算法的工作原理。 我们的梯度一致性算法可以同时插入 MAML 和 Reptile 算法。 我们还将从头开始了解如何在 MAML 中实现梯度一致性。
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# 最新进展和后续步骤
# 九、最新进展和后续步骤
恭喜你! 我们已经到了最后一章。 我们已经走了很长一段路。 我们从元学习基础开始,然后看到了几种一次学习算法,例如连体,原型,匹配和关系网络。 后来,我们还看到了 NTM 如何存储和检索信息。 展望未来,我们看到了有趣的元学习算法,例如 MAML,Reptile 和元 SGD。 我们看到了这些算法如何找到最佳的初始参数。 现在,我们将看到元学习的一些最新进展。 我们将学习如何使用与任务无关的元学习来减少元学习中的任务偏差,以及如何在模仿学习系统中使用元学习。 然后,我们将看到如何使用 CACTUs 算法在无监督的学习环境中应用 MAML。 稍后,我们将学习一种称为学习在概念空间中学习的深度元学习算法。
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# 答案
# 十、答案
# 第 1 章:元学习简介
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# 前言
# 零、前言
强化学习是机器学习的一种自我发展的类型,它使我们更接近实现真正的人工智能。 这份易于遵循的指南使用 Python 编写的丰富示例从头开始解释了所有内容。
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# 强化学习导论
# 一、强化学习导论
强化学习(**RL**)是机器学习的一个分支,其中学习是通过与环境交互来进行的。 这是面向目标的学习,不教导学习器采取什么行动; 相反,学习器从其行动的结果中学习。 随着各种算法的迅速发展,它是**人工智能****AI**)中最活跃的研究领域之一。
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# OpenAI 和 TensorFlow 入门
# 二、OpenAI 和 TensorFlow 入门
OpenAI 是由 Elon Musk 和 Sam Altman 创立的非营利性,开源**人工智能****AI**)研究公司,旨在构建通用 AI。 他们是由顶级行业领导者和顶尖公司赞助的。 OpenAI 具有 Gym 和 Universe 两种样式,我们可以使用它们模拟现实环境,构建**强化学习****RL**)算法,并在这些环境中测试我们的智能体。 TensorFlow 是 Google 的开源机器学习库,已广泛用于数值计算。 在接下来的章节中,我们将使用 OpenAI 和 TensorFlow 来构建和评估强大的 RL 算法。
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# 马尔可夫决策过程与动态规划
# 三、马尔可夫决策过程与动态规划
**马尔可夫决策过程****MDP**)提供了解决**强化学习****RL**)问题的数学框架。 几乎所有的 RL 问题都可以建模为 MDP。 MDP 被广泛用于解决各种优化问题。 在本章中,我们将了解什么是 MDP 以及如何使用它来解决 RL 问题。 我们还将学习动态规划,它是一种有效解决复杂问题的技术。
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# 用于游戏的蒙特卡洛方法
# 四、用于游戏的蒙特卡洛方法
蒙特卡洛算法是从物理,机械到计算机科学的各个领域中最受欢迎和最常用的算法之一。 当未知环境模型时,在**强化学习****RL**)中使用蒙特卡洛算法。 在上一章第 3 章,“马尔可夫决策过程和动态规划”中,我们着眼于使用**动态规划****DP**)查找我们了解模型动态的最佳策略,即转移和奖励概率。 但是,当我们不知道模型动态时,如何确定最佳策略? 在这种情况下,我们使用蒙特卡洛算法; 当我们不了解环境时,它对于找到最佳策略非常有用。
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# 时间差异学习
# 五、时间差异学习
在上一章第四章,“使用蒙特卡洛方法的游戏”中,我们了解了有趣的蒙特卡洛方法,该方法用于解决**马尔可夫决策过程****MDP**),而不像动态规划那样预先未知环境的模型动态。 我们研究了蒙特卡洛预测方法,该方法用于预测值函数,而控制方法用于进一步优化值函数。 但是蒙特卡洛方法存在一些陷阱。 它仅适用于情景任务。 如果剧集很长,那么我们必须等待很长时间才能计算值函数。 因此,我们将使用另一种有趣的算法,称为**时差****TD**)学习,这是一种无模型的学习算法:不需要事先知道模型动态,它也可以用于非临时性任务。
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# 多臂老虎机问题
# 六、多臂老虎机问题
在前面的章节中,我们学习了**强化学习****RL**)的基本概念和几种 RL 算法,以及如何将 RL 问题建模为**马尔可夫决策过程****MDP**)。 我们还看到了用于解决 MDP 的不同的基于模型和无模型的算法。 在本章中,我们将看到 RL 中的经典问题之一,称为**多臂老虎机****MAB**)问题。 我们将看到什么是 MAB 问题,以及如何使用不同的算法解决该问题,然后了解如何使用 MAB 识别将接收大部分点击的正确广告横幅。 我们还将学习广泛用于构建推荐系统的上下文老虎机。
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# 深度学习基础
# 七、深度学习基础
到目前为止,我们已经了解了**强化学习****RL**)的工作原理。 在接下来的章节中,我们将学习**深度强化学习****DRL**),它是深度学习和 RL 的结合。 DRL 在 RL 社区引起了很多关注,并且对解决许多 RL 任务产生了严重影响。 要了解 DRL,我们需要在深度学习方面有坚实的基础。 深度学习实际上是机器学习的一个子集,并且全都与神经网络有关。 深度学习已经存在了十年,但是之所以现在如此流行,是因为计算的进步和海量数据的可用性。 拥有如此庞大的数据量,深度学习算法将胜过所有经典的机器学习算法。 因此,在本章中,我们将学习几种深度学习算法,例如**循环神经网络****RNN**),**长短期记忆****LSTM**)和**卷积神经网络****CNN**)算法及其应用。
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# 深度 Q 网络和 Atari 游戏
# 八、深度 Q 网络和 Atari 游戏
**深度 Q 网络****DQN**)是非常流行且广泛使用的**深度强化学习****DRL**)算法之一。 实际上,它在发布之后,在**强化学习****RL**)社区周围引起了很多轰动。 该算法由 Google 的 DeepMind 的研究人员提出,在玩任何 Atari 游戏时,只要将游戏屏幕作为输入,就可以达到人类水平的结果。
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# 用深度循环 Q 网络玩《毁灭战士》
# 九、用深度循环 Q 网络玩《毁灭战士》
在上一章中,我们介绍了如何使用**深度 Q 网络****DQN**)构建智能体以玩 Atari 游戏。 我们利用神经网络来近似 Q 函数,使用了**卷积神经网络****CNN**)来理解输入游戏画面,并利用过去的四个游戏画面来更好地理解当前的游戏状态。 在本章中,我们将学习如何利用**循环神经网络****RNN**)来提高 DQN 的表现。 我们还将研究**马尔可夫决策过程****MDP**)的部分可观察之处,以及如何使用**深度循环 Q 网络****DRQN**)。 接下来,我们将学习如何构建一个智能体来使用 DRQN 玩《毁灭战士》游戏。 最后,我们将看到 DRQN 的一种变体,称为**深度注意力循环 Q 网络****DARQN**),它增强了 DRQN 架构的注意力机制。
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# 异步优势演员评论家网络
# 十、异步优势演员评论家网络
在前面的章节中,我们已经看到了**深度 Q 网络****DQN**)多么酷,以及它如何成功地推广了学习玩具有人类水平表现的 Atari 系列游戏的方法 。 但是我们面临的问题是它需要大量的计算能力和训练时间。 因此,Google 的 DeepMind 引入了一种称为**异步优势演员评论家****A3C**)的新算法,该算法在其他深度强化学习算法中占主导地位,因为它需要较少的计算能力和训练时间。 A3C 的主要思想是,它使用多个智能体并行学习并汇总其整体经验。 在本章中,我们将了解 A3C 网络如何工作。 接下来,我们将学习如何使用 A3C 构建智能体以推动一座山。
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# 策略梯度和优化
# 十一、策略梯度和优化
在最后三章中,我们学习了各种深度强化学习算法,例如**深度 Q 网络****DQN**),**深度循环 Q 网络**(DRQN)和**异步优势演员评论家****A3C**)网络。 在所有算法中,我们的目标是找到正确的策略,以便我们能够最大化回报。 我们使用 Q 函数来找到最佳策略,因为 Q 函数告诉我们哪个动作是在某种状态下执行的最佳动作。 您认为我们不使用 Q 函数就能直接找到最优策略吗? 是。 我们可以。 在策略梯度方法中,我们无需使用 Q 函数就可以找到最优策略。
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# Capstone 项目 – 将 DQN 用于赛车
# 十二、Capstone 项目 – 将 DQN 用于赛车
在最后几章中,我们通过使用神经网络近似 q 函数来了解 Deep Q 学习的工作原理。 在此之后,我们看到了**深度 Q 网络****DQN**)的各种改进,例如双重 Q 学习,决斗网络架构和深度循环 Q 网络。 我们已经了解了 DQN 如何利用回放缓冲区来存储智能体的经验,并使用缓冲区中的小批样本来训练网络。 我们还实现了用于玩 Atari 游戏的 DQN 和一个用于玩 Doom 游戏的**深度循环 Q 网络****DRQN**)。 在本章中,让我们进入决斗 DQN 的详细实现,它与常规 DQN 基本相同,除了最终的全连接层将分解为两个流,即值流和优势流,而这两个流将合并在一起以计算 Q 函数。 我们将看到如何训练决斗的 DQN 来赢得赛车比赛的智能体。
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# 最新进展和后续步骤
# 十三、最新进展和后续步骤
恭喜你! 您已进入最后一章。 我们已经走了很长一段路! 我们从 RL 的基础知识开始,例如 MDP,蒙特卡洛方法和 TD 学习,然后转向高级深度强化学习算法,例如 DQN,DRQN 和 A3C。 我们还了解了有趣的最新策略梯度方法,例如 DDPG,PPO 和 TRPO,并建立了赛车智能体作为我们的最终项目。 但是 RL 每天还有越来越多的进步供我们探索。 在本章中,我们将学习 RL 的一些进步,然后介绍分层和逆 RL。
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# 答案
# 十四、答案
# 第 1 章
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# 前言
# 零、前言
《Python 人工智能项目》将帮助您利用深度学习和强化学习构建基于人工智能的智能实用系统。 本书中介绍的项目涵盖了与医疗,电子商务,专家系统,监视时尚行业,基于移动的应用以及使用卷积神经网络,深度强化学习, 基于 LSTM 的 RNN,受限玻尔兹曼机,生成对抗网络,机器翻译和迁移学习。 本书中说明的构建智能应用的理论方面将使读者能够以有趣的方式扩展项目,并使其快速构建具有影响力的 AI 应用。 到本书结尾,您将足够熟练地构建自己的智能模型,以轻松解决任何类型的问题。
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# 人工智能系统的基础
# 一、人工智能系统的基础
**人工智能****AI**)在过去几年中一直处于技术的最前沿,并已进入主流应用,例如专家系统,移动设备上的个性化应用, 自然语言处理中的机器翻译,聊天机器人,自动驾驶汽车等。 但是,AI 的定义在很长一段时间以来一直是一个争论的主题。 这主要是因为所谓的 **AI 效应**将过去已经通过 AI 解决的工作归类为非 AI。 根据一位著名的计算机科学家的说法:
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# 迁移学习
# 二、迁移学习
迁移学习是将特定领域中一项任务中获得的知识迁移到相似领域中相关任务中的过程。 在深度学习范例中,迁移学习通常是指将预训练模型的重用作为另一个问题的起点。 计算机视觉和自然语言处理中的问题需要大量数据和计算资源,才能训练出有意义的深度学习模型。 迁移学习在视觉和文本领域已变得非常重要,因为它减轻了对大量训练数据和训练时间的需求。 在本章中,我们将使用迁移学习来解决医疗保健问题。
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# 神经机器翻译
# 三、神经机器翻译
**机器翻译**简而言之,是指使用计算机将文本从一种语言翻译成另一种语言。 它是计算机语言学的一个分支,已经发展了几年。 目前,在美国,翻译业是一个价值 400 亿美元的产业,并且在欧洲和亚洲也正在快速发展。 翻译存在巨大的社会,政府,经济和商业需求,并且 Google,Facebook,eBay 等公司在其应用中广泛使用它。 尤其是 Google 的神经翻译系统是目前最先进的翻译系统之一,能够仅用一种模型执行多种语言的翻译。
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# 使用 GAN 的时尚行业样式迁移
# 四、使用 GAN 的时尚行业样式迁移
**样式迁移**的概念是指将产品样式渲染为另一种产品的过程。 想象一下,您的一位时尚狂朋友买了一个蓝色的手袋,想买一双类似印花的鞋子。 直到 2016 年,这还是不可能实现的,除非他们与一位时装设计师成为朋友,他们必须首先设计一款鞋子,然后才能批准生产。 然而,随着生成对抗网络的最新进展,这种设计过程可以很容易地进行。
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# 视频字幕应用
# 五、视频字幕应用
随着视频制作速度成倍增长,视频已成为一种重要的沟通媒介。 但是,由于缺乏适当的字幕,视频仍无法吸引更多的观众。
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# 智能推荐系统
# 六、智能推荐系统
互联网上拥有大量的数字信息,这对用户有效地访问项目构成了挑战。 推荐系统是信息过滤系统,该系统处理数字数据过载的问题,以根据用户的喜好,兴趣和行为,从先前的活动中推断出项目或信息。
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# 电影评论情感分析移动应用
# 七、电影评论情感分析移动应用
在这个现代时代,将数据发送到云中基于 AI 的应用进行推理是司空见惯的。 例如,用户可以将手机拍摄的图像发送到 Amazon Rekognition API,该服务可以标记图像中存在的各种对象,人物,文本,场景等。 利用托管在云中的基于 AI 的应用的服务的优势在于其易用性。 移动应用只需要向基于 AI 的服务以及图像发出 HTTPS 请求,然后在几秒钟内,该服务将提供推理结果。 这些**机器学习即服务**供应商中的一些如下:
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# 用于客户服务的会话式 AI 聊天机器人
# 八、用于客户服务的会话式 AI 聊天机器人
会话式聊天机器人最近因其在增强客户体验方面的作用而大肆宣传。 现代企业已经开始在几个不同的过程中使用聊天机器人的功能。 由于对话式 AI 的广泛接受,填写表格或通过互联网发送信息的繁琐任务变得更加简化。 对话型聊天机器人的理想品质之一是,它应该能够在当前上下文中响应用户请求。 对话型聊天机器人系统中的参与者分别是用户和机器人。 使用对话型聊天机器人有很多优点,如下表所示:
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# 使用强化学习的自主无人驾驶汽车
# 九、使用强化学习的自主无人驾驶汽车
在过去的几年中,增强学习已经真正兴起,在增强学习中,智能体通过与环境的交互来学习决策。 这是当今人工智能和机器学习中最热门的主题之一,并且这一领域的研究正在快速发展。 在**强化学习****RL**)中,智能体将他们的行动和经验转化为学习,以便将来做出更好的决策。
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# 深度学习视角的验证码
# 十、深度学习视角的验证码
术语 **CAPTCHA****用于区分计算机和人类的完全自动化的公共图灵测试**的缩写。 这是一种旨在区分人类用户与机器或机器人的计算机程序,通常是一种安全措施,可防止垃圾邮件和数据滥用。 早在 1997 年就引入了 CAPTCHA 的概念,当时互联网搜索公司 AltaVista 试图阻止向该平台歪曲其搜索引擎算法的自动 URL 提交。 为了解决这个问题,AltaVista 的首席科学家安德烈·布罗德(Andrei Broder)提出了一种算法,该算法可以随机生成文本图像,这些图像很容易被人识别,但不能被机器人识别。 后来,在 2003 年,Luis von Ahn,Manuel Blum,Nicholas J Hopper 和 John Langford 完善了这项技术,并将其称为 CAPTCHA。 验证码最常见的形式要求用户识别变形图像中的字母和数字。 进行此测试是为了希望人类能够轻松地区分变形图像中的字符,而自动化程序或漫游器将无法区分它们。 验证码测试有时称为反向图灵测试,因为它是由计算机而非人工执行的。
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# 前言
# 零、前言
Python 是一种编程语言,可提供数据科学领域的各种功能。 在本书中,我们将介绍两个 Python 库,即 scikit-learn 和 TensorFlow。 我们将学习集成方法的各种实现,如何将它们与实际数据集结合使用,以及它们如何提高分类和回归问题中的预测准确率。
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# 回归和分类的集成方法
# 一、回归和分类的集成方法
商业企业广泛使用高级分析工具,以解决使用数据的问题。 分析工具的目的是分析数据并提取相关信息,这些信息可用于解决问题或提高业务某些方面的表现。 它还涉及各种机器学习算法,通过这些算法我们可以创建预测模型以获得更好的结果。
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# 交叉验证和参数调整
# 二、交叉验证和参数调整
预测分析涉及对未知事件进行预测。 我们使用它来生成可概括数据的模型。 为此,我们使用一种称为交叉验证的技术。
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# 使用特征
# 三、使用特征
在本章中,我们将仔细研究特征如何在特征工程技术中发挥重要作用。 我们将学习一些技术,这些技术将使我们能够通过两种方式改进预测分析模型:就模型的表现指标而言,以及了解特征与我们试图预测的目标变量之间的关系。
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# 人工神经网络和 TensorFlow 简介
# 四、人工神经网络和 TensorFlow 简介
在本章中,我们将介绍**人工神经网络****ANN**),它们基本上是受活脑和感知器启发的计算模型,而感知器是 ANN 的基础。 我们还将讨论构建深度神经网络模型时要考虑的所有特征。 然后,我们将讨论 TensorFlow,这是我们将用来创建这些深度神经网络模型的库。 最后,我们将讨论我们需要了解的有关 TensorFlow 的核心概念,以便使用这些库概念,例如变量,占位符,会话,图以及其他对于使用此库必不可少的概念。
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# 将 TensorFlow 和深度神经网络用于预测分析
# 五、将 TensorFlow 和深度神经网络用于预测分析
TensorFlow 是 **Google Brain Team** 开发的开源库。 它用于大型机器学习应用(例如神经网络)中,并用于进行数值计算。 开发人员可以使用 TensorFlow 创建数据流图。 这些图显示了数据的移动。 TensorFlow 可用于为各种应用(例如图像识别,机器语言翻译和自然语言处理)训练和运行深度神经网络。
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# 前言
# 零、前言
TensorFlow 是最受欢迎的机器学习框架之一,其新版本 TensorFlow 2.0 改善了其简单性和易用性。 本书将帮助您了解和利用最新的 TensorFlow 功能。
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# TensorFlow 2.0 入门
# 一、TensorFlow 2.0 入门
本书旨在使读者熟悉 **TensorFlow 2.0****TF 2.0**)中引入的新功能,并在构建机器学习应用时使您发挥其潜力。 本章概述了 TF 2.0 中新的架构和 API 级别的变化。 我们将介绍 TF 2.0 的安装和设置,并将比较有关 **TensorFlow 1.x****TF 1.x**)的更改,例如 Keras API 和 Layer API。 我们还将涵盖丰富的扩展,例如 TensorFlow 概率,Tensor2Tensor,参差不齐的 Tensors,以及新的针对损失函数的自定义训练逻辑。 本章还总结了对层 API 和其他 API 的更改。
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# Keras 默认集成和急切执行
# 二、Keras 默认集成和急切执行
本章涵盖了两个高级 **TensorFlow 2.0****TF 2.0**)API,即 Keras 和估计器。 本章重点关注惰性求值和急切执行的概念,重点介绍如何在 **TensorFlow 1.x****TF 1.x**)和 TF 2.0 中求值基础计算图之间的差异 。 本章还提供了有关使用诸如 Keras 之类的高级 API 构建自定义模型(使用自定义低级操作)的详细指南。
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# 设计和构建输入数据管道
# 三、设计和构建输入数据管道
本章将概述如何构建复杂的输入数据管道,以使用由`TFRecords`组成的`tf.data` API 来以最常见的格式(例如 CSV 文件,图像,文本等)提取大型训练/推理数据集。 和`tf.data.Dataset`方法。 您还将获得有关协议缓冲区,协议消息以及如何使用 **TensorFlow 2.0****TF 2.0**)中的`TFRecords``tf.Example`方法实现的一般概念。 本章还说明了在数据的混洗,批量和预取方面使用`tf.data.Dataset`方法的最佳实践,并针对 TF 2.0 提供了建议。 最后,我们将讨论内置的 TensorFlow 数据集...
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# TensorBoard 的模型训练和使用
# 四、TensorBoard 的模型训练和使用
本章详细介绍了机器学习训练管道,以构建,训练和验证包括深度神经网络在内的最新机器学习模型。 它描述了如何集成输入数据管道,创建基于`tf.keras`的模型,以分布式方式进行训练以及运行验证以微调模型的超参数。 它还涉及有关如何导出和保存 TensorFlow 模型以进行部署和推理的各种概念。 模型调试和可视化是用于调试和提高模型准确率和表现的关键工具。 本章还概述了 TensorBoard 的用法,在 TF 2.0 中的更改以及如何使用 TensorBoard 进行模型调试以及对模型的速度和性能进行性能分析。
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# 模型推理管道 - 多平台部署
# 五、模型推理管道 - 多平台部署
训练完模型后您会怎么做? 用它? 如果答案是肯定的,那么您将如何使用它? 您正在寻找的答案是**推理**。 简而言之,推理过程是确保机器学习模型可用于满足实际用户需求的基础。 正式地说,推理是有效地计算经过训练的机器学习模型以满足用户需求的过程。 可以在各种硬件类型上进行推断,包括服务器以及最终用户设备(例如电话和 Web 浏览器)。 根据用户要求,它也可以在不同的操作系统上执行。
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# AIY 项目和 TensorFlow Lite
# 六、AIY 项目和 TensorFlow Lite
本章详细介绍如何在低功耗嵌入式系统(例如边缘设备,移动系统(例如 Android,iOS 和 Raspberry Pi),Edge TPU 和 NVIDIA Jetson Nano 上部署经过训练的 **TensorFlow 2.0****TF2.0**)模型。 本章还介绍了自己动手工具包的训练和部署模型,例如 Google **自己做人工智能****AIY**)工具包。 本章涵盖的其他主题是如何将经过训练的 **TensorFlow****TF**)模型转换为 **TensorFlow Lite****TFLite**)模型,他们之间的主要区别,以及两者的优势。
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# 从 TensorFlow 1.x 迁移到 2.0
# 七、从 TensorFlow 1.x 迁移到 2.0
本章将介绍如何将 **TensorFlow 1.x****TF 1.x**)代码转换为 **TensorFlow 2.0****TF 2.0**) 代码有两种方式。 第一种方法是使用更新脚本,该脚本会更改大多数 TF 1.x 代码,以便可以在 TF 2.0 中运行。 但是,这仅将所有`tf.x` API 调用转换为`tf.compat.v1.x`格式。 另一种方法是,考虑到对库所做的核心更改,将 TF 1.x 代码转换为惯用的 TF2.0 代码。 我们将讨论 TF 1.x 和 TF 2.0 之间的概念差异,它们之间的兼容性标准以及我们在语法和语义上进行迁移的方式。 我们还将展示从 TF 1.x 到 TF 2.0 的语法和语义迁移的几个示例,我们将通过它们提供参考和将来的信息。
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