深度学习小白问题(小白的个人理解)

本文介绍了深度学习框架如Tensorflow和PyTorch,解释了深度学习与机器学习的区别,并详细讨论了卷积神经网络中的感受野概念,包括计算方法和相关术语如滤波器、通道、步长等。同时,提到了全卷积网络、端到端学习以及循环神经网络(RNN)和LSTM的应用。

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1.什么是深度学习框架?

像Tensorflow、Caffe、Theano、MXNet、Torch和PyTorch等都是属于深度学习框架,深度学习框架不止一个,各大不同的公司或者组织、个人都可能开发一种深度学习框架,但是,不同的学习框架的一些功能实现方法不同,调用的语句也有所差异,就像是不同的编程语言,表达同样的意思写的代码也不一样。深度学习框架的作用就是降低深度学习的门槛,就是底层的东西框架已经写好了,使用者只要调用相应的程序接口就行,就像各种语言的库一样。

2.机器学习和深度学习有什么区别吗?

深度学习算是机器学习的加强版,更加自动化智能化的感觉,机器学习里面多多少少需要人工的辅助,比如选取一些特征等。此外,深度学习更适合大数据处理场景。

3.感受野(receptive field)

定义:在卷积神经网络CNN中,决定某一层输出结果中一个元素所对应的输入层的区域大小,即feature map上的一个点对应输入图上的区域。

理解图:采用卷积核C的核大小(kernel size)k=3*3,填充大小(padding size)p=1*1,步长(stride)s=2*2。(图中上面一行)对5*5的输入特征图进行卷积生成3*3的绿色特征图。(图中下面一行)对上面绿色的特征图采用相同的卷积操作生成2*2的橙色特征图。(图中左边一列)按列可视化CNN特征图,如果只看特征图,我们无法得知特征的位置(即感受野的中心位置)和区域大小(即感受野的大小),而且无法深入了解CNN中的感受野信息。(图中右边一列)CNN特征图的大小固定,其特征位置即感受野的中心位置。

感受野的计算:具体看layer1的feature map左上角带有红点的特征(可以理解为一个像素),它对应输入layer0的区域大小就是我们要计算的感受野。很显然,经过3*3卷积核卷积后,它对应layer0层上的灰色区域。

再看layer1到layer2的过程,卷积过程的第一步是先加padding,p2=1,这里的1是特征所占的区域,换句话说就是一个特征所占的感受野。

### 机器学习与深度学习入门指南 #### 初学者的学习路径规划 对于完全没有机器学习或深度学习背景的读者来说,建议按照以下方向逐步深入: - **建立初步认识**:先通过简单的资源获取对这两个领域的整体印象。推荐观看一些高质量的教学视频来获得直观的理解[^3]。 - **掌握编程技能**:虽然理论上可以直接进入理论研究阶段,但对于大多数实践者而言,具备一定的编程能力是非常重要的。特别是Python这门语言,在数据科学领域有着广泛的应用。可以从基础语法开始学习,逐渐过渡到更复杂的主题,比如面向对象编程等内容。 - **理解核心概念**:熟悉诸如神经网络这样的关键技术组成部分。了解单个神经元是如何工作的,以及它们怎样组合成更大的架构来进行复杂的数据处理任务[^1]。 - **探索具体实现方式**:当掌握了足够的基础知识之后,就可以尝试使用不同的工具包去构建自己的模型了。市场上存在多种成熟的开源框架可供选择,每种都有其特点和适用场景;同时也要注意这些平台之间可能存在功能上的重叠或是互补关系。 - **动手实验项目**:最后也是最关键的一环就是亲自参与到实际案例当中去锻炼所学到的知识和技术。可以通过参与公开竞赛、模仿现有解决方案等方式积累经验并发现新的可能性[^4]。 ```python # Python代码示例:创建一个简单的线性回归模型 import numpy as np from sklearn.linear_model import LinearRegression X = np.array([[1], [2], [3]]) y = np.array([2, 4, 6]) model = LinearRegression() model.fit(X, y) print(f'斜率: {model.coef_}') print(f'截距: {model.intercept_}') ```
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