机器学习(深度学习)编年史精编版
机器学习进展
机器学习进展机器学习技术在过去几十年中取得了长足的进步。
从最早的基础模型到如今的深度学习算法,机器学习已经在各个领域展现出了巨大的潜力。
本文将对机器学习的进展进行详细的探讨。
一、机器学习的定义与应用机器学习是一种能够让机器通过学习经验来改善性能的方法。
它通过训练模型来识别和理解数据,并基于这些数据做出预测和决策。
目前,机器学习已经被广泛应用于各个领域,包括自然语言处理、图像识别、人工智能等。
二、机器学习的发展历程1. 传统机器学习方法:早期的机器学习方法主要基于统计学和概率论,如朴素贝叶斯、支持向量机等。
这些方法在特定的场景下取得了一定的成果,但在处理复杂数据和大规模数据上存在一定的局限性。
2. 深度学习的兴起:随着计算能力的提升和数据的爆炸式增长,深度学习成为了机器学习领域的重要进展。
深度学习通过构建多层神经网络模型,能够更好地对复杂的数据进行理解和处理。
其中,卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)成为了深度学习中常用的模型。
3. 强化学习的发展:强化学习是一种通过试错和反馈来优化行为的学习方式。
它通过建立智能体与环境的交互,并通过奖励机制不断调整策略,以实现最优行为。
强化学习在机器人控制、游戏策略等领域取得了重要的突破。
三、机器学习在各个领域的应用1. 自然语言处理(NLP):机器学习在NLP领域的应用非常广泛,如情感分析、机器翻译、智能客服等。
通过机器学习技术,计算机可以更好地理解和生成人类语言,从而提高文本分析和语言交互的效果。
2. 图像识别与计算机视觉:机器学习在图像识别和计算机视觉领域也发挥了重要的作用。
通过训练深度神经网络,计算机可以高效地从图像中提取特征,并完成图像分类、目标检测等任务。
3. 人工智能与智能驾驶:机器学习在人工智能领域的应用也越来越广泛。
以智能驾驶为例,通过机器学习算法,车辆可以实现自动驾驶、交通流量预测等功能,大大提高了交通安全和交通效率。
四、机器学习的挑战与未来发展趋势1. 数据隐私与安全:随着机器学习应用的不断扩大,数据隐私和安全问题也日益突出。
深度学习的发展历程
深度学习的发展历程
深度学习起源于人工神经网络的发展。
1943年,心理学家Warren McCulloch和数学家Walter Pitts提出了第一个人工神经元模型,被认为是现代神经网络的基础。
但是由于计算能力的限制和数据不足,人工神经网络的发展进展缓慢。
在20世纪80年代,认知心理学家Rumelhart、Hinton和Williams提出了双层的反向传播算法,缓解了训练深层神经网络的问题。
然而,这一算法仍然受到严重的计算成本和数据限制,深度学习的发展陷入停滞。
随着计算机技术的飞速发展,特别是图形处理单元(GPU)的普及,深度学习逐渐复苏。
2006年,多伦多大学的Geoffrey Hinton等人提出了深度置信网络(DBN),并成功应用于语音识别任务。
这标志着深度学习的复兴。
2009年,Hinton和他的学生Alex Krizhevsky改进了深度卷积神经网络(CNN)的训练方法,并在ImageNet图像分类竞赛中取得了突破性的胜利。
这一成果引起了学术界和产业界的广泛关注,深度学习开始受到各个领域的追捧。
随后的几年里,深度学习在计算机视觉、自然语言处理和语音识别等领域都取得了重大突破。
2012年,Google推出了深度学习框架TensorFlow,使得深度学习更加易用和普及。
如今,深度学习已经成为人工智能领域的核心技术之一。
凭借强大的处理能力和巨大的数据集,深度学习在图像识别、自然
语言处理、语音合成等任务上取得了惊人的成果。
随着硬件和算法的不断发展,深度学习仍然在不断推进,为未来的智能化社会提供更多可能性。
机器学习的发展历史介绍
机器学习的发展历史介绍从1642年Pascal发明的手摇式计算机,到1949年Donald Hebb 提出的赫布理论——解释学习过程中大脑神经元所发生的变化,都蕴含着机器学习思想的萌芽。
事实上,1950年图灵在关于图灵测试的文章中就已提及机器学习的概念。
到了1952年,IBM的亚瑟·塞缪尔(Arthur Samuel,被誉为“机器学习之父”)设计了一款可以学习的西洋跳棋程序。
它能够通过观察棋子的走位来构建新的模型,用来提高自己的下棋技巧。
塞缪尔和这个程序进行多场对弈后发现,随着时间的推移,程序的棋艺变得越来越好[1]。
塞缪尔用这个程序推翻了以往“机器无法超越人类,不能像人一样写代码和学习”这一传统认识,并在1956年正式提出了“机器学习”这一概念。
他认为“机器学习是在不直接针对问题进行编程的情况下,赋予计算机学习能力的一个研究领域”。
对机器学习的认识可以从多个方面进行,有着“全球机器学习教父”之称的Tom Mitchell则将机器学习定义为:对于某类任务T和性能度量P,如果计算机程序在T上以P衡量的性能随着经验E而自我完善,就称这个计算机程序从经验E学习。
这些定义都比较简单抽象,但是随着对机器学习了解的深入,我们会发现随着时间的变迁,机器学习的内涵和外延在不断地变化。
因为涉及到的领域和应用很广,发展和变化也相当迅速,简单明了地给出“机器学习”这一概念的定义并不是那么容易。
普遍认为,机器学习(Machine Learning,常简称为ML)的处理系统和算法是主要通过找出数据里隐藏的模式进而做出预测的识别模式,它是人工智能(Artificial Intelligence,常简称为AI)的一个重要子领域,而人工智能又与更广泛的数据挖掘(Data Mining,常简称为DM)和知识发现(KnowLEDge Discovery in Database,常简称为KDD)领域相交叉。
1956年机器学习的概念由Arthur Samuel正式提出。
机器学习的发展历程
机器学习的发展历程机器学习(Machine Learning)是人工智能(Artificial Intelligence)领域的一个重要分支,其发展历程可以追溯到上世纪五六十年代。
以下按时间顺序梳理了机器学习的重要发展阶段和里程碑事件。
1. 逻辑回归(1957年):逻辑回归是早期机器学习算法之一,用于二分类问题。
由美国统计学家David Cox开发,被广泛应用于生物学和医学领域。
2. 人工神经网络(1958年):美国心理学家Frank Rosenblatt提出了感知器模型,该模型模拟了生物神经元的功能。
这是神经网络在机器学习中的首次应用。
3. 决策树算法(1963年):美国计算机科学家Leo Breiman开发了决策树算法,通过一系列的决策节点将数据划分成不同的类别或子集。
决策树在数据挖掘和分类问题中被广泛使用。
4. 支持向量机(1992年):由Vladimir Vapnik和Alexey Chervonenkis提出,支持向量机是一种强大的分类算法,通过在特征空间中构造最优超平面实现分类。
5. 集成学习(1994年):通过将多个弱学习器组合成强学习器,以取长补短,提高分类性能。
Adaboost是最早的集成学习算法之一。
6. EM算法(1997年):EM算法由Arthur Dempster、NanLaird和Donald Rubin提出,用于解决含有隐变量的概率模型参数估计问题。
7. K-近邻算法(2001年):K-近邻算法是一种基于实例的学习方法,利用已知样本进行分类或回归预测。
根据最邻近的K 个样本确定未知样本的类别。
8. 深度学习(2012年):深度学习是一种模仿人脑神经网络结构和工作原理的机器学习方法。
由于其强大的学习能力和特征表示能力,深度学习在图像识别、语音识别等领域取得了突破性进展。
9. 强化学习(2013年):强化学习是一种通过与环境交互学习策略的机器学习方法。
AlphaGo的胜利,标志着强化学习在游戏领域的成功,并为其在其他领域的应用带来了更多关注。
2024《机器学习》ppt课件完整版
《机器学习》ppt课件完整版•引言•机器学习基础知识•监督学习算法目录•无监督学习算法•深度学习基础•强化学习与迁移学习•机器学习实践与应用引言机器学习的定义与目标定义目标机器学习的目标是让计算机系统能够自动地学习和改进,而无需进行明确的编程。
这包括识别模式、预测趋势以及做出决策等任务。
早期符号学习01统计学习阶段02深度学习崛起0301020304计算机视觉自然语言处理推荐系统金融风控机器学习基础知识包括结构化数据(如表格数据)和非结构化数据(如文本、图像、音频等)。
数据类型特征工程特征选择方法特征提取技术包括特征选择、特征提取和特征构造等,旨在从原始数据中提取出有意义的信息,提高模型的性能。
包括过滤式、包装式和嵌入式等,用于选择对模型训练最有帮助的特征。
如主成分分析(PCA )、线性判别分析(LDA )等,用于降低数据维度,减少计算复杂度。
数据类型与特征工程损失函数与优化算法损失函数优化算法梯度下降变种学习率调整策略模型评估与选择评估指标评估方法模型选择超参数调优过拟合模型在训练集上表现很好,但在测试集上表现较差,泛化能力不足。
欠拟合模型在训练集和测试集上表现都不佳,未能充分学习数据特征。
防止过拟合的方法包括增加数据量、使用正则化项、降低模型复杂度等。
解决欠拟合的方法包括增加特征数量、使用更复杂的模型、调整超参数等。
机器学习中的过拟合与欠拟合监督学习算法线性回归与逻辑回归线性回归逻辑回归正则化二分类问题核技巧软间隔与正则化030201支持向量机(SVM )决策树与随机森林剪枝决策树特征重要性随机森林一种集成学习方法,通过构建多棵决策树并结合它们的输出来提高模型的泛化性能。
Bagging通过自助采样法(bootstrap sampling)生成多个数据集,然后对每个数据集训练一个基学习器,最后将所有基学习器的输出结合起来。
Boosting一种迭代式的集成学习方法,每一轮训练都更加关注前一轮被错误分类的样本,通过加权调整样本权重来训练新的基学习器。
深度学习基础知识解读
深度学习基础知识解读第一章深度学习的背景和概念1.1 人工智能与机器学习的发展历程1.2 深度学习的定义和特点1.3 深度学习与传统机器学习的区别第二章神经网络及其基本原理2.1 人脑神经系统简介2.2 人工神经网络概述2.3 基本神经网络的结构和运行机制2.4 优化算法:梯度下降和反向传播第三章深度学习常用的网络结构3.1 卷积神经网络(CNN)3.1.1 卷积和池化层的原理3.1.2 LeNet-5网络结构解析3.1.3 AlexNet网络结构解析3.2 循环神经网络(RNN)3.2.1 循环单元(RNN unit)的原理3.2.2 长短时记忆网络(LSTM)的结构和应用 3.2.3 双向循环神经网络第四章深度学习的主要应用领域4.1 计算机视觉4.1.1 图像分类和目标检测4.1.2 图像分割和语义分割4.2 自然语言处理4.2.1 语言模型和文本生成4.2.2 机器翻译4.2.3 文本分类和情感分析4.3 语音识别和合成4.3.1 语音识别原理与技术4.3.2 语音合成原理与技术4.4 推荐系统4.4.1 基于内容的推荐4.4.2 协同过滤推荐4.4.3 深度学习在推荐系统中的应用第五章深度学习的训练和优化技巧5.1 数据预处理5.1.1 数据清洗和归一化处理5.1.2 数据增强技术5.2 正则化技术5.2.1 L1和L2正则化5.2.2 Dropout正则化5.2.3 批归一化(Batch Normalization) 5.3 学习率调整策略5.3.1 学习率衰减5.3.2 动量方法5.3.3 自适应学习算法(Adam)第六章深度学习的挑战和未来发展趋势6.1 深度学习存在的问题和挑战6.1.1 数据需求和标注困难6.1.2 模型的复杂性和计算资源要求6.2 深度学习的未来趋势6.2.1 模型压缩和轻量化网络6.2.2 自迁移学习和跨域学习6.2.3 强化学习和深度强化学习通过本文,我们深入解读了深度学习的基础知识。
机器学习资料整理
机器学习资料整理机器学习是一门涉及人工智能和数据科学的领域,它通过构建算法和模型,使计算机能够从数据中自动学习和改进。
在如今信息爆炸的时代,机器学习的重要性愈发凸显。
然而,由于机器学习领域的快速发展和不断涌现的新技术,学习和掌握机器学习变得越来越具有挑战性。
因此,整理和归纳机器学习资料是非常必要的。
本文将介绍一些优质的机器学习资料,并提供了一些整理和管理这些资料的方法。
一、机器学习书籍书籍是学习机器学习的重要资源之一。
下面是一些经典的机器学习书籍推荐:1. "机器学习"(周志华著):这本书是机器学习领域的经典之作,内容全面而深入,适合初学者和有一定基础的学习者。
2. "Pattern Recognition and Machine Learning"(Christopher M. Bishop著):这本书是机器学习领域的权威之作,对机器学习算法和模型有着深入的剖析和讲解。
3. "Deep Learning"(Ian Goodfellow、Yoshua Bengio和Aaron Courville著):这本书是关于深度学习的权威之作,详细介绍了深度学习的理论和实践。
二、在线课程和教学视频除了书籍,在线课程和教学视频也是学习机器学习的重要资源。
以下是一些值得推荐的在线课程和教学视频:1. Coursera上的"Machine Learning":由斯坦福大学的Andrew Ng教授主讲的这门课程是机器学习领域最受欢迎的课程之一。
课程内容涵盖了机器学习的基本概念和算法。
2. YouTube上的"Machine Learning by Andrew Ng":这是Andrew Ng教授在YouTube上发布的机器学习教学视频系列,内容与Coursera上的课程相似,但是更加灵活和免费。
三、机器学习开源库和工具在机器学习领域,有许多优秀的开源库和工具可供使用。
深度学习的发展历程
深度学习的发展历程深度学习是人工智能领域中的一项重要技术,旨在通过模拟人类的神经网络来实现机器的智能。
它的发展历程可以追溯到上世纪40年代以来,经历了多次重大突破和演进。
在20世纪40年代,神经网络的概念首次提出,但由于当时计算机算力有限,无法进行大规模计算和模型的训练,深度学习的实际发展受到了巨大的阻碍。
直到20世纪60年代,科学家Ivakhnenko和Lapa在苏联提出了感知机算法,将神经网络应用到了模式识别上。
然而,由于其只能解决线性可分问题,限制了进一步的发展。
20世纪80年代,美国的科学家Rumelhart、Hinton和Williams提出了反向传播算法,该算法能够通过将误差反向传播进行权重调整,从而有效解决了感知机的问题。
这一算法使得神经网络在模式识别和预测等任务中取得了重大突破。
尽管如此,在20世纪90年代,由于计算机算力的限制和数据集的局限性,深度学习再次陷入了停滞的状态。
科学家们发现深层网络的训练过程异常困难,误差无法有效地向后传递,同时过拟合和梯度爆炸等问题也无法得到解决。
但随着新的计算机技术的出现,如多核计算和图形处理器(GPU)的运用,深度学习再次被推上了新的发展道路。
尤其是在2012年,由于降低训练深层网络的难度,图像分类竞赛ImageNet的冠军团队使用了深度卷积神经网络(CNN),成功地将错误率大幅降低。
自此以后,深度学习得到了广泛的应用和研究,尤其是在语音识别、自然语言处理、计算机视觉等领域取得了重大突破。
深度学习在语音识别中取得了颠覆性的进展,识别准确率大幅提升,甚至可以媲美人类的听觉能力。
近年来,深度学习还引入了诸多新的技术,例如循环神经网络(RNN)、长短时记忆网络(LSTM)、生成对抗网络(GAN)等,进一步提高了模型的性能和应用领域的拓展。
然而,深度学习目前仍然面临一些挑战。
首先,深度学习算法需要大量的数据来训练模型,而且数据的质量和标签的准确性对模型的影响非常大。
(高级版)机器学习全套教程
(高级版)机器学习全套教程机器研究是现在最热门的领域之一,它让机器能够通过研究、探索来实现人工智能的目标。
如果你想在机器研究领域深入研究,那么这份全套教程就是为你准备的。
第一章:机器研究基础在这一章节中,我们将介绍机器研究的基础知识,包括机器研究的基本原理、常用算法和应用场景等。
第二章:数据分析与数据预处理机器研究需要大量数据来训练模型。
在这一章节中,我们将介绍如何对数据进行分析和预处理,以便更好地应用机器研究算法。
第三章:监督研究与非监督研究在这一章节中,我们将深入研究机器研究的两种主要类型:监督研究和非监督研究。
我们将分别介绍这两种类型的算法,并且提供大量的代码实例。
第四章:神经网络神经网络是机器研究中最重要的技术之一。
在这一章节中,我们将介绍神经网络的基本结构和原理。
此外,我们还将介绍如何使用Python和TensorFlow等工具来构建和训练神经网络。
第五章:深度研究深度研究是机器研究中最前沿的技术之一。
在这一章节中,我们将深入探讨深度研究的原理和应用。
此外,我们还将提供大量的代码实例,以帮助你更好地理解深度研究的实现过程。
第六章:自然语言处理自然语言处理是机器研究的一个重要应用领域。
在这一章节中,我们将介绍如何使用机器研究算法来处理自然语言。
我们将涵盖从预处理到算法选择再到应用的整个过程。
第七章:机器研究平台机器研究平台可以帮助企业快速部署和管理机器研究模型。
在这一章节中,我们将介绍几个流行的机器研究平台,并演示如何使用它们来构建机器研究应用。
结束语这份机器学习全套教程覆盖了机器学习的基础知识和前沿技术,是机器学习学习者的必备指南。
希望这份教程能帮助你更好地入门和掌握机器学习领域的知识。
机器学习的发展
机器学习的发展机器学习是人工智能领域的一个重要分支,它通过让计算机从数据中学习并自动改进算法,以实现更准确的预测和决策。
随着数据量和计算能力的不断增加,机器学习在各个领域的应用也变得越来越广泛。
本文将介绍机器学习的历史发展、应用领域和未来趋势。
一、机器学习的历史发展机器学习的概念可追溯到20世纪50年代,当时科学家们开始研究如何让计算机从数据中学习。
最早的机器学习算法是基于统计学理论的,如线性回归和最大似然估计等。
但受限于当时的计算资源和数据量,机器学习的进展非常有限。
随着计算机性能的提高和互联网的普及,机器学习进入了一个全新的发展阶段。
1990年代,支持向量机(SVM)和决策树等算法出现,并在模式识别、自然语言处理等领域取得了重要突破。
2000年代以后,随着深度学习算法的兴起,机器学习取得了更大的进展。
深度学习以神经网络为基础,通过多层次的神经元网络模拟人脑的运作方式,实现了更复杂的学习和推理能力。
二、机器学习的应用领域机器学习算法在各个领域中都有广泛的应用,以下是几个典型的应用领域:1. 图像识别:机器学习在图像识别领域取得了巨大的突破。
通过训练神经网络模型,计算机可以自动识别图像中的对象、场景和特征,广泛应用于人脸识别、目标检测、自动驾驶等领域。
2. 自然语言处理:机器学习在自然语言处理领域也有重要应用。
通过训练语言模型和深层神经网络,计算机可以理解和生成自然语言,实现机器翻译、语音识别、智能对话等功能。
3. 推荐系统:机器学习为推荐系统的发展提供了强大的支持。
通过分析用户的历史行为和偏好,机器可以预测用户的需求,并向其推荐个性化的产品和服务,提升用户体验和销售效果。
4. 医疗诊断:机器学习在医学领域的应用也逐渐增多。
通过分析患者的病历数据和医学影像,机器可以辅助医生进行疾病诊断和治疗方案制定,提高诊断准确性和治疗效果。
三、机器学习的未来趋势随着人工智能技术的不断进步,机器学习在未来将继续发展壮大。
深度学习进化编年史:一路走来几十年的风风雨雨
252012年2014年6月8日2016年5月8日5075平均值器学习>深度学习。
简言之,深度学习(Deep Learning)是实现机器学习的一种方式,它是在人工神经网络(ANN)基础上发展而来的表示学习方法。
它通过构建多层表示学习结构,组合原(推进者:Walter Pitts和Warren McCulloch)想要解决机器与深度学习的问题,Walter Pitts和神经科在创造首个神经网络的数学模型时解开了这个谜题。
他们合著了《神经活动中固有的思维的逻辑运算》一书,在书中他们提出将数学和算法相结合的想法,旨房晓楠本刊编辑30日2017年3月26日在模仿人类思维活动。
他们的模型——通常称之为McCulloch-Pitts 神经元(M-P 神经元)在今天仍然是标准模型。
1950年:机器学习的预测(推进者:阿兰·图灵)图灵是一名英国数学家,因在二战中破解了德国的Enigma 密码而出名。
但他在数学和科学界的成就并不止于此。
1947年,他预测出机器学习的发展趋势。
而他的这个预测在70年后的今天看来,仍然具有一定的指导意义。
1950年,图灵提出了一种机器算法,甚至暗示了遗传算法。
他在论文《计算机器与智能》中精心设计了一种他称之为模仿人类的游戏,据此判断机器是否会“思考”,这就是后来流传甚广的图灵测试。
简单来说,图灵测试就是让计算机以文本方式与人类进行时长为5分钟的聊天,如果人类无法确定对方是机器还是人类,则该机器通过测试。
虽然一直以来这个测试的有效性颇具争议,但不得不说,这是60多年来研究人员一直努力的目标。
1957年:感知器神经网络模型问世(推进者:Frank Rosenblatt)1957年,心理学家Rosenblatt 向康奈尔航空实验室提交了一篇题为《感知器:感知和识别的自动机》的论文。
在论文中,Rosenblatt 首次提出了感知器(Perceptron)的概念。
这是首个用算法精确定义神经网络的数学模型,是之后许多神经网络模型的始祖。
深度学习发展史
深度学习发展史
深度学习是机器学习的一个分支,它是以往的算法技术的集大成者。
深度学习具有让
机器能够自主思考,自行推断的特性,有层层抽象的复杂多层模型,来处理复杂的实际业
务场景。
深度学习的发展可以说是历史悠久的,它最初的概念便有着几十年的历史,从1940
年代的霍夫曼机到1960年代的 perceptron,都是深度学习的早期发展历史。
1980年代深度学习几乎消失,直到1986年 Ian Hinton提出了反向传播算法,激活
了深度学习之旅;而1989- 1994年 Alexnet 和 LeNet 的发明,则传承了反向传播算法
的概念。
这也是深度学习发展的一个里程碑,双方都是人工智能领域最具代表性的算法模型。
2000 年之后,深度学习迅速发展,随着计算机科学和计算机技术的发展,越来越多
的领域可以充分利用深度学习技术,如计算机视觉领域,自然语言处理,推荐系统等。
2010年,谷歌科研小组发表了一篇论文,提出了浅层学习和深度学习背后的深层神经网络(DLNN),深层神经网络的发展极大地改变了深度学习的发展历史,也是深度学习在广泛
领域应用的开端。
近年来,深度学习的发展极为迅猛,各类深度学习框架不断涌现出来,像TensorFlow、PyTorch、Caffe等都大大拓展了深度学习的应用。
当前,深度学习在语音处理,图像处理,机器翻译等领域的应用都已十分成熟,甚至还有利用深度学习来进行未来预测的工作。
深度学习的发展走过了几十年的历程,它的发展源于早期的机器学习技术,经历了一
个个关键的里程碑,如今已经成为人工智能领域非常重要的发展方向之一,可以想象它未
来的应用将持续发展,会对各行各业都产生深远的影响。
人工智能与机器学习书籍推荐清单
人工智能与机器学习书籍推荐清单人工智能和机器学习是当今科技领域的热门话题,而深入了解和学习这些领域的知识是非常重要的。
在这篇文章中,我将向大家推荐一些优秀的人工智能与机器学习书籍,帮助读者更好地理解和应用这些技术。
1.《统计学习方法》- 李航这本书是机器学习领域的经典之作,涵盖了从基础的数学知识到各种常见机器学习算法的原理和应用。
通过学习本书,读者可以建立起对机器学习方法的基本理论和应用技巧的扎实基础。
2.《机器学习》- 周志华周志华教授是机器学习领域的知名专家,他的这本书以清晰简明的语言,系统性地介绍了机器学习的方法和算法。
书中既有理论解释,也有实际案例分析,可以帮助读者更好地掌握机器学习的核心概念和应用技巧。
3.《深度学习》- Ian Goodfellow、Yoshua Bengio、Aaron Courville深度学习是人工智能领域的重要分支,对于理解和应用深度学习技术,这本书是非常好的指南。
作者是深度学习领域的三位权威专家,他们从基础的神经网络开始介绍,逐步深入探讨了深度学习的各个方面,包括卷积神经网络、递归神经网络等。
4.《模式识别与机器学习》- Christopher M. Bishop这本书是模式识别和机器学习领域的经典之作,作者是知名的计算机科学家Christopher M. Bishop教授。
书中详细介绍了模式识别的基础概念和数学原理,同时还涵盖了许多常见的机器学习算法和技术,如支持向量机、高斯过程等。
5.《计算机视觉:算法与应用》- Richard Szeliski计算机视觉是人工智能领域的重要研究方向,该书对计算机视觉的算法和应用进行了详细介绍。
作者是Microsoft Research Asia的研究员Richard Szeliski,他在计算机视觉领域经验丰富,书中涵盖了图像处理、特征提取、物体识别等多个领域的内容。
在选择适合自己的书籍时,读者可以先根据自己的背景和兴趣选择适合的入门书籍,然后逐步深入学习,选择更加专业和深入的教材。
机器学习的起源和发展趋势
机器学习的起源和发展趋势机器学习是人工智能领域中的一个重要分支,它通过构建模型和算法,使机器能够从数据中进行学习和预测。
本文将介绍机器学习的起源,并探讨其未来的发展趋势。
一、机器学习的起源机器学习的起源可以追溯到上世纪50年代。
当时,科学家们开始思考如何使机器能够模仿人类的智能行为,并基于此提出了机器学习的概念。
早期的机器学习算法主要依赖于规则和逻辑,这种方法被称为“符号主义”,即通过编写大量的规则和逻辑来使机器具有学习和推理能力。
然而,符号主义方法在处理复杂问题时遇到了困难,因为人类知识的表达和传递非常困难。
这导致了机器学习的第一个重要转折点:从符号主义转向统计学习。
统计学习依赖于数据来构建模型,并通过统计方法进行学习和预测。
这种方法的代表性算法包括:线性回归、逻辑回归、决策树等。
二、机器学习的发展趋势随着数据的爆炸性增长和计算能力的提高,机器学习进入了一个蓬勃发展的时期。
以下是几个机器学习未来发展的趋势:1. 深度学习的兴起深度学习是机器学习的一个分支,它模仿人类神经系统的工作原理,构建了一种类似于人脑神经网络的结构。
深度学习通过多层次的神经元进行学习和推理,能够处理大规模的非结构化数据,例如图像、语音和自然语言等。
目前,深度学习已经在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域取得了重大突破。
2. 强化学习的应用扩展强化学习是一种通过试错和奖惩来进行学习的方法。
它模拟了人类通过学习和反馈来改进决策的过程。
强化学习在游戏、机器人控制、自动驾驶等领域取得了突破性进展。
随着算法和计算能力的提升,强化学习将在更多领域得到应用,并推动人工智能的发展。
3. 联邦学习的兴起联邦学习是一种新兴的学习方式,它允许在数据隐私受限的情况下,多个设备间进行模型训练和共享。
联邦学习通过在本地设备上进行学习,仅将模型参数进行汇总,从而保护用户的隐私。
这种分布式学习方式有助于在大规模数据集上进行模型训练,提高模型的准确性和智能性。
介绍大模型的书 -回复
介绍大模型的书-回复
以下是一些介绍大模型的书籍:
1. 《深度学习》(Deep Learning)- 由Ian Goodfellow, Yoshua Bengio 和Aaron Courville合著的经典著作,深入介绍了深度神经网络和大模型的概念、原理和应用。
2. 《神经网络与深度学习》(Neural Networks and Deep Learning)- 作者Michael Nielsen讲解了神经网络和深度学习的基础知识,并通过实例演示了如何构建和训练大模型来解决各种问题。
3. 《大规模机器学习实战》(Large-Scale Machine Learning with Python)- 作者Bastiaan Sjardin和Luca De Feo通过实战案例详细介绍了如何在大规模数据集上训练和部署机器学习模型,包括大型神经网络。
4. 《深度学习实践指南》(Deep Learning with Python)- 作者François Chollet提供了使用Keras深度学习框架构建和训练大模型的实用指南,书中包含了许多示例和实际项目。
5. 《深度学习入门:基于Python的理论与实现》(Deep Learning from Scratch)- 作者斋藤康毅通过Python代码逐步实现了深度学习的基本原理和算法,包括大规模神经网络的构建和训练。
这些书籍都是优秀的教材,适合那些希望了解和学习大模型的人。
无论是初学者还是有经验的专业人士,都可以从中获得有用的知识和实践指导。
机器学习发展历程
机器学习发展历程
机器学习发展历程可以追溯到1950年代的统计学家和数学家
们的研究,他们发现了计算机可以通过训练来学习知识,并且可以用于解决复杂的问题。
1960年代,机器学习开始发展成一门独立的学科,研究人员
开始研究如何使用计算机来解决实际问题,比如自动识别图像、语音和文本等。
1970年代,研究人员开始研究机器学习的技术,比如神经网络、模式识别和决策树等。
1980年代,研究人员开始研究如何利用计算机学习更复杂的
概念,这些概念可以应用于机器学习的不同领域,比如自然语言处理、计算机视觉等。
1990年代,机器学习进入了一个新阶段,研究人员开发出了
更复杂的算法,比如支持向量机、集成学习、遗传算法等,这些算法可以应用于不同的领域,比如计算机视觉、自然语言处理等。
2000年以后,机器学习进入了一个新的发展阶段,研究人员
开发出了更复杂的算法,比如深度学习、强化学习等,这些算法可以应用于更多的领域,比如自动驾驶、自然语言理解等。
未来,机器学习的发展将会更加迅速,研究人员将会开发出更
多的算法,更多的领域将会受益于机器学习的发展,比如医疗、金融、教育等。
深度学习发展历史
深度学习发展历史
深度学习作为机器学习的一个重要分支,是一种用来模拟人类大
脑进行计算思维的技术,被称之为“人工智能”技术。
深度学习发展
历史可以追溯到1940年,那时候开始出现了一些单结构成功案例,但
是深度学习真正发展起来是在80年代里,当时有关工作坊推动了深度
学习的发展,把它带到了一个新的高度。
90年代之后,深度学习得到了进一步的发展,出现了一些新的有效的模型,比如卷积神经网络(CNN),递归神经网络(RNN)等,这些模
型在自然语言处理(NLP),语音识别,计算机视觉等领域有着重大影响。
进入21世纪,深度学习着实成为了研究人工智能的热点,凸显
出来了深度学习在实际应用中是多么有效。
大量的数据和计算资源,
以及越来越多的新算法,使得深度学习在很多领域都有着显著的进步
和应用,比如搜索引擎,图像分类,自动驾驶等。
特别是在机器人,
医疗,金融领域的应用,这是深度学习的重要领域。
在未来,深度学习将会继续发展,因为有更多的新算法出现,也
因为我们需要研究新的方法来解决复杂的问题,比如语言理解,情感
分析等。
深度学习将会发挥重要作用,让未来的人工智能更聪明,更
有效率。
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机器学习编年史一、引言机器学习(Machine Learning,ML)可以认为是:通过数据,算法使得机器从大量历史数据中学习规律,从而对新样本做分类或者预测。
它是人工智能(Artificial Intelligence,AI)的核心,是使计算机具有智能的根本途径,其应用遍及人工智能的各个领域,主要使用归纳、综合的方法获取或总结知识。
作为一门交叉领域学科,它涉及到概率论,统计学,凸分析,最优化,计算机等多个学科。
专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,从而获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。
本文将以时间为顺序,从两个大阶段介绍机器学习,第一部分介绍浅层学习阶段,第二部分介绍深层学习阶段,就是所谓的深度学习。
二、浅层学习阶段1.Arthur Samuel1959年,IBM Arthur Samuel的写出了可以学习的西洋棋程序,并发表了一篇名为《Some Studies in Machine Learning Using the Game of Checkers》的论文中,定义并解释了一个新词—机器学习(Machine Learning,ML)。
将机器学习非正式定义为”在不直接针对问题进行编程的情况下,赋予计算机学习能力的一个研究领域”。
图1 Arthur Samuel的西洋棋1957年,Rosenblatt发明了感知机(或称感知器,Perceptron)[1],是神经网络的雏形,同时也是支持向量机的基础,在当时引起了不小的轰动。
感知机是二类分类的线性分类模型,其输入为实例的特征向量,输出为实例的类别,取+1和-1二值。
感知机对应于输入空间(特征空间)中将实例划分为正负两类的分离超平面,属于判别模型。
感知机学习旨在求出将训练数据进行线性划分的分离超平面。
图2.1 感知机算法其实设计感知器的初衷是制造一个识别用的机器,而不是一个算法。
虽然它的第一次实现是在IBM704上安装的软件中,但它随后在定制的硬件实现“Mark1感知器”。
这台机器是用于图像识别,它拥有一个容量为400的光电池阵列,随机连接到“神经元”,连接权重使用电位编码,而且在学习期间由电动马达实施更新。
图2.2 Mark1 感知器1960年,Widrow发明了Delta学习规则,即如今的最小二乘问题,立刻被应用到感知机中,并且得到了一个极好的线性分类器。
Delta学习规则是一种简单的有导师学习算法,该算法根据神经元的实际输出与期望输出差别来调整连接权,其数学表示如下:1969年,Minskey提出了著名的XOR问题[2],论证了感知器在类似XOR问题的线性不可分数据的无力,以至于其后十年被称为“冷静时期”,给感知机画上了一个逗号,以洪荒之力将如火如荼将的ML暂时封印了起来。
Rosenblatt在这之后两年郁郁而终与此也不无关系,虽然当时Rosenblatt才43岁,虽然Rosenblatt死于游艇意外事故……图3 XOR问题1970年,Seppo Linnainmaa首次完整地叙述了自动链式求导方法(Automatic Differentiation,AD)[3],是著名的反向传播算法(Back Propagation,BP)的雏形,但在当时并没有引起重视。
图4 AD算法流程图1974年,Werbos首次提出把BP算法的思想应用到神经网络,也就是多层感知机(Multilayer Perception,MLP)[4],并在1982年实现[5],就是现在通用的BP算法,促成了第二次神经网络大发展。
MLP或者称为人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)是一个带有单隐层的神经网络。
图5 MLP模型1985-1986年,Rumelhart,Hinton等许多神经网络学者成功实现了实用的BP算法来训练神经网络[6][7],并在很长一段时间内BP都作为神经网络训练的专用算法。
图6 反向传播算法效果图1986年,J.R.Quinlan提出了另一个同样著名的ML算法——决策树算法(ID3)[8],决策树作为一个预测模型,代表的是对象属性与对象值之间的一种映射关系,而且紧随其后涌现出了很多类似或者改进算法,如ID4,回归树,CART等。
ID3算法是一种贪心算法,用来构造决策树。
ID3算法起源于概念学习系统(CLS),以信息熵的下降速度为选取测试属性的标准,即在每个节点选取还尚未被用来划分的具有最高信息增益的属性作为划分标准,然后继续这个过程,直到生成的决策树能完美分类训练样例。
图7 决策树算法1995年,Yan LeCun提出了卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)[14],受生物视觉模型的启发,通常有至少两个非线性可训练的卷积层,两个非线性的固定卷积层,模拟视觉皮层中的V1,V2,Simple cell和Complex cell,在手写字识别等小规模问题上,取得了当时世界最好结果,但是在大规模问题上表现不佳。
图8 用于手写字识别的LeNet1995年,Vapnik和Cortes提出了强大的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)[9],主要思想是用一个分类超平面将样本分开从而达到分类效果,具有很强的理论论证和实验结果。
至此,ML分为NN和SVM两派。
图9 支持向量机1997年,Freund和Schapire提出了另一个坚实的ML模型AdaBoost[10],该算法最大的特点在于组合弱分类器形成强分类器,可以形象地表述为:“三个臭皮匠赛过诸葛亮”,分类效果比其它强分类器更好。
图10 AdaBoost算法2001年,随着核方法的提出[12],SVM大占上风,它的主要思想就是通过将低维数据映射到高维,从而实现线性可分。
至此,SVM在很多领域超过了NN模型。
除此之外,SVM 还发展了一系列针对NN模型的基础理论,包括凸优化、范化间隔理论和核方法。
图11 核方法2001年,Breiman提出了一个可以将多个决策树组合起来的模型随机森林(Random Forest,RF)[11],它可以处理大量的输入变量,有很高的准确度,学习过程很快,不会产生过拟合问题,具有很好的鲁棒性。
具体来说,随机森林就是由多棵CART(Classification And Regression Tree)构成的。
对于每棵树,它们使用的训练集是从总的训练集中有放回采样出来的,这意味着,总的训练集中的有些样本可能多次出现在一棵树的训练集中,也可能从未出现在一棵树的训练集中。
在训练每棵树的节点时,使用的特征是从所有特征中按照一定比例随机地无放回的抽取的图12 随机森林算法2001年,Hochreiter发现使用BP算法时,在NN单元饱和之后会发生梯度损失(梯度扩散)[17]。
简单来说就是训练NN模型时,超过一定的迭代次数后,容易过拟合。
NN 的发展一度陷入停滞状态。
三、深层学习阶段2006年,Hinton和他的学生在《Science》上发表了一片文章[13] ,同一年另外两个团队也实现了深度学习[15][16],从此开启了深度学习(Deep Learning)阶段,掀起了深度神经网络即深度学习的浪潮。
Hinton在2006年提出的深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)开启了深度学习新纪元,他提出了用神经网络给数据降维,就是所谓的稀疏化编码或者自动编码。
他提出了一个新的神经网络模型叫做深度置信网络(Deep Belief Network,DBN),该网络可以看作是限制玻尔兹曼机像垒积木一样一层一层垒起来的。
图13 DBN示意图限制玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machine,RBM)是一个简单的双层神经网络,只有输入、输出层,没有隐层,并且层间全连接,层内无连接。
训练RBM的时候用的是一个能量函数,由于无法使用梯度下降等常用算法训练最好的连接权重矩阵,采用Gibbs采样等方法分批次进行训练,训练好的RBM可以看作输出层对输入层的特征提取。
RBM训练好之后把它们垒在一起就是DBN的初始权重,之后对DBN进行训练,这个过程称为DBN的预训练。
预训练阶段结束之后就是调优的过程,该过程也可称为Wake-Sleep过程,包括正向的前馈(Feed Forward,FF)过程和反向传播(Back Propagation,BP)过程,前馈过程是改每一层的数据,反向传播过程是修改权重矩阵,这样反复调优,一直到输出值和预期值误差最小。
图14 深度置信网络训练示意图2009年,微软研究院和Hinton合作研究基于深度神经网络的语音识别,历时两年取得成果,彻底改变了传统的语音识别技术框架,使得相对误识别率降低25%。
2012年,Hinton又带领学生在目前最大的图像数据库ImageNet(1500万个图像,22000种类)上,对分类问题取得了惊人的结果,将Top5错误率由26%大幅降低至15%。
ImageNet 是一个计算机视觉系统识别项目,是目前世界上图像识别最大的数据库。
是美国斯坦福的计算机科学家,模拟人类的识别系统建立的。
能够从图片识别物体。
2012年,由人工智能和机器学习顶级学者Andrew Ng和分布式系统顶级专家Jeff Dean 领衔的梦幻阵容,开始打造Google Brain项目,用包含16000个CPU核的并行计算平台训练超过10亿个神经元的深度神经网络,在语音识别和图像识别等领域取得了突破性的进展[4]。
该系统通过分析YouTube上选取的视频,采用无监督的方式训练深度神经网络,可将图像自动聚类。
在系统中输入“cat”后,结果在没有外界干涉的条件下,识别出了猫脸。
2012年,微软首席研究官Rick Rashid在21世纪的计算大会上演示了一套自动同声传译系统[5],将他的英文演讲实时转换成与他音色相近、字正腔圆的中文演讲。
同声传译需要经历语音识别、机器翻译、语音合成三个步骤。
该系统一气呵成,流畅的效果赢得了一致认可,深度学习则是这一系统中的关键技术。
2013年,Google收购了一家叫DNN Research的神经网络初创公司,这家公司只有三个人,Geoffrey Hinton和他的两个学生。
这次收购并不涉及任何产品和服务,只是希望Hinton可以将深度学习打造为支持Google未来的核心技术。
同年,纽约大学教授,深度学习专家Yann LeCun加盟Facebook,出任人工智能实验室主任[6],负责深度学习的研发工作,利用深度学习探寻用户图片等信息中蕴含的海量信息,希望在未来能给用户提供更智能化的产品使用体验。
2013年,百度成立了百度研究院及下属的深度学习研究所(IDL),将深度学习应用于语音识别和图像识别、检索,以及广告CTR预估(Click-Through-Rate Prediction,pCTR),其中图片检索达到了国际领先水平。