Страница 5 из 13
Каждый такой слой передает свой вывод следующему слою, который обрабатывает его и передает его следующему.
Именно поэтому такая система из многочисленных слоев называется глубоким обучением.
При создании алгоритмов глубокого обучения разработчики и инженеры настраивают количество слоев и тип функций, которые соединяют выходы каждого слоя со входами следующего.
Затем они обучают модель, предоставляя множество размеченных примеров.
Например, вы даете алгоритму глубокого изучения тысячи изображений и метки, которые соответствуют содержанию каждого изображения.
Алгоритм будет запускать эти примеры через свою многоуровневую нейронную сеть и будет подгонять веса переменных в каждом слое нейронной сети, чтобы иметь возможность обнаруживать общие шаблоны, которые определяют изображения с похожими метками.
Глубокое обучение устраняет одну из основных проблем, с которой сталкивались алгоритмы обучения предыдущего поколения.
В то время как эффективность и производительность алгоритмов машинного обучения предыдущего поколения не улучшалась по мере роста наборов данных, алгоритмы глубокого обучения продолжают улучшаться по мере поступления большего количества данных.
Глубокое обучение оказалось очень эффективным при выполнении различных задач, включая распознавание и транскрипцию голоса, распознавание лиц, медицинскую визуализацию и языковой перевод.
Глубокое обучение также является одним из основных компонентов беспилотных автомобилей.
Искусственная нейронная сеть представляет собой совокупность мелких единиц, называемых нейронами, которые представляют собой вычислительные единицы, смоделированные по способу обработки информации человеческим мозгом.
Искусственные нейронные сети заимствуют некоторые идеи из биологической нейронной сети мозга, чтобы приблизить некоторые результаты его обработки.
Эти единицы или нейроны принимают поступающие данные, также как и биологические нейронные сети, и со временем учатся принимать решения.
Нейронные сети учатся через процесс, называемый обратным распространением.
Например, при преобразовании речи в текст, в нейронных сетях вместо кодирования правил вы предоставляете образцы голоса и соответствующий им текст.
И нейронная сеть находит общие шаблоны произношения слов, а затем учится сопоставлять новые голосовые записи с соответствующими им текстами.
YouTube использует это для автоматического создания субтитров.
Обратное распространение использует набор обучающих данных, которые сопоставляют известные входы с желаемыми выходами.
Сначала входы подключаются к сети и определяются выходы.
Затем функция ошибки определяет, насколько далеко данный выход находится от желаемого выхода.
И наконец, делаются изменения, чтобы уменьшить ошибки.
Набор нейронов называется слоем, и слой принимает входные данные и обеспечивает выходные данные.
Любая нейронная сеть будет иметь один входной слой и один выходной слой.
И нейронная сеть также будет иметь один или несколько скрытых слоев, которые имитируют типы деятельности, происходящих в человеческом мозге.
Скрытые слои принимают набор взвешенных входных данных и выдают результат с помощью функции активации.
Нейронная сеть, имеющая более одного скрытого слоя, называется глубокой нейронной сетью.
Перцептроны – это самые простые и старые типы нейронных сетей.
Это однослойные нейронные сети, состоящие из входных узлов, подключенных непосредственно к выходному узлу.
Входные слои передают входные значения следующему слою путем умножения на вес и суммирования результатов.
Скрытые слои получают входные данные от других узлов и направляют свои выходные данные на другие узлы.
Скрытые и выходные узлы имеют свойство, называемое смещением bias, которое представляет собой особый тип веса, который применяется к узлу после рассмотрения других входных данных.
И наконец, функция активации определяет, как узел реагирует на свои входные данные.
Функция запускается на сумме входов и смещения, а затем результат передается как выходной.
Функции активации могут принимать различные формы, и их выбор является критическим компонентом успеха нейронной сети.
Сверточные нейронные сети или CNN представляют собой многослойные нейронные сети, которые основываются на работе зрительной коры животных.
CNN полезны в таких приложениях, как обработка изображений, распознавание видео и обработка языка.
Свертка – это математическая операция, в которой функция применяется к другой функции, а результат представляет собой смесь двух функций.
Свертки хороши при обнаружении простых структур на изображении и объединении этих простых функций для создания более сложных функций.
В сверточной сети этот процесс происходит в последовательности слоев, каждый из которых проводит свертку на выходе предыдущего слоя.
CNN являются экспертами в построении сложных функций из менее сложных.
Рекуррентные нейронные сети или RNN являются рекуррентными, потому что они выполняют одну и ту же задачу для каждого элемента последовательности, причем предыдущие выходы питают входы последующих этапов.
В обычной нейронной сети вход обрабатывается через несколько слоев, а выход создается с допущением, что два последовательных входа независимы друг от друга, но это может не выполняться в определенных сценариях.
Например, когда нам нужно учитывать контекст, в котором было произнесено слово, в таких сценариях необходимо учитывать зависимость от предыдущих наблюдений, чтобы получить результат.
И RNN могут использовать информацию в длинных последовательностях, причем каждый уровень сети представляет наблюдение в определенное время.
Новый тип нейронной сети, называемый порождающей состязательной сетью (GAN), может использоваться для создания сложных выходных данных, таких как фотореалистичные изображения.
На странице сайта IBM вы можете попробовать создать изображение с помощью GAN.
В разделе «Совместное создание с нейронной сетью» в разделе «Выберите сгенерированное изображение» выберите одно из существующих изображений.
И в списке Pick object type выберите тип объекта, который вы хотите добавить.
Например, нажмите на дерево.
Переместите курсор на изображение.
Нажмите и удерживая кнопку мыши нажатой, наведите курсор на область существующего изображения, в которую вы хотите добавить объект, в данном случае дерево.
Выберите другой тип объекта и добавьте его к изображению.
Поэкспериментируйте: можете ли вы поместить дверь в небо?
И используйте функции отмены и удаления, чтобы удалить объекты.
И нажмите «Загрузить», чтобы сохранить свою работу.
Наука о данных
Наука о данных – это процесс использования данных, чтобы понять различные вещи, понять мир.
Это когда у вас есть модель или гипотеза проблемы, и вы пытаетесь проверить эту гипотезу или модель на данных.
Наука о данных – это искусство раскрытия идей и тенденций, которые скрываются за данными.
Данные реальны, данные имеют реальные свойства, и нам нужно изучить их, если мы собираемся работать с ними.