神经网络和深度神经网络,图神经网络和神经网络

神经网络与深度神经网络有什么区别

谷歌人工智能写作项目:神经网络伪原创

深度学习与神经网络有什么区别

找深度学习和神经网络的不同点,其实主要的就是:原来多层神经网络做的步骤是:特征映射到值好文案。特征是人工挑选。深度学习做的步骤是 信号->特征->值。 特征是由网络自己选择。

另外,深度学习作为机器学习的领域中一个新的研究方向,在被引进机器学习后,让机器学习可以更加的接近最初的目标,也就是人工智能。

深度学习主要就是对样本数据的内在规律还有表示层次的学习,这些学习过程中获得的信息对诸如文字,图像和声音等数据的解释有很大的帮助。

它的最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力,能够识别文字、图像和声音等数据。 深度学习是一个复杂的机器学习算法,在语音和图像识别方面取得的效果,远远超过先前相关技术。

深度学习在搜索技术,数据挖掘,机器学习,机器翻译,自然语言处理,多媒体学习,语音,推荐和个性化技术,以及其他相关领域都取得了很多成果。

深度学习使机器模仿视听和思考等人类的活动,解决了很多复杂的模式识别难题,使得人工智能相关技术取得了很大进步。而神经网络则是可以分为两种,一种是生物神经网络,而另一种则是人工神经网络。

生物神经网络就是生物的大脑神经元、主要是由细胞以及触点组成的,主要的作用就是让生物产生意识,或者是帮助生物实现思考还有行动的目的。神经网络可以指向两种,一个是生物神经网络,一个是人工神经网络。

人工神经网络(Artificial Neural Networks,简写为ANNs)也简称为神经网络(NNs)或称作连接模型(Connection Model),它是一种模仿动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。

这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。人工神经网络:是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型。

在工程与学术界也常直接简称为“神经网络”或类神经网络。

深度学习与神经网络有什么区别

深度学习与神经网络关系2017-01-10最近开始学习深度学习,基本上都是zouxy09博主的文章,写的蛮好,很全面,也会根据自己的思路,做下删减,细化。

五、Deep Learning的基本思想假设我们有一个系统S,它有n层(S1,…Sn),它的输入是I,输出是O,形象地表示为: I =>S1=>S2=>…..=>Sn => O,如果输出O等于输入I,即输入I经过这个系统变化之后没有任何的信息损失(呵呵,大牛说,这是不可能的。

信息论中有个“信息逐层丢失”的说法(信息处理不等式),设处理a信息得到b,再对b处理得到c,那么可以证明:a和c的互信息不会超过a和b的互信息。这表明信息处理不会增加信息,大部分处理会丢失信息。

当然了,如果丢掉的是没用的信息那多好啊),保持了不变,这意味着输入I经过每一层Si都没有任何的信息损失,即在任何一层Si,它都是原有信息(即输入I)的另外一种表示。

现在回到我们的主题Deep Learning,我们需要自动地学习特征,假设我们有一堆输入I(如一堆图像或者文本),假设我们设计了一个系统S(有n层),我们通过调整系统中参数,使得它的输出仍然是输入I,那么我们就可以自动地获取得到输入I的一系列层次特征,即S1,…, Sn。

对于深度学习来说,其思想就是对堆叠多个层,也就是说这一层的输出作为下一层的输入。通过这种方式,就可以实现对输入信息进行分级表达了。

另外,前面是假设输出严格地等于输入,这个限制太严格,我们可以略微地放松这个限制,例如我们只要使得输入与输出的差别尽可能地小即可,这个放松会导致另外一类不同的Deep Learning方法。

上述就是Deep Learning的基本思想。六、浅层学习(Shallow Learning)和深度学习(Deep Learning)浅层学习是机器学习的第一次浪潮。

20世纪80年代末期,用于人工神经网络的反向传播算法(也叫Back Propagation算法或者BP算法)的发明,给机器学习带来了希望,掀起了基于统计模型的机器学习热潮。这个热潮一直持续到今天。

人们发现,利用BP算法可以让一个人工神经网络模型从大量训练样本中学习统计规律,从而对未知事件做预测。这种基于统计的机器学习方法比起过去基于人工规则的系统,在很多方面显出优越性。

这个时候的人工神经网络,虽也被称作多层感知机(Multi-layer Perceptron),但实际是种只含有一层隐层节点的浅层模型。

20世纪90年代,各种各样的浅层机器学习模型相继被提出,例如支撑向量机(SVM,Support Vector Machines)、 Boosting、最大熵方法(如LR,Logistic Regression)等。

这些模型的结构基本上可以看成带有一层隐层节点(如SVM、Boosting),或没有隐层节点(如LR)。这些模型无论是在理论分析还是应用中都获得了巨大的成功。

相比之下,由于理论分析的难度大,训练方法又需要很多经验和技巧,这个时期浅层人工神经网络反而相对沉寂。深度学习是机器学习的第二次浪潮。

2006年,加拿大多伦多大学教授、机器学习领域的泰斗Geoffrey Hinton和他的学生RuslanSalakhutdinov在《科学》上发表了一篇文章,开启了深度学习在学术界和工业界的浪潮。

这篇文章有两个主要观点:1)多隐层的人工神经网络具有优异的特征学习能力,学习得到的特征对数据有更本质的刻画,从而有利于可视化或分类;2)深度神经网络在训练上的难度,可以通过“逐层初始化”(layer-wise pre-training)来有效克服,在这篇文章中,逐层初始化是通过无监督学习实现的。

当前多数分类、回归等学习方法为浅层结构算法,其局限性在于有限样本和计算单元情况下对复杂函数的表示能力有限,针对复杂分类问题其泛化能力受到一定制约。

深度学习可通过学习一种深层非线性网络结构,实现复杂函数逼近,表征输入数据分布式表示,并展现了强大的从少数样本集中学习数据集本质特征的能力。

(多层的好处是可以用较少的参数表示复杂的函数)深度学习的实质,是通过构建具有很多隐层的机器学习模型和海量的训练数据,来学习更有用的特征,从而最终提升分类或预测的准确性。

因此,“深度模型”是手段,“特征学习”是目的。

区别于传统的浅层学习,深度学习的不同在于:1)强调了模型结构的深度,通常有5层、6层,甚至10多层的隐层节点;2)明确突出了特征学习的重要性,也就是说,通过逐层特征变换,将样本在原空间的特征表示变换到一个新特征空间,从而使分类或预测更加容易。

与人工规则构造特征的方法相比,利用大数据来学习特征,更能够刻画数据的丰富内在信息。

七、Deep learning与Neural Network深度学习是机器学习研究中的一个新的领域,其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络,它模仿人脑的机制来解释数据,例如图像,声音和文本。

深度学习是无监督学习的一种。深度学习的概念源于人工神经网络的研究。含多隐层的多层感知器就是一种深度学习结构。深度学习通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征,以发现数据的分布式特征表示。

Deep learning本身算是machine learning的一个分支,简单可以理解为neural network的发展。

大约二三十年前,neural network曾经是ML领域特别火热的一个方向,但是后来确慢慢淡出了,原因包括以下几个方面:1)比较容易过拟合,参数比较难tune,而且需要不少trick;2)训练速度比较慢,在层次比较少(小于等于3)的情况下效果并不比其它方法更优;所以中间有大约20多年的时间,神经网络被关注很少,这段时间基本上是SVM和boosting算法的天下。

但是,一个痴心的老先生Hinton,他坚持了下来,并最终(和其它人一起Bengio、Yann.lecun等)提成了一个实际可行的deep learning框架。

Deep learning与传统的神经网络之间有相同的地方也有很多不同。

二者的相同在于deep learning采用了神经网络相似的分层结构,系统由包括输入层、隐层(多层)、输出层组成的多层网络,只有相邻层节点之间有连接,同一层以及跨层节点之间相互无连接,每一层可以看作是一个logistic regression模型;这种分层结构,是比较接近人类大脑的结构的。

而为了克服神经网络训练中的问题,DL采用了与神经网络很不同的训练机制。

传统神经网络(这里作者主要指前向神经网络)中,采用的是back propagation的方式进行,简单来讲就是采用迭代的算法来训练整个网络,随机设定初值,计算当前网络的输出,然后根据当前输出和label之间的差去改变前面各层的参数,直到收敛(整体是一个梯度下降法)。

而deep learning整体上是一个layer-wise的训练机制。

这样做的原因是因为,如果采用back propagation的机制,对于一个deep network(7层以上),残差传播到最前面的层已经变得太小,出现所谓的gradient diffusion(梯度扩散)。

这个问题我们接下来讨论。

八、Deep learning训练过程8.1、传统神经网络的训练方法为什么不能用在深度神经网络BP算法作为传统训练多层网络的典型算法,实际上对仅含几层网络,该训练方法就已经很不理想。

深度结构(涉及多个非线性处理单元层)非凸目标代价函数中普遍存在的局部最小是训练困难的主要来源。

BP算法存在的问题:(1)梯度越来越稀疏:从顶层越往下,误差校正信号越来越小;(2)收敛到局部最小值:尤其是从远离最优区域开始的时候(随机值初始化会导致这种情况的发生);(3)一般,我们只能用有标签的数据来训练:但大部分的数据是没标签的,而大脑可以从没有标签的的数据中学习;8.2、deep learning训练过程如果对所有层同时训练,时间复杂度会太高;如果每次训练一层,偏差就会逐层传递。

这会面临跟上面监督学习中相反的问题,会严重欠拟合(因为深度网络的神经元和参数太多了)。

2006年,hinton提出了在非监督数据上建立多层神经网络的一个有效方法,简单的说,分为两步,一是每次训练一层网络,二是调优,使原始表示x向上生成的高级表示r和该高级表示r向下生成的x'尽可能一致。

方法是:1)首先逐层构建单层神经元,这样每次都是训练一个单层网络。2)当所有层训练完后,Hinton使用wake-sleep算法进行调优。

将除最顶层的其它层间的权重变为双向的,这样最顶层仍然是一个单层神经网络,而其它层则变为了图模型。向上的权重用于“认知”,向下的权重用于“生成”。然后使用Wake-Sleep算法调整所有的权重。

让认知和生成达成一致,也就是保证生成的最顶层表示能够尽可能正确的复原底层的结点。

比如顶层的一个结点表示人脸,那么所有人脸的图像应该激活这个结点,并且这个结果向下生成的图像应该能够表现为一个大概的人脸图像。Wake-Sleep算法分为醒(wake)和睡(sleep)两个部分。

1)wake阶段:认知过程,通过外界的特征和向上的权重(认知权重)产生每一层的抽象表示(结点状态),并且使用梯度下降修改层间的下行权重(生成权重)。

也就是“如果现实跟我想象的不一样,改变我的权重使得我想象的东西就是这样的”。2)sleep阶段:生成过程,通过顶层表示(醒时学得的概念)和向下权重,生成底层的状态,同时修改层间向上的权重。

也就是“如果梦中的景象不是我脑中的相应概念,改变我的认知权重使得这种景象在我看来就是这个概念”。

deep learning训练过程具体如下:1)使用自下上升非监督学习(就是从底层开始,一层一层的往顶层训练):采用无标定数据(有标定数据也可)分层训练各层参数,这一步可以看作是一个无监督训练过程,是和传统神经网络区别最大的部分(这个过程可以看作是feature learning过程):具体的,先用无标定数据训练第一层,训练时先学习第一层的参数(这一层可以看作是得到一个使得输出和输入差别最小的三层神经网络的隐层),由于模型capacity的限制以及稀疏性约束,使得得到的模型能够学习到数据本身的结构,从而得到比输入更具有表示能力的特征;在学习得到第n-1层后,将n-1层的输出作为第n层的输入,训练第n层,由此分别得到各层的参数;2)自顶向下的监督学习(就是通过带标签的数据去训练,误差自顶向下传输,对网络进行微调):基于第一步得到的各层参数进一步fine-tune整个多层模型的参数,这一步是一个有监督训练过程;第一步类似神经网络的随机初始化初值过程,由于DL的第一步不是随机初始化,而是通过学习输入数据的结构得到的,因而这个初值更接近全局最优,从而能够取得更好的效果;所以deep learning效果好很大程度上归功于第一步的feature learning过程。

卷积神经网络和深度神经网络的区别是什么

主要区别是在多层感知机中,对层定义和深度处理方法不同。深度神经网络模仿人脑思考方式,首先逐层构建单层神经元,这样每次都是训练一个单层网络。当所有层训练完后,使用wake-sleep算法进行调优。

卷积神经网络通过“卷积核”作为中介。同一个卷积核在所有图像内是共享的,图像通过卷积操作后仍然保留原先的位置关系。

深度学习和神经网络的区别是什么

这两个概念实际上是互相交叉的,例如,卷积神经网络(Convolutional neural networks,简称CNNs)就是一种深度的监督学习下的机器学习模型,而深度置信网(Deep Belief Nets,简称DBNs)就是一种无监督学习下的机器学习模型。

深度学习的概念源于人工神经网络的研究。含多隐层的多层感知器就是一种深度学习结构。深度学习通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征,以发现数据的分布式特征表示。

深度学习的概念由Hinton等人于2006年提出。基于深信度网(DBN)提出非监督贪心逐层训练算法,为解决深层结构相关的优化难题带来希望,随后提出多层自动编码器深层结构。

此外Lecun等人提出的卷积神经网络是第一个真正多层结构学习算法,它利用空间相对关系减少参数数目以提高训练性能。

卷积神经网络和深度神经网络的区别是什么

没有卷积神经网络的说法,只有卷积核的说法。电脑图像处理的真正价值在于:一旦图像存储在电脑上,就可以对图像进行各种有效的处理。

如减小像素的颜色值,可以解决曝光过度的问题,模糊的图像也可以进行锐化处理,清晰的图像可以使用模糊处理模拟摄像机滤色镜产生的柔和效果。用Photoshop等图像处理软件,施展的魔法几乎是无止境的。

四种基本图像处理效果是模糊、锐化、浮雕和水彩。ß这些效果是不难实现的,它们的奥妙部分是一个称为卷积核的小矩阵。这个3*3的核含有九个系数。

为了变换图像中的一个像素,首先用卷积核中心的系数乘以这个像素值,再用卷积核中其它八个系数分别乘以像素周围的八个像素,最后把这九个乘积相加,结果作为这个像素的值。

对图像中的每个像素都重复这一过程,对图像进行了过滤。采用不同的卷积核,就可以得到不同的处理效果。ß用PhotoshopCS6,可以很方便地对图像进行处理。

模糊处理——模糊的卷积核由一组系数构成,每个系数都小于1,但它们的和恰好等于1,每个像素都吸收了周围像素的颜色,每个像素的颜色分散给了它周围的像素,最后得到的图像中,一些刺目的边缘变得柔和。

锐化卷积核中心的系数大于1,周围八个系数和的绝对值比中间系数小1,这将扩大一个像素与之周围像素颜色之间的差异,最后得到的图像比原来的图像更清晰。

浮雕卷积核中的系数累加和等于零,背景像素的值为零,非背景像素的值为非零值。照片上的图案好像金属表面的浮雕一样,轮廓似乎凸出于其表面。

要进行水彩处理,首先要对图像中的色彩进行平滑处理,把每个像素的颜色值和它周围的二十四个相邻的像素颜色值放在一个表中,然后由小到大排序,把表中间的一个颜色值作为这个像素的颜色值。

然后用锐化卷积核对图像中的每个像素进行处理,以使得轮廓更加突出,最后得到的图像很像一幅水彩画。我们把一些图像处理技术结合起来使用,就能产生一些不常见的光学效果,例如光晕等等。希望我能帮助你解疑释惑。

为什么有图卷积神经网络?

本质上说,世界上所有的数据都是拓扑结构,也就是网络结构,如果能够把这些网络数据真正的收集、融合起来,这确实是实现了AI智能的第一步。

所以,如何利用深度学习处理这些复杂的拓扑数据,如何开创新的处理图数据以及知识图谱的智能算法是AI的一个重要方向。

深度学习在多个领域的成功主要归功于计算资源的快速发展(如 GPU)、大量训练数据的收集,还有深度学习从欧几里得数据(如图像、文本和视频)中提取潜在表征的有效性。

但是,尽管深度学习已经在欧几里得数据中取得了很大的成功,但从非欧几里得域生成的数据已经取得更广泛的应用,它们需要有效分析。

如在电子商务领域,一个基于图的学习系统能够利用用户和产品之间的交互以实现高度精准的推荐。在化学领域,分子被建模为图,新药研发需要测定其生物活性。

在论文引用网络中,论文之间通过引用关系互相连接,需要将它们分成不同的类别。自2012年以来,深度学习在计算机视觉以及自然语言处理两个领域取得了巨大的成功。

假设有一张图,要做分类,传统方法需要手动提取一些特征,比如纹理,颜色,或者一些更高级的特征。然后再把这些特征放到像随机森林等分类器,给到一个输出标签,告诉它是哪个类别。

而深度学习是输入一张图,经过神经网络,直接输出一个标签。特征提取和分类一步到位,避免了手工提取特征或者人工规则,从原始数据中自动化地去提取特征,是一种端到端(end-to-end)的学习。

相较于传统的方法,深度学习能够学习到更高效的特征与模式。 图数据的复杂性对现有机器学习算法提出了重大挑战,因为图数据是不规则的。

每张图大小不同、节点无序,一张图中的每个节点都有不同数目的邻近节点,使得一些在图像中容易计算的重要运算(如卷积)不能再直接应用于图。此外,现有机器学习算法的核心假设是实例彼此独立。

然而,图数据中的每个实例都与周围的其它实例相关,含有一些复杂的连接信息,用于捕获数据之间的依赖关系,包括引用、朋友关系和相互作用。 最近,越来越多的研究开始将深度学习方法应用到图数据领域。

受到深度学习领域进展的驱动,研究人员在设计图神经网络的架构时借鉴了卷积网络、循环网络和深度自编码器的思想。为了应对图数据的复杂性,重要运算的泛化和定义在过去几年中迅速发展。

机器学习和深度学习有哪些区别?

传统机器学习方法在得到数据后,首先需要人为定义特征模板,之后再跟Logistics、SVM等分类器结合,进行训练和预测。

机器学习预测准确率高低主要依赖于特征模板定义的好坏,一些好的特征模板往往需要领域专家花费大量时间对数据观测总结。而深度学习跟机器学习一个最大的区别在于,深度学习可以自动地从数据中总结构造特征。

深度学习有很多不同的网络结构,如卷积神经网络、长短时记忆网络、图卷积神经网络等,这些网络结构可以自动地从文本、图像、语音中抽取高层次特征,这些自动学习到的特征往往比人为定义的特征更优。

机器学习需要人为定义特征模板,而人对世界的认知是有限的,在定义特征模板的过程中难免会造成信息损失,影响模型预测准确率。

深度学习可以自动地从大量数据中学习一些比较好的特征,因此,在有足够多训练数据的情况下,深度学习的模型上限往往要比传统机器学习方法要高很多。

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