Python深度學(xué)習(xí)實(shí)戰(zhàn)（基于Pytorch）

第 1 章 深度學(xué)習(xí)簡介　1
1．1　計(jì)算機(jī)視覺　1
1．1．1　定義　1
1．1．2　基本任務(wù)　1
1．1．3　傳統(tǒng)方法　2
1．1．4　仿生學(xué)與深度學(xué)習(xí)　3
1．1．5　現(xiàn)代深度學(xué)習(xí)　4
1．2　自然語言處理　7
1．2．1　自然語言處理的基本問題　7
1．2．2　傳統(tǒng)方法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的比較　8
1．2．3　發(fā)展趨勢　9
1．3　強(qiáng)化學(xué)習(xí)　10
1．3．1　什么是強(qiáng)化學(xué)習(xí)　10
1．3．2　強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法簡介　12
1．3．3　強(qiáng)化學(xué)習(xí)的應(yīng)用　12
1．4　本章小結(jié)　13
第　2 章 深度學(xué)習(xí)框架　14
2．1　Caffe　14
2．1．1　什么是 Caffe　14
2．1．2　Caffe 的特點(diǎn)　14
2．1．3　Caffe 概述　15
2．2　TensorFlow　16
2．2．1　什么是 TensorFlow　16
2．2．2　數(shù)據(jù)流圖　16
2．2．3　TensorFlow 的特點(diǎn)　17
2．2．4　TensorFlow 概述　17
2．3　PyTorch　20
2．3．1　什么是 PyTorch　20
2．3．2　PyTorch 的特點(diǎn)　20
2．3．3　PyTorch 概述　20
2．4　三者的比較　22
2．5　本章小結(jié)　24
第　3 章 機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)　25
3．1　模型評估與模型參數(shù)選擇　25
3．1．1　驗(yàn)證　26
3．1．2　正則化　26
3．2　監(jiān)督學(xué)習(xí)與非監(jiān)督學(xué)習(xí)　26
3．2．1　監(jiān)督學(xué)習(xí)　27
3．2．2　非監(jiān)督學(xué)習(xí)　28
3．3　本章小結(jié)　29
第　4 章 PyTorch 深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)　30
4．1　Tensor 對象及其運(yùn)算　30
4．2　Tensor 的索引和切片　32
4．3　Tensor 的變換、拼接和拆分　33
4．4　PyTorch 的 Reduction 操作　35
4．5　PyTorch 的自動(dòng)微分　36
4．6　本章小結(jié)　38
第　5 章 Logistic 回歸　39
5．1　線性回歸簡介　39
5．2　Logistic 回歸簡介　41
5．3　用 PyTorch 實(shí)現(xiàn) Logistic 回歸　43
5．3．1　數(shù)據(jù)準(zhǔn)備　43
5．3．2　線性方程　44
5．3．3　激活函數(shù)　45
5．3．4　損失函數(shù)　45
5．3．5　優(yōu)化算法　47
5．3．6　模型可視化　47
5．4　本章小結(jié)　48
第　6 章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)　49
6．1　基礎(chǔ)概念　49
6．2　感知器　52
6．2．1　單層感知器　52
6．2．2　多層感知器　53
6．3　BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　53
6．3．1　梯度下降　53
6．3．2　反向傳播　54
6．4　Dropout 正則化　55
6．5　Batch Normalization　56
6．5．1　Batch Normalization 的實(shí)現(xiàn)方式　57
6．5．2　Batch Normalization 的使用方法　58
6．6　本章小結(jié)　59
第　7 章 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)視覺　60
7．1　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本思想　60
7．2　卷積操作　61
7．3　池化層　63
7．4　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　64
7．5　經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　64
7．5．1　VGG 網(wǎng)絡(luò)　64
7．5．2　InceptionNet　65
7．5．3　ResNet　66
7．6　用 PyTorch 進(jìn)行手寫數(shù)字識(shí)別　67
7．7　本章小結(jié)　72
第　8 章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與自然語言處理　73
8．1　語言建模　73
8．2　基于多層感知器的架構(gòu)　75
8．3　基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)　76
8．3．1　循環(huán)單元　77
8．3．2　通過時(shí)間反向傳播　77
8．3．3　帶有門限的循環(huán)單元　78
8．3．4　循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)語言模型　79
8．3．5　神經(jīng)機(jī)器翻譯　80
8．4　基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)　83
8．5　基于 Transformer 的架構(gòu)　85
8．5．1　多頭注意力　86
8．5．2　非參位置編碼　88
8．5．3　編碼器單元與解碼器單元　88
8．6　表示學(xué)習(xí)與預(yù)訓(xùn)練技術(shù)　89
8．6．1　詞向量　90
8．6．2　加入上下文信息的特征表示　91
8．6．3　網(wǎng)絡(luò)預(yù)訓(xùn)練　92
8．7　本章小結(jié)　95
第　9 章 實(shí)戰(zhàn)：使用 PyTorch 實(shí)現(xiàn)
基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的圖像分類與數(shù)據(jù)可視化　96
9．1　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型　96
9．1．1　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的發(fā)展　96
9．1．2　Tensorboard　97
9．2　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與 Tensorboard實(shí)戰(zhàn)　97
9．2．1　FashionMNIST 數(shù)據(jù)集　97
9．2．2　數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與模型搭建　98
9．2．3　Tensorboard 的使用　100
9．3　本章小結(jié)　108
第　10 章 實(shí)戰(zhàn)：使用 PyTorch 實(shí)現(xiàn)基于textCNN的文本分類　109
10．1　文本分類常用的 Python 工具庫　109
10．2　數(shù)據(jù)集　110
10．3　算法模型　111
10．3．1　模型介紹　111
10．3．2　模型實(shí)現(xiàn)　114
10．3．3　模型結(jié)果　115
10．4　本章小結(jié)　115
第　11 章 實(shí)戰(zhàn)：使用 PyTorch 搭建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行音頻
轉(zhuǎn)化　116
11．1　數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備　116
11．2　數(shù)據(jù)預(yù)處理　116
11．2．1　數(shù)據(jù)集讀取　116
11．2．2　音頻文件分段　117
11．2．3　CQT　118
11．3　模型構(gòu)建　119
11．3．1　激活函數(shù)　119
11．3．2　模型分析　120
11．3．3　ReLU 激活函數(shù)的定義和
實(shí)現(xiàn)．120
11．3．4　flatten 函數(shù)平整層處理　121
11．3．5　sigmoid 激活函數(shù)　122
11．4　模型訓(xùn)練與結(jié)果評估　122
11．4．1　adam 優(yōu)化器　122
11．4．2　學(xué)習(xí)率策略定義　122
11．4．3　準(zhǔn)確度驗(yàn)證　123
11．4．4　訓(xùn)練　124
11．5　本章小結(jié)　124
第　12 章 實(shí)戰(zhàn)：使用 PyTorch 實(shí)現(xiàn)YOLOv3 的驗(yàn)證碼識(shí)別　125
12．1　YOLOv3　125
12．1．1　YOLOv3 概述　125
12．1．2　YOLOv3 與 PyTorch　125
12．1．3　YOLOv3 案例的意義　126
12．2　目標(biāo)檢測案例：驗(yàn)證碼中的簡單文字識(shí)別　126
12．2．1　YOLOv3 的安裝和文檔　126
12．2．2　訓(xùn)練集的獲取和數(shù)據(jù)標(biāo)注　126
12．2．3　模型訓(xùn)練　128
12．2．4　模型的測試與預(yù)覽　128
12．3　YOLO 的其他拓展　129
12．4　本章小結(jié)　129
第　13 章 實(shí)戰(zhàn)：使用 PyTorch 實(shí)現(xiàn)基于預(yù)訓(xùn)練模型的文本情感分析　130
13．1　模型介紹　130
13．1．1　預(yù)訓(xùn)練模型　130
13．1．2　BERT　130
13．2　情感分類介紹　131
13．2．1　文本情感分析　131
13．2．2　BERT 情感分析原理簡析　131
13．3　環(huán)境搭建　131
13．3．1　環(huán)境選擇　132
13．3．2　Conda 簡介　133
13．3．3　Huggingface-Transformer 簡介　133
13．3．4　Huggingface-Transformer 下載　133
13．4　數(shù)據(jù)集獲取　133
13．5　模型微調(diào)　134
13．6　效果測評　136
13．7　本章小結(jié)　137
第　14 章 實(shí)戰(zhàn)：用 PyTorch 進(jìn)行
視頻處理　138
14．1　數(shù)據(jù)準(zhǔn)備　138
14．2　數(shù)據(jù)預(yù)處理　139
14．2．1　數(shù)據(jù)集的讀取　139
14．2．2　視頻關(guān)鍵幀的提取　139
14．3　模型構(gòu)建　140
14．3．1　ResNet-18 提取關(guān)鍵幀的特征　141
14．3．2　L2 正則化關(guān)鍵幀特征　142
14．3．3　視頻相似度匹配　142
14．3．4　幀級相似度匹配　143
14．4　模型訓(xùn)練與結(jié)果評估　145
14．4．1　訓(xùn)練函數(shù)的實(shí)現(xiàn)　145
14．4．2　訓(xùn)練結(jié)果提交　146
14．5　本章小結(jié)　146
第　15 章 實(shí)戰(zhàn)：使用 PyTorch 在跨域數(shù)據(jù)集上進(jìn)行圖像分類　147
15．1　遷移學(xué)習(xí)　147
15．2　跨域數(shù)據(jù)集　148
15．3　ResNet-50　149
15．4　案例分析　149
15．4．1　數(shù)據(jù)預(yù)處理　149
15．4．2　讀取數(shù)據(jù)　151
15．4．3　訓(xùn)練　153
15．5　本章小結(jié)　154
第　16 章 實(shí)戰(zhàn)：使用 PyTorch 實(shí)現(xiàn)基于BERT的自動(dòng)新聞文本分類　155
16．1　文本分類概述　155
16．2　BERT 簡介　156
16．3　數(shù)據(jù)預(yù)處理　158
16．4　模型實(shí)現(xiàn)　159
16．5　本章小結(jié)　160
附錄　A PyTorch 環(huán)境搭建　161
A．1　Linux 平臺(tái)下 PyTorch 環(huán)境搭建　161
A．2　Windows 平臺(tái)下 PyTorch 環(huán)境
搭建．163
附錄　B 深度學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)　165
B．1　線性代數(shù)　165
B．2　概率論　172