《深度学习——理论、方法与PyTorch实践》PDF电子书免费下载

作者:  翟中华、孟翔宇

出版社: 清华大学出版社

出版年: 2021年08月

ISBN: 9787302568483

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内容简介

目录

基础篇
第1章什么是深度学习
1.1通过应用示例直观理解深度学习
1.23个视角解释深度学习
1.2.1分层组合性
1.2.2端到端学习
1.2.3分布式表示
1.3深度学习面临的挑战
1.3.1深度学习的工作机制
1.3.2非凸的问题
1.3.3可解释性的问题
第2章图像识别及KNN算法
2.1图像分类
2.2误差分解和KNN算法
2.2.1误差分解
2.2.2KNN算法运行过程
第3章线性分类器
3.1线性分类器用于图像分类的3个观点
3.1.1线性分类的代数观点
3.1.2线性分类的视觉观点
3.1.3线性分类的几何观点
3.2合页损失函数原理推导及图像分类举例
3.2.1合页损失函数的概念
3.2.2多分类合页损失函数的推导
3.3Softmax损失函数与多分类SVM损失函数的比较
3.3.1Softmax分类与损失函数
3.3.2Softmax损失函数与合页损失函数的比较
第4章优化与梯度
4.1梯度下降法工作原理及3种普通梯度下降法
4.1.1梯度下降的概念
4.1.2梯度下降法求解目标函数
4.1.3学习率的重要性
4.1.43种梯度下降法
4.2动量SGD和Nesterov加速梯度法
4.2.1SGD存在的问题
4.2.2动量法
4.2.3Nesterov加速梯度法
4.3自适应学习速率优化方法
4.3.1指数加权平均值处理数字序列
4.3.2自适应学习速率AdaGrad方法
4.3.3自适应学习速率RMSProp方法
4.3.4自适应学习速率Adadelta方法
4.4强优化方法Adam
4.4.1为什么Adam性能如此卓越
4.4.2偏差矫正
4.4.3如何矫正偏差
第5章卷积神经网络
5.1卷积核
5.1.1卷积核简介
5.1.2卷积核的作用
5.2卷积神经网络中步长、填充和通道的概念
5.2.1步长
5.2.2填充
5.2.3通道
5.3快速推导卷积层特征图尺寸计算公式
5.3.1计算过程直观展示
5.3.2计算过程总结
5.4极简方法实现卷积层的误差反传
5.4.1误差反传举例说明
5.4.2完全卷积过程简介
5.4.3把卷积过程写成神经网络形式
5.4.4应用计算图的反向模式微分
5.5极池化层的本质思想及其过程
5.5.1池化层的分类
5.5.2池化后图像尺寸
第6章卷积神经网络训练技巧
6.1ReLU激活函数的优势
6.1.1为什么需要激活函数
6.1.2主流激活函数介绍
6.2内部协变量偏移
6.3批归一化
6.3.1为什么需要批归一化
6.3.2批归一化的工作原理
6.3.3批归一化的优势
6.4Dropout正则化及其集成方法思想
6.4.1特征共适应性
6.4.2Dropout正则化思想
6.4.3Dropout集成思想
6.4.4预测时需要恢复Dropout的随机性
第7章卷积神经网络架构
7.1掀起深度学习风暴的AlexNet网络架构
7.1.1卷积神经网络的开端LeNet
7.1.2AlexNet架构
7.2神经网络感受野及其计算
7.2.1生物学中的感受野
7.2.2CNN中的感受野
7.3VGGNet网络结构相比较AlexNet的优势
7.3.1VGGNet简介
7.3.2VGGNet与AlexNet网络结构对比
7.4GoogLeNet 1×1卷积核的深刻意义及其作用
7.4.1深度神经网络的缺陷
7.4.2多通道卷积中特征图映射太多的问题
7.4.31×1卷积核卷积过程
7.5GoogLeNet初始模块设计指导思想
7.5.1赫布学习规则
7.5.2人工神经网络中的赫布学习规则
7.6透彻理解GoogLeNet全景架构
7.7ResNet关键结构恒等映射背后的思想及原理
7.8全面理解ResNet全景架构
第8章循环神经网络
8.1为什么要用递归神经网络
8.1.1为什么需要递归神经网络
8.1.2RNN结构以及应用
8.2RNN计算图
8.3RNN前向与反向传播
8.3.1前馈深度
8.3.2循环深度
8.3.3通过时间反向传播
8.3.4两个和的反向传播
8.3.5梯度消失和梯度爆炸
8.4长短期记忆(LSTM)及其变种的原理
8.4.1LSTM网络架构
8.4.2LSTM变体一
8.4.3LSTM变体二
8.4.4LSTM变体三
第9章基于深度学习的语言模型
9.1词的各种向量表示
9.2通过词向量度量词的相似性
9.3潜在语义分析LSA
9.3.1潜在语义分析的过程
9.3.2潜在语义分析的SVD分解
9.4Word2Vec词嵌入原理
9.4.1Word2Vec的指导思想
9.4.2skipgram算法的框架
9.4.3skipgram算法的输入训练集
9.4.4skipgram算法的目标函数
9.4.5skipgram网络中的两个权重矩阵
9.5GloVe词向量模型
9.5.1由单词共同出现的次数到共同出现的概率
9.5.2GloVe模型目标函数的推导
9.6从onehot向量到seq2seq序列模型
9.7编码器解码器模型
9.8为什么要用注意力机制
9.8.1大脑中的注意力
9.8.2为什么要使用注意力机制
9.9注意力机制的数学原理
第10章深度学习NLP应用进阶
10.1注意力机制的应用指针网络
10.2递归神经网络是否是必要的
10.2.1递归神经网络存在的问题
10.2.2前馈网络的优势
10.2.3如何替代递归神经网络
10.3Transformer的数学原理
10.3.1什么是Transformer
10.3.2Transformer结构的形象展示
10.3.3什么是自我注意力
10.3.4多头自我注意力
10.4Transformer的3个矩阵K、V、Q
10.5Transformer的位置编码原理
10.5.1位置编码的向量计算
10.5.2位置编码的表示
10.6Transformer的全景架构
10.7深度语境化词语表示ELMo
10.7.1为什么需要语境情景化的表示
10.7.2ELMo的算法构成
10.7.3ELMo整体框架
10.7.4ELMo的应用
10.7.5ELMo算法的效果
10.8NLP里程碑模型BERT三大集成创新
10.8.1双向上下文遮蔽语言模型
10.8.2使用Transformer
10.8.3迁移学习
10.8.4应用于特定任务
第11章深度生成模型
11.1监督学习与无监督学习的比较
11.1.1监督学习
11.1.2无监督学习
11.2为什么要用生成模型
11.2.1分类
11.2.2生成模型应用实例
11.3自编码
11.4从概率视角理解VAE建模过程
11.5KL散度
11.6VAE损失函数推导
11.7用深度神经网络求解VAE目标函数
第12章生成对抗网络
12.1GAN目标函数
12.2通过博弈论理解GAN原理
12.3由JS散度推导GAN判别器和生成器值
12.4深度卷积生成对抗网络(DCGAN)
12.4.1DCGAN使用的方法
12.4.2DCGAN中的生成器
12.4.3DCGAN对抗训练的细节
12.5条件生成对抗网络
12.5.1CGAN的网络结构
12.5.2CGAN的数学原理
12.5.3生成器和判别器的目标损失函数
第13章生成对抗网络的创新及应用
13.1图像到图像的翻译
13.1.1CNN可否预测图像
13.1.2CGAN的具体应用: 以不同形态的图像为条件
13.1.3CGAN结构上的两大创新
13.1.4图像到图像翻译的应用场景
13.2循环生成对抗网络
13.3CycleGAN对抗性损失和循环一致性原理
13.4从条件熵的视角剖析CycleGAN
13.5CycleGAN实验结果
13.6超分辨率生成对抗网络(SRGAN)
13.7SRGAN的网络架构
13.8叠加生成对抗网络
13.9StackGAN中的条件增强
13.10渐进式增长生成对抗网络
13.11StyleGAN中的自适应实例规范化
13.12StyleGAN中删除传统输入与随机变化
13.13为什么GAN很难训练
13.14GAN中梯度消失与梯度不稳定
13.15Wasserstein距离
13.16为什么Wasserstein距离比KL、JS散度更有利于训练GAN
实战篇
第14章PyTorch入门
14.1PyTorch介绍及张量
14.1.1PyTorch及其特定优势
14.1.2PyTorch安装
14.1.3张量
14.2PyTorch动态图、自动梯度、梯度反传
14.3使用PyTorch的nn包构建卷积神经网络
第15章手写数字识别
15.1手写数字识别的解决方案
15.1.1手写数字识别的研究意义与背景
15.1.2手写数字识别的项目挑战
15.1.3手写数字识别的项目原理与解决方案
15.2搭建多层全连接神经网络实现MNIST手写数字识别
15.2.1由浅入深搭建3层全连接网络
15.2.2MNIST训练集和测试集载入
15.2.3模型训练与评估
15.3基于卷积神经网络的MNIST手写数字识别
15.3.1卷积神经网络基本解读
15.3.2搭建一个卷积神经网络
第16章基于PyTorch的卷积神经网络可视化理解
16.1问题背景
16.2卷积神经网络
16.2.1比较多层感知机和卷积神经网络
16.2.2神经元的感知野
16.3计算机如何查看输入的图像
16.4构建过滤器
16.5完整的卷积神经网络结构
16.6可视化一个简单的卷积神经网络
16.7使用预训练的AlexNet进行各层卷积可视化
16.7.1输入图片可视化
16.7.2可视化过滤器——多通道
16.7.3可视化过滤器——单通道
16.8图像遮挡实验
16.9总结
第17章基于Keras实现Kaggle猫狗大战
17.1猫狗大战背景介绍
17.2Keras介绍及安装配置
17.2.1什么是Keras
17.2.2安装TensorFlow
17.2.3安装Keras
17.3基于卷积神经网络的猫狗大战
17.3.1构建第1个网络
17.3.2增加丢弃
17.3.3增加数据增强
17.4基于迁移学习的猫狗大战
17.4.1VGG16简介
17.4.2使用VGG16预测图像包含什么内容
17.4.3训练猫狗大战分类器
17.4.4转移学习/微调模型
第18章基于PyTorch实现一个DCGAN案例
18.1介绍
18.2生成对抗网络
18.2.1什么是GAN
18.2.2什么是DCGAN
18.2.3输入
18.2.4数据
18.2.5实现
18.2.6结果
18.2.7未来
第19章从零出发实现基于RNN的3个应用
19.1RNN网络结构及原理
19.2使用字符级RNN对姓名进行分类
19.2.1准备数据注意
19.2.2将姓名转换为张量
19.2.3创建网络
19.2.4训练
19.3使用字符级RNN生成名称
19.3.1准备数据
19.3.2构建网络
19.3.3训练
19.3.4绘制损失
19.3.5网络采样
19.4使用序列到序列的网络和注意机制完成翻译
19.4.1加载数据文件
19.4.2seq2seq模型
19.4.3训练
19.4.4绘图结果
19.4.5评估
19.4.6训练与评估
19.4.7可视化注意机制
参考文献
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