基于深度学习的

学习能力 2024-07-09 08:25:45 82

基于深度学习的? .那么,基于深度学习的?一起来了解一下吧。

人工智能已经渗透到我们生活的方方面面

下面51CTO数字化人才举一些与我们息息相关的例子:

图像识别方面:

人脸识别:

现在乘飞机、有一些城市的高铁身份验证、办理银行卡、办理信用贷款等等都需要做人脸识别验证,在上海有一些小区已经将人脸识别加到了门禁系统。可以说人脸识别技术可以大大提高安全系数,甚至之前的北大弑母案犯罪嫌疑人被抓获,人脸识别功不可没

还有每一个妹子手机上都安装有的各种拍照软件,都应用了人脸识别技术,比如说自动瘦脸,添加表情包,都是人脸识别的案例

深度学习的主要优点如下:
1:学习能力强
深度学习具备很强的学习能力。
2:覆盖范围广,适应性好
深度学习的神经网络层数很多,宽度很广,理论上可以映射到任意函数,所以能解决很复杂的问题。
3:数据驱动,上限高
深度学习高度依赖数据,数据量越大,它的表现就越好。在图像识别、面部识别、NLP 等领域表现尤为突出。
4:出色的可移植性
由于深度学习的优异表现,很多框架都可以使用,而且这些框架可以兼容很多平台。
深度学习的缺点:
只能提供有限数据量的应用场景下,深度学习算法不能够对数据的规律进行无偏差的估计。为了达到很好的精度,需要大数据支撑。由于深度学习中图模型的复杂化导致算法的时间复杂度急剧提升,为了保证算法的实时性,需要更高的并行编程技巧和更多更好的硬件支持。因此,只有一些经济实力比较强大的科研机构或企业,才能够用深度学习来做一些前沿而实用的应用。

这篇文章介绍的是关于并行深度神经网络的设计。在今年发布的两个机器学习项目中,cxxnet是最精彩的一个。因为它包含了我们团队可以发挥到的机器学习和系统的各个方面的极致:除了前沿的深度学习之外,它的两个独到特点也是让我们在设计实现中最为享受的1)灵活的公式支持和极致的C++模板编程;深度神经网络的实现大致分两类:以python为主的编程效率派和以c++为核心的为代表的追逐性能派。前者支持直接tensor的计算,而后者往往需要给每个神经网络的层和更新公式编写独立的cudakernel。编程效率派认为机器学习程序员应该是写公式来达到代码最大的可读性和易改写性。而很多以C++为核心的代码之所以没有支持非常灵活的张量计算,是因为因为运算符重载和临时空间的分配会带来效率的降低。cxxnet的核心mshadow在这两者之间做了一个平衡。使得我们在不损失效率的前提下可以通过模板编程技术允许开发者编写和matlab/numpy类似的代码,并且在编译时自动成优化的kernel。其背后的expressiontemplate技术是我最喜欢的c++trick之一。非常值得最求效率抽象和优美的同学了解。因为采用了mshadow作为核心,直接导致cxxnet的各种实现可以非常简单可读,编写一份代码就可以在GPU和CPU上面跑。使得其在代码简洁和可扩展上更加容易。2)通用的并行参数共享和更新方案多卡和多机计算一直是大规模机器学习中一个让人兴奋的话题。提到神经网络并行,最让我头疼的是可以选择的方案很多,而都涉及到不同的hack。单机多卡到底是用P2P,还是拷贝到内存,是用stream开始开多线程。分布式到底是用parameterserver,MPI还是自己写一个框架。可以选择的方法很多。设计出一个分布式的代码不难,困难的是如何让并行的接口自然的独立出来,使得其不会影响其它部分的实现。经过不断地考虑,最终我决定采用了mshadow-ps这样一个统一的参数共享接口。简单的说,mshadow-ps是一个GPU的异步parameterserver接口(应该也是目前为止唯一一个,因为GPU线程模型和CPU不同,原有的的ps库并不能直接用于GPU)。异步通信对于神经网络的更新非常重要。在backprop算法中,我们很早就可以获得梯度并且进行梯度同步,而只有到下一次forward到对应层的时候才会需要这个weight。我和limu合作设计了ps风格的三个接口来解决这样的同步问题,Push/PullReq和Pullwait。当获backprop得梯度的时候直接调用push把梯度发送出去,并且调用pullreq请求结果。Push和Pullreq都是异步操作,背后会有单独的线程同时完成数据拷贝同步,以及拷回的操作。而当我们需要weight之前在调用Pullwait来等待可能没有完成的操作。这样简单的三个接口,使得我们可以经过很少的改动就可以设计出多卡和分布式的神经网络来,并且在调用这些接口的时候完全不需要关系同步的实现是什么。值得一提的是,这样的编程模式把多GPU,分布式以及各个通信框架直接结合起来。mshadow-ps支持单机多卡的GPUPS,以及基于parameter-server的分布式PS实现。同样的也可以很容易MPI来支持多机通信。使得一个统一的接口,可以完成从单机多卡到分布式各种后端实现的支持。并且因为高效的异步通信,使得我们可以在alexnet上面达到linearspeedup(注:并行的难度在于计算和通信的时间比,weight少更加复杂的网络反而更加容易线性加速,而alexnet是非常困难的例子)。经过团队里面大家不断地努力,cxxnet的V2终于可以和大家见面了。除了上述介绍的技术亮点之外,还有各种好玩的特性。现在把特点总结如下:1.轻量而齐全的框架:我们尽力维持最小的依赖库实现最多的功能。推荐环境下仅需要CUDA,OpenCV,MKL或BLAS即可编译。2.强大的统一的并行计算接口:基于mshadow-ps的并行计算接口采用了一份代码解决了多GPU,多机的异步同步。同步和计算重叠,在多份测试中均可以得到线性加速比。3.易于扩展的代码结构:cxxnet计算核心由mshadow提供。Mshadow使用户可以编写numpy/matlab风格的代码,但仍具备手动优化cuda代码的灵活性。CPU和GPU共享同一份代码,在编译期间通过模板自动翻译成CUDA/MKL调用。另外一些特性包括:4.CuDNN支持:Nvidia原生卷积支持,可加速计算30%!5.及时更新的最新技术:我们将及时跟进学术界的动态,例如现在已经支持MSRA的ParametricRelu和Google的BatchNormalization6.Caffe模型转换:支持将训练好的Caffe模型直接转化为cxxnet模型(本周内上线!)7.方便的语言接口:在Python中直接进行训练,方便可视化。Matlab也将很快提供我们相信可以通过最简洁清晰的代码来完成高效的C++深度神经网络实现。我们也欢迎对于系统和机器学习有兴趣的同学加入到项目中来

人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)指的是一门研究和开发使机器能够模拟和执行人类智能活动的科学和技术领域。它涵盖了一系列的技术、方法和应用,旨在使计算机系统能够感知、理解、学习、推理、决策和交互,以完成各种任务。
人工智能的目标是使计算机能够模仿人类的认知能力,包括感知、理解、推理、学习和解决问题等。这可以通过多种方式实现,包括机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉、专家系统和强化学习等技术和方法。
人工智能的应用非常广泛,涵盖了诸多领域,如自动驾驶汽车、语音助手、机器翻译、金融风险分析、医疗诊断、智能机器人等。人工智能的发展已经对社会产生了深远的影响,并在许多领域取得了重大的突破和进展。

人工智能需要有大数据支撑
人工智能主要有三个分支:
1.基于规则的人工智能;
2.无规则,计算机读取大量数据,根据数据的统计、概率分析等方法,进行智能处理的人工智能;
3.基于神经元网络的一种深度学习。
基于规则的人工智能,在计算机内根据规定的语法结构录入规则,用这些规则进行智能处理,缺乏灵活性,不适合实用化。因此,人工智能实际上的主流分支是后两者。
而后两者都是通过“计算机读取大量数据,提升人工智能本身的能力/精准度”。如今,大量数据产生之后,有低成本的存储器将其存储,有高速的cpu对其进行处理,所以才有了人工智能后两个分支的理论得以实践。由此,人工智能就能做出接近人类的处理或者判断,提升精准度。同时,采用人工智能的服务作为高附加值服务,成为了获取更多用户的主要因素,而不断增加的用户,产生更多的数据,使得人工智能进一步优化。

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