一、本书推荐理由
《动手学深度学习(Pytorch版)》该书在豆瓣读书上,获得了9.5分的高分评价,其中76.1%的读者给出了五星好评。读者们普遍认为,本书是一本非常详尽的关于深度学习的书籍,由浅入深地介绍了深度学习的各种知识,具有很好的实用性和指导性。
内容全面且深入:本书不仅覆盖了深度学习的基础知识和预备知识,还深入探讨了深度学习的核心技术和应用,包括卷积神经网络、循环神经网络、注意力机制等。
实践性强:书中提供了大量的代码示例和实验,帮助读者通过实践来加深理解。
适合不同层次的读者:本书既适合初学者入门,也适合有一定基础的读者深入学习。
二、本书主要内容
《动手学深度学习(Pytorch版)》全面且深入地介绍了深度学习的背景、原理、关键技术、优化算法以及在不同领域的应用,为读者提供了从基础到进阶的完整学习路径。
一、引言
介绍深度学习的背景、起源和发展。
阐述深度学习的基本原理和关键技术。
举例说明深度学习在各个领域的应用和成功案例。
二、预备知识
数据操作:介绍PyTorch中的张量创建、形状变换、运算符、广播机制和索引切片等操作。
线性代数:讲解标量、向量、矩阵和张量的基本概念和运算规则。
微积分:介绍导数、偏导数、梯度、链式法则等微积分知识。
自动微分:解释自动微分的原理和实现方法。
概率论:介绍基本概率论知识,为后续章节的深度学习模型训练打下基础。
三、线性神经网络
线性回归:介绍线性回归模型的基本元素,包括线性模型、损失函数、目标函数等。
矢量化加速:讲解如何通过矢量化代码来加速线性回归的计算。
softmax回归:介绍softmax回归的概念和原理,以及其在多分类问题中的应用。
从零开始实现线性神经网络:详细讲解如何从头开始编写线性神经网络的代码。
四、多层感知机
多层感知机概述:介绍多层感知机的结构和工作原理。
激活函数:讲解常见的激活函数,如ReLU、sigmoid、tanh等。
从零开始实现多层感知机:详细讲解如何从头开始编写多层感知机的代码。
简洁实现多层感知机:使用PyTorch提供的API来简洁地实现多层感知机。
模型选择、欠拟合和过拟合:讨论模型选择的重要性,以及欠拟合和过拟合的概念和解决方法。
五、深度学习计算
层和块:介绍深度学习中的层和块的概念,以及如何使用它们来构建复杂的神经网络。
参数管理:讲解如何管理深度学习模型中的参数,包括参数的初始化、更新和保存等。
延后初始化:介绍延后初始化的概念和方法,以优化模型的训练过程。
自定义层:指导读者如何自定义新的层来扩展深度学习模型的功能。
在GPU上计算:介绍如何在GPU上进行深度学习计算,以加速模型的训练和推理过程。
六、卷积神经网络
全连接层到卷积的过渡:解释为什么需要使用卷积神经网络来替代全连接层。
图像卷积:详细介绍图像卷积的原理和实现方法。
填充和步幅:讲解填充和步幅对卷积操作的影响。
多输入多输出通道:介绍如何处理具有多个输入和输出通道的卷积神经网络。
汇聚层:讲解汇聚层的原理和作用,以及如何使用它来提高模型的性能。
LeNet实例:通过LeNet这个经典的卷积神经网络实例来展示卷积神经网络的应用。
七、现代卷积神经网络
深度卷积神经网络(AlexNet):介绍AlexNet的结构和特点,以及它在图像分类任务中的表现。
使用块的网络(VGG):讲解VGG网络的结构和优势,以及它在图像识别中的应用。
网络中的网络(NiN):介绍NiN网络的结构和原理,以及它如何通过引入1x1卷积来提高模型的性能。
含并行连接的网络(GoogLeNet/Inception):详细讲解GoogLeNet/Inception的结构和Inception模块的原理,以及它如何通过并行连接来减少计算量和提高模型的性能。
八、循环神经网络
循环神经网络概述:介绍循环神经网络的原理和结构。
文本数据预处理:讲解如何对文本数据进行预处理,以便用于循环神经网络的训练。
循环神经网络的代码实现:提供循环神经网络的从零开始实现和简洁实现方法。
长期依赖问题:讨论循环神经网络在处理长期依赖问题时所面临的挑战和解决方法。
九、注意力机制
注意力机制概述:介绍注意力机制的原理和概念。
键值对注意力和多头注意力:讲解键值对注意力和多头注意力的实现方法和应用场景。
自注意力机制:介绍自注意力机制的原理和实现方法,以及它在自然语言处理中的应用。
注意力池化及代码实现:提供注意力池化的实现方法和代码示例。
十、深度学习中的优化算法
损失函数:介绍常见的损失函数,如均方误差、交叉熵等。
小批量梯度下降:讲解小批量梯度下降的原理和实现方法。
动量法:介绍动量法的原理和作用,以及如何使用它来提高模型的训练效率。
AdaGrad算法、RMSProp/Adadelta算法、Adam算法:分别介绍这些优化算法的原理、特点和应用场景。
十一、计算性能
硬件:介绍深度学习计算所需的硬件设备,如CPU、GPU等。
软件:讲解深度学习计算所需的软件环境,如PyTorch等深度学习框架。
混合精度训练:介绍混合精度训练的原理和实现方法,以及它如何提高模型的训练速度并减少内存占用。
十二、计算机视觉
图像增强:介绍图像增强的方法和技巧,以提高模型的泛化能力。
目标检测:讲解目标检测的原理和实现方法,以及它在计算机视觉中的应用。
语义分割:介绍语义分割的原理和实现方法,以及它在图像分割任务中的应用。
十三、自然语言处理
词嵌入和word2vec:介绍词嵌入的概念和word2vec算法的原理及实现方法。
循环神经网络在自然语言处理中的应用:讲解循环神经网络在文本分类、机器翻译等自然语言处理任务中的应用。
注意力网络在自然语言处理中的应用:介绍注意力网络在自然语言处理任务中的原理和优势。
十四、深度学习应用
深度学习在图像识别中的应用:展示深度学习在图像识别领域的最新进展和应用案例。
深度学习在自然语言处理中的应用:介绍深度学习在自然语言处理领域的原理、方法和应用案例。
深度学习在其他领域的应用:探讨深度学习在推荐系统、语音识别等其他领域的应用前景和挑战。
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