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深度学习与神经网络:最值得关注的6大趋势

来源:东饰资讯网

摘要: 深度学习与神经网络中最值得关注的6大趋势,您都清楚么?

神经网络的基本思想是模拟计算机“大脑”中多个相互连接的细胞,这样它就能从环境中学习,识别不同的模式,进而做出与人类相似的决定。

典型的神经网络是由数千互连的人工神经元组成,神经元是构成神经网络的基本单位。这些神经元按顺序堆叠在一起,以称为层的形式形成数百万个连接。单位划分如下:

1. 输入单元:用于接收外部环境的信息;

2. 隐藏单元:隐藏层将所需的计算及输出结果传递给输出层;

3. 输出单元:输出信号表明网络是如何响应最近获得的信息。

多数神经网络都是“全连接的”,也就是说,每一个隐藏单元和输出单元都与另一边的所有单元相连接。每个单元之间的连接称为“权重”,权重可正可负,这取决于它对另一个单元的影响程度。权重越大,对相关单元的影响也就越大。

下面将就神经网络与深度学习发展的几大重要趋势进行讨论:

胶囊网络(Capsule Networks)

胶囊网络是一种新兴的深层神经网络,其处理信息的方式类似于人脑。

在处理简单的识别任务时,胶囊网络拥有更高的精度,更少的错误数量,并且不需要大量的训练模型数据。

深度强化学习(Deep Reinforcement Learning, DRL)

深度强化学习是神经网络的一种形式,它的学习方式是通过观察、行动和奖励,与周围环境进行交互。深度强化学习已经被成功地用于游戏策略的制定,如Atari和Go。AlphaGo击败了人类冠军棋手,是深度强化学习最为著名的应用。

数据增强(Lean and augmented data learning)

到目前为止,机器学习与深度学习遇到的最大挑战是:需要大量使用带标签的数据来训练系统。目前有两种应用广泛的技巧可以帮助解决这个问题:

(1)合成新的数据

(2)迁移学习

通过运用上述技巧,我们能够解决更多的问题,尤其是在历史数据较少的情况下。

监督模型(Supervised Model)

监督模型时一种学习形式,它根据预先标记的训练数据学到或建立一个模式,并依此模式推断新的实例。监督模型使用一种监督学习的算法,该算法包括一组输入和标记正确的输出。

将标记的输入与标记的输出进行比较。给定两者之间的变化,计算一个误差值,然后使用一个算法来学习输入和输出之间的映射关系。

网络记忆模型(Networks With Memory Model)

人类和机器的一个典型区别在于工作和严谨思考的能力。我们可以对计算机进行编程,使其以极高的准确率完成特定的任务。但是如果我们想要它在不同的环境中工作,还有需要解决很多问题。

要想使机器适应现实世界的环境,神经网络必须能够学习连续的任务且不产生“灾难性忘却(catastrophic forgetting)”,这便需要许多方法的帮助,如:

1. 长期记忆网络(Long-Term Memory Networks):它能够处理和预测时间序列

3. 渐进式神经网络(Progressive Neural Networks):不会产生“灾难性忘却”,它能够从已经学会的网络中提取有用的特征,用于新的任务

混合学习模式(Hybrid Learning Models)

不同类型的深度神经网络,例如生成式对抗网络(GANs)以及深度强化学习(DRL),在性能提升和广泛应用方面展现了了巨大的潜力。不过,深度学习模型不能像贝叶斯概率那样为不确定性的数据场景建模。

混合学习模式将商业问题的范围扩大,使其能够解决具有不确定性的深度学习问题,从而提高模型的性能,增强模型的可解释性,实现更加广泛的运用。

本文作者:【方向】

本文为云栖社区原创内容,未经允许不得转载。

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