深度学习简介
深度学习是机器学习的一个重要分支,它通过构建具有多层处理层的人工神经网络来学习数据的表示。
核心特点
- 层次化的特征学习
- 端到端的学习过程
- 强大的表示能力
神经网络基础
人工神经网络是由大量的神经元相互连接而成的网络结构。
import torch
import torch.nn as nn
class SimpleNN(nn.Module):
def __init__(self):
super(SimpleNN, self).__init__()
self.layer1 = nn.Linear(784, 128)
self.layer2 = nn.Linear(128, 10)
self.relu = nn.ReLU()
def forward(self, x):
x = self.relu(self.layer1(x))
x = self.layer2(x)
return x
卷积神经网络
卷积神经网络(CNN)是一种专门用于处理网格类数据的神经网络架构,在计算机视觉领域取得了巨大成功。
CNN的主要组件
- 卷积层:提取局部特征
- 池化层:降维和特征选择
- 全连接层:特征组合
循环神经网络
循环神经网络(RNN)是一类用于处理序列数据的神经网络,它能够利用序列的时序信息。
class SimpleRNN(nn.Module):
def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size):
super(SimpleRNN, self).__init__()
self.rnn = nn.RNN(input_size, hidden_size, batch_first=True)
self.fc = nn.Linear(hidden_size, output_size)
def forward(self, x):
output, hidden = self.rnn(x)
return self.fc(output[:, -1, :])
Transformer架构
Transformer是一种基于自注意力机制的神经网络架构,在自然语言处理领域取得了突破性进展。
Transformer的优势
- 并行计算能力强
- 可以捕捉长距离依赖
- 训练效率高