1.tensorflow基础

1. 神经网络:前面层在抽特征,后面用于分类

2. multitask learning:神经网络的多层结果,使得它纯天然适合

数据形态差距比较大

多语种语音识别: 人类语言有一些共性

渐进式神经网络/progressive neural networks 

原始数据映射成特征   

域/Domain分类器:domain label d

检查不出来时,则说明抽取出来的有共性特征

最大标签分类准确率,努力学到同性的特征

domain classifier

数据量会影响大结果的效果

domain adversarial training

消除domain的特征,共性的特正\

zero-short learning

神经网络用来识别属性 足够多的属性值

递归网络卷积网络结合(CNN+RNN)

1. CNN + RNN

CNN卷积神经网络 RNN递归神经网络

1.1 相同点:

- 都是传统神经网络的扩展 空间和时间扩展

- 前向计算产生结果,反向计算模型更新

- 每层神经网络横向可以多个神经元共存,纵向可以有多层神经网络连接 深度和广度

注:梯度衰减: CNN ReLU不会衰减,

RNN U参数梯度会大于或者小于1

1.2 不同点:

- CNN空间扩展,神经元与特征卷积; RNN时间扩展,神经元与多个时间输出计算

- RNN可以用于描述时间上连续状态的输出,有记忆功能,CNN用于静态输出

- CNN高级深度100+深度,RNN深度有限

1.2 组合意义

- 大量信息同时具备时间空间特性

- 带有图像的对话,文本表达更具体

- 视频相对图片描述的内容更加完善

图片标注: CNN特征提取,用于RNN语句生成

视频分类: RNN特征提取用于CNN内容分类

图片问答: CNN特征提取用于对话问答

1.3 组合方式实现

- 特征提取:LSTM输出,FC层输出

- 特征合并:Concatenate层,Attention相乘

- 结果输出:连续语句输出LSTM,组合分类回归DNN(深度神经网络)

2. 图片标注

2.1 问题描述:有图片及标注信息,想要的模型是给图片,机器学习给标注

- CNN网络中全连接层特征描述图片,特征与LSTM进行结构组合

2.2 模型设计 - 数据准备

- 图片CNN特征提取

- 图片标注生成Word2Vect向量

- 生成训练数据:图片特征+第n单词向量:第n+1单词向量 

2.3 模型设计

- 运用迁移学习,CNN特征,语句特征应用已有模型

- 最终输出模型是LSTM,训练过程参数设定:梯度上限,学习率调整

- 训练时间很长

2.4 模型运行

- CNN特征提取

- CNN特征+语句开头,单词逐个预测

2.5 图片标注升级- 详细标注

Loss:目标探测loss 目标识别loss 区域标注loss

训练方式:end-to-end

开放性探测识别

3. 视频行为识别

3.1. CNN特征简单组合

3.2. 3D版本CNN

图像特征的前后关系没有很好的区别 

- CNN特征提取

- LSTM判断

- 多次识别结果分析

4. 图片/视频问答

4.1 图片问答的意义

- 是对纯文本语言问答系统的扩展

- 图片理解和语言处理的深度融合

- 提高人工智能能应用范围- 观察,思考,表达

4.2 方法流程

- 按照语言问答流程解决

- 图片特征同语言特征融合

- 训练数据: 问题 + 图片 + 答案

FCN

1. 递归神经网络RNN原理

1.1 工作过程: 

- 文本处理(训练)

- 一个神经元,不同时刻

- 每个时刻都有输出

1.2 损失函数

1.3 反向计算

- 参数的优化方法

- 计算损失函数对参数的导数

- 每个输出都对参数有影响 

w是本身激励,U是前导激励

多层网络,双向网络

输入信息正向,反向输入RNN,原因:信息的依赖关系顺序不定的

2. 升级版RNN: LSTM

U最大特征值大于1 爆炸,小于1 消失

设计Gate,保存重要记忆

核心内容:Ct

信息流控制的关键,参数决定了ht传递过程中,哪些被保存,哪些被舍弃,参数被Gate影响

sigmoid函数系数决定Ct参数的变化

2.1 第一步,对部分信息进行去除

记忆能力就是矩阵参数

2.2 Ct信息舍弃→Ct局部生成→Ct更新→Ct运算

Gate作用:输出It,ft,引导Ct生成

有用信息怎么保存?训练后,Ct相关参数为1

2.3 LSTM变种

- peephole connection

Ct受到Gate的相互影响

- GRU

遗忘,更新Gate结合

- Gate忘记/更新不再独立

- 中间层的特征可以最终输出或者所有输出

- 额外参数:单双向/梯度上限/梯度计算范围

3. 语言处理特征提取: Word2Vec

语言文本信息的表达形式:字符串形式难以直接理解

机器学习的输入输出数据形式:向量或多维数组

3.1 建立字典one-hot编码

3.2 训练数据集构建 词的临近处理 形成pair

3.3 简单神经网络,N-M-N

学到词与词的临近关系

3.4 生成最终Vect

- 训练model特征提取

- 每个noe-hot

特点:

- 

SVM:

1.线性可分

支撑向量

硬间隔

SVM:

识别,检测,分割,分类,检索

1. 目标检测介绍

1.1 什么是目标探测:找到位置,位置是什么东西

单个目标,多个目标

直接思路:

- 回归问题,直接将目标位置变为坐标值

- 局部识别问题,在很多位置进行尝试识别,能够完成识别的地方就是目标位置,需要候选区域产生

2.传统方法-DPM

2.1 提取图形特征,制作出激励模板,在原始图像中滑动计算,得到激励效果图,根据激励分布确认目标位置HOG特征

2.2 目标可能会变形,各个部分单独考虑

- 产生多个模板,整体模板以及不同局部模板

- 不同模板同输入图片"卷积"产生特征图

- 特征图组合形成融合特征

- 对融合特征进行传统分类,回归,得到目标位置

2.3 优点

- 方法简单直观

- 运行速度快

- 适应运动物体变形

3.神经网络分类:R-CNN系列方法

3.1 分类思想:对多个位置,不同尺寸,用卷积神经网络判断区域内图片是不是某物

候选位置提出方法:EdgeBox

3.2 类别减少 训练过程 

3.3 特征生成faster R-CNN

feature

4.神经网络回归:Yolo,SSD系列方法

一目标分类基本框架:

1.数据准备

1.1 数据来源:

- 现有数据集,网络采集,现有数据人工标注

- 图像效果算子:更模糊,更清楚unsharp,动作模糊motion

1.2 数据扩充:

- 原始数据切割,噪声颜色等像素变化,旋转平移等姿态变化

- 平移旋转后的label不变,相当于数据扩充了

1.3 数据规范

- 均值处理,归一化,大小调整

2.模型设计

2.1 任务模型

任务类型:

- 分类: 表情分类,属于什么种类,人群分类

- 分类+回归: 表情+程度,种类+信心,什么人+人数

- 多目标分类: 面部行为,群体行为,车流预测

2.2 现有模型(the state of the art)

2.3 局部更改-从头设计

- 更改: 哪里改变,新参数确定

- 设计: 新结构特点,为什么可行

3.训练细节

3.1 GPU-Batch size 是否并行

3.2 数据循环方式,平衡性考虑

- 数量较少的类别,数据是否需要补偿

- 从头到尾多次循环

- 每次随机选取部分数据

3.3 网络深度宽度确定

- 深度与卷积核关系: 层数变多,参数变少

3.4 损失函数设计 

分类:softmax,直接拟合

3.5学习率变化方式,模型各层学习率是否一致

3.6 评价方式: 准确率,F1_score

精确率,召回率

二- 迁移学习

1. AlexNet(现代神经网络起源):

1.1 AlexNet,

1.2 卷积神经网络基本构成

卷积层CNN+池化层+全连接层FC

全连接层:

top5:说5个结果,有一个是对的就是对的

2. VGG(AlexNet增强版):

在AlexNet中增加多个卷积层group

结构简单:同AlexNet结构类似,误差减少50%

同googleNet.ResNet相比,表现近似

选择最多的基本模型方便优化,SSD RCNN,等任务的基本模型

3. GoogleNet(多维度识别):

3.1 参数总数:5m,没有全连接

3.2 全卷积结构(FCN)

没有全连接层

特点: 输入图片大小无限制,空间信息有丢失,参数更少,表达力更强

4. ResNet(机器超越人类识别):

为什么ResNet有效:

4.1 前向计算:低层卷积网络高层卷积网络信息融合,层数越深,模型表现力越强

4.2 反向计算:导数传递更直接,越过模型,直达各层

5. DeepFace(结构化图片的特殊处理):

人脸识别:通过观察人脸确认对应身份,在应用中更多的是确认(verification)

将图片位置对准,然后进行卷积层计算,提取出特征,不同区域希望单独考虑,希望不同的filter对应不同的部位进行训练使每个对应位置一个卷积核 

结构化:所有人脸,组成相抵,理论上能够实现对其

差异化:相同位置,形貌不同

二维对准 三维对准,三维映射到二维

缺陷:

大量对准,对对准要求高,原始信息可能丢失

卷积参数数量很大,模型收敛难度大,需要大量数据

模型可扩展性差

6. U-Net(图片生成网络):

通过卷积神经网络生成特殊类型的图片

图片所有pixel需要生成,多目标回归

借助VGG结构

反池化:记住原来位置,不是resize

逆卷积:有学习能力的上采样

卷积神经网络(CNN)

1.链式反向梯度传导

1.1 链式法则的计算

y=f(x),z=g(y)

1.2 神经网络中链式法则

顺序:从loss向输入传播

每层的导数()结果进行存储,用于下一层导数的计算

2.卷积层

2.1 卷积层

边界扩充:为确保卷积后特征图尺度一致

确定方法:卷积核的宽度2i+1,添加pad宽度为i

卷积层关键参数:常见宽度 

2.2 卷积核

3.功能层

非线性激励层ReLU函数

池化层pooling layer max 数据降维,方便计算存储 池化过程中,每张图单独降维

归一化层:原因:特征数scale不一致,加速训练,提高精度 

切分层:

merge 

1.一个缩进是四个空格

2.python是使用缩进来

1.p

1.开发环境IDE集成开发环境,解释器的外挂而已

2.IDLE也有交互模式()和开发模式

1.解释型,面向对象的语言

2.可移植跨平台

3.丰富的库,可扩展性,可嵌入C和C++语言

4.应用范围: 科学计算 人工智能 大数据 云计算

5.不该用python场景: 性能比较低,速度比较低

6.python解释器去执行写的python的代码

- Cpython解释器