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问世十年,深度学习有哪些里程碑

人工智能学家  · 公众号  · AI  · 2017-08-13 13:02

正文

概要:“卷积神经网络”是“深度学习”领域最突出且定义最明确的,我们必须始终记住“卷积神经网络”并不是“深度学习”的全部内容。

来源:雷锋网


“深度学习”自问世到现在已有大约十年的时间了,从一开始,它就因为其巨大的成功风靡全世界。以下是“深度学习”在这些年的发展过程中所取得的一些重大成就。


AlexNet — 2012


AlexNet架构

     

AlexNet的出现证明了“卷积神经网络”确实奏效。AlexNet及其研究性论文《ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks》被认为是推动深度学习进入主流的最重要动力。


AlexNet以15.4%的低失误率夺得2012年ILSVRC(ImageNet大规模视觉识别挑战赛)的冠军。(亚军得主的失误率为26.2%。)


AlexNet含有8个层,其中5个为卷积层,3个为全连接层。


将ReLU用于非线性函数,而非传统的tanh函数。


引入了漏失层和数据增强以克服过度拟合的问题。


《ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks》,作者Alex Krizhevsky、Ilya Sutskever和Geoffrey E. Hinton。


ZF Net — 2013


ZF网络架构


以11.2%的低失误率夺得2013年ILSVRC冠军。


与AlexNet架构相似,ZF网络也是在一些调整和优化中不断提高了其工作性能。


引入了一项可视化技术——“转置卷积网络”——来观察卷积神经网络的内部工作原理。


《Visualizing and Understanding Convolutional Networks》,作者Matthew D. Zeiler和Rob Fergus。


VGG Net — 2014


VGG网络架构


以7.3%的失误率取得了2014年ILSVRC的“分类及定位”比赛的单项冠军。

VGG网络架构擅长图像分类及图像定位。


 VGG网络含有19个层,其过滤器为3x3(AlexNet的过滤器为11x11,ZF网络则为7x7。)


简单的深度结构对于分层特征提取十分有效。


《Very Deep Convolutional Networks for Large-scale Image Recognition》,作者Karen Simonyan和Andrew Zisserman。


GoogLeNet — 2014/2015

GoogLeNet网络架构


以6.7%的失误率取得了2014年ILSVRC的冠军。


引入了“Inception单元”,强调了卷积神经网络的层不需要每次都按照顺序排列叠加。


“Inception单元”


含有22块的网络层(单独看,每一块含超过100个层。)


非全连接层


GoogLeNet证明,优化的非连续结构的性能可能比连续结构的性能还要好。


《Going Deeper with Convolutions》,作者Christian Szegedy等人。


Microsoft ResNet — 2015

ResNet网络架构



以3.6%的失误率取得了2015年ILSVRC的冠军。(据了解,普通人的失误率大约为5-10%,ResNet的准确度超过了人类水平。)


ResNet网络是有着152个层的“超深度”网络架构。


引入了“残差块”以减少过拟合。

残差块

 

伴随着深度学习模型对人类能力的一次次超越,在未来几年,我们一定能看到更多有趣的深度学习模型,及其重大成就。


“深度学习”是否等同于“卷积神经网络”?


重新回顾上面的内容,你可能会有这样的疑惑——“深度学习”是否就是“卷积神经网络”呢?


答案:不全是。


事实上,下面的模型都被称为“深度学习”:


·      卷积神经网络

·      深度玻尔兹曼机

·      人工神经网络

·      堆栈式自编码器


在以上的例子中,“卷积神经网络”是“深度学习”领域最突出且定义最明确的,至少目前是这样。但是,我们必须始终记住“卷积神经网络”并不是“深度学习”的全部内容。


来源:雷锋网


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