
深度學習理論與實踐 內容簡介
本書分3個部分,分別為深度學習理論基礎、深度學習實驗和深度學習案例。這3個部分層層遞進,介紹了機器學習的基礎知識與常用方法,包括機器學習基本操作的原理和在深度學習框架下的實踐步驟。第1部分通過7章來介紹深度學習的基礎知識,包括深度學習在不同領域的應用,不同深度學習框架的對比,以及機器學習、神經網絡等方麵的內容。第2部分包括常用深度學習框架的基礎講解,以及計算機視覺、自然語言處理、強化學習和可視化技術領域的一些實驗講解。第3部分提供了8個案例,介紹深度學習在圖像分類、目標檢測、目標識別、圖像分割、風格遷移、自然語言處理等方麵的應用。本書將理論與實踐緊密結合,能為讀者提供有益的學習指導。 本書適合高等院校計算機科學和軟件工程等相關專業的學生、深度學習初學者和機器學習算法分析從業人員閱讀。
深度學習理論與實踐 作者簡介
呂雲翔,北京航空航天大學副教授。從2003年在北航軟件學院工作以來,一直講授本科生的“計算機導論”、“職業生涯規劃”和“軟件工程”這三門課,以及研究生的“軟件工程”課(全英文,2003-2007)。在教學上能夠認真備課,積極探索,並且能夠將大量的教學經驗(從1986年開始從教)應用到實際的教學中,教學效果良好,使學生能夠很好地掌握相關的知識和技能。先後以第一作者著、編著和翻譯了二十多本書。2009年獲得北航軟件學院著書特別獎。獲北航教學成果二等獎一項(2012),三等獎兩項(2010、2014)。
深度學習理論與實踐 目錄
前言
第1部分深度學習理論基礎
第1章深度學習簡介
11計算機視覺
111定義
112基本任務
113傳統方法
114仿生學與深度學習
115現代深度學習
116卷積神經網絡
12自然語言處理
121自然語言處理的基本問題
122傳統方法與神經網絡方法的比較
123發展趨勢
13強化學習
131什麼是強化學習
132強化學習算法簡介
133強化學習的應用
14本章小結
習題
第2章深度學習框架
21PyTorch
211什麼是PyTorch
212PyTorch的特點
213PyTorch應用概述
22TensorFlow
221什麼是TensorFlow
222數據流圖
223TensorFlow的特點
224TensorFlow應用概述
23PaddlePaddle
231什麼是PaddlePaddle
232PaddlePaddle的特點
233PaddlePaddle應用概述
24三者的比較
25本章小結
習題
第3章機器學習基礎知識
31機器學習概述
311關鍵術語
312機器學習的分類
313機器學習的模型構造過程
32監督學習
321線性回歸
322邏輯斯諦回歸
323最小近鄰法
324線性判別分析法
325樸素貝葉斯分類器
326決策樹分類算法
327支持向量機分類算法
33無監督學習
331劃分式聚類方法
332層次化聚類方法
333基於密度的聚類方法
34強化學習
341強化學習、監督學習和無監督學習
342強化學習問題描述
343強化學習問題分類
35神經網絡和深度學習
351感知器模型
352前饋神經網絡
353卷積神經網絡
354其他類型結構的神經網絡
36本章小結
習題
第4章回歸模型
41線性回歸模型
42Logistic回歸模型
43用PyTorch實現Logistic回歸
431數據準備
432線性方程
433激活函數
434損失函數
435優化算法
436模型可視化
44本章小結
習題
第5章神經網絡基礎
51基礎概念
52感知器
521單層感知器
522多層感知器
53BP神經網絡
531梯度下降
532反向傳播
54Dropout正則化
55批標準化
551批標準化的實現方式
552批標準化的使用方法
56本章小結
習題
第6章卷積神經網絡(CNN)與計算機視覺
61卷積神經網絡的基本思想
62卷積操作
63池化層
64卷積神經網絡
65經典網絡結構
651VGG網絡
652InceptionNet
653ResNet
654GAN
655Diffusion模型
66用PyTorch進行手寫數字識別
67本章小結
習題
第7章神經網絡與自然語言處理
71語言建模
72基於多層感知機的架構
73基於循環神經網絡的架構
731循環單元
732通過時間反向傳播
733帶有門限的循環單元
734循環神經網絡語言模型
735神經機器翻譯
74基於卷積神經網絡的架構
75基於Transformer的架構
751多頭注意力
752非參位置編碼
753編碼器單元與解碼器單元
76表示學習與預訓練技術
761詞向量
762加入上下文信息的特征表示
763網絡預訓練
77本章小結
習題
第2部分深度學習實驗
第8章操作實踐
81PyTorch操作實踐
811PyTorch安裝
812Tensor 對象及其運算
813Tensor 的索引和切片
814Tensor的變換、拚接和拆分
815PyTorch的Reduction操作
816PyTorch的自動微分
82TensorFlow操作實踐
821TensorFlow安裝
822Tensor 對象及其運算
823Tensor 的索引和切片
824Tensor 的變換、拚接和拆分
825TensorFlow的Reduction操作
826TensorFlow 的自動微分
83PaddlePaddle操作實踐
831PaddlePaddle安裝
832Tensor 的創建和初始化
833Tensor的常見基礎操作
834自動微分
84本章小結
第9章人工智能熱門研究領域實驗
91計算機視覺
911一個通用的圖像分類模型
912兩階段目標檢測和語義分割
913人物圖像處理
914調用遠程服務
915動漫圖像生成
92自然語言處理
921垃圾郵件分類
922詞嵌入技術
923文本生成與多輪對話
924語音識別
93強化學習:一個會玩平衡擺的智能體
94可視化技術
941使用TensorBoard可視化訓練過程
942卷積核可視化
943注意力機製可視化
95本章小結
第3部分深度學習案例
第10章案例:花卉圖片分類
101環境與數據準備
1011環境安裝
1012數據集簡介
1013數據集下載與處理
102模型創建、訓練和測試
1021模型創建與訓練
1022測試與結果
103本章小結
第11章案例:人臉關鍵點檢測
111數據準備
1111人臉裁剪與縮放
1112數據歸一化處理
1113整體代碼
112模型搭建與訓練
1121特征圖生成
1122模型搭建
1123模型訓練
113模型評價
114本章小結
第12章案例:街景門牌字符識別
121背景介紹
122算法介紹
1221YOLOv4
1222算法流程
123模型優化
1231數據增強
1232模型融合
124結果展
第1部分深度學習理論基礎
第1章深度學習簡介
11計算機視覺
111定義
112基本任務
113傳統方法
114仿生學與深度學習
115現代深度學習
116卷積神經網絡
12自然語言處理
121自然語言處理的基本問題
122傳統方法與神經網絡方法的比較
123發展趨勢
13強化學習
131什麼是強化學習
132強化學習算法簡介
133強化學習的應用
14本章小結
習題
第2章深度學習框架
21PyTorch
211什麼是PyTorch
212PyTorch的特點
213PyTorch應用概述
22TensorFlow
221什麼是TensorFlow
222數據流圖
223TensorFlow的特點
224TensorFlow應用概述
23PaddlePaddle
231什麼是PaddlePaddle
232PaddlePaddle的特點
233PaddlePaddle應用概述
24三者的比較
25本章小結
習題
第3章機器學習基礎知識
31機器學習概述
311關鍵術語
312機器學習的分類
313機器學習的模型構造過程
32監督學習
321線性回歸
322邏輯斯諦回歸
323最小近鄰法
324線性判別分析法
325樸素貝葉斯分類器
326決策樹分類算法
327支持向量機分類算法
33無監督學習
331劃分式聚類方法
332層次化聚類方法
333基於密度的聚類方法
34強化學習
341強化學習、監督學習和無監督學習
342強化學習問題描述
343強化學習問題分類
35神經網絡和深度學習
351感知器模型
352前饋神經網絡
353卷積神經網絡
354其他類型結構的神經網絡
36本章小結
習題
第4章回歸模型
41線性回歸模型
42Logistic回歸模型
43用PyTorch實現Logistic回歸
431數據準備
432線性方程
433激活函數
434損失函數
435優化算法
436模型可視化
44本章小結
習題
第5章神經網絡基礎
51基礎概念
52感知器
521單層感知器
522多層感知器
53BP神經網絡
531梯度下降
532反向傳播
54Dropout正則化
55批標準化
551批標準化的實現方式
552批標準化的使用方法
56本章小結
習題
第6章卷積神經網絡(CNN)與計算機視覺
61卷積神經網絡的基本思想
62卷積操作
63池化層
64卷積神經網絡
65經典網絡結構
651VGG網絡
652InceptionNet
653ResNet
654GAN
655Diffusion模型
66用PyTorch進行手寫數字識別
67本章小結
習題
第7章神經網絡與自然語言處理
71語言建模
72基於多層感知機的架構
73基於循環神經網絡的架構
731循環單元
732通過時間反向傳播
733帶有門限的循環單元
734循環神經網絡語言模型
735神經機器翻譯
74基於卷積神經網絡的架構
75基於Transformer的架構
751多頭注意力
752非參位置編碼
753編碼器單元與解碼器單元
76表示學習與預訓練技術
761詞向量
762加入上下文信息的特征表示
763網絡預訓練
77本章小結
習題
第2部分深度學習實驗
第8章操作實踐
81PyTorch操作實踐
811PyTorch安裝
812Tensor 對象及其運算
813Tensor 的索引和切片
814Tensor的變換、拚接和拆分
815PyTorch的Reduction操作
816PyTorch的自動微分
82TensorFlow操作實踐
821TensorFlow安裝
822Tensor 對象及其運算
823Tensor 的索引和切片
824Tensor 的變換、拚接和拆分
825TensorFlow的Reduction操作
826TensorFlow 的自動微分
83PaddlePaddle操作實踐
831PaddlePaddle安裝
832Tensor 的創建和初始化
833Tensor的常見基礎操作
834自動微分
84本章小結
第9章人工智能熱門研究領域實驗
91計算機視覺
911一個通用的圖像分類模型
912兩階段目標檢測和語義分割
913人物圖像處理
914調用遠程服務
915動漫圖像生成
92自然語言處理
921垃圾郵件分類
922詞嵌入技術
923文本生成與多輪對話
924語音識別
93強化學習:一個會玩平衡擺的智能體
94可視化技術
941使用TensorBoard可視化訓練過程
942卷積核可視化
943注意力機製可視化
95本章小結
第3部分深度學習案例
第10章案例:花卉圖片分類
101環境與數據準備
1011環境安裝
1012數據集簡介
1013數據集下載與處理
102模型創建、訓練和測試
1021模型創建與訓練
1022測試與結果
103本章小結
第11章案例:人臉關鍵點檢測
111數據準備
1111人臉裁剪與縮放
1112數據歸一化處理
1113整體代碼
112模型搭建與訓練
1121特征圖生成
1122模型搭建
1123模型訓練
113模型評價
114本章小結
第12章案例:街景門牌字符識別
121背景介紹
122算法介紹
1221YOLOv4
1222算法流程
123模型優化
1231數據增強
1232模型融合
124結果展
最後修改:2026 年 11 月 09 日
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