PyTorch机器学习与深度学习技术方法
近年来,随着AlphaGo、无人驾驶汽车、医学影像智慧辅助诊疗、ImageNet竞赛等热点事件的发生,人工智能迎来了新一轮的发展浪潮。尤其是深度学习技术,在许多行业都取得了颠覆性的成果。另外,近年来,Pytorch深度学习框架受到越来越多科研人员的关注和喜爱。
Python基础知识串讲
1、Python环境搭建(Python软件下载、安装与版本选择;PyCharm下载、安装;Python之Hello World;第三方模块的安装与使用;Python 2.x与Python 3.x对比)
2、Python基本语法(Python变量命名规则;Python基本数学运算;Python常用变量类型的定义与操作;Python程序注释)
3、Python流程控制(条件判断;for循环;while循环;break和continue关键字;嵌套循环与可变循环)
4、Python函数与对象(函数的定义与调用;函数的参数传递与返回值;变量作用域与全局变量;对象的创建与使用)
5、Matplotlib的安装与图形绘制(设置散点、线条、坐标轴、图例、注解等属性;绘制多图;图的嵌套)
6、科学计算模块库(Numpy的安装;ndarray类型属性与数组的创建;数组索引与切片;Numpy常用函数简介与使用;Pandas常用函数简介与使用)
PyTorch简介与环境搭建
1、深度学习框架概述(PyTorch、Tensorflow、Keras等)
2、PyTorch简介(PyTorch的版本、动态计算图与静态计算图、PyTorch的优点)
3、PyTorch的安装与环境配置(Pip vs. Conda包管理方式、验证是否安装成功、CPU版与GPU版的安装方法)
PyTorch编程入门与进阶
1、张量(Tensor)的定义,以及与标量、向量、矩阵的区别与联系)
2、张量(Tensor)的常用属性与方法(dtype、device、layout、requires_grad、cuda等)
3、张量(Tensor)的创建(直接创建、从numpy创建、依据数值创建、依据概率分布创建)
4、张量(Tensor)的运算(加法、减法、矩阵乘法、哈达玛积(element wise)、除法、幂、开方、指数与对数、近似、裁剪)
5、张量(Tensor)的索引与切片
6、PyTorch的自动求导(Autograd)机制与计算图的理解
7、PyTorch常用工具包及API简介(torchvision(transforms、datasets、model)、torch.nn、torch.optim、torch.utils(Dataset、DataLoader))
PyTorch前向型神经网络
1、BP神经网络的基本原理(人工神经网络的分类有哪些?有导师学习和无导师学习的区别是什么?BP神经网络的拓扑结构和训练过程是怎样的?什么是梯度下降法?BP神经网络建模的本质是什么?)
2、BP神经网络的Python代码实现(怎样划分训练集和测试集?为什么需要归一化?归一化是必须的吗?什么是梯度爆炸与梯度消失?)
3、PyTorch代码实现神经网络的基本流程(Data、Model、Loss、Gradient)及训练过程(Forward、Backward、Update)
4、案例演示:Linear模型、Logistic模型、Softmax函数输出、BP神经网络
5、实操练习
6、值得研究的若干问题(隐含层神经元个数、学习率、初始权值和阈值等如何设置?什么是交叉验证?过拟合(Overfitting)与欠拟合(Underfitting)、泛化性能评价指标的设计、样本不平衡问题、模型评价与模型选择(奥卡姆剃刀定律)等)
PyTorch卷积神经网络
1、深度学习简介(深度学习大事记:Model + Big Data + GPU + AlphaGo)
2、深度学习与传统机器学习的区别与联系(神经网络的隐含层数越多越好吗?深度学习与传统机器学习的本质区别是什么?)
2、卷积神经网络的基本原理(什么是卷积核、池化核?CNN的典型拓扑结构是怎样的?CNN的权值共享机制是什么?CNN提取的特征是怎样的?)
3、卷积神经网络的进化史:LeNet、AlexNet、Vgg-16/19、GoogLeNet、ResNet等经典深度神经网络的区别与联系
4、利用PyTorch构建卷积神经网络(Convolution层、Batch Normalization层、Pooling层、Dropout层、Flatten层等)
5、卷积神经网络调参技巧(卷积核尺寸、卷积核个数、移动步长、补零操作、池化核尺寸等参数与特征图的维度,以及模型参数量之间的关系是怎样的?)
6、案例讲解:
(1)CNN预训练模型实现物体识别
(2)利用卷积神经网络抽取抽象特征
(3)自定义卷积神经网络拓扑结构
7、实操练习
PyTorch迁移学习
1、迁移学习算法的基本原理(为什么需要迁移学习?为什么可以迁移学习?迁移学习的基本思想是什么?)
2、基于深度神经网络模型的迁移学习算法
3、案例讲解:猫狗大战(Dogs vs. Cats)
4、实操练习
PyTorch生成式对抗网络
1、生成式对抗网络GAN(什么是对抗生成网络?为什么需要对抗生成网络?对抗生成网络可以帮我们做什么?GAN给我们带来的启示)
2、GAN的基本原理及GAN进化史
3、案例讲解:GAN的PyTorch代码实现(手写数字生成)
4、实操练习
PyTorch RNN与LSTM
1、循环神经网络RNN的基本工作原理
2、长短时记忆网络LSTM的基本工作原理
3、案例讲解:时间序列预测(北京市污染物预测)
4、实操练习
时间卷积网络(Temporal Convolutional Network, TCN)
1、时间卷积网络(TCN)的基本原理
2、TCN与1D CNN、LSTM的区别与联系
3、案例讲解:
1)时间序列预测:新冠肺炎疫情预测
2)序列-序列分类:人体动作识别
4、实操练习
基于深度学习的视频分类案例实战
1、基于深度学习的视频分类基本原理
2、读取视频流文件并抽取图像帧
3、利用预训练CNN模型提取指定层的特征图
4、自定义构建LSTM神经网络模型
5、案例讲解:HMDB51数据集视频分类
6、实操练习
PyTorch目标检测
1、什么是目标检测?目标检测与目标识别的区别与联系
2、YOLO模型的工作原理,YOLO模型与传统目标检测算法的区别
3、案例讲解:
(1)利用预训练好的YOLO模型实现目标检测(图像检测、视频检测、摄像头实时检测)
(2)数据标注演示(LabelImage使用方法介绍)
(3)训练自己的目标检测数据集
4、实操练习
自编码器
1、什么是自编码器(Auto-Encoder, AE)?
2、经典的几种自编码器模型原理介绍(AE、Denoising AE, Masked AE)
3、案例讲解:
(1)基于自编码器的噪声去除
(2)基于自编码器的手写数字特征提取与重构
(3)基于掩码自编码器的缺失图像重构
4、实操练习
详细教程内容:最新PyTorch机器学习与深度学习技术方法与案例实践应用