深度学习在科学计算中变得非常流行,处理复杂问题的企业经常使用它的技术。为了执行特定任务,所有深度学习算法都采用各种神经网络。为了模拟人脑,本文着眼于关键的人工神经网络以及深度学习算法的运作方式。
什么是深度学习?
人工神经网络在深度学习中用于对大量数据进行复杂的计算。它是一种基于人脑组织和功能的人工智能形式。深度学习方法用于通过实例教学来训练机器。深度学习经常用于医疗保健、电子商务、娱乐和广告等领域。以下是 2023 年您应该了解的 10 大深度学习算法。
为了处理复杂的问题,深度学习算法需要大量的处理能力和数据。它们几乎可以处理任何类型的数据。现在让我们仔细看看 2023 年需要注意的 10 大深度学习算法。
1. 卷积神经网络 (CNN)
CNN,也称为 ConvNet,具有多层,主要用于对象检测和图像处理。Yann LeCun 于 1988 年创建了最初的 CNN,当时它仍被称为 LeNet。它用于识别邮政编码和数字等字符。CNN 用于卫星照片的识别、医学成像的处理、时间序列的预测和异常检测。
2.深度信念网络
DBN 是由几层潜在的随机变量组成的生成模型。潜在变量,通常称为隐藏单元,以二进制值为特征。DBN 中的每个 RBM 层都可以与其上层和下层通信,因为玻尔兹曼机堆栈的层之间存在连接。对于图像、视频和运动捕捉数据识别,采用深度信念网络 (DBN)。
3.循环神经网络
由于形成定向循环的 RNN 连接,LSTM 的输出可以作为输入发送到当前阶段。由于其内部记忆,LSTM 的输出可以记住先前的输入,并用作当前阶段的输入。自然语言处理、时间序列分析、手写识别和机器翻译都是 RNN 的常见应用。
4. 生成对抗网络
称为 GAN 的深度学习生成算法会生成模仿训练数据的新数据实例。GAN 由两部分组成:学习生成虚假数据的生成器和将虚假数据纳入其学习过程的鉴别器。
随着时间的推移,GAN 的使用越来越频繁。它们可用于暗物质研究,以模拟引力透镜效应并改善天文图像。视频游戏开发人员利用 GAN 通过图像训练以 4K 或更高分辨率再现老式游戏中的低分辨率 2D 纹理。
5. 长短期记忆网络
具有 LSTM 的循环神经网络 (RNN) 可以学习和记住长期依赖关系。默认行为是长时间回忆过去的知识。
随着时间的推移,LSTM 会保留信息。由于它们能够回忆起先前的输入,因此有助于时间序列预测。在 LSTM 中,四个交互层以链状结构连接,以进行特殊通信。除了时间序列预测之外,LSTM 还经常用于语音识别、音乐创作和药物研究。
6.径向基函数网络
径向基函数是一类独特的前馈神经网络 (RBFN),用作激活函数。它们通常有一个输入层、一个隐藏层和一个输出层,用于分类、回归和时间序列预测。
7. 自组织映射
SOM 由 Teuvo Kohonen 教授创建,通过使用自组织人工神经网络压缩数据维度来提供数据可视化。数据可视化致力于解决人类难以看到高维数据的问题。开发 SOM 是为了帮助人们理解这种高维数据。
8. 受限玻尔兹曼机
RBM 是一种神经网络,可以从一组输入的概率分布中学习;它们是由 Geoffrey Hinton 创建的。分类、降维、回归、特征学习、协同过滤和主题建模都是使用这种深度学习技术进行的。DBN 的基本单位是 RBM。
9.自动编码器
一种称为自动编码器的特殊前馈神经网络具有相同的输入和输出。自动编码器由 Geoffrey Hinton 在 1980 年代创建,用于解决无监督学习的问题。这些经过训练的神经网络将数据从输入层复制到输出层。图像处理、人气预测和
只是自动编码器的几个应用程序。
10.多层感知器
MLP 是一种前馈神经网络,由具有激活函数的多层感知器组成。一个完全耦合的输入层和一个输出层构成了 MLP。它们可用于创建语音识别、图片识别和机器翻译软件,因为它们具有相同数量的输入和输出层,但可能有多个隐藏层。