【深度学习】嘿马深度学习笔记第11篇:卷积神经网络,总结【附代码文档】

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🏆🏆🏆教程全知识点简介:1.深度学习概述包括深度学习与机器学习区别、深度学习应用场景、深度学习框架介绍、项目演示、开发环境搭建(pycharm安装)。2. TensorFlow基础涵盖TF数据流图、TensorFlow实现加法运算、图与TensorBoard(图结构、图相关操作、默认图、创建图、OP)、张量(张量概念、张量的阶、张量数学运算)、变量OP(创建变量)、增加其他功能(命名空间、模型保存与加载、命令行参数使用)、逻辑回归案例。3. 神经网络基础包括playground使用、多个神经元效果演示、深层神经网络。4. 神经网络与tf.keras。5. 梯度下降算法改进涵盖指数加权平均、动量梯度下降法、RMSProp算法、Adam算法、TensorFlow Adam算法API、学习率衰减、标准化输入、神经网络调优、批标准化。6. 卷积神经网络包括CNN原理、CIFAR类别分类(API使用、步骤分析代码实现缩减版LeNet)、卷积神经网络学习特征可视化。7. 经典分类网络结构涵盖LeNet解析、AlexNet、卷积网络结构优化、Inception结构、pre_trained模型VGG预测(VGG模型使用、步骤代码)。8. CNN网络实战技巧。9. 迁移学习案例包括基于VGG的五种图片类别识别迁移学习(数据集迁移需求、思路步骤、训练时读取本地图片类别、特征图平均值输出替代全连接层)。10. 目标检测包括目标检测任务描述、目标定位实现思路、产品物体检测项目介绍、R-CNN(Overfeat模型、SPPNet)、Faster R-CNN(RPN原理)、YOLO(单元格grid cell、非最大抑制NMS、训练)、SSD。11. 产品检测数据集训练涵盖标注数据读取存储(xml读取本地文件存储pkl、解析结构、one_hot编码函数)、训练(案例训练结果、多GPU训练代码修改)、本地预测测试(预测代码)、模型导出(keras模型TensorFlow导出)。12. 模型部署包括Web与模型服务对接逻辑、Docker部署环境、TF Serving与Web开启服务(安装Tensorflow Serving、commodity模型服务运行)、TensorFlow Client对接模型服务、Web Server开启。


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✨ 本教程项目亮点

🧠 知识体系完整:覆盖从基础原理、核心方法到高阶应用的全流程内容
💻 全技术链覆盖:完整前后端技术栈,涵盖开发必备技能
🚀 从零到实战:适合 0 基础入门到提升,循序渐进掌握核心能力
📚 丰富文档与代码示例:涵盖多种场景,可运行、可复用
🛠 工作与学习双参考:不仅适合系统化学习,更可作为日常开发中的查阅手册
🧩 模块化知识结构:按知识点分章节,便于快速定位和复习
📈 长期可用的技术积累:不止一次学习,而是能伴随工作与项目长期参考


🎯🎯🎯全教程总章节


🚀🚀🚀本篇主要内容

卷积神经网络

总结

每日

卷积神经网络

1.1 项目演示

学习目标

  • 目标

    • 了解项目的演示结果
  • 应用

1.1.1 项目演示

项目已经部署上线,Web端演示

1.1.2 项目结构

1.1.3 项目知识点

  • 神经网络

  • 卷积网络

  • TensorFlowAPI操作

  • RCNN以及相关算法

  • YOLO与SSD

  • 算法接口介绍

  • 数据集标记格式

  • 数据集存储与读取

  • 数据接口实现

  • 模型接口实现

  • 训练、设备部署逻辑实现

  • 测试接口

  • TensorFlow serving部署模型

  • Web server+TensorFlow serving Client

1.2 开发环境搭建

学习目标

  • 目标

  • 应用

    • 开发环境搭建

1.2.1 安装

1.2.1.1 虚拟环境安装

这里选择virtualenv,可以选择anaconda安装(查阅资料解决安装)

linux下先安装:

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-dev python3-pip

mac先安装:

使用 Homebrew 软件包管理器进行安装:
brew update
brew install python  # Python 3
  • 1、现在虚拟环境管理工具, 环境隔离(python3版本))
sudo pip3 install -U virtualenv
  • 2、配置参数,创建一个virtualenv的文件夹
export WORKON_HOME=$HOME/virtualenv
source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh
  • 3、新建虚拟环境
mkvirtualenv + -p  /user/bin/python(python版本所在位置) + test(虚拟环境名称)
  • 4、进入虚拟环境
workon tf

1.2.1.2 安装环境包

安装 TensorFlow在64 位系统上测试这些系统支持 TensorFlow:

  • Ubuntu 16.04 或更高版本
  • Windows 7 或更高版本
  • macOS 10.12.6 (Sierra) 或更高版本(不支持 GPU)

进入虚拟环境当中再安装。刚开始的环境比较简单,只要下载tensorflow即可

  • 环境包:
pip install tensorflow==1.12

注:如果需要下载GPU版本的(TensorFlow只提供windows和linux版本的,没有Macos版本的)参考官网www.tensorflow.org/install/gpu…,

1、虚拟机下linux也是用不了GPU版本TensorFlow

2、本机单独的windows和本机单独的unbuntu可以使用GPU版本TensorFlow,需要安装相关驱动

1.2.1.3 pycharm安装

  • 1、免费版本:可以去选择社区版本:www.jetbrains.com/pycharm/
  • 2、专业收费版本:老师们可以用教育邮箱申请专业版

3.2 目标检测任务描述

学习目标

LightGBM 文档

  • 目标

    • 了解目标检测算法分类
    • 知道目标检测的常见指标IoU
    • 了解目标定位的简单实现方式

PyPDF2 文档

  • 应用

3.2.1 目标检测算法分类

  • 两步走的目标检测:先进行区域推荐,而后进行目标分类

    • 代表:R-CNN、SPP-net、Fast R-CNN、Faster R-CNN
  • 端到端的目标检测:采用一个网络一步到位

    • 代表:YOLO、SSD

3.2.2 目标检测的任务

3.2.2.1 分类原理回顾

先来回归下分类的原理,这是一个常见的CNN组成图,输入一张图片,经过其中卷积、激活、池化相关层,最后加入全连接层达到分类概率的效果

  • 分类的损失与优化

在训练的时候需要计算每个样本的损失,那么CNN做分类的时候使用softmax函数计算结果,损失为交叉熵损失

  • 常见CNN模型

对于目标检测来说不仅仅是分类这样简单的一个图片输出一个结果,而且还需要输出图片中目标的位置信息,所以从分类到检测,如下图标记了过程:

  • 分类

  • 分类+定位(只有一个对象的时候)

  • 目标检测

3.2.2.2 检测的任务
  • 分类:

    • N个类别
    • 输入:图片
    • 输出:类别标签
    • 评估指标:Accuracy

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