Deep learning. Systemy uczące się - IAN GOODFELLOWy

Tytuł Deep Learning Podtytuł Współczesne systemy uczące się Język polski Wydawnictwo Wydawnictwo Naukowe PWN ISBN 978-83-01-19583-0 Rok wydania 2018 Warszawa Wydanie 1 ilość stron 900 Format pdf Spis treści 1. Wprowadzenie 1 1.1. Kto powinień przeczytać tę książkę? 9 1.2. Historyczne trendy deep learningu 11 I Podstawy matematyki używanej i systemów uczących się 27 2. Algebra liniowa 29 2.1. Skalary, wektory, macierze i tensory 29 2.2. Mnożenie macierzy i wektorów 32 2.3. Macierze jednostkowe i odwrotne 34 2.4. Zależność liniowa i zakres 35 2.5. Normy 37 2.6. Macierze i wektory specjalne 38 2.7. Rozkład na wartości własne 40 2.8. Dekompozycja wartości osobliwej 42 2.9. Uogólniona macierz odwrotna (Moore’a–Penrose’a) 43 2.10. Operator mały 44 2.11. Wyznacznik 45 2.12. Przykład: analiza głównych składowych 45 3. Prawdopodobieństwo i teoria danych 51 3.1. Dlaczego prawdopodobieństwo? 52 3.2. Zmienne losowe 54 3.3. Rozkłady prawdopodobieństwa 54 3.4. Prawdopodobieństwo brzegowe 56 3.5. Prawdopodobieństwo warunkowe 57 3.6. Reguła łańcuchowa w prawdopodobieństwie warunkowym 57 3.7. Niezależność i niezależność warunkowa 58 3.8. Wartość oczekiwana, wariancja i kowariancja 58 3.9. Znane rozkłady prawdopodobieństwa 60 3.10. Poręczne cechy elementarnych funkcji 65 3.11. Prawo Bayesa 68 3.12. Technologiczne szczegóły zmiennych ciągłych 68 3.13. Teoria informacji 70 3.14. Strukturalne modele probabilistyczne 73 4. Obliczenia numeryczne 77 4.1. Nadmiar i niedomiar 77 4.2. Złe uwarunkowania 79 4.3. Optymalizacja gradientowa 79 4.4. Optymalizacja z ograniczeniami 89 4.5. Przykład: liniowa metoda najmniejszych kwadratów 92 5. Podstawy systemów uczących się 95 5.1. Algorytmy uczenia się 96 5.2. Pojemność, nadmierne dostosowanie i niedopasowanie 108 5.3. Hiperparametry i zbiory walidacyjne 118 5.4. Estymatory, obciążenie i wariancja 120 5.5. Metoda maksymalnej wiarygodności 129 5.6. Statystyki Bayesa 133 5.7. Algorytmy nadzorowanego uczenia się 138 5.8. Algorytmy nienadzorowanego uczenia się 143 5.9. Metoda gradientu stochastycznego 150 5.10. Tworzenie algorytmu dla systemu uczącego się 152 5.11. Wyzwania motywujące deep learning 153 II Głębokie sieci: nowoczesne praktyki 163 6. Głębokie sieci jednokierunkowe 165 6.1. Przykład: uczenie się funkcji XOR 168 6.2. Uczenie się oparte na gradiencie 173 6.3. Jednostki ukryte 188 6.4. Projekt architektury 195 6.5. Propagacja wsteczna i inne algorytmy rózniczkowania 201 6.6. Uwagi historyczne 221 7. Regularyzacja w deep learningu 225 7.1. Typowe kary dla parametrów 227 7.2. Standardowe kary jako optymalizacja z ograniczeniami 234 7.3. Regularyzacja i problemy niedoograniczone 236 7.4. Rozszerzanie zbioru informacji 237 7.5. Oporność na szum 239 7.6. Uczenie się częściowo nadzorowane 241 7.7. Uczenie się wielozadaniowe 242 7.8. Wczesne zatrzymanie 243 7.9. Wiązanie i współdzielenie parametrów 250 7.10. Rzadko wypełnione reprezentacje 252 7.11. Bagging i inne metody zespołowe 254 7.12. Odrzucanie 256 7.13. Szkolenie antagonistyczne 266 7.14. Odległość styczna, propagacja stycznej oraz klasyfikator stycznej do rozmaitości 268 8. Optymalizacja w celu szkolenia głębokich modeli 273 8.1. Czym uczenie się różni się od czystej optymalizacji 274 8.2. Wyzwania związane z optymalizacją sieci neuronowej 281 8.3. Podstawowe algorytmy 293 8.4. Strategie nadawania parametrom wartości początkowych 299 8.5. Algorytmy z adaptacyjną szybkością uczenia się 306 8.6. Aproksymacyjne metody drugiego rzędu 310 8.7. Strategie optymalizacji i meta-algorytmy 317 9. Sieci splotowe 331 9.1. Splot jako działanie 332 9.2. Uzasadnienie 334 9.3. Redukcja 340 9.4. Splot i redukcja jako nieskończenie silny rozkład aprioryczny 346 9.5. Typy podstawowej funkcji splotowej 347 9.6. Strukturalne wyjścia 358 9.7. Typy informacji 359 9.8. Skuteczne algorytmy splotu 361 9.9. Atrybuty losowe albo nienadzorowane 362 9.10. Neuronaukowe podstawy sieci splotowych 364 9.11. Sieci splotowe a historia deep learningu 371 10. Modelowanie sekwencyjne: sieci rekurencyjne i rekursywne 373 10.1. Rozwijanie grafów obliczeniowych 375 10.2. Rekurencyjne sieci neuronowe 378 10.3. Dwukierunkowe rekurencyjne sieci neuronowe 393 10.4. Architektury koder-dekoder i sekwencja do sekwencji 394 10.5. Głębokie sieci rekurencyjne 397 10.6. Rekursywne sieci neuronowe 399 10.7. Problem z zależnościami długoterminowymi 400 10.8. Sieci stanu echa 403 10.9. Nieszczelne jednostki i inne strategie dla wielu skali czasowych 406 10.10. Długa pamięć krótkoterminowa i inne bramkowane sieci RNN 408 10.11. Optymalizacja zależności długoterminowych 412 10.12. Pamięć jawna 416 11. Metodologia poręczna 421 11.1. Metryki wydajności 422 11.2. Modele domyślnej linii bazowej 425 11.3. Decyzja, czy zbierać więcej danych 426 11.4. Dobór hiperparametrów 428 11.5. Strategie debugowania 437 11.6. Przykład: rozpoznawanie liczb wielocyfrowych 441 12. Użycia 445 12.1. Deep learning wielkoskalowy 445 12.2. Rozpoznawanie obrazów 455 12.3. Rozpoznawanie mowy 461 12.4. Przetwarzanie języka naturalnego 464 12.5. Inne zastosowania 482 III Badania na polu deep learningu 491 13. Liniowe modele czynnikowe 495 13.1. Probabilistyczna analiza PCA i analiza czynnikowa 496 13.2. Analiza składowych niezależnych (ICA 497 13.3. Powolna analiza cech 500 13.4. Rzadkie kodowanie 502 13.5. Poznawanie różnorakości w analizie PCA 506 14. Autokodery 509 14.1. Autokodery niekompletne 510 14.2. Autokodery z regularyzacją 511 14.3. Reprezentacyjna potęga, wymiar warstwy i głębokość 515 14.4. Stochastyczne kodery i dekodery 516 14.5. Autokodery z odszumianiem 517 14.6. Poznawanie różnorodności z wykorzystaniem autokoderów 522 14.7. Autokodery kurczliwe 527 14.8. Predykcyjna rzadka dekompozycja 530 14.9. Użycia autokoderów 531 15. Poznawanie reprezentacji 533 15.1. Zachłanne nienadzorowane szkolenie wstępne warstwa po warstwie 535 15.2. Transfer poznawania i adaptacja dziedziny 544 15.3. Częściowo nadzorowane oswabadzanie czynników przyczynowych 548 15.4. Reprezentacja rozproszona 554 15.5. Wykładnicze zyski z głębokości 560 15.6. Wskazówki do wykrywania przyczyn podstawowych 562 16. Strukturalne modele probabilistyczne deep learningu 567 16.1. Trudności w modelowaniu niestrukturalnym 568 16.2. Stosowanie grafów do opisu struktury modelu 572 16.3. Próbkowanie z modeli graficznych 589 16.4. Atuty modelowania strukturalnego 591 16.5. Poznawanie zależności 591 16.6. Wnioskowanie i wnioskowanie przybliżone 592 16.7. Strukturalne modele probabilistyczne w ujęciu deep learningu 594 17. Metody Monte Carlo 599 17.1. Próbkowanie i metody Monte Carlo 599 17.2. Próbkowanie wyraźnościowe 601 17.3. Metody Monte Carlo z łańcuchem Markowa 604 17.4. Próbkowanie Gibbsa 608 17.5. Problem mieszania pomiędzy odseparowanymi trybami 609 18. Zmagania z funkcją podziału 615 18.1. Gradient wiarygodności logarytmicznej 616 18.2. Stochastyczna maksymalna wiarygodność i kontrastywna dywergencja 617 18.3. Pseudowiarygodność 625 18.4. Dopasowywanie oceny i stosunku 628 18.5. Dopasowywanie ocen z odszumianiem 630 18.6. Estymacja kontrastywna szumu 630 18.7. Szacowanie funkcji podziału 633 19. Wnioskowanie przybliżone 641 19.1. Wnioskowanie jako optymalizacja 642 19.2. Maksymalizacja wymogi 644 19.3. Wnioskowanie MAP i rzadkie kodowanie 645 19.4. Wariacyjne wnioskowanie i uczenie się 648 19.5. Poznawanie wnioskowania przybliżonego 661 20. Głębokie modele generatywne 665 20.1. Maszyny Boltzmanna 665 20.2. Ograniczone maszyny Boltzmanna 667 20.3. Głębokie sieci przekonań 671 20.4. Głębokie maszyny Boltzmanna 674 20.5. Maszyny Boltzmanna dla informacji rzeczywistych 688 20.6. Splotowe maszyny Boltzmanna 695 20.7. Maszyny Boltzmanna dla strukturalnych lub sekwencyjnych wartości wynikowych 697 20.8. Inne maszyny Boltzmanna 698 20.9. Propagacja wsteczna poprzez losowe działania 700 20.10. Skierowane sieci generatywne 704 20.11. Pobieranie próbek z autokoderów 724 20.12. Generatywne sieci stochastyczne 727 20.13. Inne schematy generowania 729 20.14. Szacowanie modeli generatywnych 730 20.15. Konkluzja 733 Bibliografia 735 Skorowidz 800