分类目录归档:人工智能

批归一化


在神经网络中添加批归一化(Batch Normalization, BatchNorm)可以提高训练的稳定性、加速收敛,并减少梯度消失或爆炸的风险。BatchNorm 通过对每一层的输出进行归一化处理(调整和缩放)来提升模型性能。

以下是如何在 PyTorchTensorFlow/Keras 中添加 BatchNorm 的示例:


1. PyTorch

在 PyTorch 中,可以使用 torch.nn.BatchNorm1d(用于 1D 数据,如全连接层)或 torch.nn.BatchNorm2d(用于 2D 数据,如卷积层)来添加 BatchNorm。

示例:在 CNN 中添...

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特征归一化


  1. 定义
  2. 特征归一化(Feature Normalization)也称为特征标准化,是数据预处理阶段的一种重要技术。它的目的是将数据集中的特征(变量)转换到一个特定的范围或者具有特定的分布,使得不同特征具有相似的尺度,从而提高模型的训练效率和性能。

  3. 常见的方法

  4. 最小 - 最大归一化(Min - Max Normalization)
    • 原理
    • 也称为离差标准化,将原始数据特征映射到指定的区间,通常是[0,1]。公式为(x_{new}=\frac{x - x_{min}}{x_{max}-x_{min}}),其中(x)是原始特征值,(x_{min})和(x_{max})是该特征在数据集中...

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池化层-CNN


  1. 定义与作用
  2. 池化层(Pooling Layer)是卷积神经网络(CNN)中的一个重要组成部分。它主要的作用是对输入的数据进行下采样(Down - Sampling),从而减少数据的维度,同时在一定程度上保留数据中的重要特征信息。这有助于减少网络的计算量、控制过拟合,并且能够使网络对输入数据的微小变化具有更强的鲁棒性。

  3. 常见的池化方式

  4. 最大池化(Max Pooling)
    • 原理
    • 最大池化是最常用的池化方法之一。它在一个给定的局部区域(通常是一个矩形窗口)内,选择最大值作为输出。例如,在一个二维图像数据的池化过程中,如果池化窗口大小为2×2,那么对于窗口内的4个像素值,选取其中最大...

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声学特征


  1. 定义
  2. 声学特征(Acoustic Feature)是从声音信号中提取出来的、用于表征声音某些属性的特征。这些特征可以帮助我们理解、分类和处理声音,在语音处理、音频内容分析等领域有广泛应用。例如,在语音识别中,声学特征可以帮助计算机区分不同的语音音素,进而识别出完整的单词和句子。

  3. 常见的声学特征类型

  4. 梅尔频率倒谱系数(Mel - Frequency Cepstral Coefficients,MFCC)
    • 原理
    • MFCC是一种在语音处理中广泛使用的声学特征。它基于人耳对声音频率的感知特性,将线性频率转换为梅尔频率(Mel Scale)。梅尔频率是一种非线性频率刻度,更符合人耳对声...

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词袋模型


一、定义

  1. 词袋模型(Bag of Words,简称BoW)是自然语言处理(NLP)中一种简单但非常基础且重要的文本表示方法。它将文本看作是一个无序的单词集合,忽略单词的语法和词序信息,只关注单词在文本中出现的频率。

  2. 例如,对于句子“我爱自然语言处理”和“自然语言处理很有趣,我喜欢它”,在词袋模型下,重点关注的是“我”“爱”“自然语言处理”“很有趣”“喜欢”这些单词出现的次数。这两个句子可以表示为一个词频向量,如[2,2,2,1,1](假设按照上述单词顺序统计词频),其中数字分别代表这些单词在这两个句子组合中的出现次数。

二、构建步骤

  1. 词汇表构建
  2. 首先需要构建一个词汇表,这个...

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语义嵌入-


一、定义

语义嵌入(Semantic Embedding)是一种将语义信息(如单词、句子、图像等)映射到低维连续向量空间的技术。在这个向量空间中,语义相近的对象在向量空间中的距离也比较近,从而可以通过向量之间的距离、相似度等指标来衡量语义的相似性。

二、应用场景和优势

  1. 自然语言处理(NLP)
  2. 文本分类
    • 例如在新闻分类任务中,将新闻文本转换为语义嵌入向量。可以通过比较向量之间的距离来判断新闻属于体育、娱乐、政治等类别。假设我们有一个体育新闻“某著名球星在比赛中受伤”和另一个体育新闻“某球队在关键比赛中获胜”,它们的语义嵌入向量在向量空间中的距离会比与娱乐新闻(如“某明星发布新专辑”)的...

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模型架构


  1. 神经网络模型架构基础概念
  2. 神经网络模型架构主要由神经元(节点)和它们之间的连接(边)组成。神经元是基本的计算单元,它接收输入信号,通过激活函数进行处理后产生输出信号。连接则具有权重,用于调整输入信号对输出信号的影响程度。
  3. 例如,在一个简单的感知机(最基本的神经元模型)中,它接收多个输入(x_1,x_2,\cdots,x_n),每个输入都有一个对应的权重(w_1,w_2,\cdots,w_n),感知机的输出(y)计算公式为(y = f(\sum_{i = 1}^{n}w_ix_i + b)),其中(b)是偏置,(f)是激活函数。激活函数可以是阶跃函数、Sigmoid函数、ReLU函数等,...

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步幅-DL


在深度学习中,“步幅”(stride)是一个与卷积层和池化层相关的重要概念,它指的是在进行卷积或池化操作时,滤波器每次移动的步长。以下是关于步幅的详细介绍:

卷积层中的步幅

  • 定义与作用:在卷积神经网络(CNN)的卷积层中,步幅决定了滤波器在输入数据上滑动的步长大小。例如,当步幅为1时,滤波器每次移动一个像素位置;当步幅为2时,滤波器每次移动两个像素位置。步幅的主要作用是控制输出特征图的尺寸大小,同时也会影响网络对输入数据的采样方式和特征提取效果。
  • 对特征图尺寸的影响:设输入特征图的尺寸为(W\times H)(宽度(W)和高度(H)),滤波器的尺寸为(F\times F),填充(pad...

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核矩阵-


核矩阵(Kernel Matrix)在机器学习领域尤其是核方法中具有重要地位,以下是关于它的详细介绍:

定义

  • 设给定数据集(X={x_1,x_2,\cdots,x_n}),其中(x_i\in\mathbb{R}^d),(i = 1,2,\cdots,n),核函数(k(\cdot,\cdot))定义在(\mathbb{R}^d\times\mathbb{R}^d)上。则核矩阵(K)是一个(n\times n)的矩阵,其元素(K_{ij}=k(x_i,x_j)),(i,j = 1,2,\cdots,n)。

性质

  • 对称性:核矩阵是对称矩阵,即(K_{ij}=K_{ji}),这是由核函数的...

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通用人工智能-


AGI即通用人工智能(Artificial General Intelligence),是人工智能领域的一个重要目标和研究方向,以下是关于它的详细介绍:

定义

  • AGI旨在创建一种具有广泛智能能力的人工智能系统,能够像人类一样理解、学习、推理和解决各种不同类型的问题,而不仅仅局限于特定的任务或领域。它具备在多种环境中灵活适应、自主学习和不断进化的能力,展现出与人类相似的通用智能水平。

特点

  • 通用性:与目前大多数只能在特定领域或任务中表现出色的弱人工智能不同,AGI具有很强的通用性。它可以处理各种不同类型的信息,包括文本、图像、音频等,并能在各种不同的任务场景下,如自然语言处理、计算机...

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