分类目录归档:深度学习

拼接-


在深度学习中,concat通常指的是concatenate(拼接)操作,它是一种将多个张量(Tensor)在指定维度上进行连接的操作,在许多深度学习框架中都有相应的实现,如PyTorch中的torch.cat()函数和TensorFlow中的tf.concat()函数。以下是对concat的详细介绍:

基本原理

  • 维度扩展concat操作沿着指定的维度将多个张量连接在一起,形成一个新的张量。这个新张量在除了连接维度之外的其他维度上的形状与输入张量相同,而在连接维度上的大小是所有输入张量在该维度上大小的总和。

操作示例

  • 以PyTorch为例
import torch

# 定义两个...

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多头注意力


多头注意力(Multi-Head Attention)是一种在深度学习领域,特别是自然语言处理(NLP)中广泛应用的注意力机制技术,以下是对其详细介绍:

基本原理

  • 注意力机制基础:注意力机制本质上是一种对输入序列中不同位置的信息进行加权求和的方法,旨在让模型能够聚焦于输入序列中与当前任务最相关的部分。在自然语言处理中,它可以帮助模型理解文本中不同单词或短语的重要性。
  • 多头并行计算:多头注意力通过并行地执行多个不同的注意力头(Attention Head)来扩展注意力机制的能力。每个注意力头都有自己的一组可学习参数,能够从不同的表示子空间中学习到输入序列的不同特征,然后将这些特征组合起来...

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特征解缠


  1. 定义与重要性
  2. 定义:Feature disentanglement(特征解缠)是一种在机器学习和数据分析中非常重要的概念。它旨在将数据中的复杂特征表示分解为多个独立、可解释的部分。例如,在图像数据中,将对象的形状、颜色、纹理等不同特征分离出来,使得每个部分都能清晰地代表一个特定的属性。
  3. 重要性:通过特征解缠,可以更好地理解数据的内在结构。对于生成模型来说,能够生成更具可控性的样本。比如在生成人脸图像时,如果实现了特征解缠,就可以单独控制面部表情、发型、肤色等特征。在可解释性方面,解缠后的特征有助于解释模型的决策过程,因为可以明确每个特征对最终结果的贡献。

  4. 实现方法

  5. 基于变分自编...

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LSGAN


  1. 定义与基本原理
  2. 最小二乘生成对抗网络(Least Squares Generative Adversarial Network,LSGAN)是一种生成对抗网络(GAN)的变体。它的主要目标是通过改变生成器和判别器的损失函数,来提高生成对抗网络的性能。
  3. 在传统GAN中,判别器的任务是区分真实样本和生成样本,生成器的任务是生成能够“欺骗”判别器的样本。LSGAN对这个过程进行了优化,它通过最小化生成样本和真实样本之间的距离(以最小二乘法衡量)来训练模型。

  4. 损失函数

  5. 判别器损失函数:在LSGAN中,判别器的损失函数为(L_D=(D(x)-b)^2+(D(G(z)) - a)^2)。其...

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StarGAN


StarGAN是一种用于多领域图像到图像转换的深度学习架构,以下是关于它的详细介绍:

核心思想

  • 统一模型架构:与以往为每个领域或属性转换都需要单独构建模型的方法不同,StarGAN采用单个生成器和单个判别器来处理所有的领域,大大简化了训练过程,降低了计算负担.
  • 条件生成对抗网络:生成器的生成过程不仅基于输入图像,还取决于目标领域或属性标签,从而实现对图像属性的可控操作,能够在生成图像时根据给定的条件信息来生成具有特定属性的图像.

损失函数

  • 对抗损失: 对抗损失用于促使生成器生成的图像能够尽可能地欺骗判别器,让判别器难以区分生成图像与真实图像,从而使生成器能够学习到生成逼真图像的能力...

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DNN-


  1. 定义
  2. 深度网络(Deep Network),也称为深度神经网络(Deep Neural Network,DNN),是一种包含多个隐藏层的人工神经网络。与浅层神经网络相比,其主要特点是具有较深的网络结构,能够自动从大量数据中学习复杂的模式和特征表示。

  3. 网络结构

  4. 输入层
    • 接收原始数据,数据的形式可以多种多样,如在图像识别任务中,输入层接收图像的像素值,可能是一个二维或三维(RGB通道)的像素矩阵;在自然语言处理任务中,输入可以是文本的词向量或字符编码等。
  5. 隐藏层
    • 深度网络有多个隐藏层,这些隐藏层是网络的核心部分。每个隐藏层由多个神经元组成,神经元之间通过权重连接。神经元的输出通...

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SGAN


  1. SGAN(Stacked Generative Adversarial Networks)定义
  2. SGAN是一种生成对抗网络(GAN)的架构变体。它主要的特点是采用堆叠(Stacked)的方式构建生成器和判别器,通过多层次的结构来生成更复杂的样本或对数据进行更精细的处理。

  3. 结构和工作原理

  4. 多层生成器结构
    • SGAN的生成器由多个层次组成。例如,在图像生成任务中,每一层可能负责生成图像的不同层次细节。最底层可能生成一些基本的纹理或简单的形状,随着层次的上升,逐渐添加更复杂的细节,如物体的轮廓、颜色的变化等。这种分层生成的方式类似于构建一个多层的神经网络,通过逐步的变换将输入的噪声向量...

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WGAN


  1. WGAN(Wasserstein GAN)简介
  2. WGAN是生成对抗网络(GAN)的一种改进版本。传统GAN在训练过程中存在一些问题,如训练不稳定、生成样本质量不高以及模式崩溃(生成器只能生成有限的几种模式)等。WGAN通过引入Wasserstein距离(推土机距离)作为生成器和判别器之间的损失函数,有效地缓解了这些问题。
  3. 它的核心思想是使用Wasserstein距离来衡量生成数据分布和真实数据分布之间的差异,从而使生成器能够更好地学习到真实数据的分布特征。

  4. WGAN的结构与原理

  5. 判别器(Critic)的变化
    • 在传统GAN中,判别器是一个二分类器,输出样本是来自真实数据还是生成数...

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詹森 - 香农散度


  1. 定义
  2. JS divergence(Jensen - Shannon divergence)即詹森 - 香农散度,是一种衡量两个概率分布之间相似性的度量方法。它基于信息论中的KL散度(Kullback - Leibler divergence)构建。对于两个概率分布(P)和(Q),首先定义(M=\frac{1}{2}(P + Q)),那么JS散度的计算公式为(JSD(P||Q)= \frac{1}{2}KL(P||M)+\frac{1}{2}KL(Q||M)),其中(KL)散度(KL(A||B)=\sum_{x}A(x)\log\frac{A(x)}{B(x)})(在离散情况下)。本质上...

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BigGAN


BigGAN 概述

  1. 定义与背景 BigGAN 是生成对抗网络(GAN)领域中具有重要影响力的一种架构,旨在生成高分辨率、高质量且多样化的图像。它建立在传统 GAN 的基础之上,通过一系列创新的设计和改进来克服以往 GAN 在生成大规模、逼真图像时面临的诸多难题,比如生成图像的质量有限、容易出现模式崩溃(生成图像种类单一)以及难以控制生成内容等问题。

  2. 核心目标 其核心目标是能够根据给定的随机噪声向量以及可选的类别条件信息,生成出与真实图像在视觉上高度相似、细节丰富并且具有丰富多样性的图像,涵盖人脸、动物、风景等各类常见的图像类别,在图像生成任务中展现出强大的性能,为众多需要高质量图...

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