Python深度學(xué)習(xí)與項目實(shí)戰(zhàn)

目　　錄

第　一部分 基礎(chǔ)知識
第　1章 線性回歸模型　3
1．1　線性回歸詳解　3
1．1．1　數(shù)據(jù)集的構(gòu)建　3
1．1．2　線性回歸模型的構(gòu)建　4
1．1．3　損失函數(shù)詳解　4
1．2　梯度下降算法　5
1．3　求損失函數(shù)的最小值　8
1．4　線性回歸代碼實(shí)戰(zhàn)　9
1．4．1　線性回歸模型的構(gòu)建與訓(xùn)練　9
1．4．2　復(fù)雜線性回歸模型的構(gòu)建　14
1．4．3　使用正則項防止過擬合　16
1．5　線性回歸項目實(shí)戰(zhàn)　18
1．5．1　波士頓房價數(shù)據(jù)集簡介　18
1．5．2　數(shù)據(jù)集特征值的標(biāo)準(zhǔn)化　18
1．5．3　線性回歸模型的構(gòu)建與訓(xùn)練　20
1．6　本章小結(jié)　21
第　2章 邏輯回歸模型　22
2．1　邏輯回歸詳解　22
2．1．1　Sigmoid函數(shù)　22
2．1．2　邏輯回歸模型的工作原理　24
2．1．3　損失函數(shù)的構(gòu)建　25
2．1．4　二元交叉熵函數(shù)的代碼實(shí)戰(zhàn)　27
2．1．5　求模型的最優(yōu)參數(shù)　27
2．2　邏輯回歸項目實(shí)戰(zhàn)　29
2．2．1　泰坦尼克數(shù)據(jù)集簡介　29
2．2．2　數(shù)據(jù)集的加載　30
2．2．3　模型的構(gòu)建與訓(xùn)練　30
2．2．4　模型的評估　32
2．2．5　使用矩陣的方式加速模型的
訓(xùn)練　33
2．3　邏輯回歸模型與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系　35
2．4　本章小結(jié)　36
第3章　Softmax多分類器　37
3．1　Softmax函數(shù)詳解　37
3．2　Softmax多分類器詳解　39
3．2．1　獨(dú)熱編碼詳解　39
3．2．2　Softmax多分類器工作原理　40
3．2．3　多元交叉熵函數(shù)詳解　41
3．2．4　多元交叉熵函數(shù)的代碼實(shí)戰(zhàn)　42
3．3　數(shù)據(jù)集的預(yù)處理　43
3．3．1　MNIST數(shù)據(jù)集詳解　43
3．3．2　數(shù)據(jù)集特征值的歸一化　44
3．3．3　圖片的扁平化　45
3．3．4　標(biāo)簽值的獨(dú)熱編碼處理　46
3．4　Softmax多分類器實(shí)戰(zhàn)　47
3．4．1　MNIST數(shù)據(jù)集的加載與
預(yù)處理　47
3．4．2　Softmax多分類器模型的構(gòu)建　48
3．4．3　Softmax多分類器模型的訓(xùn)練　49
3．5　本章小結(jié)　50
第二部分　進(jìn)階技術(shù)
第4章　全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　53
4．1　深度學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介　53
4．2　全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　54
4．3　激活函數(shù)　56
4．3．1　Sigmoid函數(shù)　56
4．3．2　tanh函數(shù)　56
4．3．3　ReLU函數(shù)　57
4．3．4　Softmax函數(shù)　58
4．4　模型參數(shù)的初始化　58
4．4．1　初始化為常數(shù)　58
4．4．2　隨機(jī)初始化模型參數(shù)　58
4．4．3　模型參數(shù)初始化實(shí)戰(zhàn)　59
4．5　模型的訓(xùn)練與損失函數(shù)　60
4．5．1　模型的訓(xùn)練過程　60
4．5．2　損失函數(shù)的定義　61
4．6　梯度下降算法　63
4．6．1　反向傳播算法　64
4．6．2　3種梯度下降算法的
計算方式　65
4．6．3　梯度下降優(yōu)化算法　66
4．7　MNIST手寫數(shù)字識別實(shí)戰(zhàn)——
分類項目　67
4．7．1　深度學(xué)習(xí)項目中數(shù)據(jù)集的
劃分　67
4．7．2　MNIST手寫數(shù)字識別項目　68
4．8　房價數(shù)據(jù)回歸分析——回歸分析
項目　70
4．9　本章小結(jié)　73
第5章　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的優(yōu)化　74
5．1　防止過擬合的方法　74
5．1．1　L1/L2正則化　74
5．1．2　增加訓(xùn)練集樣本個數(shù)　78
5．1．3　Dropout的應(yīng)用　80
5．1．4　早停法　82
5．2　批量標(biāo)準(zhǔn)化　85
5．3　CIFAR-10數(shù)據(jù)集分類項目實(shí)戰(zhàn)　87
5．3．1　CIFAR-10數(shù)據(jù)集簡介　87
5．3．2　模型的構(gòu)建與訓(xùn)練　87
5．4　模型的使用、保存與加載　90
5．4．1　使用模型進(jìn)行預(yù)測　90
5．4．2　保存訓(xùn)練好的模型　91
5．4．3　加載模型　91
5．5　Keras 中的函數(shù)式API　92
5．6　本章小結(jié)　93
第6章　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　94
6．1　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　95
6．2　應(yīng)用CNN模型對MNIST
數(shù)據(jù)集分類　95
6．2．1　圖片的表示形式　95
6．2．2　MNIST數(shù)據(jù)集的分類　96
6．3　卷積層　99
6．3．1　卷積層的工作原理　99
6．3．2　實(shí)現(xiàn)卷積層的代碼　102
6．3．3　補(bǔ)零　105
6．4　池化層　107
6．4．1　池化層的工作原理　108
6．4．2　池化層對圖片的作用　109
6．5　應(yīng)用CNN模型對CIFAR-10
數(shù)據(jù)集圖片分類　112
6．6　貓與狗數(shù)據(jù)集分類項目實(shí)戰(zhàn)　114
6．6．1　貓與狗數(shù)據(jù)集簡介　114
6．6．2　數(shù)據(jù)集的預(yù)處理　115
6．6．3　模型的構(gòu)建與訓(xùn)練　116
6．7　經(jīng)典的CNN模型　119
6．7．1　VGG網(wǎng)絡(luò)模型　119
6．7．2　ResNet模型　120
6．7．3　Inception網(wǎng)絡(luò)模型　122
6．8　遷移學(xué)習(xí)　125
6．8．1　遷移學(xué)習(xí)的原理　125
6．8．2　遷移學(xué)習(xí)項目實(shí)戰(zhàn)　126
6．9　本章小結(jié)　129
第7章　循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　130
7．1　時間序列數(shù)據(jù)詳解　131
7．2　自然語言數(shù)據(jù)的處理　131
7．2．1　詞的向量化表示　131
7．2．2　詞匯標(biāo)記化　133
7．2．3　序列填充　135
7．2．4　嵌入層的原理與應(yīng)用　136
7．3　情感分析項目　139
7．3．1　情感分析項目簡介　139
7．3．2　數(shù)據(jù)集的處理　139
7．4　簡單RNN　141
7．4．1　簡單RNN的原理　141
7．4．2　簡單RNN的應(yīng)用　143
7．4．3　簡單RNN項目實(shí)戰(zhàn)　145
7．5　長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　147
7．5．1　長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理　147
7．5．2　長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用　148
7．6　門控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　150
7．6．1　門控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理　150
7．6．2　門控循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用　151
7．7　RNN進(jìn)階　152
7．7．1　RNN中防止過擬合的方式　152
7．7．2　疊加長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　152
7．7．3　雙向長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　154
7．7．4　注意力模型　156
7．8　文本生成項目　159
7．9　某公司股票價格預(yù)測項目　162
7．9．1　數(shù)據(jù)集的預(yù)處理　163
7．9．2　模型的構(gòu)建與訓(xùn)練　164
7．9．3　可視化預(yù)測的股票開盤價格與
實(shí)際的股票開盤價格　165
7．10　自然語言處理技術(shù)新進(jìn)展　166
7．10．1　遷移學(xué)習(xí)在自然語言處理
中的應(yīng)用　167
7．10．2　ELMo模型介紹與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用　167
7．10．3　BERT模型介紹與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用　171
7．10．4　GPT-2模型介紹　174
7．11　本章小結(jié)　175
第三部分　高級技術(shù)
第8章　自編碼模型　179
8．1　自編碼模型的原理詳解　179
8．2　應(yīng)用自編碼模型對數(shù)據(jù)降維　180
8．3　應(yīng)用自編碼模型進(jìn)行異常檢測　183
8．3．1　異常檢測的原理　183
8．3．2　檢測信用卡異常交易　184
8．4　應(yīng)用自編碼模型對圖片去噪　188
8．4．1　項目介紹　188
8．4．2　反卷積的原理與應(yīng)用　188
8．4．3　上采樣的原理與應(yīng)用　190
8．4．4　實(shí)現(xiàn)圖片去噪項目　191
8．5　本章小結(jié)　194
第9章　生成對抗網(wǎng)絡(luò)　195
9．1　生成對抗網(wǎng)絡(luò)的原理　195
9．1．1　生成對抗網(wǎng)絡(luò)的工作原理
簡介　195
9．1．2　生成器與判別器的工作原理　197
9．1．3　生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練　197
9．2　生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練技巧　198
9．2．1　梯度值剪裁　199
9．2．2　批量標(biāo)準(zhǔn)化中的動量　199
9．3　項目實(shí)戰(zhàn)　200
9．3．1　數(shù)據(jù)集介紹與加載　200
9．3．2　判別器模型的構(gòu)建　201
9．3．3　生成器模型的構(gòu)建　203
9．3．4　生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建　206
9．3．5　生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練　206
9．4　本章小結(jié)　209
第　10章 深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)　211
10．1　深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)簡介　212
10．2　深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)詳解　213
10．3　Deep Q-Learning算法　215
10．3．1　Q-Learning算法詳解　215
10．3．2　Deep Q-Learning算法詳解　217
10．3．3　Deep Q-Learning算法的
應(yīng)用　219
10．4　策略梯度算法　224
10．4．1　策略梯度算法原理詳解　225
10．4．2　策略梯度算法項目實(shí)戰(zhàn)　227
10．5　演員-評判家算法　231
10．5．1　演員-評判家算法原理詳解　231
10．5．2　演員-評判家項目實(shí)戰(zhàn)　232
10．6　本章小結(jié)　235