【图像分类(下)】从管家变闺蜜 ? 引入Deep Learning后更加贴心的图像分类

 

从管家到闺蜜,更加“了解”,也更加“亲密”。解密~图像分类引入Deeplearning之后的技术解析贴!(深度好文哦~)...

从管家变闺蜜 ?

引入Deep Learning后更加贴心的图像分类

上一期内容小FAN给大家介绍了传统模式中图像分类的技术解析,大家可能都比较容易理解~

就像说起Gentlemen,大家脑中已经有了鲜明的印象;

而今天我们要说的Deep Learning ,更像是“90后”这个称呼。不同的人对它都有着不同的看法。但,唯一可以确定的是它不像Gentlemen一样,它是不定的,也是充满可能性的,它是一直在学习着的。
小FAN说

今天给大家带来的是图像分类在引入

Deep Learning之后的技术故事~
Deep

Learning






引入

D

e

e

p

L

e

a

r

n

i

n

g

后的技术故事


一个惊人的现象,在ImageNet挑战赛中,2012年首次且仅有一支队伍采用了Deep Learning的方法来完成图像分类任务。而到了2013年几乎所有参赛队伍都使用了Deep Learning的方法。

这并不难理解,Deep Learning的初次亮相结果斐然。2012年使用Deep Learning算法的队伍在图像分类上的错误率为16.42%,而使用传统方法的队伍的最低错误率为26.17%。

如此惊人的算法在震惊世人之余,也不禁让人关注起是如何得到这么神奇的算法呢?
在人类科技发展的历程中,

对于仿生学的研究总是会给人意外的启发,

在研究生物视觉信息处理时,

也不禁得感叹大自然的鬼斧神工。

Deep learning的发展

是因为两个虐猫的神经学家

(放在今天应该会被动物保护协会纠缠把~)

分层
1981年的诺贝尔医学奖,颁发给了David Hubel

(出生于加拿大的美国神经生物学家)

两位的主要贡献,是“发现了视觉系统的信息处理:可视皮层是分层的。”
这个生理学的发现,促成了计算机人工智能,在四十年后的突破性发展。



人脑视觉机理

这里注意关键词:分层。而Deep learning的deep是不是就表示我存在多少层,也就是多深呢?没错。那Deep learning是如何借鉴这个过程的呢?毕竟是归于计算机来处理,面对的一个问题就是怎么对这个过程建模?





Deep Learning是机器学习中一个非常接近AI的领域,

其动机在于建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络。它的思想就是堆叠多个层,以这一层的输出作为下一层的输入,通过这种方式,实现对输入信息进行分级表达。


在2012年,Hinton首次将Deep Learning用于ImageNet的图像分类任务上。

他采用的方法是Deep Convolutional Neural Networks。

模型细节:
1
除了输入输出层以外,还包含7个隐含层,共含有650k个神经元,60M个层间映射参数,630M条神经;
2
采用ReLU来代替传统的tanh引入非线性映射;
3
对训练数据进行左右对称以及平移等变换,扩大训练集;
4
采用SGD算法在两个GPU上并行有监督训练。

随后人们通过优化Hinton的Deep CNN模型进一步提高计算机的图像分类能力,

例如微软曾生成了一种新的修正线性单元(ReLU),

并将其称为参数化修正线性单元(PReLU)。

该激活函数不仅可自适应获取修正参数,还可提高计算精度,

且所需额外计算成本几乎可以忽略不计。

其次,他们研究了深度修正模型的训练难度。

通过对修正线性单元(即ReLU/PReLU)的非线性特征进行直接建模,推导出一种符合理论的初始化方法,并直接从头开始训练网络,将其应用于深度模型(例如,具有30个带权层的模型)的收敛过程。

这为探索功能更强大的网络体系结构提供了更多的灵活性。

这些改进不仅减小了分类的错误率,还将Deep CNN系统加速了多达100倍。

2015年微软采用150层的神经网络,将错误率减小到了超越人类的3.57%。

伴随着云计算走入日常生活,Deep Learning在图像分类上带来的革命性成果正逐步改变我们的生活。但是由云计算引起的隐私安全问题也是我们无法回避的……

笔者觉得在目前未有新技术引进的情况下,将传统分类方法与Deep Learning结合使用,可以解决伴随云计算的隐私安全问题。
不仅是管家,

更是闺蜜。

Classification技术(图像分类),不仅可以将你手机中的照片进行分类存储,避免私密照片被朋友看到的尴尬。还可以识别你的身份证、银行卡等重要照片,并对其加密避免隐私信息暴露。它擅长分类,也会更加了解你~

文章到了最后,有些读者一定会有这样的疑问:“既然Deep learning超越传统算法那么多,为什么不都使用Deep learning呢?为什么传统算法还没有被淘汰?”

PS:不感兴趣的读者可以直接跳过哦~
■传统分类方法虽然准确率低于Deep Learning算法,但是由于它的模型简单,对运算环境要求低啊。而超复杂的Deep Learning 算法,需要的运算环境不是家庭使用的设备可以满足的。

例如,2015年微软取得的亮眼成绩至少是72个超级处理器和144个图形处理器协作的结果。

另外~

母亲节快到了,别忘了跟妈妈

说声节日快乐!



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