什么是深度神经网络?

人工智能 机器学习 深度学习 术语 深度神经网络 定义
2021-11-04 21:55:33

深度神经网络的定义是什么?为什么它们如此受欢迎或如此重要?

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深度神经网络 (DNN) 只不过是一个具有多层的神经网络,其中多层可能是主观的。

恕我直言,任何具有 6 层或 7 层或更多层的网络都被认为是深度网络。因此,以上将形成深度网络的一个非常基本的定义。

深度网络与“正常”网络有两个主要区别。

首先是计算能力和训练数据集已经大幅增长,这意味着运行更大的网络是切实可行的并且在统计上是有效的(也就是说,我们有足够的训练示例,我们不会在更大的网络中遇到过拟合问题)。

第二个是你拥有的层数越多,反向传播就会受到限制;每一层都代表误差的梯度,所以当一层大约六层深时,修改神经元权重的误差已经不多了。但人们可能会合理地期望早期神经元比晚期神经元更重要,因为它们代表更接近原始输入的“概念”。

新的训练技术回避了这个问题,通常是通过对原始输入进行无监督学习,创建更高级别的“概念”,然后用作监督学习的输入。

(例如,考虑从像素中确定图像是否包含猫的问题。网络的早期层应该做诸如检测边缘之类的事情,人们可以期望这些边缘在所有图像之间共享,并且大部分独立于什么一种是尝试处理输出层,因此也很难通过“cat-not cat”信号进行多次训练。

人工神经网络的一般结构

输入层 + 隐藏层 + 输出层

如果人工神经网络中有更多的隐藏层,则该神经网络称为深度神经网络。究竟有多少个深度神经网络构成了一个争论点,但一般来说,隐藏层越多,神经网络就越深。

谈到为什么它们如此受欢迎或如此重要,随着深度神经网络的出现,物体检测、分类、人脸识别、语音识别等许多问题都得到了解决。毫不夸张地说,深度神经网络在上述许多任务中的表现甚至超过了人类的表现。这意味着现在计算机是完成上述任务的最佳人选。近 5 年来,上述所有问题都存在于研究领域。仅仅因为深度神经网络的成功,所有这些问题仅在过去的 4,5 年中才得以完美解决。这就是为什么它们非常受欢迎和重要的原因。我提到的问题很少,深度神经网络在过去十年中轻松解决了许多类似的任务。

而且,此时此刻,世界各地的许多人都在致力于使用深度神经网络解决无数应用程序。