深度學(xué)習(xí)理論及實(shí)戰(zhàn)（MATLAB版）

目錄
第1章從“機(jī)器學(xué)習(xí)”講起
1.1走近“機(jī)器學(xué)習(xí)”
1.1.1什么是“機(jī)器學(xué)習(xí)”
1.1.2機(jī)器學(xué)習(xí)的主要任務(wù)
1.1.3機(jī)器學(xué)習(xí)的分類
1.1.4什么是“深度學(xué)習(xí)”
1.1.5機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用舉例
擴(kuò)展閱讀： 對(duì)“人工智能”的理解
1.2解讀“機(jī)器學(xué)習(xí)的過(guò)程”
1.2.1機(jī)器學(xué)習(xí)的過(guò)程
1.2.2機(jī)器學(xué)習(xí)中的數(shù)據(jù)集
1.2.3過(guò)擬合與欠擬合
心得分享： “機(jī)器學(xué)習(xí)”與“雕刻時(shí)光”
1.3典型的機(jī)器學(xué)習(xí)算法——SVM
1.3.1從“最走心”的國(guó)界線說(shuō)起
1.3.2“支持向量機(jī)”名字的由來(lái)
1.3.3SVM分類器的形式
1.3.4如何找到最佳分類線
1.3.5基于SVM的多分類問(wèn)題
1.4思考與練習(xí)
第2章解析“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”
2.1神經(jīng)元——人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)
2.1.1生物神經(jīng)元
2.1.2人工神經(jīng)元
2.1.3激活函數(shù)
2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及工作原理
2.2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成
2.2.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理
2.2.3一些常見(jiàn)的概念
擴(kuò)展閱讀： 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展簡(jiǎn)史
2.3從數(shù)學(xué)角度來(lái)認(rèn)識(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
2.3.1本書(shū)中采用的符號(hào)及含義
2.3.2神經(jīng)元的激活
2.3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)
2.3.4尋找損失函數(shù)最小值——梯度下降法
2.3.5誤差反向傳播
2.3.6基于誤差反向傳播的參數(shù)更新流程
2.4如何基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類
2.4.1基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)二分類
2.4.2基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多分類
擴(kuò)展閱讀： 交叉熵
2.5思考與練習(xí)
第3章探索“卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”
3.1深入淺出話“卷積”
3.1.1卷積的運(yùn)算過(guò)程
3.1.2卷積核對(duì)輸出結(jié)果的影響
3.1.3卷積運(yùn)算在圖像特征提取中的應(yīng)用
擴(kuò)展閱讀： 數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)
編程體驗(yàn)1： 讀入一幅數(shù)字圖像并顯示
編程體驗(yàn)2： 基于MATLAB實(shí)現(xiàn)二維圖像的滑動(dòng)卷積
3.2解析“卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”
3.2.1從 ImageNet 挑戰(zhàn)賽說(shuō)起
3.2.2卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
3.2.3卷積層的工作原理
3.2.4非線性激活函數(shù)的工作原理
3.2.5池化層的工作原理
3.2.6卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別
3.2.7從仿生學(xué)角度看卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
擴(kuò)展閱讀： 創(chuàng)建ImageNet挑戰(zhàn)賽初衷
3.3從數(shù)學(xué)的角度看卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.3.1本書(shū)中采用的符號(hào)及含義
3.3.2從數(shù)學(xué)角度看卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作過(guò)程
3.3.3如何求代價(jià)函數(shù)
3.3.4采用誤差反向傳播法確定卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)
3.4認(rèn)識(shí)經(jīng)典的“卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”
3.4.1解析LeNet5卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.4.2具有里程碑意義的AlexNet
3.4.3VGG-16卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)
3.4.4卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為何會(huì)迅猛發(fā)展
3.5思考與練習(xí)
第4章基于MATLAB深度學(xué)習(xí)工具箱的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試
4.1構(gòu)造一個(gè)用于分類的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.1.1實(shí)例需求
4.1.2開(kāi)發(fā)環(huán)境
4.1.3開(kāi)發(fā)步驟
4.1.4常用的構(gòu)造卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)
4.1.5構(gòu)造卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.1.6程序?qū)崿F(xiàn)
擴(kuò)展閱讀： 批量歸一化層的作用
編程體驗(yàn)： 改變卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
4.2訓(xùn)練一個(gè)用于預(yù)測(cè)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.2.1實(shí)例需求
4.2.2開(kāi)發(fā)步驟
4.2.3構(gòu)建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.2.4訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.2.5程序?qū)崿F(xiàn)
擴(kuò)展閱讀1： 設(shè)置學(xué)習(xí)率的經(jīng)驗(yàn)與技巧
擴(kuò)展閱讀2： 隨機(jī)失活方法(dropout)的作用
擴(kuò)展閱讀3： 小批量方法（minibatch）的作用
編程體驗(yàn)： 改變網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練配置參數(shù)
4.3采用遷移學(xué)習(xí)進(jìn)行物體識(shí)別
4.3.1站在巨人的肩膀上——“遷移學(xué)習(xí)”
4.3.2實(shí)例需求
4.3.3開(kāi)發(fā)步驟
4.3.4加載訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)
4.3.5如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和樣本進(jìn)行微調(diào)
4.3.6函數(shù)解析
4.3.7程序?qū)崿F(xiàn)及運(yùn)行效果
擴(kuò)展閱讀： 多角度看“遷移學(xué)習(xí)”
4.4采用 Deep Network Designer實(shí)現(xiàn)卷積網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
4.4.1什么是Deep Network Designer
4.4.2如何打開(kāi)Deep Network Designer
4.4.3需求實(shí)例
4.4.4在Deep Network Designer中構(gòu)建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.4.5對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練與驗(yàn)證
4.4.6Deep Network Designer的檢驗(yàn)功能
4.5采用Deep Network Designer實(shí)現(xiàn)遷移學(xué)習(xí)
4.5.1基于Deep Network Designer的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整
4.5.2對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練
4.6如何顯示、分析卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.6.1如何查看訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和信息
4.6.2如何畫出深度網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖
4.6.3如何用analyzeNetwork函數(shù)查看與分析網(wǎng)絡(luò)
4.7如何加載深度學(xué)習(xí)工具箱可用的數(shù)據(jù)集
4.7.1如何加載MATLAB自帶的數(shù)據(jù)集
4.7.2如何加載自己制作的數(shù)據(jù)集
4.7.3如何加載網(wǎng)絡(luò)下載的數(shù)據(jù)集——以CIFAR-10為例
4.7.4如何劃分訓(xùn)練集與測(cè)試集
編程體驗(yàn)1： 基于CIFAR-10數(shù)據(jù)集訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.8如何構(gòu)造一個(gè)具有捷徑連接的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
4.8.1本節(jié)用到的函數(shù)
4.8.2實(shí)例需求
4.8.3創(chuàng)建含有捷徑連接的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)步驟
4.8.4程序?qū)崿F(xiàn)
4.8.5對(duì)捷徑連接網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢查
編程體驗(yàn)： 采用例程4.8.2所構(gòu)建的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖像分類
4.9思考與練習(xí)
第5章應(yīng)用案例深度解析
5.1基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像分類
5.1.1什么是圖像分類
5.1.2評(píng)價(jià)分類的指標(biāo)
5.1.3基于深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的圖像分類
5.1.4傳統(tǒng)的圖像分類與基于深度學(xué)習(xí)的圖像分類的區(qū)別
5.1.5基于AlexNet的圖像分類
5.1.6基于GoogLeNet的圖像分類
5.1.7基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像分類抗干擾性分析
擴(kuò)展閱讀： 計(jì)算機(jī)視覺(jué)的發(fā)展之路
編程體驗(yàn)： 體驗(yàn)GoogLeNet識(shí)別圖像的抗噪聲能力
5.2基于LeNet卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的交通燈識(shí)別
5.2.1實(shí)例需求
5.2.2卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
5.2.3加載交通燈數(shù)據(jù)集
5.2.4程序?qū)崿F(xiàn)
5.3融合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與支持向量機(jī)的圖像分類
5.3.1整體思路
5.3.2本節(jié)所用到的函數(shù)
5.3.3實(shí)現(xiàn)步驟與程序
編程體驗(yàn)： 基于AlexNet和SVM的圖像分類
5.4基于R-CNN的交通標(biāo)志檢測(cè)
5.4.1目標(biāo)分類、檢測(cè)與分割
5.4.2目標(biāo)檢測(cè)及其難點(diǎn)問(wèn)題
5.4.3R-CNN目標(biāo)檢測(cè)算法的原理及實(shí)現(xiàn)過(guò)程
5.4.4實(shí)例需求
5.4.5實(shí)現(xiàn)步驟
5.4.6本節(jié)所用到的函數(shù)
5.4.7程序?qū)崿F(xiàn)
5.4.8基于AlexNet遷移學(xué)習(xí)的R-CNN實(shí)現(xiàn)
5.4.9基于Image Labeler的R-CNN目標(biāo)檢測(cè)器構(gòu)建
5.5基于Video Labeler與R-CNN的車輛檢測(cè)
5.5.1實(shí)例需求
5.5.2實(shí)現(xiàn)步驟
5.6思考與練習(xí)
參考文獻(xiàn)