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深度学习框架PyTorch:入门与实践

内容简介

《深度学习框架PyTorch:入门与实践》从多维数组Tensor开始,循序渐进地带领读者了解PyTorch各方面的基础知识。结合基础知识和前沿研究,带领读者从零开始完成几个经典有趣的深度学习小项目,包括GAN生成动漫头像、AI滤镜、AI写诗等。《深度学习框架PyTorch:入门与实践》没有简单机械地介绍各个函数接口的使用,而是尝试分门别类、循序渐进地向读者介绍PyTorch的知识,希望读者对PyTorch有一个完整的认识。

《深度学习框架PyTorch:入门与实践》内容由浅入深,无论是深度学习的初学者,还是第一次接触PyTorch的研究人员,都能在学习本书的过程中快速掌握PyTorch。即使是有一定PyTorch使用经验的用户,也能够从本书中获得对PyTorch不一样的理解。

作者简介

陈云
Python程序员、Linux爱好者和PyTorch源码贡献者。主要研究方向包括计算机视觉和机器学习。“2017知乎看山杯机器学习挑战赛”一等奖,“2017天池医疗AI大赛”第八名。 热衷于推广PyTorch,并有丰富的使用经验,活跃于PyTorch论坛和知乎相关板块。

目录

  1. PyTorch简介
    1. PyTorch的诞生
    2. 常见的深度学习框架简介
      1. Theano
      2. TensorFlow
      3. Keras
      4. Caffe/Caffe2
      5. MXNet
      6. CNTK
      7. 其他框架
    3. 属于动态图的未来
    4. 为什么选择PyTorch
    5. 星火燎原
    6. fast.ai 放弃Keras+TensorFlow选择PyTorch
  2. 快速入门
    1. 安装与配置
      1. 安装PyTorch
      2. 学习环境配置
    2. PyTorch入门第一步
      1. Tensor
      2. Autograd:自动微分
      3. 神经网络
      4. 小试牛刀:CIFAR-10分类
  3. Tensor和autograd
    1. Tensor
      1. 基础操作
      2. Tensor和Numpy
      3. 内部结构
      4. 其他有关Tensor的话题
      5. 小试牛刀:线性回归
    2. autograd
      1. Variable
      2. 计算图
      3. 扩展autograd
      4. 小试牛刀:用Variable实现线性回归
  4. 神经网络工具箱nn
    1. nn.Module
    2. 常用的神经网络层
      1. 图像相关层
      2. 激活函数
      3. 循环神经网络层
      4. 损失函数
    3. 优化器
    4. nn.functional
    5. 初始化策略
    6. nn.Module深入分析
    7. nn和autograd的关系
    8. 小试牛刀:用50行代码搭建ResNet
  5. PyTorch中常用的工具
    1. 数据处理
    2. 计算机视觉工具包:torchvision
    3. 可视化工具
      1. Tensorboard
      2. visdom
    4. 使用GPU加速:cuda
    5. 持久化
  6. PyTorch实战指南
    1. 编程实战:猫和狗二分类
      1. 比赛介绍
      2. 文件组织架构
      3. 关于__init__.py
      4. 数据加载
      5. 模型定义
      6. 工具函数
      7. 配置文件
      8. main.py
      9. 使用
      10. 争议
    2. PyTorch Debug 指南
      1. ipdb 介绍
      2. 在PyTorch中Debug
  7. AI插画师:生成对抗网络
    1. GAN的原理简介
    2. 用GAN生成动漫头像
    3. 实验结果分析
  8. AI艺术家:神经网络风格迁移
    1. 风格迁移原理介绍
    2. 用PyTorch实现风格迁移
    3. 实验结果分析
  9. AI诗人:用RNN写诗
    1. 自然语言处理的基础知识
      1. 词向量
      2. RNN
    2. CharRNN
    3. 用PyTorch实现CharRNN
    4. 实验结果分析
  10. Image Caption:让神经网络看图讲故事
    1. 图像描述介绍
    2. 数据
      1. 数据介绍
      2. 图像数据处理
      3. 数据加载
    3. 模型与训练
    4. 实验结果分析
  11. 展望与未来
    1. PyTorch的局限与发展
    2. 使用建议

深度学习

内容简介

《深度学习》由全球知名的三位专家Ian Goodfellow、Yoshua Bengio 和Aaron Courville撰写,是深度学习领域奠基性的经典教材。全书的内容包括3个部分:第1部分介绍基本的数学工具和机器学习的概念,它们是深度学习的预备知识;第2部分系统深入地讲解现今已成熟的深度学习方法和技术;第3部分讨论某些具有前瞻性的方向和想法,它们被公认为是深度学习未来的研究重点。

《深度学习》适合各类读者阅读,包括相关专业的大学生或研究生,以及不具有机器学习或统计背景、但是想要快速补充深度学习知识,以便在实际产品或平台中应用的软件工程师。

作者简介

作者简介
Ian Goodfellow,谷歌公司(Google) 的研究科学家,2014 年蒙特利尔大学机器学习博士。他的研究兴趣涵盖大多数深度学习主题,特别是生成模型以及机器学习的安全和隐私。Ian Goodfellow 在研究对抗样本方面是一位有影响力的早期研究者,他发明了生成式对抗网络,在深度学习领域贡献卓越。
Yoshua Bengio,蒙特利尔大学计算机科学与运筹学系(DIRO) 的教授,蒙特利尔学习算法研究所(MILA) 的负责人,CIFAR 项目的共同负责人,加拿大统计学习算法研究主席。Yoshua Bengio 的主要研究目标是了解产生智力的学习原则。他还教授“机器学习”研究生课程(IFT6266),并培养了一大批研究生和博士后。
Aaron Courville,蒙特利尔大学计算机科学与运筹学系的助理教授,也是LISA 实验室的成员。目前他的研究兴趣集中在发展深度学习模型和方法,特别是开发概率模型和新颖的推断方法。Aaron Courville 主要专注于计算机视觉应用,在其他领域,如自然语言处理、音频信号处理、语音理解和其他AI 相关任务方面也有所研究。

中文版审校者简介
张志华,北京大学数学科学学院统计学教授,北京大学大数据研究中心和北京大数据研究院数据科学教授,主要从事机器学习和应用统计学的教学与研究工作。

译者简介
赵申剑,上海交通大学计算机系硕士研究生,研究方向为数值优化和自然语言处理。
黎彧君,上海交通大学计算机系博士研究生,研究方向为数值优化和强化学习。
符天凡,上海交通大学计算机系硕士研究生,研究方向为贝叶斯推断。
李凯,上海交通大学计算机系博士研究生,研究方向为博弈论和强化学习。

目录

中文版致谢
英文原书致谢
数学符号
第1章 引言
1.1 本书面向的读者
1.2 深度学习的历史趋势
第1部分 应用数学与机器学习基础
第2章 线性代数
2.1 标量、向量、矩阵和张量
2.2 矩阵和向量相乘
2.3 单位矩阵和逆矩阵
2.4 线性相关和生成子空间
2.5 范数
2.6 特殊类型的矩阵和向量
2.7 特征分解
2.8 奇异值分解
2.9 Moore-Penrose伪逆
2.10 迹运算
2.11 行列式
2.12 实例:主成分分析
第3章 概率与信息论
3.1 为什么要使用概率
3.2 随机变量
3.3 概率分布
3.4 边缘概率
3.5 条件概率
3.6 条件概率的链式法则
3.7 独立性和条件独立性
3.8 期望、方差和协方差
3.9 常用概率分布
3.10 常用函数的有用性质
3.11 贝叶斯规则
3.12 连续型变量的技术细节
3.13 信息论
3.14 结构化概率模型
第4章 数值计算
4.1 上溢和下溢
4.2 病态条件
4.3 基于梯度的优化方法
4.4 约束优化
4.5 实例:线性最小二乘
第5章 机器学习基础
5.1 学习算法
5.2 容量、过拟合和欠拟合
5.3 超参数和验证集
5.4 估计、偏差和方差
5.5 最大似然估计
5.6 贝叶斯统计
5.7 监督学习算法
5.8 无监督学习算法
5.9 随机梯度下降
5.10 构建机器学习算法
5.11 促使深度学习发展的挑战
第2部分 深度网络:现代实践
第6章 深度前馈网络
6.1 实例:学习XOR
6.2 基于梯度的学习
6.3 隐藏单元
6.4 架构设计
6.5 反向传播和其他的微分算法
6.6 历史小记
第7章 深度学习中的正则化
7.1 参数范数惩罚
7.2 作为约束的范数惩罚
7.3 正则化和欠约束问题
7.4 数据集增强
7.5 噪声鲁棒性
7.6 半监督学习
7.7 多任务学习
7.8 提前终止
7.9 参数绑定和参数共享
7.10 稀疏表示
7.11 Bagging和其他集成方法
7.12 Dropout
7.13 对抗训练
7.14 切面距离、正切传播和流形正切分类器
第8章 深度模型中的优化
8.1 学习和纯优化有什么不同
8.2 神经网络优化中的挑战
8.3 基本算法
8.4 参数初始化策略
8.5 自适应学习率算法
8.6 二阶近似方法
8.7 优化策略和元算法
第9章 卷积网络
9.1 卷积运算
9.2 动机
9.3 池化
9.4 卷积与池化作为一种无限强的先验
9.5 基本卷积函数的变体
9.6 结构化输出
9.7 数据类型
9.8 高效的卷积算法
9.9 随机或无监督的特征
9.10 卷积网络的神经科学基础
9.11 卷积网络与深度学习的历史
第10章 序列建模:循环和递归网络
10.1 展开计算图
10.2 循环神经网络
10.3 双向RNN
10.4 基于编码-解码的序列到序列架构
10.5 深度循环网络
10.6 递归神经网络
10.7 长期依赖的挑战
10.8 回声状态网络
10.9 渗漏单元和其他多时间尺度的策略
10.10 长短期记忆和其他门控RNN
10.11 优化长期依赖
10.12 外显记忆
第11章 实践方法论
11.1 性能度量
11.2 默认的基准模型
11.3 决定是否收集更多数据
11.4 选择超参数
11.5 调试策略
11.6 示例:多位数字识别
第12章 应用
12.1 大规模深度学习
12.2 计算机视觉
12.3 语音识别
12.4 自然语言处理
12.5 其他应用
第3部分 深度学习研究
第13章 线性因子模型
13.1 概率PCA和因子分析
13.2 独立成分分析
13.3 慢特征分析
13.4 稀疏编码
13.5 PCA的流形解释
第14章 自编码器
14.1 欠完备自编码器
14.2 正则自编码器
14.3 表示能力、层的大小和深度
14.4 随机编码器和解码器
14.5 去噪自编码器详解
14.6 使用自编码器学习流形
14.7 收缩自编码器
14.8 预测稀疏分解
14.9 自编码器的应用
第15章 表示学习
15.1 贪心逐层无监督预训练
15.2 迁移学习和领域自适应
15.3 半监督解释因果关系
15.4 分布式表示
15.5 得益于深度的指数增益
15.6 提供发现潜在原因的线索
第16章 深度学习中的结构化概率模型
16.1 非结构化建模的挑战
16.2 使用图描述模型结构
16.3 从图模型中采样
16.4 结构化建模的优势
16.5 学习依赖关系
16.6 推断和近似推断
16.7 结构化概率模型的深度学习方法
第17章 蒙特卡罗方法
17.1 采样和蒙特卡罗方法
17.2 重要采样
17.3 马尔可夫链蒙特卡罗方法
17.4 Gibbs采样
17.5 不同的峰值之间的混合挑战
第18章 直面配分函数
18.1 对数似然梯度
18.2 随机最大似然和对比散度
18.3 伪似然
18.4 得分匹配和比率匹配
18.5 去噪得分匹配
18.6 噪声对比估计
18.7 估计配分函数
第19章 近似推断
19.1 把推断视作优化问题
19.2 期望最大化
19.3 最大后验推断和稀疏编码
19.4 变分推断和变分学习
19.5 学成近似推断
第20章 深度生成模型
20.1 玻尔兹曼机
20.2 受限玻尔兹曼机
20.3 深度信念网络
20.4 深度玻尔兹曼机
20.5 实值数据上的玻尔兹曼机
20.6 卷积玻尔兹曼机
20.7 用于结构化或序列输出的玻尔兹曼机
20.8 其他玻尔兹曼机
20.9 通过随机操作的反向传播
20.10 有向生成网络
20.11 从自编码器采样
20.12 生成随机网络
20.13 其他生成方案
20.14 评估生成模型
20.15 结论
参考文献
索引

穷查理宝典(珍藏版)(1+2册)

《穷查理宝典》(珍藏本),分一、二册,副书名分别为《芒格的智慧箴言和私人书单》和《芒格最重要的三场演讲》。

《芒格的智慧箴言和私人书单》分上、下篇,上篇《芒格的智慧箴言》旨在做成一本关于生活、学习、工作和投资的芒格智慧语录。全书以《穷查理宝典》原书第一章“查理·芒格传略”与第三章“芒格主义:查理的即席谈话”为线索,串起了67条芒格金句,内容覆盖了芒格的传记、芒格对老年生活的评论、晚辈对芒格的评价,以及芒格在年会上的即席谈话。当芒格讲到学习、思维方式、家庭、投资等内容时,读者马上会读到芒格就该主题说过的最精彩的一句话。这既让人对芒格的传奇人生经历有了线性的了解,又能对他的精华思想加深印象,最终呈现出一个更加生动、立体的芒格形象。

下篇《芒格的私人书单》收入了芒格在不同场合推荐过的书,旨在为读者描绘芒格知识地图的概貌。根据《穷查理宝典》正文中提到的书以及书末的“查理·芒格的推荐书目”,整理出了一个39本书的书单。这39本书分为了6类,分别帮读者搞清楚了人类生存的自然环境、人类自身、经济的运行方式、投资的方法、杰出人物的故事,以及如何在社会中胜出等多个维度的问题。每本书都是芒格思维方式和知识结构的体现。我们为《芒格的私人书单》中的每一本建立了一个小档案,包括基本信息(作者、书名、出版社、封面、地位等)、主要内容、芒格推荐这本书的原因,以及书中精彩语录。就芒格荐书的原因而言,引用芒格推荐每本书时的原话,力求让读者明白这本书对芒格意味着什么。

《芒格最重要的三场演讲》收录了3场最适宜普通大众阅读的芒格演讲,分别为:第二讲《论基本的、普世的智慧,及其与投资管理和商业的关系》、第十讲《在南加州大学GOULD法学院毕业典礼上的演讲》和第十一讲《人类误判心理学》。其中前两场为大学演讲,向年轻学子或大学毕业生们讲述商业思维与人生智慧;最后的《人类误判心理学》被公认为是芒格最精彩的一场演讲,也是芒格独创的思想精华,反映了芒格对人类行为的深刻理解。