深度學習�Densely Neural Netwrok�Chapter 1~4�Part 1
教材主要來源: Tensorflow 與Keras 深度學習運用實物 陳允傑/旗標
由淺入深的深度學習
https://leemeng.tw/deep-learning-resources.html
Tensorflow 提供資料集
Chapter 1 認識人工智慧與機器學習
1-1 人工智慧概論
1-1-1 人工智慧簡介 - 認識人工智慧
人工智慧三波浪潮
陳昭明: 深度學習 專題實戰
Python 深度學習應用實務
陳允傑 著
TensorFlow & Keras
第三波AI浪潮的觸媒
陳昭明: 深度學習 專題實戰
Python 深度學習應用實務
陳允傑 著
TensorFlow & Keras
學習地圖
陳昭明: 深度學習 專題實戰
Python 深度學習應用實務
陳允傑 著
TensorFlow & Keras
人工智慧應用
陳昭明: 深度學習 專題實戰
Python 深度學習應用實務
陳允傑 著
TensorFlow & Keras
1-2 認識機器學習
1-3 機器學習的種類
監督式學習
監督式學-自駕車
車 道 | 方 向 與 馬 力 |
| 方向:90度 馬力:100% |
| 方向:67度 馬力:75% |
| 方向:45度 馬力:50% |
| 方向:113度 馬力:75% |
| 方向:135度 馬力:50% |
0度
180度
彎
度
小
彎
度
大
直
線
彎
度
小
彎
度
大
非監督式學習
強化學習
深度學習的神經網路種類
必備數學技巧
陳昭明: 深度學習 專題實戰
Python 深度學習應用實務
陳允傑 著
TensorFlow & Keras
Logic Programming VS. Data Programming�傳統程式設計 VS. 機器學習
陳昭明: 深度學習 專題實戰
Python 深度學習應用實務
陳允傑 著
TensorFlow & Keras
深度學習的修練
陳昭明: 深度學習 專題實戰
Python 深度學習應用實務
陳允傑 著
TensorFlow & Keras
深度學習開發流程
陳昭明: 深度學習 專題實戰
Python 深度學習應用實務
陳允傑 著
TensorFlow & Keras
Chapter 2 建構 Tensorflow 與
Keras 開發環境
2-1 認識TensorFlow與Keras
2-1-1 Google的TensorFlow
2-1-1 Google的TensorFlow
2-1-2 Keras
2-1-2 Keras
2-2 建構Python深度學習的開發環境
Chapter 3 深度學習基礎
3-1 認識深度學習
3-1-1 人工智慧、機器學習與深度學習的關係
3-1-2 什麼是深度學習 –是一種神經網路
3-1-2 什麼是深度、學習
3-1-2 深度神經網路-辨識手寫數字
3-1-3 深度學習就是一個函數集
3-1-3 神經網路模型訓練
3-2 深度學習的基礎知識
3-3 深度學習的神經網路 –建構你的計算圖
3-3-1 神經元 - 腦神經細胞的神經元
大腦奧秘(神經網路)
3-3-1 神經元 - 腦神經細胞的神經元
3-3-1 神經元 - 人工神經元
3-3-2 感知器 - 認識感知器
3-4 深度學習的資料 – 張量(Tensorflow)
(樣本數, 特徵1, 特徵2….)
(樣本數, 寬, 高, 色彩數)
第四章 神經網路-多層感知器� (Multilayer Perceptron)
第四張 多層感知器(Multilayer Perceptron)
多層感知器(Multilayer Perceptron)
多層感知器(Multilayer Perceptron)
4-0 迴歸-線性迴歸
4-0 迴歸-非線性迴歸
一次項函數
二次項函數
三次項函數
四次項函數
五次項函數
4-1 線性分割-幾何座標轉換
h1(x1,x2) = x1 + x2 - 0.5
h1(0,0) = 0 + 0 – 0.5 = - 0.5
h1(1,0) = 1 + 0 – 0.5 = 0.5
h1(0,1) = 0 + 1 – 0.5 = 0.5
h1(1,1) = 1 + 1 – 0.5 = 1.5
X1
X1
X2
w1 = 1
w2 = 1
b = -0.5
y = w1.x1 + w2.x 2 -0.5
感知器
(神經元)
輸出
輸入
(0,0)
(0,1)
(1,0)
(1,1)
0
4-1 線性分割-幾何座標轉換
0
P1(3)
(3)
(0,0)
P2(3,3)
(3,3)
1 Dimension
2 Dimension
4-1 線性分割-幾何座標轉換
P3(3,3,3)
(3,3,3)
3 Dimension
線性分割-幾何座標轉換
線性分割-幾何座標轉換�
[[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 18 18 18 126 136 175 26 166 255 247 127 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 30 36 94 154 170 253 253 253 253 253 225 172 253 242 195 64 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 49 238 253 253 253 253 253 253 253 253 251 93 82 82 56 39 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 18 219 253 253 253 253 253 198 182 247 241 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 80 156 107 253 253 205 11 0 43 154 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 14 1 154 253 90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 139 253 190 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 190 253 70 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 35 241 225 160 108 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 81 240 253 253 119 25 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 45 186 253 253 150 27 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 16 93 252 253 187 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 249 253 249 64 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 46 130 183 253 253 207 2 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 39 148 229 253 253 253 250 182 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 114 221 253 253 253 253 201 78 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 23 66 213 253 253 253 253 198 81 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 18 171 219 253 253 253 253 195 80 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 55 172 226 253 253 253 253 244 133 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 136 253 253 253 212 135 132 16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]]
線性分割-幾何座標轉換�
1 Dimension
2 D
3 D
4 D
5 D
6 D
7 D
784 D
783 D
782 D
781 D
780 D
779 D
778 D
8 D
P784[0,0,0,0…..6,7,50,66,78,,9,8,0,0,0,……………..0,0,0]
784 Dimension
線性分割-幾何座標轉換�
[0,0,0,0…..6,7,50,66,78,,9,8,0,0,0,……………..0,0,0]
1 Dimension
2 D
3 D
4 D
5 D
6 D
7 D
784 D
783 D
782 D
781 D
780 D
779 D
778 D
8 D
784 Dimension
線性分割-幾何座標轉換�
1 Dimension
2 D
3 D
4 D
5 D
6 D
7 D
784 D
783 D
782 D
781 D
780 D
779 D
778 D
8 D
784 Dimension
線性分割-幾何座標轉換�
784 Dimension
1 Dimension
2 D
3 D
4 D
5 D
6 D
7 D
784 D
783 D
782 D
781 D
780 D
779 D
778 D
8 D
0
1
2
4
3
5
6
7
8
9
線性分割-幾何座標轉換
1 Dimension
2 D
3 D
4 D
5 D
6 D
7 D
784 D
783 D
782 D
781 D
780 D
779 D
778 D
8 D
784 D 🡪 16 D 🡪 16D 🡪 10D
7
1
6
5
2
4
3
8
0
9
16 Dimension
線性分割-幾何座標轉換
線性分割-幾何座標轉換�
784 D [0,0,0,0,…..,3,18,18,……,0,0,0]
10 D [0.01, 0.005, 0.005, 0.003, 0.002, 0.96, 0.001,0.002,0.003,0.009]
1.00 = 0.01 + 0.005 + 0.005 + 0.003 + 0.002 + 0.96
+ 0.001+ 0.002 +0.003+ 0.009]
784 D [0,0,0,0,…..,6,128,18,30,40,……,0,0,0]
10 D [0.97, 0.005, 0.005, 0.003, 0.002, 0.001, 0.001,0.001,0.003,0.009]
784 D [0,0,0,0,…..98,13,128,45,50,……,0,0,0]
10 D [0.002, 0.005, 0.005, 0.003, 0.97, 0.002, 0.001,0.002,0.003,0.007]
線性分割-幾何座標轉換�
784 D [0,0,0,0,…..,45,67,89,128,18,……,0,0,0]
10 D [0.95, 0.005, 0.005, 0.003, 0.002, 0.02, 0.001,0.002,0.003,0.009]
784 D [0,0,0,0,…..,34,128,118,129……,0,0,0]
10 D [0.01, 0.005, 0.96, 0.003, 0.002, 0.005, 0.001,0.002,0.003,0.009]
784 D [0,0,0,0,…..,98,95,112, 3,18,18,……,0,0,0]
10 D [0.005, 0.005, 0.005, 0.955, 0.002, 0.003, 0.001,0.002,0.003,0.009]
線性分割-幾何座標轉換
10Dimension
1
9
8
7
6
5
4
3
2
AIAI AI Experiments
0
線性分割-幾何座標轉換
784 Dimension
10 Dimension
混亂 🡪 特徵 萃取 🡪 規律
4-1 線性不可分割-多層感知器
一條線(一個感知器) 無法分割紅色方塊與黑色圓點
4-1 線性不可分割-多層感知器
h1(x1, x2)=x1+x2-0.5
h2(x1, x2)=x1+x2-1.5
h1(0,0)=f(1*0+1*0-0.5)=f(-0.5)=0
h1(0,1)=f(1*0+1*1-0.5)=f(0.5)=1
h1(1,0)=f(1*1+1*0-0.5)=f(0.5)=1
h1(1,1)=f(1*1+1*1-0.5)=f(1.5)=1
h2(0,0)=f(1*0+1*0-1.5)=f(-1.5)=0
h2(0,1)=f(1*0+1*1-1.5)=f(-0.5)=0
h2(1,0)=f(1*1+1*0-1.5)=f(-0.5)=0
h2(1,1)=f(1*1+1*1-1.5)=f(0.5)=1
4-1 線性不可分割-多層感知器
(x1,x2)=(0,0)🡪o1(h1,h2)=(0,0)
(x1,x2)=(0,1)🡪o1(h1,h2)=(1,0)
(x1,x2)=(1,0)🡪o1(h1,h2)=(1,0)
(x1,x2)=(1,1)🡪o1(h1,h2)=(1,1)
4-1 線性不可分割-多層感知器
X1
X1
X2
w11 = 1
w12 = 1
b = -0.5
y1 = w11.x1 +w12 . x 2 -0.5
三個感知器
(神經元)
輸出
(0,0)
(0,1)
(1,0)
(1,1)
b = -1.5
y2 = w21 . x1 +w22 . x 2 -1.5
w22 = 1
w21 = 1
y = w1 . x1 – w2 .2 x 2 -0.5
b = -0.5
W1= 1
W2= -2
輸入
4-1 線性不可分割-多層感知器
4-2 多層感知器就是神經網路
4-2 多層感知器 –深度神經網路
4-2 深度神經網路-複雜函數
X1
X1
X2
w11 = 1
w12 = 1
b1 = -0.5
y1 = w11.x1 +w12 . x 2 -0.5
三個感知器
(神經元)
輸出
(0,0)
(0,1)
(1,0)
(1,1)
b2 = -1.5
y2 = w21 . x1 +w22 . x 2 -1.5
w22 = 1
w21 = 1
y = w1 . x1 – w2 .2 x 2 -0.5
b3 = -0.5
W1= 1
W2= -2
輸入
F(o1(h1(w11,w12,b1), h2(w21,w22,b2) ,b3))
4-2 神經網路-特徵捕捉
(2,2) . (1,1) = 2+2 =4.0
(1.5,1.5) . (1,1) = 1.5 + 1.5 = 3.0
(1,2) . (1,1) = 1 + 2 = 3.0
(2,1) . (1,1) = 2 + 1 = 3.0
(0.5,0.5) . (1,1) = 0.5 + 0.5 = 1.0
(-1,1) . (1,1) = -1+ 1 = 0.0
(-1,-1) . (1,1)= -1 -1 = -2.0
X1
X1
X2
W1 = 1
W2 = 1
b = -2
y =w1 x1 + w2x 2 - 2
感知器
(神經元)
輸出
輸入
(0,0)
(0,1)
(1,0)
(1,1)
(0,0)
(2,2)
(2,1)
(1,2)
[1,1]
(0.5,0.5)
(-1,1)
(-1,-1)
(1.5,1.5)
h1(x1,x2) = x1 + x2 - 0.5
特徵要大於2 才入選
4-2 神經網路-特徵捕捉
4-2 神經網路-特徵捕捉
4-2 神經網路-特徵捕捉
4-2 神經網路-特徵捕捉
4-2 神經網路-特徵捕捉�
4-2 神經網路-特徵捕捉�
4-2 神經網路-特徵捕捉
4-2 神經網路-特徵捕捉
4-2 神經網路-特徵捕捉�
捕捉顏色鮮艷
捕捉觸鬚較厚
捕捉顏色較暗
捕捉觸鬚較細
4-2 神經網路-特徵捕捉
0.95
0.85
0.2
0.3
0.98
0.02
蝴蝶
蛾
4-2 神經網路-特徵捕捉
0.2
0.1
0.92
0.93
0.01
0.99
蝴蝶
蛾
4-2 深度神經網路的解釋
4-2 幾何座標2D🡪 3D
4-2 空間座標轉換
神經網路範例操作
Playground.tensorflow.org 說明
X1可以看成以横坐标分布的数据特征,X2是以纵坐标分布的数据特征,X1X1和X2X2是非负的抛物线分布,X1X2是双曲抛物面分布,sin(X1)和sin(X2)正弦分布。我们的目标就是通过这些特征的分布组合将两类数据(蓝色和黄色)区分开,这就是训练的目的
Playground.tensorflow.org 說明
Activation Function
L1、L2 Regulation 降低Overfitting
L1L1、L1、L2 regulation L1、L2 regulation 教學影片
L1L1、L1、L2 Regulation L1、L2 Regulation 降低L1、L2 Regulation 降低Overfitting
L1、L2 Regulation 降低Overfitting
L1、L2 Regulation 降低Overfitting
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
加入雜訊增加分類困難度
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground.tensorflow.org 說明
Playground螺旋資料分布-無法分類
Playground螺旋資料分布-改變激活函數-可以分類
Playground 改變特徵