深度学习和OpenCV-python读书笔记一（DNN介绍）

文章目录

TensorFlow，Keras和Mxnet
深度学习的定义
深度学习处理的步骤
传统机器学习存在的问题
BP和DNN的发展
深度学习和机器学习在图片处理上的不同
怎样才算深度学习呢，要多深？

TensorFlow，Keras和Mxnet

Keras是最常用的深度网络库，他是基于TensorFlow或者theano运行的一个高级API。

Mxnet也是一个轻量级的深度网络库，他的特点在于可以使用GPU，大规模集群进行训练。

TensorFlow不仅仅是一个深度网络库，他还有其他更多的应用。

TensorFlow中文社区-首页

深度学习的定义

“Deep learning methods are representation-learning methods with multiple levels of representation, obtained by composing simple but nonlinear modules that each transform the representation at one level (starting with the raw input) into a representation at a higher, slightly more abstract level. […] The key aspect of deep learning is that these layers are not designed by human engineers: they are learned from data using a general-purpose learning procedure”
Yann LeCun, Yoshua Bengio, and Geoffrey Hinton, Nature 2015. [9]

机器学习专注于从数据中学习和模式识别，但是AI算法包含一系列自动推理的过程，例如推理，计划，启发等等。

最早的ANN（Artificial Neural Networks）就是根据人大脑的机制，设计出来的一种机器学习算法。深度学习的特点就是deep和hierarchical learning（层次学习），这使得深度学习再现代计算机视觉中取得了巨大的成功。

深度学习处理的步骤

传统机器学习存在的问题

线性不可分问题：考虑如何用一条直线将下面的星星和圆圈分开

BP和DNN的发展

反向传播算法是现代DNN的基石，BP算法教会了DNN如何从错误中进行学习。

深度学习和机器学习在图片处理上的不同

在过去的机器学习中，我们通常使用颜色，局部纹理，形状等信息去提取特征。

或者用一些关键点检测方法，例如FAST算子，以及一些局部不变描述子例如SIFT，SURT，ORB等描述局部特征。

其中HOG加SVM的方法在物体检测中取得了巨大成功

而深度学习是具有层次特征的学习，可以端到端的识别出物体，例如CNN，我们直接输入原图像，然后一系列的隐层自动学习出图像的特征，一开始是低层次的边缘，然后是角点（边缘的交汇），接着是图像的轮廓，最后通过角点和轮廓可以得到更抽象的物体层。

每一层都利用上一层的信息来建立更抽象的高层描述，这一特性，使得CNN在数据量增加的过程中，性能得到快速提高。

在过去，我们都是用人工创造出的特征向量来描述图片，但是在深度学习中，我们直接使用整个的像素来描述图片特征。

怎样才算深度学习呢，要多深？

只要使用了超过2层的网络，都叫深度网络。