TensorFlow从0到N专题入口

我是黑猿大叔，转战AI的大叔程序猿，你好。

黑猿大叔

本篇是《TensorFlow从1到2》的前言，本主题将会涵盖现代卷积网络基础，及其TensorFlow实现。

我将延续先前的承诺：

它不会止于翻译和笔记、语言和工具，而是坚持通过启发性的方式，循序渐进构建系统化的理解，搭建一个坚实可靠的、连接“零基础”与“AI/机器学习/深度学习”领域之间的缓坡道。

废话少说，本文的剩余部分仍然提供干货。

学习资源

• TensorFlow（模型库），Google
• Deep Learning（开源中译版 中文纸质版），Ian Goodfellow，Yoshua Bengio and Aaron Courville
• CS231n: Convolutional Neural Networks for Visual Recognition（讲义2018 讲义2017 讲义2016 Demos 项目报告 2016网易中字），Fei-Fei Li
• Deeplearning.ai：Deep Learning（网易云课堂中文字幕），Andrew Ng
• Neural Networks and Deep Learning（中译版），Micheal Nielsen
• TensorFlow实战，黄文坚，唐源
• 机器学习，周志华
• 人工智能，李开复
• 终极算法，佩德罗·多明戈斯

注：按对主题的影响度排序，持续更新。

历史回顾：深度学习的三次浪潮

第一次浪潮

1943年

• 第一个正式的神经元模型，Warren McCulloch，Walter Pitts，麦卡洛克-皮茨神经元做不了的事情就是学习；

20世纪50年代

• 感知器，Frank Rosenblatt；

1959年

• Receptive Fields of Single Neurones in the Cat's Striate Cortex，Hubel，Wiesel；

1969年

• 线性模型无法解决XOR问题，Minsky，导致了神经网络热潮的第一次大衰退；

第二次浪潮

1980

• 新认知机，Fukushima 受哺乳动物视觉系统的结构启发，引入了一个处理图片的强大模型架构，它后来成为了现代卷积网络的基础；

1986

• 反向传播算法，David Rumelhart，Geoffrey E. Hinton，Ronald J. Williams；

1989

• George Cybenko，证明神经网络的普遍性定理；

1995年

• 卡内基-梅隆大学的研究员就已经成功训练出一台多层感知器来驾驶汽车，方法就是探测视频图像中的路面，然后适当转动方向盘，其完成了“横穿美国的实验”；

1998年

• Gradient-based learning applied to document recognition，Yann LeCun and Yoshua Bengio，现代卷积网络开创性论文，提出第一个正式的卷积神经网络架构LeNet5；
• 图模型，Jordan，在很多重要任务上实现了很好的效果，导致神经网络热潮的第二次衰退；

1999年

• 核方法，在很多重要任务上实现了很好的效果，导致神经网络热潮的第二次衰退；

2001年

• Gradient flow in recurrent nets: the difficulty of learning long-term dependencies，Yoshua Bengio，讨论了“消失的梯度问题”；

2004-2005

• DARPA大挑战中，无人驾驶汽车才进入公众视野；

第三次浪潮

2006年

• 《Reducing the dimensionality of data with neural networks》，Hinton；
• 《基于深度置信网络的快速学习方法》， Hinton；
• Yann Lecun，阐述深度学习如何能跟当年流行的图模型（比如条件随机场）等价；

2010年

• Context-Dependent Pre-trained Deep Neural Networks for Large Vocabulary Speech Recognition，George Dahl，Dong Yu，Li Deng，Alex Acero；

• ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge；

2012年

• Imagenet classification with deep convolutional neural networks，Alex Krizhevsky，Ilya Sutskever，Geoff Hinton；

• ImageNet冠军，AlexNet（KSH） 8层；

  • 冠军获得者：Geoff Hinton的博士生Alex Krizhevsky和Ilya Sutskever，将错误率从26.%降到15.3%；
  • Alex和Ilya竞赛用的正是Yann Lecun发明的卷积神经网络，但结果刚出来时，Yann和他的NYU实验室成员甚至没法重复Geoff Hinton的结果；
  • Google团队（包含Andrew Ng和Jeff Dean）做了非公开测试，识别精度比Geoff Hinton差了很多；
  • 工业界对深度学习的追捧传递回学术界发生在一年以后，原因是除了顶级教授因为私人关系能知道工业界最前沿进展，大部分学术界教授并没有公开渠道及时获取信息；
  • 在NIPS（机器学习顶级年度会议），Google竞价超过微软等公司，收购了Alex、Ilya和Geoff刚注册几个月的公司，还花了5000万美元买了三个人的部分时间；
  • Facebook挖了Yann Lecun，他在纽约领导成立了Facebook AI lab；

• James Bergstra，Yoshua Bengio，对网格搜索超参数进行了综述；

2014年

• 5月16日，Andrew Ng离开Google加入Baidu；
• On the number of response regions of deep feed forward networks with piece-wise linear activations，Yoshua Bengio，对于某些问题和网络结构给出了“深度网络在本质上比浅层网络更加强大”的证明；
• VGG 19层，ImageNet 2014亚军；
• GoogLeNet，22层，ImageNet 2014冠军；

2015年

• ResNet，152层，Microsoft，ImageNet 2015冠军；

2016年

• AlphaGo战胜李世石，人工智能元年开启；

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