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人工智能方向需要学习python还是深度学习呢?

要回答这个问题,首先,我们先了解一下什么是Python和深度学习,各用于什么领域?了解了这两个问题,对于人工智能方向是需要学什么?先学什么?都会有一个清晰的答案。

一、Python

Python是一种跨平台的计算机程序设计语言。 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。最初被设计用于编写自动化脚本(shell),随着版本的不断更新和语言新功能的添加,越多被用于独立的、大型项目的开发。

Python是一种解释型脚本语言,可以应用于以下领域:

Web 和 Internet开发科学计算和统计人工智能桌面界面开发软件开发后端开发网络爬虫Python与人工智能的关系:

Python是一门在人工智能科学领域被广泛应用的计算机程序语言,广泛应用就表明各种库,各种相关联的框架都是以Python作为主要语言开发出来的。

谷歌的TensorFlow大部分代码都是Python,其他语言一般只有几千行。

Python虽然是脚本语言,但是因为容易学,迅速成为科学家的工具,从而积累了大量的工具库、架构,人工智能涉及大量的数据计算,用Python是很自然的,简单高效。

Python有非常多优秀的深度学习库可用,现在大部分深度学习框架都支持Python。

二、深度学习

深度学习(DL, Deep Learning)是机器学习(ML, Machine Learning)领域中一个新的研究方向,它被引入机器学习使其更接近于最初的目标——人工智能(AI, Artificial Intelligence)。

深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次,这些学习过程中获得的信息对诸如文字,图像和声音等数据的解释有很大的帮助。它的最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力,能够识别文字、图像和声音等数据。 深度学习是一个复杂的机器学习算法,在语音和图像识别方面取得的效果,远远超过先前相关技术。

深度学习在搜索技术,数据挖掘,机器学习,机器翻译,自然语言处理,多媒体学习,语音,推荐和个性化技术,以及其他相关领域都取得了很多成果。深度学习使机器模仿视听和思考等人类的活动,解决了很多复杂的模式识别难题,使得人工智能相关技术取得了很大进步。

深度学习是一类模式分析方法的统称,就具体研究内容而言,主要涉及三类方法:

(1)基于卷积运算的神经网络系统,即卷积神经网络(CNN)。

(2)基于多层神经元的自编码神经网络,包括自编码( Auto encoder)以及近年来受到广泛关注的稀疏编码两类( Sparse Coding)。

(3)以多层自编码神经网络的方式进行预训练,进而结合鉴别信息进一步优化神经网络权值的深度置信网络(DBN)。

通过多层处理,逐渐将初始的“低层”特征表示转化为“高层”特征表示后,用“简单模型”即可完成复杂的分类等学习任务。由此可将深度学习理解为进行“特征学习”(feature learning)或“表示学习”(representation learning)。

以往在机器学习用于现实任务时,描述样本的特征通常需由人类专家来设计,这成为“特征工程”(feature engineering)。众所周知,特征的好坏对泛化性能有至关重要的影响,人类专家设计出好特征也并非易事;特征学习(表征学习)则通过机器学习技术自身来产生好特征,这使机器学习向“全自动数据分析”又前进了一步。

近年来,研究人员也逐渐将这几类方法结合起来,如对原本是以有监督学习为基础的卷积神经网络结合自编码神经网络进行无监督的预训练,进而利用鉴别信息微调网络参数形成的卷积深度置信网络。与传统的学习方法相比,深度学习方法预设了更多的模型参数,因此模型训练难度更大,根据统计学习的一般规律知道,模型参数越多,需要参与训练的数据量也越大。

20世纪八九十年代由于计算机计算能力有限和相关技术的限制,可用于分析的数据量太小,深度学习在模式分析中并没有表现出优异的识别性能。自从2006年, Hinton等提出快速计算受限玻耳兹曼机(RBM)网络权值及偏差的CD-K算法以后,RBM就成了增加神经网络深度的有力工具,导致后面使用广泛的DBN(由 Hinton等开发并已被微软等公司用于语音识别中)等深度网络的出现。与此同时,稀疏编码等由于能自动从数据中提取特征也被应用于深度学习中。基于局部数据区域的卷积神经网络方法今年来也被大量研究。

深度学习的典型模型

典型的深度学习模型有卷积神经网络( convolutional neural network)、DBN和堆栈自编码网络(stacked auto-encoder network)模型等,下面对这些模型进行描述。

(一)卷积神经网络模型

在无监督预训练出现之前,训练深度神经网络通常非常困难,而其中一个特例是卷积神经网络。卷积神经网

人工智能方向需要学习python还是深度学习呢?  Python人工智能 第1张

络受视觉系统的结构启发而产生。第一个卷积神经网络计算模型是在Fukushima(D的神经认知机中提出的,基于神经元之间的局部连接和分层组织图像转换,将有相同参数的神经元应用于前一层神经网络的不同位置,得到一种平移不变神经网络结构形式。后来,Le Cun等人在该思想的基础上,用误差梯度设计并训练卷积神经网络,在一些模式识别任务上得到优越的性能。至今,基于卷积神经网络的模式识别系统是最好的实现系统之一,尤其在手写体字符识别任务上表现出非凡的性能。

(二)深度信任网络模型

DBN可以解释为贝叶斯概率生成模型,由多层随机隐变量组成,上面的两层具有无向对称连接,下面的层得到来自上一层的自顶向下的有向连接,最底层单元的状态为可见输入数据向量。DBN由若2F结构单元堆栈组成,结构单元通常为RBM(RestIlcted Boltzmann Machine,受限玻尔兹曼机)。堆栈中每个RBM单元的可视层神经元数量等于前一RBM单元的隐层神经元数量。根据深度学习机制,采用输入样例训练第一层RBM单元,并利用其输出训练第二层RBM模型,将RBM模型进行堆栈通过增加层来改善模型性能。在无监督预训练过程中,DBN编码输入到顶层RBM后,解码顶层的状态到最底层的单元,实现输入的重构。RBM作为DBN的结构单元,与每一层DBN共享参数。

(三)堆栈自编码网络模型

堆栈自编码网络的结构与DBN类似,由若干结构单元堆栈组成,不同之处在于其结构单元为自编码模型( auto-en-coder)而不是RBM。自编码模型是一个两层的神经网络,第一层称为编码层,第二层称为解码层。

人工智能、机器学习、深度学习的关系:

人工智能是一类非常广泛的问题,机器学习是解决这类问题的一个重要手段。深度学习则是机器学习的一个分支。在很多人工智能问题上,深度学习的方法突破了传统机器学习方法的瓶颈,推动了人工智能领域的发展。

人工智能方向需要学习python还是深度学习呢?  Python人工智能 第2张

三、总结:

从以上内容可以看出,Python只是一个编程工具,但是,由于在人工智能领域应用较多,因此,如果未来想往人工智能方向发展,这是必须要首先学习掌握的。

深度学习是机器学习的一个分支,可以认为是浅层次的人工智能应用。

因此,如果未来准备往人工智能方向发展,也是需要首先学习了解的。

总之,如果未来准备往人工智能方向发展,首先要学习掌握Python,这个不难,其次,要学习了解深度学习、机器学习的相关内容,这是学习人工智能的初级内容。

希望回答对您有所帮助。

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