?一、AI、ML、DL基本關系?
機器學習是實現人工智能的途徑,深度學習是機器學習的一種方法。
人工智能 (AI)↓
機器學習 (ML) —— 讓機器從數據中學習規律↓
深度學習 (DL) —— 使用深層神經網絡的機器學習方法
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二、深度學習與機器學習
概念
????????深度學習(Deep Learning)是機器學習的分支,是一種以人工神經網絡為架構,對數據進行特征學習的算法。 這個名字中的“深度”(Deep)來源于其核心模型——神經網絡的層數(深度)——用來自動提取特征。
????????深度學習就是用來解決特征抽取困難這一類問題的。有一些數據在機器學習中不方便進行特征提取,如文本數據、圖像數據、音頻數據。與傳統機器學習算法不同,深度學習能夠自動從原始數據中學習到有用的特征,而不需要人工特征工程,而是依賴算法自動提取特征。
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對比維度 | 機器學習 | 深度學習 |
---|---|---|
模型結構 | 淺層模型(如線性回歸、SVM、決策樹、隨機森林) | 深層神經網絡(如CNN、RNN、Transformer) |
特征工程 | 需要人工設計和提取特征(如SIFT、HOG、TF-IDF) | 自動從數據中學習特征(端到端學習) |
數據需求 | 可在小到中等規模數據上表現良好 | 通常需要大量標注數據才能發揮優勢 |
計算資源 | CPU 通常足夠 | 依賴?GPU/TPU?進行高效訓練 |
訓練時間 | 相對較短 | 訓練時間較長(尤其是大模型) |
可解釋性 | 模型相對簡單,可解釋性強(如決策樹規則清晰) | “黑箱”模型,可解釋性差 |
應用場景 | 結構化數據(表格)、小樣本問題 | 非結構化數據(圖像、語音、文本)、大數據場景 |
優缺點
#1.優點
自動提取特征
精度高,性能優于其他機器學習算法,某些領域甚至超越了人類
可以擬合任意非線性關系
框架多,不需我們自己造輪子#2.缺點
黑箱,可解釋性差
網絡結構復雜,參數多,超參數也多
訓練時間長,對算力有較高要求
小數據集上表現不佳,容易過擬合
三、深度學習框架
框架:是一個為解決特定問題而設計的“半成品”軟件結構,它提供了一套規范、工具和基礎代碼,幫助開發者更高效地構建應用程序
框架 | 開發者 | 語言 | 特點 | 適用場景 |
---|---|---|---|---|
PyTorch | Meta (Facebook) | Python | 動態圖、易調試、研究首選 | 學術研究、大模型、快速實驗 |
TensorFlow | Python, JS, C++ | 靜態圖(早期)、部署強 | 工業級部署、移動端、Web | |
Keras | Python | 高級API、簡潔易用 | 初學者、快速原型開發 | |
JAX | Python | 函數式編程、高性能 | 科研、科學計算、前沿模型 | |
PaddlePaddle (飛槳) | 百度 | Python | 國產、中文支持好 | 國內項目、產業應用 |
MindSpore | 華為 | Python | 全場景、國產自主 | 政企項目、昇騰芯片適配 |