什么是深度学习模型,它们是如何训练的?

深度学习模型是一类具有多个隐藏层的人工神经网络。它们擅长从大型复杂数据集中自动发现复杂模式和层级表示,尤其适用于图像、音频、文本和视频等非结构化数据。这种能力推动了计算机视觉、自然语言处理、语音识别和推荐系统领域的最先进成果,改变了医疗、汽车和金融等行业。
其核心原理是通过层学习表示。输入数据经过连续的层,每层使用权重和激活函数执行转换,提取越来越抽象的特征。网络在训练过程中学习这些最优权重。关键特征包括自动特征提取(无需手动特征工程)和随数据/计算的可扩展性。训练严重依赖大型数据集和强大的计算能力,通常使用GPU。
训练涉及一种称为反向传播的梯度下降过程。首先,模型进行预测(前向传播)。计算预测与真实标签之间的误差(损失)。然后,该损失通过网络层反向传播(反向传播),并计算损失相对于每个权重的梯度(偏导数)。最后,优化算法(如随机梯度下降或Adam)沿最小化损失的方向更新权重,通过在训练数据上的多次迭代逐步提高模型的准确性。
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