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本书采用“理论+实践”的形式编写,通过大量的实例(共96个),全面而深入地讲解了深度学习神经网络原理和TensorFlow使用方法两方面的内容。书中的实例具有很强的实用性,如对图片分类、制作一个简单的聊天机器人、进行图像识别等。书中每章都配有一段教学视频,视频和图书的重点内容对应,能帮助读者快速地掌握该章的重点内容。本书还免费提供了所有实例的源代码及数据样本,这不仅方便了读者学习,而且也能为读者以后的工作提供便利。
本书共12章,分为3篇。第1篇深度学习与TensorFlow基础,包括快速了解人工智能与TensorFlow、搭建开发环境、TensorFlow基本开发步骤、TensorFlow编程基础、识别图中模糊的手写数字等内容;第2篇深度学习基础——神经网络,介绍了神经网络的基础模型,包括单个神经元、多层神经网络、卷积神经网络、循环神经网络、自编码网络等内容;第3篇深度学习进阶,是对基础网络模型的灵活运用与自由组合,是对前面知识的综合及拔高,包括深度神经网络和对抗神经网络两章内容。
本书结构清晰,案例丰富,通俗易懂,实用性强,特别适合TensorFlow深度学习的初学者和进阶读者作为自学教程阅读。另外,本书也适合作为相关培训学校的教材,以及各大院校相关专业的教学参考书。
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1. 深度学习与TensorFlow基础
快速了解人工智能与TensorFlow
搭建开发环境
TensorFlow基本开发步骤——以逻辑回归拟合二维数据为例
TensorFlow编程基础
识别图中模糊的手写数字(实例21)
2. 深度学习基础——神经网络
单个神经元
多层神经网络——解决非线性问题
卷积神经网络——解决参数太多问题
循环神经网络——具有记忆功能的网络
自编码网络——能够自学习样本特征的网络
3. 深度学习进阶
深度神经网络
对抗神经网络(GAN)
李金洪,长期拼搏在一线的高级软件工程师。先后担任过CAD算法工程师、手机游戏主程、架构师、项目经理、CTO、部门经理、资深产品总监和CEO等职务。现任代码医生工作室主程序员。精通C、C++、汇编、Python、Java和Go等编程语言;擅长神经网络、算法、协议分析、逆向和移动互联网安全架构等技术。在深度学习领域中参与过某移动互联网后台的OCR项目、某娱乐节目机器人的语音识别和声纹识别项目,以及活体检测、金融和安全等领域的多个AI项目。发布过两套关于CNTK深度学习框架的视频教程。
配套学习资源
前言
第1篇 深度学习与TensorFlow基础
第1章 快速了解人工智能与TensorFlow2
1.1 什么是深度学习2
1.2 TensorFlow是做什么的3
1.3 TensorFlow的特点4
1.4 其他深度学习框架特点及介绍5
1.5 如何通过本书学好深度学习6
1.5.1 深度学习怎么学6
1.5.2 如何学习本书7
第2章 搭建开发环境8
2.1 下载及安装Anaconda开发工具8
2.2 在Windows平台下载及安装TensorFlow11
2.3 GPU版本的安装方法12
2.3.1 安装CUDA软件包12
2.3.2 安装cuDNN库13
2.3.3 测试显卡14
2.4 熟悉Anaconda 3开发工具15
2.4.1 快速了解Spyder16
2.4.2 快速了解Jupyter Notebook18
第3章 TensorFlow基本开发步骤——以逻辑回归拟合二维数据为例19
3.1 实例1:从一组看似混乱的数据中找出y≈2x的规律19
3.1.1 准备数据20
3.1.2 搭建模型21
3.1.3 迭代训练模型23
3.1.4 使用模型25
3.2 模型是如何训练出来的25
3.2.1 模型里的内容及意义25
3.2.2 模型内部的数据流向26
3.3 了解TensorFlow开发的基本步骤27
3.3.1 定义输入节点的方法27
3.3.2 实例2:通过字典类型定义输入节点28
3.3.3 实例3:直接定义输入节点28
3.3.4 定义“学习参数”的变量29
3.3.5 实例4:通过字典类型定义“学习参数”29
3.3.6 定义“运算”29
3.3.7 优化函数,优化目标30
3.3.8 初始化所有变量30
3.3.9 迭代更新参数到最优解31
3.3.10 测试模型31
3.3.11 使用模型31
第4章 TensorFlow编程基础32
4.1 编程模型32
4.1.1 了解模型的运行机制33
4.1.2 实例5:编写hello world程序演示session的使用34
4.1.3 实例6:演示with session的使用35
4.1.4 实例7:演示注入机制35
4.1.5 建立session的其他方法36
4.1.6 实例8:使用注入机制获取节点36
4.1.7 指定GPU运算37
4.1.8 设置GPU使用资源37
4.1.9 保存和载入模型的方法介绍38
4.1.10 实例9:保存/载入线性回归模型38
4.1.11 实例10:分析模型内容,演示模型的其他保存方法40
4.1.12 检查点(Checkpoint)41
4.1.13 实例11:为模型添加保存检查点41
4.1.14 实例12:更简便地保存检查点44
4.1.15 模型操作常用函数总结45
4.1.16 TensorBoard可视化介绍45
4.1.17 实例13:线性回归的TensorBoard可视化46
4.2 TensorFlow基础类型定义及操作函数介绍48
4.2.1 张量及操作49
4.2.2 算术运算函数55
4.2.3 矩阵相关的运算56
4.2.4 复数操作函数58
4.2.5 规约计算59
4.2.6 分割60
4.2.7 序列比较与索引提取61
4.2.8 错误类62
4.3 共享变量62
4.3.1 共享变量用途62
4.3.2 使用get-variable获取变量63
4.3.3 实例14:演示get_variable和Variable的区别63
4.3.4 实例15:在特定的作用域下获取变量65
4.3.5 实例16:共享变量功能的实现66
4.3.6 实例17:初始化共享变量的作用域67
4.3.7 实例18:演示作用域与操作符的受限范围68
4.4 实例19:图的基本操作70
4.4.1 建立图70
4.4.2 获取张量71
4.4.3 获取节点操作72
4.4.4 获取元素列表73
4.4.5 获取对象73
4.4.6 练习题74
4.5 配置分布式TensorFlow74
4.5.1 分布式TensorFlow的角色及原理74
4.5.2 分布部署TensorFlow的具体方法75
4.5.3 实例20:使用TensorFlow实现分布式部署训练75
4.6 动态图(Eager)81
4.7 数据集(tf.data)82
第5章 识别图中模糊的手写数字(实例21)83
5.1 导入图片数据集84
5.1.1 MNIST数据集介绍84
5.1.2 下载并安装MNIST数据集85
5.2 分析图片的特点,定义变量87
5.3 构建模型87
5.3.1 定义学习参数87
5.3.2 定义输出节点88
5.3.3 定义反向传播的结构88
5.4 训练模型并输出中间状态参数89
5.5 测试模型90
5.6 保存模型91
5.7 读取模型92
第2篇 深度学习基础——神经网络
第6章 单个神经元96
6.1 神经元的拟合原理96
6.1.1 正向传播98
6.1.2 反向传播98
6.2 激活函数——加入非线性因素,解决线性模型缺陷99
6.2.1 Sigmoid函数99
6.2.2 Tanh函数100
6.2.3 ReLU函数101
6.2.4 Swish函数103
6.2.5 激活函数总结103
6.3 softmax算法——处理分类问题103
6.3.1 什么是softmax104
6.3.2 softmax原理104
6.3.3 常用的分类函数105
6.4 损失函数——用真实值与预测值的距离来指导模型的收敛方向105
6.4.1 损失函数介绍105
6.4.2 TensorFlow中常见的loss函数106
6.5 softmax算法与损失函数的综合应用108
6.5.1 实例22:交叉熵实验108
6.5.2 实例23:one_hot实验109
6.5.3 实例24:sparse交叉熵的使用110
6.5.4 实例25:计算loss值110
6.5.5 练习题111
6.6 梯度下降——让模型逼近最小偏差111
6.6.1 梯度下降的作用及分类111
6.6.2 TensorFlow中的梯度下降函数112
6.6.3 退化学习率——在训练的速度与精度之间找到平衡113
6.6.4 实例26:退化学习率的用法举例114
6.7 初始化学习参数115
6.8 单个神经元的扩展——Maxout网络116
6.8.1 Maxout介绍116
6.8.2 实例27:用Maxout网络实现MNIST分类117
6.9 练习题118
第7章 多层神经网络——解决非线性问题119
7.1 线性问题与非线性问题119
7.1.1 实例28:用线性单分逻辑回归分析肿瘤是良性还是恶性的119
7.1.2 实例29:用线性逻辑回归处理多分类问题123
7.1.3 认识非线性问题129
7.2 使用隐藏层解决非线性问题130
7.2.1 实例30:使用带隐藏层的神经网络拟合异或操作130
7.2.2 非线性网络的可视化及其意义133
7.2.3 练习题135
7.3 实例31:利用全连接网络将图片进行分类136
7.4 全连接网络训练中的优化技巧137
7.4.1 实例32:利用异或数据集演示过拟合问题138
7.4.2 正则化143
7.4.3 实例33:通过正则化改善过拟合情况144
7.4.4 实例34:通过增大数据集改善过拟合145
7.4.5 练习题146
7.4.6 dropout——训练过程中,将部分神经单元暂时丢弃146
7.4.7 实例35:为异或数据集模型添加dropout147
7.4.8 实例36:基于退化学习率dropout技术来拟合异或数据集149
7.4.9 全连接网络的深浅关系150
7.5 练习题150
第8章 卷积神经网络——解决参数太多问题151
8.1 全连接网络的局限性151
8.2 理解卷积神经网络152
8.3 网络结构153
8.3.1 网络结构描述153
8.3.2 卷积操作155
8.3.3 池化层157
8.4 卷积神经网络的相关函数158
8.4.1 卷积函数tf.nn.conv2d158
8.4.2 padding规则介绍159
8.4.3 实例37:卷积函数的使用160
8.4.4 实例38:使用卷积提取图片的轮廓165
8.4.5 池化函数tf.nn.max_pool(avg_pool)167
8.4.6 实例39:池化函数的使用167
8.5 使用卷积神经网络对图片分类170
8.5.1 CIFAR介绍171
8.5.2 下载CIFAR数据172
8.5.3 实例40:导入并显示CIFAR数据集173
8.5.4 实例41:显示CIFAR数据集的原始图片174
8.5.5 cifar10_input的其他功能176
8.5.6 在TensorFlow中使用queue176
8.5.7 实例42:协调器的用法演示178
8.5.8 实例43:为session中的队列加上协调器179
8.5.9 实例44:建立一个带有全局平均池化层的卷积神经网络180
8.5.10 练习题183
8.6 反卷积神经网络183
8.6.1 反卷积神经网络的应用场景184
8.6.2 反卷积原理184
8.6.3 实例45:演示反卷积的操作185
8.6.4 反池化原理188
8.6.5 实例46:演示反池化的操作189
8.6.6 实例47:演示gradients基本用法192
8.6.7 实例48:使用gradients对多个式子求多变量偏导192
8.6.8 实例49:演示梯度停止的实现193
8.7 实例50:用反卷积技术复原卷积网络各层图像195
8.8 善用函数封装库198
8.8.1 实例51:使用函数封装库重写CIFAR卷积网络198
8.8.2 练习题201
8.9 深度学习的模型训练技巧201
8.9.1 实例52:优化卷积核技术的演示201
8.9.2 实例53:多通道卷积技术的演示202
8.9.3 批量归一化204
8.9.4 实例54:为CIFAR图片分类模型添加BN207
8.9.5 练习题209
第9章 循环神经网络——具有记忆功能的网络210
9.1 了解RNN的工作原理210
9.1.1 了解人的记忆原理210
9.1.2 RNN网络的应用领域212
9.1.3 正向传播过程212
9.1.4 随时间反向传播213
9.2 简单RNN215
9.2.1 实例55:简单循环神经网络实现——裸写一个退位减法器215
9.2.2 实例56:使用RNN网络拟合回声信号序列220
9.3 循环神经网络(RNN)的改进225
9.3.1 LSTM网络介绍225
9.3.2 窥视孔连接(Peephole)228
9.3.3 带有映射输出的STMP230
9.3.4 基于梯度剪辑的cell230
9.3.5 GRU网络介绍230
9.3.6 Bi-RNN网络介绍231
9.3.7 基于神经网络的时序类分类CTC232
9.4 TensorFlow实战RNN233
9.4.1 TensorFlow中的cell类233
9.4.2 通过cell类构建RNN234
9.4.3 实例57:构建单层LSTM网络对MNIST数据集分类239
9.4.4 实例58:构建单层GRU网络对MNIST数据集分类240
9.4.5 实例59:创建动态单层RNN网络对MNIST数据集分类240
9.4.6 实例60:静态多层LSTM对MNIST数据集分类241
9.4.7 实例61:静态多层RNN-LSTM连接GRU对MNIST数据集分类242
9.4.8 实例62:动态多层RNN对MNIST数据集分类242
9.4.9 练习题243
9.4.10 实例63:构建单层动态双向RNN对MNIST数据集分类243
9.4.11 实例64:构建单层静态双向RNN对MNIST数据集分类244
9.4.12 实例65:构建多层双向RNN对MNIST数据集分类246
9.4.13 实例66:构建动态多层双向RNN对MNIST数据集分类247
9.4.14 初始化RNN247
9.4.15 优化RNN248
9.4.16 实例67:在GRUCell中实现LN249
9.4.17 CTC网络的loss——ctc_loss251
9.4.18 CTCdecoder254
9.5 实例68:利用BiRNN实现语音识别255
9.5.1 语音识别背景255
9.5.2 获取并整理样本256
9.5.3 训练模型265
9.5.4 练习题272
9.6 实例69:利用RNN训练语言模型273
9.6.1 准备样本273
9.6.2 构建模型275
9.7 语言模型的系统学习279
9.7.1 统计语言模型279
9.7.2 词向量279
9.7.3 word2vec281
9.7.4 实例70:用CBOW模型训练自己的word2vec283
9.7.5 实例71:使用指定侯选采样本训练word2vec293
9.7.6 练习题296
9.8 处理
在深度学习浪潮席卷而来的今天,掌握一款强大的框架至关重要,而TensorFlow无疑是其中的佼佼者。《深度学习之TensorFlow:入门、原理与进阶实战》这本书,恰恰弥补了我在这方面的知识短板。它以TensorFlow为载体,将深度学习的核心概念和实践技巧融为一体,对我这样渴望快速入门并深入理解的读者来说,简直是福音。我特别赞赏书中对“原理”的深入探讨。我明白,知其然更要知其所以然,如果只是停留在调用API的层面,那么遇到问题时就很容易卡壳。这本书承诺会深入讲解深度学习背后的数学原理,例如梯度下降的原理、反向传播的机制、各种激活函数的特性等等,这让我非常期待。我相信,通过对原理的透彻理解,我将能够更灵活地运用TensorFlow,甚至能够根据实际需求进行模型的创新和改进。同时,本书的“进阶实战”部分也是我关注的焦点。我渴望通过书中提供的具体项目,学习如何将TensorFlow应用于真实世界的问题,例如如何构建一个能够识别猫狗的图像分类器,或者如何训练一个能够生成文本的语言模型。我希望书中不仅仅提供现成的代码,更能够引导我理解每一个步骤的意义,以及在实际操作中可能遇到的挑战和解决方案。这本书给我一种“扎实”的感觉,它希望读者不仅仅是学会使用工具,而是真正掌握深度学习的精髓。
评分坦白说,我在接触《深度学习之TensorFlow:入门、原理与进阶实战》之前,对深度学习的理解还停留在一些碎片化的概念上,比如神经网络、卷积、循环等等,但总觉得难以串联成一个完整的知识体系。《深度学习之TensorFlow:入门、原理与进阶实战》的出现,就像一道光,照亮了我前行的道路。这本书并非仅仅是理论的堆砌,而是将抽象的数学概念与具体的代码实现紧密结合。我尤其欣赏它在讲解原理时,那种抽丝剥茧般的细致。它不会直接丢给我们复杂的公式,而是会先用直观的例子,甚至是类比,来帮助我们理解核心思想,然后再逐步引入数学推导,让我这种数学基础不是特别扎实的读者也能跟得上。而当进入TensorFlow的实战部分时,这本书的价值更是得到了淋漓尽致的体现。它不仅仅是告诉你怎么写代码,更重要的是,它会解释为什么这么写,以及这样做的背后逻辑是什么。比如,在讲解模型训练时,它会详细阐述损失函数、优化器、学习率等概念,并解释它们如何协同工作来优化模型。我非常期待书中关于各种经典深度学习模型的实现,比如CNN、RNN、LSTM等,希望它能通过TensorFlow的代码,让我们亲手构建出这些强大的模型,并理解它们各自的优势和适用场景。这本书最大的魅力在于,它能够将“道”与“术”完美结合,让我们不仅知其然,更知其所以然,从而真正掌握深度学习这门技术。
评分市面上有很多关于深度学习的书籍,但大多数要么过于理论化,让人望而却步,要么过于工程化,缺乏深度思考。当我在书店偶然翻开《深度学习之TensorFlow:入门、原理与进阶实战》时,一种耳目一新的感觉油然而生。这本书最吸引我的地方在于它的“进阶实战”部分,它并没有将实战停留在简单的demo层面,而是深入到了实际应用场景,这对我来说是弥足珍贵的。我一直希望能够将深度学习技术运用到实际项目中,但往往在遇到复杂问题时,就束手无策。这本书的实战案例,我相信能够给我提供宝贵的经验和指导。例如,它可能会涵盖图像识别、自然语言处理、推荐系统等热门领域,通过一步步的讲解,让我理解如何将TensorFlow应用于这些场景,如何处理真实数据,以及如何评估模型性能。更重要的是,我期待书中能够不仅仅是给出代码,而是能引导我思考如何在实际项目中进行模型选择、数据预处理、特征工程、模型调优等关键环节。这本书的“原理”部分也同样让我充满期待,我相信它能够帮助我理解那些“黑箱”模型背后的奥秘,从而在遇到问题时,能够从原理层面去分析和解决,而不是盲目地套用公式。总而言之,《深度学习之TensorFlow:入门、原理与进阶实战》给我一种“落地”的感觉,它能够将理论知识转化为解决实际问题的能力,这正是我所追求的。
评分这本书简直是为我量身定做的!作为一个对深度学习充满好奇,但又缺乏系统性知识的学习者,我一直在寻找一本既能讲解基础原理,又能指导实践操作的书籍。在翻阅了市面上不少同类书籍后,我被《深度学习之TensorFlow:入门、原理与进阶实战》深深吸引。从书名就能感受到它的全面性,它承诺从“入门”开始,这意味着即便是零基础的读者也能找到切入点。而“原理”的加入,则让我看到了它不满足于停留在“调包侠”的层面,而是希望我真正理解深度学习背后的数学和逻辑。最令人期待的莫过于“进阶实战”部分,这才是检验学习成果的试金石,也是我最看重的部分。我渴望通过真实的案例,将理论知识转化为解决实际问题的能力。这本书的目录结构就展现出了这种循序渐进的设计思路,从最基础的概念讲起,逐步深入到复杂的模型和技巧,再通过项目实战来巩固和提升。我特别关注书中对TensorFlow的讲解,作为当前最流行的深度学习框架之一,掌握它无疑是进入这个领域的关键。我期待书中能够清晰地介绍TensorFlow的API,讲解如何构建计算图,以及如何进行模型训练和评估。同时,我希望它不仅仅是API的罗列,而是能够深入到TensorFlow的运行机制,让我理解其高效性和灵活性。这本书给我最大的感觉就是“踏实”,它不是那种浮于表面的快餐读物,而是希望读者能够真正打下坚实的深度学习基础,并能够独立地运用TensorFlow解决问题。
评分在我看来,《深度学习之TensorFlow:入门、原理与进阶实战》这本书就像一位经验丰富的引路人,能够带领我在深度学习的广阔领域中稳步前行。我之前尝试过一些深度学习的教程,但总是感觉抓不住重点,或者学习到的知识过于零散。这本书从“入门”开始,让我看到了它对初学者的友好程度,我期待它能够从最基础的概念讲起,循序渐进地引导我理解深度学习的基本构成,比如神经元的概念、层的作用、网络的结构等等。而“原理”部分的加入,更是让我看到了这本书的深度和价值。我渴望了解深度学习模型是如何工作的,它们背后的数学逻辑是什么,以及为什么某些模型在特定任务上表现出色。这本书承诺会深入讲解这些原理,我非常期待它能够用清晰易懂的方式解释复杂的数学概念,并将其与实际应用联系起来。最让我感到兴奋的是“进阶实战”部分,这让我看到这本书不仅仅是理论的探讨,更是实践的指导。我希望书中能够提供一些有代表性的项目案例,例如如何使用TensorFlow构建一个简单的推荐系统,或者如何用它来分析文本数据。通过实际操作,我能够将学到的理论知识应用到实践中,从而更好地理解和掌握深度学习技术。这本书给我的感觉是“全面”且“实用”,它希望读者能够从理论到实践,全面掌握TensorFlow以及深度学习的核心技能。
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评分非常好
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