深度學習的概念、發(fā)展狀況以及和機器學習的區(qū)別和應用

隨著人工智能的熱度不斷攀升，深度學習和機器學習作為實現(xiàn)AI的技術得到了充分的關注，兩者在計算機視覺和自然語言處理等領域產(chǎn)生著巨大的影響，同時也是無人駕駛汽車的關鍵技術。

深度學習是什么？

在深度學習中，計算機學習直接從圖像、文本或聲音中執(zhí)行任務，同時達到較高精確度，甚至有超過人類的表現(xiàn)。大多數(shù)深度學習算法使用神經(jīng)網(wǎng)絡的架構，這也是深度學習模型通常被稱為深度神經(jīng)網(wǎng)絡的原因。

所謂“深度”通常是指神經(jīng)網(wǎng)絡中隱藏層的數(shù)量，傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡只包含2-3個隱藏層，而深度神經(jīng)網(wǎng)絡最多可以有150個。深度神經(jīng)網(wǎng)絡最受歡迎的類型之一是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN或ConvNet），CNN通過輸入數(shù)據(jù)來卷積學習特征，而2D卷積圖層，又使得這種架構非常適合處理2D數(shù)據(jù)。

以識別圖片為例，一個訓練有素的深度學習模型能夠自動識別圖片中的物體，盡管它以前從未見過這些精確的圖片。在某些網(wǎng)站中，能識別上傳的照片中特定的人物就是深度學習在發(fā)揮功能，今天，應用在深度學習中的很多技術歷經(jīng)了十多年的發(fā)展，有了比較成熟的成果。

為什么深度學習近來人氣大增？

最主要的原因是準確性，深度學習模式可以達到前所未有的精確度，有時甚至超過人類的表現(xiàn)。此外，還有另外兩個因素的進步使該技術得到了業(yè)界的關注：

? 深度學習需要大量的標記數(shù)據(jù)。如，無人駕駛汽車的發(fā)展需要數(shù)以百萬計的圖像和數(shù)千小時的視頻為基礎，這些大量的標記數(shù)據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)可以輕松獲得。

? 深度學習需要大量的計算能力。高性能的GPU具有高效的深度學習并行架構，與集群或云計算結合使用時，開發(fā)團隊可以將深度學習網(wǎng)絡的培訓時間從幾周縮短到幾個小時甚至更短。

機器學習和深度學習的差異

深度學習和機器學習都提供了訓練模型和分類數(shù)據(jù)的方法，那么這兩者到底有什么區(qū)別？

模型的提取方式不同，使用機器學習的算法，我們需要手動選擇圖像的相關特征，以訓練機器學習建模，然后，算法在對新對象進行分析和分類時引用這些特征；而通過深度學習可以大大減少工作流程，因為深度學習算法可以從圖像中自動提取相關功能。另外，深度學習是一種端到端的學習，網(wǎng)絡被賦予原始數(shù)據(jù)和分類等任務，可以自動完成。

如果需要在深度學習和機器學習之間作出抉擇，用戶需要明確是否具有高性能的GPU和大量的標記數(shù)據(jù)。如果用戶沒有高性能GPU和標記數(shù)據(jù)，那么機器學習比深度學習更具優(yōu)勢。因為深度學習通常比較復雜，就圖像而言可能需要幾千張圖才能獲得可靠的結果，只有高性能的GPU才能夠幫助用戶，在建模上花更少的時間來分析所有的圖像。

如果用戶選擇機器學習，可以選擇在多種不同的分類器上訓練模型，就能知道哪些功能可以提取出最好的結果；此外，通過機器學習，我們可以靈活地選擇多種方式的組合，使用不同的分類器和功能來查看哪種排列最適合數(shù)據(jù)。

所以，一般來說，深度學習適用于計算量更大的情況，而機器學習技術相對更易于使用。

深度學習的實際應用

深度學習應用程序的應用涵蓋了自動駕駛、圖像識別、智能語音等行業(yè)。

自動駕駛：汽車研究人員正在使用深度學習來自動檢測停車標志和交通信號燈等物體，此外，深度學習也被用來檢測行人，以減少交通事故。

工業(yè)自動化：深度學習通過智能視覺系統(tǒng)自動檢測人員或物體何時處于機器不安全的距離內(nèi)，幫助改善重型機械周圍的工人安全。

人機交互：深度學習被用于自動化聽覺和語音翻譯，突破人機交流的障礙。

不要認為機器學習和深度學習離你非常遙遠，隨著人工智能逐漸向各行各業(yè)滲透，計算機視覺、自然語言處理和機器人等領域不斷創(chuàng)新和進化，這些算法將出現(xiàn)在生活方方面面的應用中。