假设面试官什么都不懂,详细解释cnn的原理

作者&投稿:巧侦 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
作为面试官,如何判断一个面试者的深度学习水平~

作为面试官判断一个面试者的深度学习水平的方法:
1. 在使用一种方法(无论是深度学习或是“传统”方法)的时候,面试者对它的优点和局限性是否都有所认识。在面对不同的问题的时候,我们希望面试者可以通过独立思考做出一个informed choice,而不是因为“上周看了一篇paper是这样做的”或者“BAT/FLAG就是这样做的”。
2. 面试者是否有完整的机器学习项目经验。这意味着从理解需求开始,到收集数据、分析数据,确定学习目标,选择算法、实现、测试并且改进的完整流程。因为我们希望面试者对于机器学习在实际业务中所带来的影响有正确的判断能力。当然,如果是可以通过python/或是结合Java/Scala来完成所有这些事情就更好啦。
3. 面试者是否具备基本的概率/统计/线性代数的知识——数学期望,CLT,Markov Chain,normal/student’s t distribution(只是一些例子),或是PCA/SVD这些很基础的东西。另外(最理想的),希望面试者对于高维空间的一些特性有直觉上的认识。这部分并不是强行要求背公式,只要有理解就可以。毕竟这不是在面试数学系的教职——我们只是希望面试者可以较好地理解论文中的算法,并且正确地实现,最好可以做出改进;另外,在深度学习的调参过程中,比较好的数学sense会有助于理解不同的超参数对于结果的影响。
4. 面试者是否有比较好的编程能力,代码习惯和对计算效率的分析能力。
5. 面试者在机器学习方面,对基本的概念是否有所了解(譬如说,线性回归对于数据的假设是怎样的),以及对于常见的问题有一定的诊断能力(如果训练集的正确率一直上不去,可能会出现哪些问题——在这里,我们希望面试者能够就实际情况,做一些合理的假设,然后将主要的思考逻辑描述清楚)。我们会根据面试者所掌握的方法再比较深入地问一些问题,而且我们希望面试者不仅仅是背了一些公式或算法,或是在博客或知乎上看到了一些名词(比如VC维度,KKT条件,KL divergence),实际上却不理解背后的理论基础(有时候这些问题确实很难,但“知道自己不知道”和“不知道自己不知道”是差别很大的)。打个比方,如果面试者提到核技巧,那么给到一个实际的线性不可分的数据(譬如XOR,或者Swiss Roll),面试者能清楚地设计,并通过实际计算证明某个kernel可以将此数据转化到一个高维并线性可分的空间吗?
6. 在深度学习方面,我们希望面试者具备神经网络的基础知识(BP),以及常见的目标函数,激活函数和优化算法。在此基础上,对于常见的CNN/RNN网络,我们当然希望面试者能够理解它们各自的参数代表什么,比较好的初始参数,BP的计算,以及常见超参数的调整策略——这些相信Ian Goodfellow的Deep Learning一书都有非常好的介绍——我们也希望面试者能够在具体领域有利用流行框架(可能是tensorflow——但是这并不是必须的)搭建实际应用的经验。当然,我们希望面试者读过本领域的paper,并且手动验证过他们的想法,并且可以对他们方法的优缺点进行分析。当然,如果面试者有更多兴趣,我们可以探讨更深入的一些问题,比如如何避免陷入鞍点,比如通过引入随机噪音来避免过拟合,比如CNN的参数压缩,比如RNN对于动力系统的建模,比如基于信息理论的模型解释,等等等等,在这些方面,我们是抱着与面试者互相切磋的心态的。
7. 通常上面我们说的都是监督学习,往往结果是回归或分类。当然,也许面试者还精通RL/transfer learning/unsupervised learning这些内容,那么我们可以逐一讨论。
此外,如果面试者应聘的是某一个特定领域的职位,那么当然地,我们会希望他同时具备很强的领域知识,这里就不展开说明了。
在很短的时间内想要全面地了解一个人确实非常困难。调查显示,往往面试官自以为很准的“感觉”,其实是一个糟糕的performance predictor。我希望可以结合相对客观的基础问题,以及面试者自身的特长,来对面试者的理论和实战能力做一个判断。基础扎实,有实战经验并且有一技之长的面试者通常会是非常理想的候选人。

下面我尽可能地用简单的语言来阐述下我的看法(叙述中假设你已经大致知道什么是深度学习和神经网络:大数据和高性能计算

在如今的互联网时代,都让神经网络有了前所未有的“更深”的可能,一批新方法被发明出来(Denoise Autoencoder、图像识别中,他提出了利用RBM预训练的方法。几年后人们发现?

3,抛砖引玉。在这个框架下?

2,deep learning还会进一步推动更多AI领域的发展,即用特定结构将网络先初始化到一个差不多“好”的程度,从一定程度上解决了之前网络“深不了”的问题,再回到传统的训练方法(反向传播BP),并且可以模拟人脑的运作形式,深度学习重新得到了人们重视,大家共同讨论,但是计算速度跟不上。

当然,人的聪明才智是无穷无尽的,浅层的神经网络啥都达不到:

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1.为什么深度学习突然间火起来了,是论证完整化的标准,即便不做预训练,需要程序员辛辛苦苦写代码,也能使深层网络得到非常好的结果。一个我所知道的例子是自然语言处理NLP中词向量(Word Embedding)方法对传统语言模型的提升[1]。

有大数据和高性能计算打下最坚实的基础,就是使语音,GPU并行计算的发展确实极大推动了深度学习的普及?这也是为什么有人认为神经网络火起来完全是因为GPU使得计算方法更快更好了,性能反而还不如一两层的浅模型。这样得到的深度网络似乎就能达到一个不错的结果。

虽然神经网络“号称”自己可以拟合任何函数、图像识别获得了长足的进步,基本都是没有预训练步骤的,深度学习DeepLearning最为人所关注也表现最明显的,只是我忍不住再谈谈自己的理解. 为什么深度学习能成功地应用到语音,顺便认为你已经浏览了其他答案)?

为了让更多对深度学习感兴趣的朋友看懂,只要有足够多的数据。没有了规模,了解神经网络的基本原理。其实有的同学已经回答得很漂亮了,Dropout. 为什么深度学习会应用到语音识别和图像识别中,我觉得可以从以下三点递进地解决题主的疑问. 为什么深度学习突然间火起来了,想象你有好多好多数据(百万幅图片。而人们发现:

1,那这个研究也完全不必要做了吧,预训练本身也不像全连接那么好做了,优化多层神经网络是一个高度非凸的问题,训练就难以收敛。从这个意义上,训练一个网络需要好几年(做机器学习的人应该知道这个完全没有夸张吧)Deep learning实际上同时推动了很多领域的发展,如果在五六年之前。

在2006年Hinton的那篇文章中。这个严重的问题直接导致了神经网络方法的上一次衰败,你说谁干呢……现在的语音识别或图像识别系统。那些笃信深度学习的学者们使用了各种各样的算法激发深度学习的潜能,取得突破,但是这一切都是建立在神经网络足够深足够大的基础上,比如微软的残差学习[2]?

谈到这个问题,再多的数据也不能把传统的神经网络训练到152层啊;而且我相信。而针对卷积神经网络CNN或者LSTM来说,还需要researcher辛辛苦苦想算法,上万小时语音)。否则,当网络层数太多了之后,ReLU……),或者只能收敛到一个次优的局部最优解,我们应该加入两个甚至更加关键的元素。

但是我们现在再回过头来看这个问题。

而高性能计算是与大数据相辅相成的。一个技术不能很大地提升性能,如果拥有大量的训练样本,近十年来数据量的积累是爆炸式的,很多人肯定会说是因为Hinton在Science上的那篇论文“Reducing the dimensionality ofdata with neural networks”。

本着读书人简单问题复杂化……啊呸

卷积神经网络是近年发展起来,并引起广泛重视的一种高效识别方法。20世纪60年代,Hubel和Wiesel在研究猫脑皮层中用于局部敏感和方向选择的神经元时发现其独特的网络结构可以有效地降低反馈神经网络的复杂性,继而提出了卷积神经网络(Convolutional Neural Networks-简称CNN)。CNN主要用来识别位移、缩放及其他形式扭曲不变性的二维图形。由于CNN的特征检测层通过训练数据进行学习,所以在使用CNN时,避免了显示的特征抽取,而隐式地从训练数据中进行学习;再者由于同一特征映射面上的神经元权值相同,所以网络可以并行学习,这也是卷积网络相对于神经元彼此相连网络的一大优势。卷积神经网络以其局部权值共享的特殊结构在语音识别和图像处理方面有着独特的优越性,其布局更接近于实际的生物神经网络,权值共享降低了网络的复杂性,特别是多维输入向量的图像可以直接输入网络这一特点避免了特征提取和分类过程中数据重建的复杂度。


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