02深度学习发展
1. 深度学习发展沿革
深度学习是神经网络发展到一定时期的产物。最早的神经网络模型可以追溯到1943年McCulloch等提出的McCulloch-Pitts计算结构,简称MP模型,它大致模拟了人类神经元的工作原理,但需要手动设置权重,十分不便。1
958年,Rosenblatt提出了感知机模型(perceptron)。与MP模型相比,感知机模型能更自动合理地设置权重,但1969年Minsky和Paper证明了感知机模型只能解决线性可分问题,并且否定了多层神经网络训练的可能性,甚至提出了“基于感知机的研究终会失败”的观点,此后十多年的时间内,神经网络领域的研究基本处于停滞状态。
1986年,欣顿(Geoffery Hinton)和罗姆哈特(David Rumelhart)等提出的反向传播(Back Propagation,BP)算法,解决了两层神经网络所需要的复杂计算量问题,大大减少了原来预计的计算量,这不仅有力回击了Minsky等人的观点,更引领了神经网络研究的第二次高潮。随着20世纪80年代末到90年代初共享存储器方式的大规模并行计算机的出现,计算处理能力大大提升,深度学习有了较快的发展。
1989年,Yann LeCun等提出的卷积神经网络是一种包含卷积层的深度神经网络模型,较早尝试深度学习对图像的处理。2012年,Hinton构建深度神经网络,并应用于ImageNet上,取得了质的提升和突破,同年,人们逐渐熟悉谷歌大脑(Google Brain)团队。2013年,欧洲委员会发起模仿人脑的超级计算机项目,百度宣布成立深度学习机构。2014年,深度学习模型Top-5在ImageNet2014计算机识别竞赛上拔得头筹,腾讯和京东也同时分别成立了自己的深度学习研究室。
2015年至2017年初,谷歌公司的人工智能团队DeepMind所创造的阿尔法狗(AlphaGo)相继战胜了人类职业围棋选手,这只“狗”引起世界的关注,人类围棋大师们陷入沉思。这一切都显著地表明了一个事实:深度学习正在有条不紊地发展着,其影响力不断扩大。深度学习发展沿革,如图1.2所示。
机器学习和深度学习之间的关系是包含与被包含的关系,如图1.3所示。