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深度 | 谷歌I/O走进TensorFlow开源模型世界:从图像识别到语义理解(2)

字号+ 作者: 来源: 2017-05-24

首先我们使用 Keras 中的 Sequential 类初始化一个用于存放任意层网络的模型,我们可以简单地认为这个类创建了一个杯子,我们的任务就是用适当的内容将这个杯子填满。接着在代码中不断地调用 add 方法按照顺序添加

  深度 | 谷歌I/O走进TensorFlow开源模型世界:从图像识别到语义理解

首先我们使用 Keras 中的 Sequential 类初始化一个用于存放任意层网络的模型,我们可以简单地认为这个类创建了一个杯子,我们的任务就是用适当的内容将这个杯子填满。接着在代码中不断地调用 add 方法按照顺序添加我们需要的神经网络层 (layer)。我们可以看到短短的几行代码便可以创建一个 MNIST 神经网络分类器。你只需要专注于以下几个方面:将数据按照神经网络的输入(代码中为一行 model.add(Dense(512, activation='relu', input_shape=(784,)))格式处理好,选择适当的激活函数(不仅是 relu,你也可以尝试 tanh 或是 softmax 来快速比较不同激活函数对神经网络结果的影响),是否添加 Dropout 层来减轻学习过程中的过拟合现象。

当模型构建好之后,我们便可以快速地使用 compile 方法来编译模型,其中的损失函数 loss、优化方法 optimizer 均可以自由选择。最后,使用类似于 sklearn 机器学习工具包中的 fit 方法即可开始训练我们的模型。

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TensorFlow 有一个非常出色可视化工具 TensorBoard,可以协助你的开发。

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除了自己动手开发,你也可以利用别人写好的代码,这也是开源的好处,也是本演讲所关注的重点。

Inception

Gordon 首先介绍的模型是 Inception。

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Inception 的结构

比如如果你想识别一张照片,你可以直接在谷歌的云平台上直接调用该模型的 API 来帮你完成。当然,你可以通过使用开源模型的方式来实现:

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上面的这一点代码就实现了前面幻灯片上的 Inception 模型,可以看到,代码量非常少。

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这是该模型在 Gordon 自己拍摄的一张照片上所得到的结果。效果不好,主要是因为这个模型所预训练的数据集来自于 ImageNet。ImageNet 中包含了大量的图像,但其中大部分都是猫、狗、花、艺术品等等,对上图照片的场景经验不足。

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而有了合适的数据集,Inception 能得到非常好的表现,甚至能够分辨出狗的品种。

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也许你对识别狗不感兴趣,但你也可以用深度学习做其它事情,比如迁移学习。迁移学习的概念很简单。举个例子,假如你已经训练好了一个可以识别狗的模型,但你想要识别上面照片中的城市。如果有迁移学习,你就不需要从头开始在新数据集上训练你的模型,你可以去掉你原来模型的最后一层,然后换上新的一层再训练。这样就能将原来需要数周的训练时间减省到了几十秒。

TensorFlow for Poets 展示这样实现图像模型的方式。希望在更多领域看到这样的例子。实际上,在 https://github.com/tensorflow/models 中,有很多模型公开可用。

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你也可以设计你自己的实验:

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接下来,Gordon 对大名鼎鼎的 Deep Dream 进行了介绍。参阅机器之心文章《深度 | 揭秘谷歌 Deep Dream 的前世今生》。

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