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DAY 5
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AI & Data

機器學習的 hello world - 用手寫數字辨識系統學習 ML 的 30 天系列 第 5

[DAY5] 什麼是神經網路(Neural Network)?機器學習與深度學習的概念介紹

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使用完 OCR 來快速實作手寫數字辨識系統後,我們知道手寫數字辨識系統在做什麼了-輸入圖後引用套件來達到預測數字結果的目的。然而若預測的數字結果不對,要怎麼修改呢?以及昨天提到 OCR 是基於神經網路與 pattern 比對的文字識別,神經網路跟 pattern 比對又是怎麼做到圖片轉文字的(模型架構長怎樣)?在探討這些問題前,首先要先知道什麼是機器學習跟深度學習


機器學習(Machine Learning)

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20220919/20131719bzMH8s7ZLp.png
圖片來源:李宏毅老師機器學習課程[註1]

我們在 Day2 講到,機器學習就是一個手段方法,深度學習是機器學習其中一個方法,為了達到人工智慧的目標。

若從技術處理的角度來看,機器學習的過程就是在找一個函式(function)[註2],讓機器有能力根據我們提供的資料,找到我們想要的結果。這邊引用李宏毅老師在機器學習這門課中圖片中所舉的幾個例子[註1],譬如說當我們想要讓機器做語音辨識時,我們會輸入一段聲音訊號,期待機器能找到函式,並把這段聲音的內容寫出。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20220919/20131719fuJBoJJbqX.png
圖片來源:李宏毅老師機器學習課程[註1]


深度學習(Deep Learning)

人類在是透過神經系統傳遞訊息,而神經元是它的基本單位,我們想讓機器模擬人類大腦的思考運作方式,所以我們用數學式造出了「人造神經元」(下圖紅圈圈),當我們輸入「各種情況因素」時,能輸出判斷出我想要的「結果」

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20220919/20131719NZHPM7HKzA.png
圖片來源:李宏毅老師機器學習課程[註1]

我們把這些「人造神經元」連起來變成一個神經網路(Neural Network),而通常提到深度學習這個詞時,我們指的就是深度神經網路(Deep Neural Network)-這種具有一層或多層的神經網路模式

現在我們可以先不用知道裡面的細節,我們先知道神經網路是由神經元所組成。在程式實作方面有 Keras 套件,可以像堆積木的方式(如下圖橘框)新增一層一層神經網路功能,最後堆出一個神經網路模型,然後做出各種應用。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20220919/20131719INVbR3IBwZ.png
圖片來源:
https://github.com/microsoft/CNTK/blob/master/Tutorials/CNTK_103C_MNIST_MultiLayerPerceptron.ipynb


簡單了解機器學習與深度學習的概念後,明天先來聊機器學習會學哪些方法,也就是機器學習都在學習哪些東西,讓自己對機器學習更加熟悉後,再來進入手寫數字辨識系統實作。

[註1] 李宏毅老師的 機器學習課程(2017)
[註2] 因為是找一個函式(function),這邊可以了解一下函式的定義跟函數圖等,如同樣的輸入絕對不會有不一樣的輸出。
[註3] 若對人造神經元有興趣的人,可以看一下這篇文章:
〔程式教學〕開始深度學習之前,先了解什麼是「感知器」(Perceptron)


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