第1章 数学基础 1

1.1 向量和矩阵 1

1.1.1 标量、向量、矩阵和张量 1

1.1.2 张量与矩阵的区别 2

1.1.3 矩阵和向量相乘的结果 2

1.1.4 向量和矩阵的范数归纳 2

1.1.5 判断一个矩阵是否为正定矩阵 4

1.2 导数和偏导数 5

1.2.1 导数偏导计算 5

1.2.2 导数和偏导数的区别 6

1.3 特征值和特征向量 6

1.3.1 特征值分解 6

1.3.2 奇异值和特征值的关系 6

1.4 概率分布与随机变量 7

1.4.1 机器学习为什么要使用概率 7

1.4.2 变量与随机变量的区别 7

1.4.3 随机变量与概率分布的联系 8

1.4.4 离散型随机变量和概率质量函数 8

1.4.5 连续型随机变量和概率密度函数 8

1.4.6 举例理解条件概率 9

1.4.7 联合概率与边缘概率的区别和联系 9

1.4.8 条件概率的链式法则 10

1.4.9 独立性和条件独立性 10

1.5 常见概率分布 11

1.5.1 伯努利分布 11

1.5.2 高斯分布 11

1.5.3 何时采用正态分布 12

1.5.4 指数分布 12

1.5.5 Laplace分布 13

1.5.6 Dirac分布和经验分布 13

1.6 期望、方差、协方差、相关系数 13

1.6.1 期望 13

1.6.2 方差 14

1.6.3 协方差 14

1.6.4 相关系数 15

第2章 机器学习基础 16

2.1 基本概念 16

2.1.1 大话机器学习本质 16

2.1.2 什么是神经网络 16

2.1.3 各种常见算法图示 17

2.1.4 计算图的导数计算 17

2.1.5 理解局部最优与全局最优 18

2.1.6 大数据与深度学习之间的关系 19

2.2 机器学习的学习方式 20

2.2.1 监督学习 20

2.2.2 非监督学习 20

2.2.3 半监督学习 20

2.2.4 弱监督学习 20

2.2.5 监督学习模型的搭建步骤 21

2.3 分类算法 22

2.3.1 常用分类算法的优缺点 22

2.3.2 分类算法的评估方法 23

2.3.3 正确率能否很好地评估分类算法 25

2.3.4 什么样的分类器是最好的 26

2.4 逻辑回归 26

2.4.1 回归的种类 26

2.4.2 逻辑回归适用性 27

2.4.3 逻辑回归与朴素贝叶斯的区别 27

2.4.4 线性回归与逻辑回归的区别 27

2.5 代价函数 28

2.5.1 为什么需要代价函数 28

2.5.2 代价函数作用原理 28

2.5.3 常见代价函数 30

2.5.4 为什么代价函数要非负 31

2.5.5 为什么用交叉熵代替二次代价函数 31

2.6 损失函数 32

2.6.1 什么是损失函数 32

2.6.2 常见的损失函数 32

2.6.3 逻辑回归为什么使用对数损失函数 34

2.6.4 对数损失函数如何度量损失 34

2.7 梯度下降法 35

2.7.1 梯度下降法的作用 36

2.7.2 梯度下降法的直观理解 36

2.7.3 梯度下降法算法描述 37

2.7.4 梯度下降法的缺点 38

2.7.5 如何对梯度下降法进行调优 38

2.7.6 随机梯度下降和批量梯度下降的区别 38

2.7.7 各种梯度下降法性能比较 40

2.8 线性判别分析 40

2.8.1 LDA思想总结 40

2.8.2 图解LDA核心思想 41

2.8.3 二类LDA算法原理 41

2.8.4 LDA算法流程总结 42

2.8.5 LDA和PCA的异同 43

2.8.6 LDA的优缺点 43

2.9 主成分分析 43

2.9.1 图解PCA核心思想 43

2.9.2 PCA算法推理 44

2.9.3 PCA算法流程总结 45

2.9.4 PCA思想总结 46

2.9.5 PCA算法的优缺点 46

2.9.6 降维的必要性及目的 46

2.9.7 KPCA与PCA的区别 47

2.10 模型评估 47

2.10.1 模型评估常用方法 48

2.10.2 误差、偏差和方差的区别和联系 48

2.10.3 为什么使用标准差 49

2.10.4 经验误差与泛化误差 50

2.10.5 图解欠拟合与过拟合 50

2.10.6 如何解决欠拟合与过拟合 52

2.10.7 交叉验证的主要作用 52

2.10.8 理解K折交叉验证 53

2.10.9 理解混淆矩阵 53

2.10.10 理解查准率与查全率 53

2.10.11 理解ROC与AUC 54

2.10.12 如何绘制ROC曲线 55

2.10.13 如何计算TPR和FPR 56

2.10.14 如何计算AUC 58

2.10.15 直观理解AUC 58

2.10.16 ROC评估分类器 60

2.10.17 代价敏感错误率与代价曲线 60

2.10.18 比较检验方法 61

2.11 决策树 61

2.11.1 决策树的基本原理 62

2.11.2 决策树的生成过程 62

2.11.3 决策树学习基本算法步骤 62

2.11.4 决策树算法的优缺点 63

2.11.5 决策树和熵的联系 63

2.11.6 熵的概念及定义 63

2.11.7 理解信息增益 64

2.11.8 决策树中熵、条件熵和信息增益的联系 64

2.11.9 决策树算法中剪枝的作用及策略 65

2.12 支持向量机（SVM） 65

2.12.1 什么是SVM 65

2.12.2 SVM能解决的问题 66

2.12.3 核函数特点及其作用 67

2.12.4 SVM为什么引入对偶问题 67

2.12.5 如何理解SVM中的对偶问题 67

2.12.6 常见的核函数 69

2.12.7 SVM的主要特点 69

2.12.8 SVM的主要缺点 70

2.12.9 逻辑回归与SVM的异同 70

2.13 贝叶斯分类器 72

2.13.1 贝叶斯分类器的基本原理 72

2.13.2 朴素贝叶斯分类器 72

2.13.3 举例理解朴素贝叶斯分类器 73

2.13.4 半朴素贝叶斯分类器 75

2.13.5 极大似然估计和贝叶斯估计的联系与区别 75

2.13.6 极大似然估计原理 76

2.13.7 图解极大似然估计 76

2.14 EM算法 77

2.14.1 EM算法的基本思想 77

2.14.2 EM算法推导 77

2.14.3 图解EM算法 78

2.14.4 EM算法流程 79

2.15 降维和聚类 79

2.15.1 图解为什么会产生维数灾难 79

2.15.2 怎样避免维数灾难 83

2.15.3 聚类和降维 83

2.15.4 聚类算法优劣的衡量标准 84

2.15.5 聚类和分类 85

2.15.6 聚类算法的性能比较 85

2.15.7 4种常用聚类方法比较 85

第3章 深度学习基础 89

3.1 基本概念 89

3.1.1 神经网络的类型 89

3.1.2 神经网络的常用模型结构 92

3.1.3 深度学习和机器学习的区别与联系 93

3.1.4 为什么使用深层表示 93

3.1.5 深度学习架构分类 94

3.1.6 如何选择深度学习开发平台 94

3.2 神经网络计算 95

3.2.1 前向传播和反向传播 95

3.2.2 如何计算神经网络的输出 96

3.2.3 如何计算卷积神经网络输出值 97

3.2.4 如何计算池化层输出值 100

3.2.5 反向传播实例 101

3.2.6 神经网络更“深”的意义 104

3.3 激活函数 104

3.3.1 为什么需要激活函数 104

3.3.2 为什么激活函数需要非线性函数 105

3.3.3 常见的激活函数及其图像 105

3.3.4 常见激活函数的导数计算 107

3.3.5 激活函数有哪些性质 108

3.3.6 如何选择激活函数 108

3.3.7 为什么tanh收敛速度比sigmoid快 109

3.3.8 Relu激活函数的优点 109

3.3.9 理解Relu激活函数的稀疏激活性 109

3.3.10 什么时候可以用线性激活函数 109

3.3.11 softmax函数的定义及作用 110

3.3.12 softmax函数如何应用于多分类 110

3.4 Batch Size 112

3.4.1 为什么需要Batch Size 112

3.4.2 如何选择Batch Size值 112

3.4.3 调节Batch Size对训练效果的影响 113

3.4.4 在合理范围内增大Batch Size的好处 113

3.4.5 盲目增大Batch Size的坏处 114

3.5 归一化 114

3.5.1 理解归一化含义 114

3.5.2 归一化和标准化的联系与区别 114

3.5.3 为什么要归一化或标准化 115

3.5.4 图解为什么要归一化 115

3.5.5 为什么归一化能提高求最优解速度 115

3.5.6 归一化有哪些类型 116

3.5.7 局部响应归一化作用 116

3.5.8 局部响应归一化原理 117

3.5.9 什么是批归一化 118

3.5.10 批归一化的优点 118

3.5.11 批归一化算法流程 118

3.5.12 批归一化和组归一化比较 119

3.5.13 权重归一化和批归一化比较 119

3.5.14 批归一化适用范围 120

3.5.15 BN、LN、IN和GN的对比 120

3.6 参数初始化 121

3.6.1 参数初始化应满足的条件 121

3.6.2 常用的几种初始化方式 121

3.6.3 全0初始化带来的问题 121

3.6.4 全都初始化为同样的值 122

3.6.5 初始化为小的随机数 123

3.6.6 用校准方差 123

3.7 预训练与微调 123

3.7.1 什么是预训练和微调 123

3.7.2 预训练和微调的作用 124

3.7.3 预训练模型的复用 124

3.7.4 预训练和迁移学习 125

3.7.5 微调时网络参数是否更新 125

3.7.6 微调模型的三种状态 125

3.7.7 为什么深层神经网络难以训练 125

3.8 超参数 127

3.8.1 超参数有哪些 127

3.8.2 参数和模型的关系 127

3.8.3 参数和超参数的区别 127

3.8.4 如何寻找超参数的最优值 128

3.8.5 超参数搜索的一般过程 128

3.9 学习率 129

3.9.1 学习率的作用 129

3.9.2 学习率衰减的常用参数 129

3.9.3 常用的学习率衰减方法 129

3.10 正则化 133

3.10.1 为什么要正则化 133

3.10.2 常见正则化方法 133

3.10.3 图解L1和L2正则化 134

3.10.4 Dropout具体工作流程 135

3.10.5 为什么Dropout可以解决过拟合问题 137

3.10.6 Dropout的缺点 137

第4章 卷积神经网络的经典网络 138

4.1 LeNet-5 138

4.1.1 模型介绍 138

4.1.2 模型结构 138

4.1.3 模型特性 139

4.2 AlexNet 140

4.2.1 模型介绍 140

4.2.2 模型结构 140

4.2.3 模型特性 141

4.3 ZFNet 142

4.3.1 模型介绍 142

4.3.2 模型结构 142

4.3.3 模型特性 143

4.4 NIN 144

4.4.1 模型介绍 144

4.4.2 模型结构 144

4.4.3 模型特点 145

4.5 VGGNet 145

4.5.1 模型介绍 145

4.5.2 模型结构 146

4.5.3 模型特性 147

4.6 GoogLeNet 147

4.6.1 模型介绍 147

4.6.2 模型结构 148

4.6.3 模型特性 152

4.7 ResNet 152

4.7.1 模型介绍 152

4.7.2 模型结构 152

4.7.3 模型特性 154

4.8 DenseNet 155

4.8.1 模型介绍 155

4.8.2 模型结构 156

4.8.3 模型特性 157

4.9 CNN模型在GoogLeNet、VGGNet或AlexNet上调整的原因 157

第5章 卷积神经网络 159

5.1 CNN的结构 159

5.1.1 CNN和人类视觉的关系 159

5.1.2 CNN的结构组成 160

5.2 输入层 160

5.2.1 输入层作用 160

5.2.2 数据预处理 160

5.3 卷积层 161

5.3.1 卷积原理 161

5.3.2 卷积在图像中的作用 162

5.3.3 卷积层的基本参数 163

5.3.4 卷积核的类型 164

5.3.5 1×1卷积的作用 165

5.3.6 卷积核是否越大越好 166

5.3.7 每层卷积是否只能用一种尺寸的卷积核 167

5.3.8 如何减少卷积层参数量 167

5.3.9 在标准卷积中同时考虑通道和区域的优缺点 167

5.3.10 采用宽卷积的好处 169

5.4 激活层 169

5.4.1 激活层的作用 169

5.4.2 BN层和激活层的位置顺序选择 170

5.5 池化层 170

5.5.1 池化层作用 170

5.5.2 池化方法 171

5.5.3 卷积层和池化层的区别 171

5.5.4 NetVLAD池化 172

5.6 全连接层 172

5.6.1 全连接如何把二维特征图转化成一个一维向量 172

5.6.2 全卷积神经网络取代全连接层 173

5.6.3 图像分类中全连接层对卷积神经网络性能的影响 173

5.7 二维卷积与三维卷积 174

5.7.1 二维卷积与三维卷积的区别 174

5.7.2 图解三维卷积 175

5.7.3 RGB图不使用三维卷积的原因 176

5.8 理解转置卷积与棋盘效应 176

5.8.1 标准卷积 176

5.8.2 转置卷积 177

5.8.3 棋盘效应 178

5.9 卷积神经网络凸显共性的方法 179

5.9.1 局部连接 179

5.9.2 权重共享 180

5.9.3 池化操作 181

5.10 局部卷积 181

5.10.1 全连接、局部连接、全卷积与局部卷积对比 182

5.10.2 局部卷积的应用 182

5.11 CNN可视化 183

5.11.1 特征层学到了什么 183

5.11.2 特征层随训练而演化 184

5.11.3 消融分析 185

5.11.4 常见的网络可视化方法 185

5.12 卷积神经网络的优化及应用 186

5.12.1 卷积神经网络的参数设置 186

5.12.2 如何提高卷积神经网络的泛化能力 186

5.12.3 卷积神经网络的区域不变性和组合性 187

5.12.4 卷积神经网络在不同领域的应用 188

第6章 循环神经网络 189

6.1 为什么需要RNN 189

6.2 图解RNN基本结构 189

6.2.1 基本的单层网络结构 189

6.2.2 图解经典RNN结构 190

6.2.3 Vector-to-Sequence结构 191

6.2.4 Sequence-to-Vector结构 192

6.2.5 Encoder-Decoder结构 192

6.2.6 3种基本结构的应用场景 193

6.2.7 图解RNN中的注意机制 194

6.3 RNN的性质 195

6.3.1 RNN的典型特点 195

6.3.2 CNN和RNN的区别 196

6.3.3 RNN和FNN的异同 196

6.3.4 为什么RNN训练的时候损失值波动很大 197

6.4 RNN的后向传播 197

6.4.1 BPTT算法推导 197

6.4.2 RNN中为什么会出现梯度消失 198

6.4.3 如何解决RNN中的梯度消失问题 199

6.5 长短期记忆网络（LSTM） 199

6.5.1 LSTM的产生原因 199

6.5.2 标准的RNN和LSTM的区别 199

6.5.3 LSTM核心思想 200

6.5.4 LSTM流行的变体 203

6.5.5 LSTM与GRU的区别 204

6.6 常见的RNN结构上的扩展和改进 205

6.6.1 简单循环神经网络（SRN） 205

6.6.2 双向循环神经网络（BRNN） 205

6.6.3 深度循环神经网络（Deep RNN） 206

6.6.4 回声状态网络（ESN） 206

6.6.5 时钟频率驱动 RNN（CW-RNN） 207

6.6.6 包含时间间隔的RNN 208

6.7 RNN在NLP中的典型应用举例 209

6.8 RNN与图像领域的结合举例 210

6.8.1 卷积循环神经网络 210

6.8.2 网格循环神经网络 211

6.8.3 像素循环神经网络 211

6.9 RNN与条件随机场的结合 212

第7章 生成对抗网络 213

7.1 GAN的基本概念 213

7.1.1 如何通俗地理解GAN 213

7.1.2 GAN的形式化表达 213

7.1.3 GAN的目标函数 214

7.1.4 GAN的目标函数和交叉熵损失的联系和区别 214

7.1.5 GAN的损失值为什么降不下去 215

7.1.6 生成式模型和判别式模型的区别 215

7.1.7 模式崩塌和模式丢弃 216

7.1.8 为什么会出现模式崩塌 217

7.1.9 如何解决模式崩塌问题 217

7.2 GAN的生成模型评价 219

7.2.1 Inception Score 219

7.2.2 Mode Score 220

7.2.3 Kernel MMD 220

7.2.4 Wasserstein Distance 220

7.2.5 Fréchet Inception Distance（FID） 221

7.2.6 1-NN分类器（1-Nearest Neighbor Classifier） 221

7.2.7 其他评价方法 221

7.3 其他常见的生成模型 221

7.3.1 自回归模型：pixelRNN与pixelCNN 221

7.3.2 变分自动编码器（VAE）原理 222

7.4 GAN的改进与优化 223

7.4.1 如何生成指定类型的图像（CGAN） 223

7.4.2 CNN与GAN的结合（DCGAN） 224

7.4.3 GAN为什么容易训练崩溃 224

7.4.4 WGAN如何解决训练崩溃问题 225

7.4.5 带有梯度正则的WGAN（WGAN-GP） 225

7.4.6 最小二乘GAN（LSGAN） 226

7.4.7 如何尽量避免GAN的训练崩溃问题 227

7.5 GAN的应用：图像翻译 227

7.5.1 什么是图像翻译 227

7.5.2 有监督图像翻译（pix2pix） 228

7.5.3 有监督图像翻译的缺点 229

7.5.4 无监督图像翻译（CycleGAN） 230

7.5.5 多领域的无监督图像翻译（StarGAN） 231

7.6 GAN的应用：文本生成 232

7.6.1 传统GAN为什么不适合文本任务 232

7.6.2 SeqGAN用于文本生成 232

7.7 GAN在其他领域的应用 233

7.7.1 数据增广 233

7.7.2 图像超分辨与图像补全 234

7.7.3 语音领域 234

第8章 目标检测 235

8.1 基本概念 235

8.1.1 目标检测 235

8.1.2 目标检测要解决的核心问题 236

8.1.3 目标检测的算法分类 236

8.1.4 目标检测的应用领域 237

8.2 two-stage目标检测算法 237

8.2.1 R-CNN 237

8.2.2 Fast R-CNN 239

8.2.3 Faster R-CNN 242

8.2.4 R-FCN 245

8.2.5 FPN 248

8.2.6 Mask R-CNN 251

8.3 one-stage目标检测算法 254

8.3.1 YOLO 254

8.3.2 YOLOv2 257

8.3.3 YOLO9000 261

8.3.4 YOLOv3 262

8.3.5 YOLOv4 263

8.3.6 SSD 264

8.3.7 DSSD 267

8.3.8 RetinaNet 269

8.3.9 RFBNet 271

8.3.10 M2Det 273

8.4 目标检测的常用数据集 275

8.4.1 PASCAL VOC 275

8.4.2 Microsoft COCO 275

8.4.3 谷歌Open Image 276

8.4.4 ImageNet 276

8.5 目标检测常用标注工具 276

8.5.1 LabelImg 276

8.5.2 LabelMe 276

8.5.3 Labelbox 277

8.5.4 RectLabel 277

8.5.5 CVAT 277

8.5.6 VIA 277

8.5.7 其他标注工具 278

第9章 图像分割 279

9.1 常见的图像分割算法 279

9.1.1 基于阈值的分割算法 279

9.1.2 基于边缘检测的分割算法 279

9.1.3 基于区域的分割算法 280

9.1.4 基于神经网络技术的图像分割算法 280

9.1.5 基于深度学习的图像分割算法分类 280

9.1.6 常见的深度学习图像分割算法 281

9.2 FCN 282

9.2.1 为什么CNN对像素级别的分类很难 282

9.2.2 FCN有哪些改变 282

9.2.3 FCN的结构 283

9.2.4 全连接层和卷积层如何相互转化 283

9.2.5 为什么传统CNN的输入图片大小是固定的 284

9.2.6 把全连接层的权重重塑成卷积层的滤波器的好处 284

9.2.7 FCN如何进行逐个像素点预测分类 285

9.2.8 反卷积层理解 286

9.2.9 跳级（skip）结构 288

9.2.10 模型训练 289

9.2.11 FCN的优缺点 292

9.3 U-Net 292

9.4 U-Net 295

9.5 SegNet 296

9.6 LinkNet 297

9.7 RefineNet 299

9.8 PSPNet 300

9.9 DeepLab系列 302

9.9.1 DeepLabv1 303

9.9.2 DeepLabv2 305

9.9.3 DeepLabv3 306

9.9.4 DeepLabv3 307

9.10 Mask R-CNN作为目标分割的介绍 310

9.10.1 Mask R-CNN框架 310

9.10.2 Mask R-CNN损失函数 310

9.10.3 Mask R-CNN 算法步骤 311

9.10.4 RoI池化与RoI Align 311

9.10.5 Mask R-CNN代码实现总体框架 311

9.10.6 Mask R-CNN训练和推导过程的区别 312

9.10.7 Mask R-CNN扩展 312

9.11 基于弱监督学习的图像分割 313

9.11.1 涂鸦标记（ScribbleSup） 314

9.11.2 图像级别标记（CCNN） 315

9.11.3 期望最大化估计像素类别 316

9.11.4 图像、边框与涂鸦标记融合框架 317

第10章 迁移学习 318

10.1 迁移学习基础知识 318

10.1.1 什么是迁移学习 318

10.1.2 为什么需要迁移学习 319

10.1.3 迁移学习与已有学习方式的区别和联系 320

10.1.4 负迁移 321

10.2 迁移学习的研究领域 322

10.2.1 按目标域标签分类 323

10.2.2 按学习方法分类 323

10.2.3 按特征分类 323

10.2.4 按离线与在线形式分类 324

10.3 迁移学习的应用 324

10.3.1 计算机视觉 325

10.3.2 文本分类 325

10.3.3 时间序列 326

10.3.4 医疗健康 327

10.4 迁移学习的基本方法 327

10.4.1 基于实例的迁移学习方法 328

10.4.2 基于特征的迁移学习方法 328

10.4.3 基于模型的迁移学习方法 329

10.4.4 基于关系的迁移学习方法 330

10.5 分布对齐的常用方法 331

10.5.1 数据分布自适应方法 331

10.5.2 特征选择方法 333

10.5.3 子空间学习方法 334

10.6 深度迁移学习方法 338

10.6.1 深度网络的可迁移性 338

10.6.2 微调 342

10.6.3 深度网络自适应 342

10.6.4 深度对抗网络迁移 347

10.7 迁移学习研究前沿 350

10.7.1 机器智能与人类经验结合的迁移学习 350

10.7.2 传递迁移学习 350

10.7.3 终身迁移学习 351

10.7.4 在线迁移学习 352

10.7.5 迁移强化学习 353

10.7.6 迁移学习的可解释性 353

第11章 网络构架介绍及训练 354

11.1 TensorFlow 354

11.1.1 TensorFlow的设计理念 354

11.1.2 TensorFlow的特点 355

11.1.3 TensorFlow的系统架构 356

11.1.4 TensorFlow的编程模型 357

11.1.5 基于TensorFlow搭建VGG16 360

11.2 Caffe 361

11.2.1 Caffe的特性 362

11.2.2 Caffe2的特性 362

11.2.3 Caffe2和PyTorch的区别 362

11.3 PyTorch 362

11.3.1 为什么选择PyTorch 363

11.3.2 PyTorch的架构 363

11.3.3 PyTorch 1.0三大重要更新 364

11.4 常见的深度学习分布式框架 364

11.4.1 PaddlePaddle 365

11.4.2 Deeplearning4j 366

11.4.3 Mahout 367

11.4.4 Spark MLlib 368

11.4.5 Spark Stream 369

11.4.6 Ray 370

11.4.7 Horovod 370

11.4.8 BigDL 371

11.4.9 Petastorm 371

11.4.10 TensorFlowOnSpark 372

11.5 网络搭建原则及训练技巧 372

11.5.1 网络搭建原则 372

11.5.2 网络训练技巧 373

第12章 网络优化技巧 376

12.1 数据集和样本优化 376

12.1.1 如何解决训练样本少的问题 376

12.1.2 深度学习能否胜任所有数据集 377

12.1.3 训练集、验证集、测试集的定义及划分 377

12.1.4 类别不平衡的产生原因 378

12.1.5 常见的类别不平衡问题的解决方法 378

12.1.6 常用的数据增强方法 379

12.2 数据不匹配问题 380

12.2.1 如何定位数据不匹配问题 380

12.2.2 常见的数据不匹配的场景 380

12.2.3 如何解决数据不匹配问题 380

12.3 网络构建和初始化 381

12.3.1 权重的初始化方法 381

12.3.2 激活函数的特点 382

12.3.3 卷积核设计尺寸都是奇数的原因 383

12.3.4 在网络设计中要权重共享的原因 383

12.4 特征选择 383

12.4.1 特征的类型 383

12.4.2 如何考虑特征选择 384

12.4.3 特征选择方法分类 384

12.4.4 特征选择的目的 384

12.5 梯度消失和梯度爆炸 384

12.5.1 使用梯度更新规则的原因 384

12.5.2 梯度消失和梯度爆炸产生的原因 385

12.5.3 如何解决梯度消失和梯度爆炸问题 386

12.5.4 防止梯度下降陷入局部最优困境 386

12.6 评价指标 387

12.6.1 设置单一数字评价指标的原因 387

12.6.2 Top5错误率 387

12.6.3 理解泛化误差、方差和偏差 388

12.7 模型和系统优化 388

12.7.1 是否存在比已知算法更好的算法 388

12.7.2 判断和解决共线性问题 389

12.7.3 深度学习不用二阶优化的原因 389

12.7.4 提升模型的稳定性 389

12.7.5 改善模型的思路 390

12.7.6 快速构建有效初始模型 391

12.7.7 通过模型重新观察数据 391

12.7.8 提高深度学习系统的性能 392

第13章 超参数调整 393

13.1 超参数的概念 393

13.1.1 参数和超参数的区别 393

13.1.2 超参数的类别 393

13.1.3 进行超参数调优的原因 394

13.1.4 超参数的重要性排序 394

13.1.5 部分超参数如何影响模型性能 395

13.1.6 部分超参数的合适范围 396

13.2 网络训练中的超参数调整策略 397

13.2.1 超参数优化的一般过程 397

13.2.2 如何调试模型 397

13.2.3 学习率调整的原因 398

13.2.4 学习率调整的策略 398

13.2.5 在极端批样本数量下训练网络 402

13.3 合理使用预训练网络 403

13.3.1 什么是微调 403

13.3.2 微调的方式 403

13.3.3 微调先冻结底层而训练顶层的原因 404

13.3.4 在不同的数据集下如何进行微调 404

13.3.5 在目标检测中使用预训练模型的优劣 404

13.3.6 目标检测如何从零开始训练 405

13.4 自动化超参数搜索方法 405

13.4.1 网格搜索 405

13.4.2 随机搜索 406

13.4.3 基于模型的超参数优化 406

13.5 自动机器学习AutoML 406

13.5.1 为什么需要AutoML 406

13.5.2 AutoML的问题构成 407

13.5.3 常见的AutoML框架 407

13.5.4 神经架构搜索（NAS） 408

第14章 模型压缩、加速和移动端部署 410

14.1 模型压缩 410

14.2 为什么需要模型压缩和加速 410

14.3 模型压缩方法 411

14.3.1 前端压缩和后端压缩对比 411

14.3.2 网络剪枝 411

14.3.3 典型剪枝方法的对比 413

14.3.4 网络蒸馏 413

14.3.5 前端压缩 413

14.3.6 后端压缩 414

14.3.7 低秩分解 416

14.3.8 总体压缩效果评价指标 416

14.4 网络压缩的未来研究方向 417

14.5 模型优化加速方法 418

14.5.1 模型优化加速方法类别 418

14.5.2 TensorRT加速原理 418

14.5.3 TensorRT如何优化重构模型 420

14.5.4 TensorRT的加速效果 420

14.6 如何选择压缩和加速方法 420

14.7 高效CNN网络设计的准则 421

14.7.1 分组卷积 421

14.7.2 深度可分离卷积 422

14.7.3 当输入/输出的通道数相等时，MAC最小 424

14.7.4 减少分组卷积的数量 424

14.7.5 降低网络碎片化程度（分支数量） 425

14.7.6 减少元素级操作 426

14.8 常用的轻量级网络 426

14.8.1 SequeezeNet 426

14.8.2 MobileNet 429

14.8.3 MobileNet-v2 432

14.8.4 MobileNet-v1和MobileNet-v2微结构比较 433

14.8.5 ResNet和MobileNet-v2微结构比较 434

14.8.6 Xception 434

14.8.7 ShuffleNet-v1 436

14.8.8 ShuffleNet-v2 438

14.9 现有的移动端开源框架及其特点 440

14.9.1 NCNN 440

14.9.2 QNNPACK 441

14.9.3 Prestissimo 443

14.9.4 MDL 445

14.9.5 Paddle-Mobile 446

14.9.6 MACE 446

14.9.7 FeatherCNN 448

14.9.8 TensorFlow Lite 449

14.9.9 PocketFlow 450

14.9.10 MDL、NCNN和TFLite对比 452

14.10 移动端开源框架部署 453