Keras深度学习实战

本书为软件工程师和数据科学家而编写，书中简明而全面地介绍了目前的神经网络和深度学习技术。全书展示了基于Keras框架、以Python编码的20多种有效的神经网络。你将从本书中学到以下内容：在大型神经网络上使用反向传播算法逐步优化函数微调神经网络以改进结果质量使用深度学习进行图像和音频处理在特定的案例中使用递归神经张量网络（RNTN）以取得比标准词嵌入更好的效果识别循环神经网络（RNN）适于解决的问题探索自动编码机的实现过程使用强化学习增强深层神经网络全书通俗易懂，强调实际案例，适合广大的机器学习从业者和爱好者入门与实践。

作为一款轻量级、模块化的开源深度学习框架，Keras以容易上手、利于快速原型实现、能够与TensorFlow和Theano等后端计算平台很好兼容等优点，深受众多开发人员和研究人员的喜爱。本书结合大量实例，简明扼要地介绍了目前热门的神经网络技术和深度学习技术。从经典的多层感知机到用于图像处理的深度卷积网络，从处理序列化数据的循环网络到伪造仿真数据的生成对抗网络，从词嵌入到AI游戏应用中的强化学习，本书引领读者一层一层揭开深度学习的面纱，并在逐渐清晰的理论框架下，提供多个Python编码实例，方便读者动手实践。通过阅读本书，读者不仅能学会使用Keras快捷构建各个类型的深度网络，还可以按需自定义网络层和后端功能，从而提升自己的AI编程能力，在成为深度学习专家的路上更进一步。

作者简介Antonio Gulli是企业领导和软件部门高管，具备创新精神和执行力，并乐于发现和管理优选高科技人才。他是搜索引擎、在线服务、机器学习、信息检索、数据分析以及云计算等多方面的专家。他幸运地拥有欧洲4个不同国家的工作经验，并管理过来自欧洲和美国6个不同国家的员工。Antonio在出版业（Elsevier）、消费者互联网（Ask.com 和Tiscali）以及高科技研发（微软和谷歌）等多个跨度的行业里历任CEO、GM、CTO、副总裁、总监及区域主管。Sujit Pal是Elsevier Labs技术研发主管，致力于构建围绕研发内容和元数据的智能系统。他的主要兴趣包括信息检索、本体论、自然语言处理、机器学习，以及分布式处理。他现在的工作是利用深度学习模型对图像进行分类和相似度识别。在此之前，他在卫生保健行业工作，帮助构建基于本体论的语义搜索、关联广告，以及EMR数据处理平台。他在他的博客Salmon Run上发表技术文章。译者简介    王海玲，大学毕业于吉林大学计算机系，从小喜爱数学，曾获得华罗庚数学竞赛全国二等奖。拥有世界500强企业多年研发经验。作为项目骨干成员，参与过美国惠普实验室机器学习项目。    李昉，毕业于东北大学自动化系，大学期间曾获得“挑战杯”全国一等奖。拥有世界500强企业多年研发经验，随后加入互联网创业公司。2013年开始带领研发团队将大数据分析运用于“预订电商”价格分析预测（《IT经理世界》2013年第6期）。现在中体彩彩票运营公司负责大数据和机器学习方面的研发。同时是集智俱乐部成员，参与翻译人工智能图书《Deep Thinking》。中文版审校者简介于立国，现任国美大数据研究院研发总监，曾任知名上市互联网广告公司——品众互动研发总监，也曾在Adobe数字化营销部门担任负责人，对大数据、人工智能、互联网广告领域深有研究。

第 1章  神经网络基础 11.1  感知机  2  第 一个Keras代码示例  31.2  多层感知机—第 一个神经网络的示例  31.2.1  感知机训练方案中的问题  41.2.2  激活函数—sigmoid  51.2.3  激活函数—ReLU  51.2.4  激活函数  61.3  实例—手写数字识别  61.3.1  One-hot编码—OHE  71.3.2  用Keras定义简单神经网络  71.3.3  运行一个简单的Keras网络并创建基线  101.3.4  用隐藏层改进简单网络  111.3.5  用dropout进一步改进简单网络  141.3.6  Keras中的不同优化器测试  161.3.7  增加训练轮数  201.3.8  控制优化器的学习率  201.3.9  增加内部隐藏神经元的数量  211.3.10  增加批处理的大小  221.3.11  识别手写数字的实验总结  221.3.12  采用正则化方法避免过拟合  221.3.13  超参数调优  241.3.14  输出预测  241.4  一种实用的反向传播概述  251.5  走向深度学习之路  261.6  小结  27第  2章 Keras安装和API  282.1  安装Keras  282.1.1  第 1步—安装依赖项  282.1.2  第 2步—安装Theano  292.1.3  第3步—安装TensorFlow  292.1.4  第4步—安装Keras  302.1.5  第5步—测试Theano、TensorFlow和Keras  302.2  配置Keras  312.3  在Docker上安装Keras  322.4  在谷歌Cloud ML上安装Keras  342.5  在亚马逊AWS上安装Keras  362.6  在微软Azure上安装Keras  372.7  Keras API  392.7.1  从Keras架构开始  402.7.2  预定义神经网络层概述  402.7.3  预定义激活函数概述  432.7.4  损失函数概述  442.7.5  评估函数概述  442.7.6  优化器概述  442.7.7  一些有用的操作  442.7.8  保存和加载权重及模型结构  452.8  自定义训练过程的回调函数  452.8.1  检查点设置  452.8.2  使用TensorBoard  472.8.3  使用Quiver  472.9  小结  48第3章  深度学习之卷积网络  493.1  深度卷积神经网络—DCNN  503.1.1  局部感受野  503.1.2  共享权重和偏置  513.1.3  池化层  513.2  DCNN示例—LeNet  523.2.1  用Keras构建LeNet代码  533.2.2  深度学习的本领  593.3  用深度学习网络识别CIFAR-10图像  603.3.1  用深度学习网络改进CIFAR-10的性能  643.3.2  通过数据增加改善CIFAR-10的性能  663.3.3  用CIFAR-10进行预测  683.4  用于大型图片识别的极深度卷积网络  693.4.1  用VGG-16网络识别猫  713.4.2  使用Keras内置的VGG-16网络模块  723.4.3  为特征提取回收内置深度学习模型  733.4.4  用于迁移学习的极深inception-v3网络  743.5  小结  76第4章  生成对抗网络和WaveNet  784.1  什么是生成对抗网络  78  生成对抗网络的一些应用  804.2  深度卷积生成对抗网络  824.3  用Keras adversarial生成MNIST数据  854.4  用Keras adversarial生成CIFAR数据  914.5  WaveNet—一个学习如何产生音频的生成模型  994.6  小结  108第5章  词嵌入  1095.1  分布式表示  1105.2  word2vec  1105.2.1  skip-gram word2vec模型  1115.2.2  CBOW word2vec模型  1145.2.3  从模型中提取word2vec向量  1165.2.4  使用word2vec的第三方实现  1175.3  探索GloVe  1215.4  使用预训练好的词向量  1225.4.1  从头开始学习词向量  1235.4.2  从word2vec中微调训练好的词向量  1275.4.3  从GloVe中微调训练好的词向量  1315.4.4  查找词向量  1325.5  小结  136第6章  循环神经网络—RNN  1376.1  SimpleRNN单元  138  用Keras实现SimpleRNN—生成文本  1396.2  RNN拓扑结构  1436.3  梯度消失和梯度爆炸  1456.4  长短期记忆网络—LSTM  146  用Keras实现LSTM—情感分析  1486.5  门控循环单元—GRU  153  用Keras实现GRU—词性标注  1546.6  双向RNN  1606.7  有状态RNN  161  用Keras实现有状态LSTM—电量消费预测  1616.8  其他RNN变体  1676.9  小结  167第7章  其他深度学习模型  1697.1  Keras函数API  1707.2  回归网络  172  Keras回归示例—预测空气中的苯含量  1727.3  无监督学习—自动编码器  176  Keras自动编码器示例—句向量  1787.4  构造深度网络  185  Keras示例—问答记忆网络  1857.5  自定义Keras  1927.5.1  Keras示例—使用lambda层  1937.5.2  Keras示例—自定义归一化层  1937.6  生成模型  1967.6.1  Keras示例—Deep Dreaming  1977.6.2  Keras示例—风格转换  2047.7  小结  208第8章  游戏中的AI  2108.1  强化学习  2118.1.1  优选化未来奖赏  2128.1.2  Q学习  2128.1.3  深度Q网络作为Q函数  2138.1.4  探索和利用的平衡  2148.1.5  经验回放，或经验值  2158.2  示例—用Keras深度Q网络实现捕捉游戏  2158.3  未来之路  2268.4  小结  228第9章  结束语  2299.1  Keras 2.0—新特性  2309.1.1  安装Keras 2.0  2309.1.2  API的变化  231