深度学习及其在目标和行为识别中的新进展

深度学习是机器学习中的一个新的研究领域。通过深度学习的方法构建深度网络来抽取特征是目前目标和行为识别中得到关注的研究方向。为引起更多计算机视觉领域研究者对深度学习进行探索和讨论，并推动目标和行为识别的研究，本文对深度学习及其在目标和行为识别中的新进展给予了概述。本文先介绍深度学习领域研究的基本状况、主要概念和原理；然后介绍近期利用深度学习在目标和行为识别应用中的一些新进展；最后阐述了深度学习与神经网络之间的关系，深度学习的优缺点，以及目前深度学习理论需要解决的主要问题。这对拟将深度学习应用于目标和行为识别的研究人员应有所帮助。  

深度学习研究综述

深度学习是一类新兴的多层神经网络学习算法,因其缓解了传统训练算法的局部最小性,引起机器学习领域的广泛关注。首先论述了深度学习兴起渊源,分析了算法的优越性,并介绍了主流学习算法及应用现状,最后总结了当前存在的问题及发展方向。  

图像理解中的卷积神经网络

近年来，卷积神经网络（Convolutional neural networks，CNN）已在图像理解领域得到了广泛的应用，引起了研究者的关注. 特别是随着大规模图像数据的产生以及计算机硬件（特别是GPU）的飞速发展，卷积神经网络以及其改进方法在图像理解中取得了突破性的成果，引发了研究的热潮. 本文综述了卷积神经网络在图像理解中的研究进展与典型应用. 首先，阐述卷积神经网络的基础理论;然后，阐述其在图像理解的具体方面，如图像分类与物体检测、人脸识别和场景的语义分割等的研究进展与应用.  

大数据系统和分析技术综述

首先根据处理形式的不同,介绍了不同形式数据的特征和各自的典型应用场景以及相应的代表性处理系统,总结了大数据处理系统的三大发展趋势;随后,对系统支撑下的大数据分析技术和应用(包括深度学习、知识计算、社会计算与可视化等)进行了简要综述,总结了各种技术在大数据分析理解过程中的关键作用;最后梳理了大数据处理和分析面临的数据复杂性、计算复杂性和系统复杂性挑战,并逐一提出了可能的应对之策.  

深度学习的昨天、今天和明天

机器学习是人工智能领域的一个重要学科.自从20世纪80年代以来,机器学习在算法、理论和应用等方面都获得巨大成功.2006年以来,机器学习领域中一个叫“深度学习”的课题开始受到学术界广泛关注,到今天已经成为互联网大数据和人工智能的一个热潮.深度学习通过建立类似于人脑的分层模型结构,对输入数据逐级提取从底层到高层的特征,从而能很好地建立从底层信号到高层语义的映射关系.近年来,谷歌、微软、IBM、百度等拥有大数据的高科技公司相继投入大量资源进行深度学习技术研发,在语音、图像、自然语言、在线广告等领域取得显著进展.从对实际应用的贡献来说,深度学习可能是机器学习领域最近这十年来最成功的研究方向.将对深度学习发展的过去和现在做一个全景式的介绍,并讨论深度学习所面临的挑战,以及将来的可能方向.  

基于DBN模型的遥感图像分类

遥感图像分类是地理信息系统(geographic information system,GIS)的关键技术,对城市规划与管理起到十分重要的作用.近年来,深度学习成为机器学习领域的一个新兴研究方向.深度学习采用模拟人脑多层结构的方式,对数据从低层到高层渐进地进行特征提取,从而发掘数据在时间与空间上的规律,进而提高分类的准确性.深度信念网络(deep belief network,DBN)是一种得到广泛研究与应用的深度学习模型,它结合了无监督学习和有监督学习的优点,对高维数据具有较好的分类能力.提出一种基于DBN模型的遥感图像分类方法,并利用RADARSAT-2卫星6d的极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像进行了验证.实验表明,与支持向量机(SVM)及传统的神经网络(NN)方法相比,基于DBN模型的方法可以取得更好的分类效果.  

深度学习研究进展

深度学习(Deep Learning)是一个近几年备受关注的研究领域,在机器学习中起着重要的作用.如果说浅层学习是机器学习的一次浪潮,那么深度学习作为机器学习的一个新领域,将掀起机器学习的又一次浪潮.深度学习通过建立、模拟人脑的分层结构来实现对外部输入的数据进行从低级到高级的特征提取,从而能够解释外部数据.首先介绍了深度学习的由来,分析了浅层学习存在的弊端;其次列举了深度学习的经典方法,主要以监督学习和无监督学习来展开介绍;然后对深度学习的最新研究进展及其应用进行了综述;最后总结了深度学习发展所面临的问题.  

深度卷积神经网络在计算机视觉中的应用研究综述

随着大数据时代的到来，含更多 隐含层的深度卷积神经网络(Convolutional neural networks, CNNs)具有更复杂的网络结构，与传统机器学习方法相比具有更强大的特征学习和特征表达能力。使用深度学习算法训练的卷积神经网络模型自提出以来在计算机视觉领域的多个大规模识别任务上取得了令人瞩目的 成绩。本文首先简要介绍深度学习和卷积神经网络的兴起与展，概述卷积神经网络的基本模型结构、卷积特征提取和池化操作。然后综述了基于深度学习的卷积神经网络模型在图像分类、物体检测、姿态估计、图像分割和人脸识别等多个计算机视觉应用领域中的研究现状 和发展趋势，主要从典型的网络结构的构建、训练方法和性能表现3个方面进行介绍。最后对目前研究中存在的一些问题进行简要的总结和讨论，并展望未来发展的新方向。  

基于改进的多层降噪自编码算法临床分类诊断研究

针对临床分类诊断中普遍存在的样本不均衡、错分代价不同、大量无标签样本和测量误差等特点，引入了机器学习中较新的研究成果———多层降噪自编码（stacked denoising autoencoders，SDA）神经网络，并与欠采样局部更新的元代价（metacost）算法相结合，对 SDA 神经网络进行了改进，使组合模型具有代价敏感、降低不均衡性、有效利用无标签样本、抗噪声的特性。实验中将改进的 SDA 神经网络与 SOFTMAX 回归、反向传播（back propagation，BP）神经网络、支持向量机（support vector machine，SVM）、传统多层自编码（stacked autoencoders， SAE）神经网络，以及传统 SDA 神经网络等作了比较。实验结果表明，改进的 SDA 神经网络的准确率、ROC 曲线下面积等均优于其他模型，提高了分类模型的辅助诊断性能。  

基于自编码算法的深度学习综述

深度学习是机器学习的一个分支，开创了神经网络发展的新纪元.自编码算法作为深度学习结构的重要组成部分，在无监督学习及非线性特征提取过程中起到了至关重要的作用.首先介绍自编码算法的基本概念及原理，然后介绍基于自编码算法的改进算法，最后列举了自编码算法在若干领域应用的知名案例和发展趋势.