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Python深度学习:注意力机制、Transformer模型、生成式模型、目标检测算法、图神经网络等

已有 839 次阅读 2024-8-7 10:44 |个人分类:机器学习|系统分类:科研笔记

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第一章 注意力(Attention)机制详解 

1、注意力机制的背景和动机(为什么需要注意力机制?注意力机制的起源和发展)。

2、注意力机制的基本原理:什么是注意力机制?注意力机制的数学表达与基本公式、用机器翻译任务带你了解Attention机制、如何计算注意力权重?

3、注意力机制的主要类型:自注意力(Self-Attention)与多头注意力(Multi-Head Attention)、Soft Attention 与 Hard Attention、全局(Global)与局部(Local)注意力

4、注意力机制的优化与变体:稀疏注意力(Sparse Attention)、加权注意力(Weighted Attention)

5、注意力机制的可解释性与可视化技术:注意力权重的可视化(权重热图)

6、案例演示    

7、实操练习 

第二章 Transformer模型详解 

1、Transformer模型的提出背景(从RNN、LSTM到注意力机制的演进、Transformer模型的诞生背景及其在自然语言处理和计算视觉中的重要性)

2、Transformer模型拓扑结构(编码器、解码器、多头自注意力机制、前馈神经网络、层归一化和残差连接等)

2、Transformer模型工作原理(为什么Transformer模型需要位置信息?位置编码的计算方法?Transformer模型的损失函数?)

3、自然语言处理(NLP)领域的Transformer模型:BERT、GPT-1 / GPT-2 / GPT-3 / GPT-3.5 / GPT-4(模型的总体架构、输入和输出形式、预训练目标、预训练数据的选择和处理、词嵌入方法、GPT系列模型的改进与演化、……)。

4、计算视觉(CV)领域的Transformer模型:DETR / ViT / Swin Transformer(DERT:基于Transformer的检测头设计、双向匹配损失;ViT:图像如何被分割为固定大小的patches?如何将图像patches线性嵌入到向量中?Transformer在处理图像上的作用?Swin:窗口化自注意力机制、层次化的Transformer结构、如何利用位移窗口实现长范围的依赖?)

5、案例演示       

6、实操练习 

第三章 生成式模型详解 

1、变分自编码器VAE(自编码器的基本结构与工作原理、变分推断的基本概念及其与传统贝叶斯推断的区别、VAE的编码器和解码器结构及工作原理)。

2、生成式对抗网络GAN(GAN提出的背景和动机、GAN的拓扑结构和工作原理、生成器与判别器的角色、GAN的目标函数)。

3、扩散模型Diffusion Model(扩散模型的核心概念?如何使用随机过程模拟数据生成?扩散模型的工作原理)。

4、跨模态图像生成DALL.E(什么是跨模态学习?DALL.E模型的基本架构、模型训练过程)。

5、案例演示            

6、实操练习 

第四章 目标检测算法详解 

1、目标检测任务与图像分类识别任务的区别与联系。

2. 两阶段(Two-stage)目标检测算法:R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN(RCNN的工作原理、Fast R-CNN和Faster R-CNN的改进之处 )。

3. 一阶段(One-stage)目标检测算法:YOLO模型、SDD模型(拓扑结构及工作原理)。

4. 案例演示         

5、实操练习 

第五章 图神经网络详解 

  1. 图神经网络的背景和基础知识(什么是图神经网络?图神经网络的发展历程?为什么需要图神经网络?)

2. 图的基本概念和表示(图的基本组成:节点、边、属性;图的表示方法:邻接矩阵;图的类型:无向图、有向图、加权图)。

3. 图神经网络的工作原理(节点嵌入和特征传播、聚合邻居信息的方法、图神经网络的层次结构)。

4. 图卷积网络(GCN)的工作原理。5. 图神经网络的变种和扩展:图注意力网络(GAT)、图同构网络(GIN)、图自编码器、图生成网络。

6、案例演示       

7、实操练习 

第六章强化学习详解 

1、强化学习的基本概念和背景(什么是强化学习?强化学习与其他机器学习方法的区别?强化学习的应用领域有哪些?

2、Q-Learning(马尔可夫决策过程、Q-Learning的核心概念、什么是Q函数?Q-Learning的基本更新规则)。

3、深度Q网络(DQN)(为什么传统Q-Learning在高维或连续的状态空间中不再适用?如何使用神经网络代替Q表来估计Q值?目标网络的作用及如何提高DQN的稳定性?)

4、案例演示        

 5、实操练习 

第七章 物理信息神经网络(PINN)

1、 物理信息神经网络的背景(物理信息神经网络(PINNs)的概念及其在科学计算中的重要性、传统数值模拟方法与PINNs的比较)

2、 PINN工作原理:物理定律与方程的数学表达、如何将物理定律嵌入到神经网络模型中?PINN的架构

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