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E-Book

Deep Learning Kochbuch

Praxisrezepte für einen schnellen Einstieg

AutorDouwe Osinga
VerlagO'Reilly Verlag
Erscheinungsjahr2019
ReiheAnimals 
Seitenanzahl262 Seiten
ISBN9783960102649
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis27,99 EUR
Lassen Sie sich von Deep Learning nicht abschrecken! Dank Frameworks wie Keras und TensorFlow ist der schnelle Einstieg in die Entwicklung von Deep-Learning-Anwendungen nun auch für Softwareentwickler ohne umfassende Machine-Learning-Kenntnisse möglich. Mit den Rezepten aus diesem Buch lernen Sie, typische Aufgabenstellungen des Deep Learning zu lösen, wie etwa die Klassifizierung und Generierung von Texten, Bildern und Musik. Jedes Kapitel behandelt ein Projekt, wie z.B. das Trainieren eines Empfehlungssystems für Musik. Schritt für Schritt wird gezeigt, wie das jeweilige Projekt umgesetzt wird. Darüber hinaus beschreibt der Autor Douwe Osinga zahlreiche Techniken, die Ihnen helfen, wenn Sie einmal nicht mehr weiterwissen. Alle Codebeispiele sind in Python geschrieben und auf GitHub als Python-Notebooks frei verfügbar. Aus dem Inhalt: - Entwickeln Sie Deep-Learning-Anwendungen, die Nutzern einen echten Mehrwert bieten - Berechnen Sie Ähnlichkeiten von Texten mithilfe von Word-Embeddings - Erstellen Sie ein Empfehlungssystem für Filme basierend auf Wikipedia-Links - Visualisieren Sie die internen Vorgänge einer künstlichen Intelligenz, um nachvollziehen zu können, wie diese arbeitet - Entwickeln Sie ein Modell, das passende Emojis für Textpassagen vorschlägt - Realisieren Sie einen Reverse-Image-Search-Dienst mithilfe von vortrainierten Netzwerken - Vergleichen Sie, wie Generative Adversarial Networks, Autoencoder und LSTM-Netzwerke Icons erzeugen - Trainieren Sie ein Klassifikationsmodell für Musikstile und lassen Sie es Musikstücke dementsprechend zuordnen

Douwe Osinga ist ein erfahrener Softwareentwickler, früher bei Google, Globetrotter und Gründer von drei Startups. Auf seiner beliebten Website für Software-Projekte beschäftigt er sich neben anderen spannenden Themen auch mit dem Machine Learning: douweosinga.com/projects

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Inhalt5
Vorwort9
Kapitel 1: Werkzeuge und Techniken17
1.1 Arten neuronaler Netze17
1.2 Datenbeschaffung28
1.3 Vorverarbeitung von Daten35
Kapitel 2: Fehlerbehebung43
2.1 Probleme bemerken43
2.2 Laufzeitfehler beheben44
2.3 Zwischenergebnisse überprüfen47
2.4 Wählen der richtigen Aktivierungsfunktion (für die letzte Schicht)48
2.5 Regularisierung und Drop-out49
2.6 Netzwerkstruktur, Batch-Größe und Lernrate51
Kapitel 3: Die Ähnlichkeit von Texten mithilfe von Worteinbettungen berechnen53
3.1 Wortähnlichkeiten mithilfe vortrainierter Worteinbettungen finden54
3.2 Word2vec-Mathematik56
3.3 Worteinbettungen visualisieren58
3.4 Objektklassen in Einbettungen finden60
3.5 Semantische Abstände innerhalb einer Klasse berechnen63
3.6 Länderdaten auf einer Landkarte visualisieren65
Kapitel 4: Ein Empfehlungssystem anhand ausgehender Wikipedia-Links erstellen67
4.1 Sammeln der Daten67
4.2 Trainieren von Filmeinbettungen71
4.3 Ein Filmempfehlungssystem erstellen74
4.4 Vorhersagen einfacher Filmmerkmale75
Kapitel 5: Text im Stil eines Beispieltexts generieren79
5.1 Den Text von gemeinfreien Büchern beschaffen79
5.2 Texte im Stil von Shakespeare generieren80
5.3 Code mit RNNs erzeugen84
5.4 Steuerung der Temperatur des Outputs86
5.5 Visualisierung der Aktivierungen eines rekurrenten Netzwerks88
Kapitel 6: Übereinstimmende Fragen91
6.1 Daten aus Stack Exchange beschaffen91
6.2 Erkundung der Daten mit Pandas93
6.3 Textkodierung in Keras94
6.4 Ein Frage-Antwort-Modell entwickeln95
6.5 Training eines Modells mit Pandas97
6.6 Überprüfung von Gemeinsamkeiten98
Kapitel 7: Emojis vorschlagen101
7.1 Einen einfachen Stimmungsklassifikator entwickeln101
7.2 Inspizieren eines einfachen Klassifikators104
7.3 Ein Konvolutionsnetz zur Stimmungsanalyse verwenden105
7.4 Twitter-Daten sammeln108
7.5 Ein simples Vorhersagemodell für Emojis109
7.6 Drop-out und variierende Fenstergröße111
7.7 Ein wortbasiertes Modell erstellen112
7.8 Eigene Einbettungen erzeugen114
7.9 Ein rekurrentes neuronales Netzwerk zur Klassifikation verwenden116
7.10 Übereinstimmung visualisieren118
7.11 Modelle miteinander kombinieren120
Kapitel 8: Sequenz-zu-Sequenz-Mapping123
8.1 Trainieren eines einfachen Sequenz-zu-Sequenz-Modells123
8.2 Dialoge aus Texten extrahieren125
8.3 Einen frei verfügbaren Wortschatz handhaben127
8.4 Einen seq2seq-Chatbot trainieren128
Kapitel 9: Ein vortrainiertes Netzwerk zur Bilderkennung verwenden133
9.1 Ein vortrainiertes Netzwerk laden133
9.2 Vorverarbeitung der Bilder134
9.3 Vorhersagen des Bildinhalts (Inferenz)136
9.4 Einen gelabelten Bilddatensatz mit der Flickr-API sammeln137
9.5 Einen Hund-Katze-Klassifikator erstellen138
9.6 Suchergebnisse verbessern140
9.7 Trainieren vortrainierter Netzwerke zur Bilderkennung142
Kapitel 10: Eine Reverse-Image-Suchmaschine erstellen145
10.1 Zugriff auf Bilder von Wikipedia145
10.2 Projektion von Bildern in einen N-dimensionalen Raum148
10.3 Nächste Nachbarn in hochdimensionalen Räumen finden149
10.4 Lokale Nachbarschaften in Einbettungen erkunden150
Kapitel 11: Mehrere Bildinhalte erkennen153
11.1 Erkennen mehrerer Bildinhalte mithilfe eines vortrainierten Klassifikators153
11.2 Bilderkennung mithilfe eines Faster RCNN157
11.3 Eigene Bilder in einem Faster RCNN verwenden160
Kapitel 12: Mit Bildstilen arbeiten163
12.1 Aktivierungen eines CNN visualisieren164
12.2 Oktaven und Vergrößerung167
12.3 Veranschaulichen, was ein neuronales Netzwerk in etwa wahrnimmt169
12.4 Den Stil eines Bilds erfassen172
12.5 Verbessern der Verlustfunktion zur Erhöhung der Bildkohärenz175
12.6 Einen Stil auf ein anderes Bild übertragen177
12.7 Stilinterpolation178
Kapitel 13: Bilder mit Autoencodern erzeugen181
13.1 Zeichnungen aus Google Quick Draw importieren182
13.2 Einen Autoencoder für Bilder erstellen183
13.3 Visualisierung der Ergebnisse von Autoencodern186
13.4 Sampling von Bildern aus einer korrekten Verteilung187
13.5 Den latenten Raum eines Variational Autoencoders visualisieren191
13.6 Conditional Variational Autoencoder192
Kapitel 14: Piktogramme mithilfe von neuronalen Netzwerken erzeugen197
14.1 Piktogramme zum Trainieren beschaffen198
14.2 Piktogramme in eine Tensor-Darstellung umwandeln200
14.3 Piktogramme mithilfe eines Variational Autoencoders erzeugen201
14.4 Datenanreicherung zur Verbesserung der Leistung des Autoencoders204
14.5 Ein Generative Adversarial Network aufbauen205
14.6 Generative Adversarial Networks trainieren207
14.7 Mit einem GAN erzeugte Piktogramme anzeigen209
14.8 Piktogramme als Zeichenanleitung kodieren211
14.9 Trainieren eines RNN zum Zeichnen von Piktogrammen212
14.10 Piktogramme mithilfe eines RNN erzeugen213
Kapitel 15: Musik und Deep Learning217
15.1 Einen Trainingsdatensatz zur Musikklassifikation erstellen218
15.2 Einen Musikgenre-Detektor trainieren220
15.3 Visualisierung von Klassifikationsirrtümern222
15.4 Indexierung vorhandener Musik224
15.5 Die Spotify-API einrichten226
15.6 Playlisten und Musikstücke von Spotify sammeln227
15.7 Ein Musikempfehlungssystem trainieren230
15.8 Musikstücke empfehlen mithilfe eines Word2vec-Modells231
Kapitel 16: Machine-Learning-Systeme in Produktion bringen235
16.1 Ein Nächste-Nachbarn-Klassifikationsmodell für Einbettungen mit scikit-learn verwenden236
16.2 Postgres zum Speichern von Einbettungen verwenden237
16.3 Einpflegen und Abfragen von in Postgres gespeicherten Einbettungen238
16.4 Hochdimensionale Modelle in Postgres speichern239
16.5 Microservices in Python erstellen241
16.6 Keras-Modelle als Microservice bereitstellen242
16.7 Einen Microservice aus einem Web-Framework aufrufen243
16.8 seq2seq-Modelle in TensorFlow244
16.9 Deep-Learning-Modelle im Browser ausführen246
16.10 Ein Keras-Modell mit TensorFlow Serving ausführen248
16.11 Ein Keras-Modell unter iOS verwenden251
Index253
Über den Autor261
Über die Übersetzer261
Kolophon261

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