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深入理解AutoML和AutoDL-构建自动化机器学习与深度学习平台
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深入理解AutoML和AutoDL-构建自动化机器学习与深度学习平台

作者：王健宗瞿晓阳
出版社：机械工业出版社出版时间：2019-08-01
开本： 16开 页数： 348
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深入理解AutoML和AutoDL-构建自动化机器学习与深度学习平台 版权信息

  • ISBN：9787111634362
  • 条形码：9787111634362 ; 978-7-111-63436-2
  • 装帧：一般胶版纸
  • 册数：暂无
  • 重量：暂无
  • 所属分类：
    计算机/网络
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    人工智能

深入理解AutoML和AutoDL-构建自动化机器学习与深度学习平台 本书特色

这是一部从基础理论、核心原理、前沿算法等多个维度系统、全面讲解AutoML、AutoDL、AutoNAS和元学习的著作。
作者是资深的人工智能专家，大型金融集团科技公司深度学习平台和AutoML平台负责人。本书得到了IEEE Fellow/ACM杰出科学家/香港科技大学教授杨强教授、腾讯AI Lab副主任俞栋、美国佛罗里达大学教授李晓林等8位来自企业界、学术界和媒体界的资深专家的一致好评。它既能让新人理清AutoML的脉络，快速上手机器学习，又能让有经验的读者全面掌握AutoML的知识体系，工作变得更高效。
全书共14章，逻辑上分为四部分：
*部分（第1~2章） 人工智能基础
对人工智能、自动化人工智能的重要概念、发展历程及现状、适用场景、主要的工具和技术等做了全面的介绍，并引出了人工智能技术未来的发展方向——AutoML，这部分是阅读本书的基础。
第二部分（第3~6章） AutoML这是一部从基础理论、核心原理、前沿算法等多个维度系统、全面讲解AutoML、AutoDL、AutoNAS和元学习的著作。 作者是资深的人工智能专家，大型金融集团科技公司深度学习平台和AutoML平台负责人。本书得到了IEEE Fellow/ACM杰出科学家/香港科技大学教授杨强教授、腾讯AI Lab副主任俞栋、美国佛罗里达大学教授李晓林等8位来自企业界、学术界和媒体界的资深专家的一致好评。它既能让新人理清AutoML的脉络，快速上手机器学习，又能让有经验的读者全面掌握AutoML的知识体系，工作变得更高效。 全书共14章，逻辑上分为四部分： *部分（第1~2章） 人工智能基础 对人工智能、自动化人工智能的重要概念、发展历程及现状、适用场景、主要的工具和技术等做了全面的介绍，并引出了人工智能技术未来的发展方向——AutoML，这部分是阅读本书的基础。 第二部分（第3~6章） AutoML 主要讲解机器学习和自动化机器学习，核心是AutoML，包含自动化特征工程、自动化模型选择和自动化超参优化3个方面的内容。 第三部分（第7~13章） AutoDL 主要讲解深度学习和自动化深度学习，重点讲解了AutoDL的原理、基于强化学习的AutoDL、基于进化算法的AutoDL、AtuoDL的高阶知识、自动化模型压缩与加速，以及各种核心算法和前沿算法。 第四部分（第14章） 元学习 元学习是人工智能的理想目标，这部分对元学习的概念、流程和各种主流的学习方法都进行了详尽的介绍。

深入理解AutoML和AutoDL-构建自动化机器学习与深度学习平台 内容简介

（1）作者是资深的AI专家，在机器学习、AutoML、联邦学习、大数据、云计算等领域发表国际论文30余篇，发明专利200余项。 （2）作者是大型金融集团科技公司深度学习平台和AutoML平台负责人，美国佛罗里达大学人工智能博士后，中国人工智能开源软件发展联盟副理事长。 （4）本书得到了腾讯、阿里、字节跳动、微众银行、浙江大学、新智元等企业界、学术界、媒体界的8位资深专家联袂推荐。 （5）从基础理论、核心原理、前沿算法等多个维度全面解读AutoML、AutoDL和元学习

深入理解AutoML和AutoDL-构建自动化机器学习与深度学习平台 目录

目录 赞誉 前言 第1章　人工智能概述1 1.1　全面了解人工智能1 1.1.1　人工智能定义1 1.1.2　弱人工智能、强人工智能与超人工智能2 1.1.3　人工智能三大主义3 1.1.4　机器学习与深度学习4 1.2　人工智能发展历程5 1.3　深度学习的崛起之路7 1.3.1　人脸识别的起源7 1.3.2　自动驾驶的福音7 1.3.3　超越人类的AI智能体8 1.3.4　懂你的AI8 1.3.5　奔跑、飞行以及玩游戏的AI8 1.3.6　人人都可以创造属于自己的AI8 1.4　深度学习的发展9 1.4.1　计算机视觉9 1.4.2　自然语言处理10 1.4.3　语音识别11 1.5　下一代人工智能11 1.6　参考文献13 第2章　自动化人工智能14 2.1　AutoML概述14 2.1.1　什么是自动化14 2.1.2　AutoML的起源与发展15 2.2　AutoML的研究意义17 2.2.1　AutoML的研究动机17 2.2.2　AutoML的意义和作用18 2.3　现有AutoML平台产品21 2.3.1　谷歌Cloud AutoML21 2.3.2　百度EasyDL23 2.3.3　阿里云PAI24 2.3.4　探智立方DarwinML28 2.3.5　第四范式AI ProphetAutoML29 2.3.6　智易科技30 2.4　参考文献31 第3章　机器学习概述32 3.1　机器学习的发展32 3.1.1　“机器学习”名字的由来32 3.1.2　“机器学习”的前世今生33 3.1.3　“机器学习”的理论基础34 3.2　机器学习的实现方法36 3.2.1　分类问题36 3.2.2　回归问题38 3.2.3　聚类问题39 3.3　自动化机器学习40 3.3.1　机器学习面临的问题40 3.3.2　为什么会产生AutoML41 3.4　参考文献41 第4章　自动化特征工程43 4.1　特征工程43 4.1.1　什么是特征43 4.1.2　什么是特征工程44 4.2　特征工程处理方法45 4.2.1　特征选择45 4.2.2　数据预处理47 4.2.3　特征压缩48 4.3　手工特征工程存在的问题49 4.4　自动化特征工程50 4.4.1　什么是自动化特征工程50 4.4.2　机器学习和深度学习的特征工程51 4.5　自动化特征工程生成方法52 4.5.1　深度特征合成算法52 4.5.2　Featuretools自动特征提取52 4.5.3　基于时序数据的自动化特征工程56 4.6　自动化特征工程工具67 4.6.1　自动化特征工程系统67 4.6.2　自动化特征工程平台71 4.7　参考文献75 第5章　自动化模型选择76 5.1　模型选择76 5.2　自动化模型选择77 5.2.1　基于贝叶斯优化的自动化模型选择78 5.2.2　基于进化算法的自动化模型选择84 5.2.3　分布式自动化模型选择86 5.2.4　自动化模型选择的相关平台92 5.3　自动集成学习94 5.3.1　集成学习基础94 5.3.2　集成学习之结合策略97 5.3.3　自动化模型集成98 5.4　参考文献99 第6章　自动化超参优化101 6.1　概述101 6.1.1　问题定义103 6.1.2　搜索空间103 6.1.3　搜索策略103 6.1.4　评价预估104 6.1.5　经验迁移加速105 6.2　基本方法105 6.2.1　网格搜索105 6.2.2　随机搜索105 6.3　基于模型的序列超参优化106 6.3.1　代理模型的选择108 6.3.2　代理模型的更新108 6.3.3　新超参组的选择109 6.3.4　基于高斯过程回归的序列超参优化111 6.3.5　基于随机森林算法代理的序列超参优化112 6.3.6　基于TPE算法的序列超参优化114 6.3.7　SMBO的进阶技巧114 6.4　基于进化算法的自动化超参优化115 6.4.1　基于进化策略的自动化超参优化115 6.4.2　基于粒子群算法的自动化超参优化116 6.5　基于迁移学习的超参优化加速方法117 6.5.1　经验迁移机制117 6.5.2　经验迁移衰退机制117 6.5.3　经验迁移权重机制117 6.5.4　优化过程的试点机制118 6.6　参考文献118 第7章　深度学习基础120 7.1　深度学习简介120 7.1.1　什么是神经元120 7.1.2　人工神经网络的发展历程121 7.1.3　深度学习方法123 7.2　卷积神经网络简介123 7.2.1　卷积层123 7.2.2　池化层125 7.2.3　全连接层126 7.3　CNN经典模型126 7.3.1　LeNet126 7.3.2　AlexNet127 7.3.3　VGGNet128 7.3.4　GoogLeNet129 7.3.5　ResNet130 7.3.6　DenseNet131 7.4　循环神经网络132 7.4.1　基本循环神经模型132 7.4.2　LSTM模型133 7.4.3　GRU模型134 7.5　参考文献134 第8章　自动化深度学习概述136 8.1　深度学习vs自动化深度学习136 8.2　什么是NAS136 8.2.1　问题定义137 8.2.2　搜索策略139 8.2.3　加速方案140 8.3　NAS方法分类140 第9章　基于强化学习的AutoDL142 9.1　强化学习基础142 9.1.1　强化学习简介142 9.1.2　基本要素及问题定义144 9.1.3　发展历史144 9.1.4　基本方法146 9.2　两类基本模型147 9.2.1　TD经典算法148 9.2.2　DQN系列算法149 9.2.3　策略梯度算法152 9.3　强化学习之Actor-Critic系列154 9.3.1　Actor-Critic算法154 9.3.2　确定性策略梯度155 9.3.3　深度确定性策略梯度157 9.3.4　异步优势Actor-Critic算法158 9.3.5　近端策略优化160 9.3.6　分布式近端策略优化164 9.4　基于强化学习的自动搜索166 9.5　基本搜索方法166 9.5.1　基于层的搜索166 9.5.2　基于块的搜索169 9.5.3　基于连接的搜索171 9.6　进阶搜索方法173 9.6.1　逆强化学习173 9.6.2　图超网络174 9.6.3　蒙特卡洛树搜索175 9.6.4　知识提炼（教师网络）177 9.7　参考文献179 第10章　基于进化算法的AutoDL181 10.1　启发式算法181 10.1.1　随机搜索182 10.1.2　近邻搜索183 10.1.3　进化计算187 10.1.4　启发式算法的局限性189 10.2　初代进化算法190 10.2.1　基本术语190 10.2.2　基础算子191 10.2.3　遗传算法196 10.2.4　进化策略198 10.2.5　进化规划199 10.3　其他近代进化算法200 10.3.1　遗传编程算法簇200 10.3.2　群体算法—以PSO为例205 10.3.3　文化基因算法207 10.3.4　差分进化算法208 10.3.5　分布估计算法208 10.4　进化神经网络209 10.4.1　简介209 10.4.2　神经网络编码方式210 10.4.3　竞争约定211 10.4.4　网络结构的创新性212 10.4.5　NAS之进化算法212 10.5　细粒度的神经进化（NEAT算法）213 10.5.1　基因编码214 10.5.2　基因的可追溯性216 10.5.3　通过物种形成保护创新结构216 10.6　粗粒度的神经进化（CoDeep-NEAT算法）218 10.6.1　DeepNEAT算法218 10.6.2　CoDeepNEAT算法219 10.7　block-level的进化220 10.7.1　Genetic CNN算法220 10.7.2　CGP-CNN方法222 10.8　基于node-level的网络架构进化224 10.8.1　思想简介224 10.8.2　基本算法设计225 10.8.3　信息复用与加速226 10.9　基于NAS搜索空间的网络架构进化227 10.9.1　思想简介227 10.9.2　基本算法设计227 10.9.3　信息复用与加速228 10.10　基于层次拓扑表示的网络进化方法228 10.10.1　思想简介228 10.10.2　分级表示229 10.10.3　随机的层次分级进化230 10.11　参考文献230 第11章　AutoDL高阶233 11.1　搜索加速之权值共享法233 11.1.1　ENAS233 11.1.2　基于稀疏优化的NAS235 11.2　基于one-shot模型的架构搜索236 11.2.1　超网络的应用236 11.2.2　基于one-shot的搜索237 11.2.3　实例级架构搜索238 11.2.4　单路径超网络240 11.3　搜索加速之代理评估模型241 11.3.1　代理模型241 11.3.2　PNAS中的LSTM代理242 11.4　基于网络态射法的神经架构搜索244 11.4.1　网络态射的提出244 11.4.2　什么是网络态射244 11.4.3　网络态射 迂回爬山法246 11.5　可微分神经架构搜索247 11.5.1　可微分神经架构搜索的来源247 11.5.2　可微分神经架构搜索的方法248 11.6　参考文献250 第12章　垂直领域的AutoDL252 12.1　AutoCV252 12.1.1　Auto-DeepLab（图像语义分割）252 12.1.2　随机连线神经网络257 12.2　AutoVoice261 12.2.1　关键词定位问题定义261 12.2.2　随机自适应架构搜索原理262 12.2.3　SANAS模型262 12.3　AutoNLP263 12.3.1　什么是自注意力机制263 12.3.2　初识Transformer模型265 12.3.3　Evolved Transformer结构266 12.4　参考文献270 第13章　自动化模型压缩与加速271 13.1　从生物角度看模型压缩的重要性271 13.1.1　人脑神经元的修剪271 13.1.2　大脑的冗余性272 13.1.3　修剪的意义273 13.2　模型压缩发展概述274 13.3　入门级方法：量化技术275 13.3.1　量化技术275 13.3.2　二值化网络276 13.3.3　TensorRT277 13.4　初级方法：修剪法278 13.4.1　修剪法278 13.4.2　修剪与修复279 13.5　中级方法：稀疏化技术281 13.5.1　正则化281 13.5.2　知识精炼281 13.5.3　张量分解281 13.6　高级方法：轻量级模型设计284 13.6.1　简化卷积操作284 13.6.2　深度可分离卷积285 13.6.3　改进的Inception287 13.7　自动化模型压缩技术289 13.7.1　AMC算法289 13.7.2　PocketFlow框架291 13.8　基于AutoDL的轻量级模型292 13.8.1　问题定义292 13.8.2　帕累托*优问题293 13.8.3　进化算法的应用294 13.8.4　强化学习的应用296 13.8.5　可微分架构搜索298 13.9　参考文献300 第14章　元学习302 14.1　什么是元学习302 14.1.1　基本介绍302 14.1.2　经典案例303 14.1.3　深入了解元学习304 14.1.4　元学习应用的发展306 14.2　元学习的通用流程306 14.2.1　基本定义306 14.2.2　流程框架306 14.3　从模型评估中学习307 14.3.1　任务无关推荐308 14.3.2　参数空间设计308 14.3.3　参数转换309 14.3.4　学习曲线310 14.4　从任务属性中学习310 14.4.1　元特征310 14.4.2　学习元特征311 14.4.3　相似任务的热启动优化311 14.4.4　元模型311 14.4.5　管道合成312 14.4.6　是否调整312 14.5　从先前模型中学习312 14.5.1　迁移学习313 14.5.2　神经网络中的元学习313 14.5.3　小样本学习314 14.5.4　监督学习之外的方法315 14.6　基于模型的方法316 14.6.1　记忆增强神经网络316 14.6.2　元网络317 14.6.3　模型无关的元学习方法317 14.6.4　利用注意力机制的方法319 14.6.5　基于时间卷积的方法320 14.6.6　基于损失预测的方法321 14.6.7　元强化学习321 14.7　基于度量的方法322 14.7.1　Siamese网络322 14.7.2　匹配网络324 14.7.3　关系网络324 14.7.4　原型网络325 14.8　基于优化的方法326 14.8.1　基于LSTM网络的元学习者326 14.8.2　未知模型的元学习326 14.8.3　Reptile：可扩展元学习方法327 14.8.4　基于梯度预测的方法327 14.9　参考文献329 结束语332
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深入理解AutoML和AutoDL-构建自动化机器学习与深度学习平台 相关资料

自动化机器学习是未来人工智能的一个重要发展方向，值得我们关注和学习。本书作者王健宗博士是机器学习方面的资深研究者和实践者，在本书中，他不仅讲解了AutoML的基础理论知识，还详细分析了近几年AutoDL方面*前沿的算法和技术，提供了很好的方法与思路参考。想要系统研究AutoML并把握其*技术趋势的读者，本书不容错过。 —杨强　IEEE Fellow/IAPR Fellow/AAAS Fellow/ACM杰出科学家/ 微众银行首席人工智能官/香港科技大学计算机与工程系教授 人工智能技术将会重塑很多行业，而人工智能的自动化将极大地加速这一进程。本书作者王健宗博士是人工智能领域的知名专家，兼具深厚的理论功底和丰富的实践经验，一直致力于让AI无处不在。他的这本专著深入浅出地总结了人工智能自动化的基本理论、框架和技术，对研究和应用人工智能自动化的专业人士和初学者来说都是一本不可多得的参考书。 —俞栋　腾讯AI Lab副主任/西雅图人工智能实验室负责人 AutoML可以使机器学习的调参建模流程实现自动化，大大降低机器学习的门槛，让用户在没有丰富机器学习经验的情况下也能开发机器学习模型，大大缩短创建模型的时间。王健宗博士的这本书不仅非常系统、深入地讲解了AutoML和AutoDL的理论知识和核心技术，而且给出了具体的工程实践方法。对于想学习AutoML和AutoDL技术或搭建自动化机器学习平台的读者来讲，本书有很大的参考价值。 —李晓林　美国佛罗里达大学教授/ 同盾科技副总裁兼人工智能研究院院长 自动化机器学习探索一种“学习的学习”模式，既是国际学术界热点研究问题，也是工业界急需的核心技术。本书是国内*AI专家王健宗博士在实践中摸索出的自动化机器学习理论、方法与系统框架，具有极高的学术和应用价值。 —陈为　教授/博导/浙江大学计算机学院副院长 AutoML在机器学习的发展过程中一直是研究者的梦想，让模型的超参数甚至模型结构本身就可以通过学习过程自动探索到*解。王健宗等著的这本AutoML专著涵盖自动化特征工程、自动化超参优化，以及神经网络架构搜索等前沿技术方法。从理论和实践双重维度，对自动化机器学习做了全面介绍，对工程实践也有很好的指导意义。 —李磊　字节跳动人工智能实验室总监 AutoML的概念于2012年由学术界提出，当时的目的是解决编程时人工调校参数的问题。在谷歌、微软等公司的大力推动下，目前AutoML的研究越来越深入，应用越来越广泛。AutoML可以帮助选择模型并选择超参数，成为机器学习和AI自动化和平民化的重要方向。王博士的这本书填补了AutoML中文图书的空白，从理论与实践的双重维度，对AutoML和AutoDL的入门知识和进阶知识做了全面介绍，值得一读！ —陈继东　蚂蚁金服ZOLOZ全球可信身份平台负责人/资深数据专家 AutoML是当前AI领域的前沿方向之一，由谷歌等巨头引领，让深度学习的使用更趋自动化、民主化，是降低机器学习门槛的一大利器。王健宗博士查阅并解读了近百篇论文，详尽介绍了*前沿的AutoML算法和技术，本书堪称打开AutoML和AutoDL深入学习之门的神奇钥匙。 —杨静　新智元创始人兼CEO 如今，自动化机器学习技术已经风靡全球。模型选择、特征工程、调参等工作自动化之后，普通民众学习AI以及专业人士运用AI的效率得到了极大提升。王博士既是奋斗在科研一线的AI专家，又是大型金融集团科技公司的AI项目负责人，理论与实践能力均炉火纯青，写这本书再适合不过。相信很多人能从本书中受益。 —周磊（July）　七月在线创始人兼CEO

深入理解AutoML和AutoDL-构建自动化机器学习与深度学习平台 作者简介

王健宗 大型金融集团科技公司深度学习平台和AutoML平台负责人，中国人工智能开源软件发展联盟副理事长，美国佛罗里达大学人工智能博士后，曾任美国莱斯大学电子与计算机工程系研究员，专注于联邦学习和人工智能在金融、保险、投资、银行和医疗等领域的研发工作，发表联邦学习、深度学习、云计算和大数据等领域国际论文30余篇，以及发明专利200余项。多届国内知名大数据、人工智能、金融科技和联邦学习会议/论坛主席和出品人。 瞿晓阳 华中科技大学计算机系统结构博士，美国中佛罗里达大学访问学者，大型金融集团科技公司资深算法工程师，一直从事机器学习、大数据、体系结构方面的研究工作，在AutoML平台、面向AI的云原生架构、高性能计算、高效能存储系统等方面经验丰富。近几年，在国际顶级会议和顶级期刊发表过多篇文章，担任过多个国际顶级期刊的评委。

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