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第688章 手寫識別mnist的原理,用童話故事講解

類別︰都市言情 作者︰翟曉鷹 本章︰第688章 手寫識別mnist的原理,用童話故事講解

    <nist 數據集的概念用一個 童話故事的方式講解,用形象生動的比喻來解釋其中的核心內容。

    ?<nist 的童話

    從前,在一個叫做數據大陸的神奇世界里,有一座繁華而神秘的國家——數字王國。這個王國里住著 10 位可愛的數字小精靈,他們分別叫做︰零、壹、貳、參、肆、伍、陸、柒、捌、玖。

    這些數字精靈每天的任務,就是到人類世界去旅行。他們最喜歡的地方,就是那些上學的小朋友們的練習本,因為那上面滿是手寫的數字。這些孩子寫下來的數字,就是數字精靈在人類世界的“化身”。

    不過,問題來了——

    有些孩子寫得工整,有些卻歪歪扭扭;有的寫得像蚯蚓打結,有的像畫了個圈圈叉叉。結果,數字精靈常常被搞得頭昏眼花,他們自己也搞不清誰是誰了。

    于是,數字王國向一個古老的魔法組織——機器學習師聯盟發出了求助信。

    ?

    一、本子與魔法書︰圖像數據的秘密

    在機器學習師聯盟里,有一位偉大的魔法師,名叫萊卡恩yann ecun)。他和他的助手們花了好幾年時間,終于收集了一本神奇的魔法書,叫做︰<nist圖像魔法書》

    這本書里,一共收錄了 七萬幅手寫數字的畫像,每一幅都是從孩子們的練習本上小心翼翼地摘抄下來的。

    這本書有兩個章節︰

    ? 第一章︰訓練篇60,000頁)

    ? 第二章︰測試篇10,000頁)

    每一頁上都畫著一張數字小精靈在人類世界的模樣——比如“壹”有時候高高瘦瘦,有時候圓頭圓腦,“肆”有時候像個小帳篷,“捌”有時候像雪人……他們的樣子千變萬化。

    這些畫像都是灰色的,就像鉛筆畫的那樣,不是黑就是白,而是各種深淺的灰度值,每一張畫都被切成 28x28 的小格子,一共 784 個點,每個點上有一個數字,表示那里的顏色深淺0是白,255是黑)。

    你可以想象成一張拼圖,每個小塊都是顏色的拼圖塊,拼在一起,就能看到數字的樣子。

    ?

    二、數字識別學校︰分類的故事

    為了幫助數字王國分辨不同的數字化身,機器學習師們創辦了一所學校,叫做︰

    數字識別學校digit cassifier acadey)

    在這所學校里,有一群聰明的機器人學生,他們從來沒有見過“手寫數字”,但他們擅長從數據中學習。

    這群機器人剛開始什麼都不懂。他們面對一幅幅“數字畫像”,根本不知道這是“壹”還是“肆”。于是老師給他們看第一章的圖像,並告訴他們答案︰

    “看,這幅畫是‘參’,這幅是‘柒’。”

    老師每天都讓機器人們看幾千張畫,一邊看一邊記住︰“哦,原來這個形狀,像參;那個形狀,是玖。”

    有的機器人擅長記形狀,他們用的是k鄰近算法魔法;有的擅長畫邊框,用的是支持向量機法術;還有的機器人更厲害,他們會使用一種叫做神經網絡的深層記憶魔法。

    其中最厲害的機器人叫做 小卷,他掌握了一種神奇的魔法,叫做︰

    卷積神經網絡nvoutiona neura ork,簡稱n)

    ?

    三、小卷的神奇魔法︰卷積神經網絡

    小卷的魔法非常特別。

    他不像其他機器人那樣死記硬背整張圖像,而是使用一塊“魔法窗口”卷積核),從左到右、從上到下滑動圖像。他可以發現一些關鍵線條,比如︰

    ? 橫線像“壹”的帽子)

    ? 豎線像“參”的脊梁)

    ? 圓圈像“捌”的肚子)

    每一個圖像,經過小卷的魔法處理後,都會被提煉成一些關鍵特征,就像我們看人不是記住所有像素,而是記住“高個子、有眼鏡、卷頭發”這樣的信息。

    接著,小卷還會用池化池來“洗去噪聲”,只保留最關鍵的信息,讓圖像變得更清晰。

    最後,他將這些線索送到自己的“神經魔法書”全連接層)里,判斷出最可能的數字是哪一個。

    結果,他的識別準確率竟然高達 99!

    數字王國驚呆了。

    ?

    四、數字王國的回禮

    數字國王非常高興。他宣布︰<nist 魔法書,訓練每一個新來的識字機器人!”<nist 成為了機器人學習圖像識別的啟蒙教材,就像小學生學拼音、識字一樣。

    從那以後,機器人們可以幫人類自動讀取郵政編碼、識別銀行支票、甚至開發更多 ai 應用。nist 成為了整個機器學習世界里的“第一本教科書”。<nist 的傳承與新篇章<nist 很神奇,但它畢竟只是一套兒童讀物。機器人們長大後,要面對的圖像世界可復雜多了——彩色的、高清的、三維的、動態的……<nist》服裝版)、《enist》擴展版)、《cifar》彩色圖像集)……機器人們閱讀的書也越來越高級。

    但無論將來他們多麼強大,他們都不會忘記第一本啟蒙圖冊︰<nist圖像魔法書》。

    ?<nist 數據集幫助成千上萬的研究者入門圖像識別和深度學習。它的成功不僅在于數據質量好,還在于它承載著“從零開始”的理念——即便是簡單的像素圖像,也能訓練出復雜而強大的智能模型。

    就像童話里的數字王國,小小的畫紙上,藏著偉大的智慧。只要你願意學習,哪怕是最樸素的數據,也能開啟屬于你的 ai 魔法之路。

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