猎豹CEO傅盛：深度学习是什么？怎么理解它的重要性？

深度学习是什么？

作者：猎豹CEO傅盛
摘自：百度百家

人工智能，就好像第四次工业革命，正从学术界的私藏，转变为一种能够改变世界的力量。尤其，以深度学习取得的进步为显著标志。它让匍匐前进60年的人工智能一鸣惊人。我们正降落到一片新大陆。深度学习带来的这场重大技术革命，有可能颠覆过去20年互联网对技术的认知，实现技术体验的跨越式发展。

那么，深度学习到底是什么？怎么理解它的重要性？

我们先从概念和现象入手。我总结了一句话，学术上看未必严谨，但从我的理解角度看——深度学习是基于多层神经网络的，海量数据为输入的，规则自学习方法。

这里包含了几个关键词：

第一个关键词叫多层神经网络。

深度学习所基于的多层神经网络并非新鲜事物，甚至在80年代被认为没前途。但近年来，科学家们对多层神经网络的不断算法优化，使它出现了突破性的进展。以往很多算法是线性的。而这世界上大多数事情的特征是复杂非线性的。比如猫的图像中，就包含了颜色、形态、五官、光线等各种信息。深度学习的关键就是通过多层非线性映射将这些因素成功分开。

那为什么要深呢？多层神经网络比浅层的好处在哪儿呢？

简单说，就是可以减少参数。因为它重复利用中间层的计算单元。我们还是以认猫为例好了。它可以学习猫的分层特征：最底层从原始像素开始学习，刻画局部的边缘和纹；中层把各种边缘进行组合，描述不同类型的猫的器官；最高层描述的是整个猫的全局特征。它需要超强的计算能力，同时还不断有海量数据的输入。特别是在信息表示和特征设计方面，过去大量依赖人工，严重影响有效性和通用性。深度学习则彻底颠覆了“人造特征”的范式，开启了数据驱动的“表示学习”范式——由数据自提取特征，计算机自己发现规则，进行自学习。

你可以理解为——过去，人们对经验的利用，靠人类自己完成。在深度学习呢？经验，以数据形式存在。因此，深度学习，就是关于在计算机上从数据中产生模型的算法，即深度学习算法。

问题来了，几年前讲大数据，以及各种算法，与深度学习有什么区别呢？

过去的算法模式，数学上叫线性，x和y的关系是对应的，它是一种函数体现的映射。但这种算法在海量数据面前遇到了瓶颈。国际上著名的ImageNet图像分类大赛，用传统算法，识别错误率一直降不下去，上深度学习后，错误率大幅降低。在2010年，获胜的系统只能正确标记72%的图片；到2012年，多伦多大学的 Geoff Hinton利用深度学习的新技术，带领团队实现了85%的准确率。2015年的ImageNet竞赛上，一个深度学习系统以96%的准确率第一次超过了人类（人类平均有95%的准确率）。

计算机认图的能力，已经超过了人。尤其图像和语音等复杂应用，深度学习技术取得了优越的性能。为什么呢？其实就是思路的革新。

举几个脑洞大开的例子。

先说计算机认猫。我们通常能用很多属性描述一个事物。其中有些属性可能很关键，很有用，另一些属性可能没什么用。我们就将属性被称为特征。特征辨识，就是一个数据处理的过程。传统算法认猫，也是标注各种特征去认。就是大眼睛，有胡子，有花纹。但这种特征写着写着，有的猫和老虎就分不出来，狗和猫也分不出来。这种方法叫——人制定规则，机器学习这种规则。

深度学习方法怎么办呢？直接给你百万张图片，说这里有猫，再给你上百万张图，说这里没猫。然后再训练一个深度网络，通过深度学习自己去学猫的特征，计算机就知道了，谁是猫。