京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
本文来自CMU的博士,MIT的博士后,vision.ai的联合创始人Tomasz Malisiewicz的个人博客文章,阅读本文,你可以更好的理解计算机视觉是怎么一回事,同时对机器学习是如何随着时间缓慢发展的也有个直观的认识。
以下为正文:
本文我们来关注下三个非常相关的概念(深度学习、机器学习和模式识别),以及他们与2015年最热门的科技主题(机器人和人工智能)的联系。
图1 人工智能并非将人放入一台计算机中
环绕四周,你会发现不缺乏一些初创的高科技公司招聘机器学习专家的岗位。而其中只有一小部分需要深度学习专家。我敢打赌,大多数初创公司都可以从最基本的数据分析中获益。那如何才能发现未来的数据科学家?你需要学习他们的思考方式。
模式识别(Pattern recognition)、机器学习(machine learning)和深度学习(deep learning)代表三种不同的思想流派。模式识别是最古老的(作为一个术语而言,可以说是很过时的)。机器学习是最基础的(当下初创公司和研究实验室的热点领域之一)。而深度学习是非常崭新和有影响力的前沿领域,我们甚至不会去思考后深度学习时代。我们可以看下图所示的谷歌趋势图。可以看到:
1)机器学习就像是一个真正的冠军一样持续昂首而上;
2)模式识别一开始主要是作为机器学习的代名词;
3)模式识别正在慢慢没落和消亡;
4)深度学习是个崭新的和快速攀升的领域。
2004年至今三个概念的谷歌搜索指数
1. 模式识别:智能程序的诞生
模式识别是70年代和80年代非常流行的一个术语。它强调的是如何让一个计算机程序去做一些看起来很“智能”的事情,例如识别“3”这个数字。而且在融入了很多的智慧和直觉后,人们也的确构建了这样的一个程序。例如,区分“3”和“B”或者“3”和“8”。早在以前,大家也不会去关心你是怎么实现的,只要这个机器不是由人躲在盒子里面伪装的就好(图2)。不过,如果你的算法对图像应用了一些像滤波器、边缘检测和形态学处理等等高大上的技术后,模式识别社区肯定就会对它感兴趣。光学字符识别就是从这个社区诞生的。因此,把模式识别称为70年代,80年代和90年代初的“智能”信号处理是合适的。决策树、启发式和二次判别分析等全部诞生于这个时代。而且,在这个时代,模式识别也成为了计算机科学领域的小伙伴搞的东西,而不是电子工程。从这个时代诞生的模式识别领域最著名的书之一是由Duda & Hart执笔的“模式识别(Pattern Classification)”。对基础的研究者来说,仍然是一本不错的入门教材。不过对于里面的一些词汇就不要太纠结了,因为这本书已经有一定的年代了,词汇会有点过时。
图2 一个字符“3”的图像被划分为16个子块。
自定义规则、自定义决策,以及自定义“智能”程序在这个任务上,曾经都风靡一时
小测试:计算机视觉领域最著名的会议叫CVPR,这个PR就是模式识别。你能猜出第一届CVPR会议是哪年召开的吗?
2. 机器学习:从样本中学习的智能程序
在90年代初,人们开始意识到一种可以更有效地构建模式识别算法的方法,那就是用数据(可以通过廉价劳动力采集获得)去替换专家(具有很多图像方面知识的人)。因此,我们搜集大量的人脸和非人脸图像,再选择一个算法,然后冲着咖啡、晒着太阳,等着计算机完成对这些图像的学习。这就是机器学习的思想。“机器学习”强调的是,在给计算机程序(或者机器)输入一些数据后,它必须做一些事情,那就是学习这些数据,而这个学习的步骤是明确的。相信我,就算计算机完成学习要耗上一天的时间,也会比你邀请你的研究伙伴来到你家然后专门手工得为这个任务设计一些分类规则要好。
图3 典型的机器学习流程
在21世纪中期,机器学习成为了计算机科学领域一个重要的研究课题,计算机科学家们开始将这些想法应用到更大范围的问题上,不再限于识别字符、识别猫和狗或者识别图像中的某个目标等等这些问题。研究人员开始将机器学习应用到机器人(强化学习,操控,行动规划,抓取)、基因数据的分析和金融市场的预测中。另外,机器学习与图论的联姻也成就了一个新的课题—图模型。每一个机器人专家都“无奈地”成为了机器学习专家,同时,机器学习也迅速成为了众人渴望的必备技能之一。然而,“机器学习”这个概念对底层算法只字未提。我们已经看到凸优化、核方法、支持向量机和Boosting算法等都有各自辉煌的时期。再加上一些人工设计的特征,那在机器学习领域,我们就有了很多的方法,很多不同的思想流派,然而,对于一个新人来说,对特征和算法的选择依然一头雾水,没有清晰的指导原则。但,值得庆幸的是,这一切即将改变……
3. 深度学习:一统江湖的架构
快进到今天,我们看到的是一个夺人眼球的技术—深度学习。而在深度学习的模型中,受宠爱最多的就是被用在大规模图像识别任务中的卷积神经网络(Convolutional Neural Nets,CNN),简称ConvNets。
图4 ConvNet框架
深度学习强调的是你使用的模型(例如深度卷积多层神经网络),模型中的参数通过从数据中学习获得。然而,深度学习也带来了一些其他需要考虑的问题。因为你面对的是一个高维的模型(即庞大的网络),所以你需要大量的数据(大数据)和强大的运算能力(图形处理器,GPU)才能优化这个模型。卷积被广泛用于深度学习(尤其是计算机视觉应用中),而且它的架构往往都是非浅层的。
如果你要学习Deep Learning,那就得先复习下一些线性代数的基本知识,当然了,也得有编程基础。我强烈推荐Andrej Karpathy的博文:“ 神经网络的黑客指南 ”。另外,作为学习的开端,可以选择一个不用卷积操作的应用问题,然后自己实现基于CPU的反向传播算法。
对于深度学习,还存在很多没有解决的问题。既没有完整的关于深度学习有效性的理论,也没有任何一本能超越机器学习实战经验的指南或者书。另外,深度学习不是万能的,它有足够的理由能日益流行,但始终无法接管整个世界。不过,只要你不断增加你的机器学习技能,你的饭碗无忧。但也不要对深度框架过于崇拜,不要害怕对这些框架进行裁剪和调整,以得到和你的学习算法能协同工作的软件框架。未来的Linux内核也许会在Caffe(一个非常流行的深度学习框架)上运行,然而,伟大的产品总是需要伟大的愿景、领域的专业知识、市场的开发,和最重要的:人类的创造力。
1)大数据(Big-data):大数据是个丰富的概念,例如包含大量数据的存储,数据中隐含信息的挖掘等。对企业经营来说,大数据往往可以给出一些决策的建议。对机器学习算法而言,它与大数据的结合在早几年已经出现。研究人员甚至任何一个日常开发人员都可以接触到云计算、GPU、DevOps和PaaS等等这些服务。
2)人工智能(Artificial Intelligence):人工智能应该是一个最老的术语了,同时也是最含糊的。它在过去50年里经历了几度兴衰。当你遇到一个说自己是做人工智能的人,你可以有两种选择:要么摆个嘲笑的表情,要么抽出一张纸,记录下他所说的一切。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
数据敏感度不是天赋,也不是“看一眼数字就能发现问题”的直觉。对市场专员来说,它更接近一套可练习的工作习惯:看到投放ROI、 ...
2026-10-23市场营销专员转数据分析,不是从零重来。你已有的渠道投放、活动执行、线索跟进经验,本身就是分析工作的原料——缺的不是业务理 ...
2026-10-23先说结论:市场岗位并非必须考数据分析证书。招聘方更常看的是你能否把渠道效果、活动ROI、线索转化这些业务问题讲清楚,证书只 ...
2026-10-23市场分析师的职场知识提升,最怕两件事:一是把“学工具”当成学习本身,Excel、SQL、Python轮着学一遍,回到工作里还是不知道怎 ...
2026-10-23市场分析师的通用技能可以归为五块:业务与市场理解、调研与竞品分析、用户与渠道数据分析、指标与分析表达、工具操作。它们不是 ...
2026-10-23市场分析师的核心技能,可以先用一个框架回答:懂业务与市场、能取数与处理数据、会指标与分析方法、能把洞察讲清楚。这四块是共 ...
2026-10-23市场策划不是“会写文案、能办活动”这么简单。它本质上是一个用创意和资源撬动业务结果的岗位:先理解市场和人群,再形成方案, ...
2026-10-23社群运营不是“拉群、发通知、维护气氛”这么简单。它真正要对的结果是:用户进得来、留得住、愿意互动、最终产生转化或复购。因 ...
2026-10-23营销人的能力提升计划,最容易做成一张课程清单:报名几门课、读完几本书、考一个证,年底回头看,工作方式却没变。问题不在努力 ...
2026-10-23人力资源专员的职场价值,不由“做了多少事”决定,而由“解决什么问题、留下什么成果”决定。同样做招聘、算考勤、办入离职,有 ...
2026-10-23产品经理的职场价值,不主要由会画原型、会写文档决定,而由能否用业务结果证明自己的判断与推动决定。同一岗位的人价值差距大, ...
2026-10-23运营专员的能力提升,最容易走偏成两件事:一是把市面上所有工具都学一遍,二是把沟通、协作这类通用能力当成唯一答案。更有效的 ...
2026-10-23市场总监的沟通与管理,难点通常不在话术,而在三件事能否同时成立:向上用结论和数据对齐目标,平级用共同指标换取协同,向下用 ...
2026-10-23市场分析师的沟通失分,往往不是“嘴笨”,而是三件事没做好:结论没提炼出来、指标口径没对齐、建议没有落到决策上。所以提升沟 ...
2026-10-23社群运营做久了,很容易陷入一种忙碌:每天在群里发内容、回消息、做活动,热闹的时候很热闹,可一到月底复盘,说不清哪些动作带 ...
2026-10-23品牌运营的技能提升,最容易走偏的一步是先报课、先学工具。更有效的顺序是:先沿“品牌定位与策略—内容与传播—渠道与活动执行 ...
2026-10-23营销人员想赢得客户信任,单靠话术和关系维护越来越不够。客户在签约前会追问:你懂我的业务吗?方案里的数字怎么来的?承诺的效 ...
2026-10-23APP运营专员的能力提升,容易陷入两种误区:一是把“会用工具”当成能力全部,学了一堆Excel函数和SQL语法,回到岗位仍说不清一 ...
2026-10-23社群运营的沟通难点,不在于“会不会说话”,而在于同一件事要对三类人说清楚:对用户要安抚情绪、给出确定答复;对产品、活动、 ...
2026-10-23营销人员想快速提升职场技能,最容易踩的坑是“什么都学一点”:Excel、SQL、Python、统计学各报一门课,结果每个都停在入门。更 ...
2026-10-23