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Deep Learning para programadores com fastai e PyTorch

Name: Deep Learning para programadores com fastai e PyTorch
ISBN: 9798341641723

by Jeremy Howard, Sylvain Gugger

April 2025

Intermediate to advanced

624 pages

17h 41m

Portuguese (Portugal, Brazil)

O'Reilly Media, Inc.

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Prefácio
A quem se destina este livroO que precisas de saberO que vais aprenderAprendizagem em linha da O'ReillyComo contactar-nos
Prefácio
I. Deep Learning na prática
1. A tua viagem no Deep Learning
Deep Learning é para todosRedes Neuronais: Uma breve históriaQuem somosComo aprender Deep LearningOs teus projectos e a tua mentalidadeO software: PyTorch, fastai, e Jupyter (e porque é que isso não importa)O teu primeiro modeloObtendo um servidor de Deep Learning com GPUExecutar o teu primeiro bloco de notasO que é a aprendizagem automática?O que é uma Network+?Um pouco de jargão da Deep LearningLimitações inerentes à aprendizagem automáticaComo funciona o nosso reconhecedor de imagensO que o nosso reconhecedor de imagens aprendeuReconhecedores de imagem podem lidar com tarefas não relacionadas com imagensRecapitulação do jargãoDeep Learning não se destina apenas à classificação de imagensConjuntos de validação e conjuntos de testeUtiliza o discernimento na definição dos conjuntos de testesUm momento de "Escolhe a tua própria aventuraQuestionárioPesquisa adicional
2. Do modelo à produção
A prática do Deep LearningIniciar o teu projetoO estado do Deep LearningA abordagem da unidade de traçãoRecolha de dadosDos dados aos DataLoadersAumento de dadosTreinar o teu modelo e utilizá-lo para limpar os teus dadosTransformar o teu modelo numa aplicação onlineUtilização do modelo para inferênciaCriar uma aplicação Notebook a partir do modeloTransformar o teu bloco de notas numa verdadeira aplicaçãoImplementar a tua aplicaçãoComo evitar um desastreConsequências imprevistas e ciclos de feedbackComeça a escrever!QuestionárioPesquisa adicional
3. Ética dos dados
Principais exemplos de ética dos dadosBugs e recursos: Algoritmo com erros usado para benefícios de saúdeLoops de feedback: O sistema de recomendações do YouTubePreconceito: Professora Latanya Sweeney "presa"Porque é que isto é importante?Integrar a aprendizagem automática no design de produtosTópicos em ética de dadosRecurso e responsabilizaçãoLoops de feedbackPreconceitoDesinformaçãoIdentificar e abordar questões éticasAnalisar um projeto em que estás a trabalharProcessos a implementarO poder da diversidadeEquidade, responsabilidade e transparênciaPapel da políticaA eficácia da regulamentaçãoDireitos e políticaAutomóveis: Um precedente históricoConclusãoQuestionárioPesquisa adicionalDeep Learning na prática: Estás feito!
II. Compreender as aplicações do fastai
4. Sob o capô: treinando um classificador de dígitos
Pixels: Os fundamentos da visão computacionalPrimeira tentativa: Similaridade de pixelsMatrizes do NumPy e Tensores do PyTorchComputação de métricas usando BroadcastingDescida de Gradiente EstocásticoCálculo de gradientesPisar com uma taxa de aprendizagemUm exemplo de SGD de ponta a pontaResumir a descida de gradienteA função de perda MNISTSigmoideSGD e Mini-LotesJuntar tudoCriar um optimizadorAdicionar uma não-linearidadeVai mais fundoRecapitulação do jargãoQuestionárioPesquisa adicional
5. Classificação de imagens
De cães e gatos a raças de animais de estimaçãoPré-dimensionamentoVerificação e depuração de um DataBlockPerda de entropia cruzadaVer Activações e EtiquetasSoftmaxProbabilidade logarítmicaPega no troncoInterpretação do modeloMelhorar o nosso modeloO localizador de taxas de aprendizagemDescongelamento e aprendizagem por transferênciaTaxas de Aprendizagem DiscriminativaSeleção do número de épocasArquitecturas mais profundasConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
6. Outros problemas de visão por computador
Classificação de vários rótulosOs dadosConstrução de um DataBlockEntropia cruzada bináriaRegressãoMontagem dos dadosTreinar um modeloConclusãoQuestionárioPesquisa adicional

7. Treina um modelo de última geração
ImagenetteNormalizaçãoRedimensionamento progressivoAumento do tempo de testeMisturaSuavização de etiquetasConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
8. Filtragem colaborativa - mergulha fundo
Um primeiro olhar sobre os dadosAprende os factores latentesCriar os DataLoadersFiltragem colaborativa a partir do zeroDiminuição do pesoCriar o teu próprio módulo de incorporaçãoInterpretação de embeddings e viesesUtilizar fastai.collabDistância de incorporaçãoBootstrap de um modelo de filtragem colaborativaDeep Learning para filtragem colaborativaConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
9. Mergulha fundo na modelagem tabular
Embeddings categóricosPara além da Deep LearningO conjunto de dadosCompetições do KaggleOlha para os dadosÁrvores de decisãoDatas de tratamentoUtilizar TabularPandas e TabularProcCriar a árvore de decisãoVariáveis categóricasFlorestas aleatóriasCriar uma floresta aleatóriaErro fora do sacoInterpretação do modeloVariância da árvore para a confiança da previsãoImportância da caraterísticaRemoção de variáveis de baixa importânciaRemoção de caraterísticas redundantesDependência parcialFuga de dadosIntérprete de árvoresExtrapolação e redes neuraisO problema da extrapolaçãoEncontrar dados fora do domínioUtilizar uma Network+ NeuralMontagemImpulsionarCombinação de Embeddings com outros métodosConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
10. Mergulha fundo na PNL: RNNs
Pré-processamento de textoTokenizaçãoTokenização de palavras com fastaiTokenização de subpalavrasNumerização com fastaiColocar os nossos textos em lotes para um modelo linguísticoTreinar um classificador de textoModelo de linguagem utilizando DataBlockAfinar o modelo linguísticoGuardar e carregar modelosGeração de textoCriação dos DataLoaders do classificadorAfinar o classificadorDesinformação e modelos linguísticosConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
11. Processamento de dados com a API de nível médio do fastai
Vai mais fundo na API em camadas do fastaiTransformaçõesEscrever a tua própria transformaçãoCanalizaçãoTfmdLists e conjuntos de dados: Coleções transformadasTfmdListsConjuntos de dadosAplicar a API de dados de nível médio: SiamesePairConclusãoQuestionárioPesquisa adicionalCompreender as aplicações do fastai: Conclui
III. Fundamentos da Deep Learning
12. Um modelo de linguagem a partir do zero
Os dadosO nosso primeiro modelo de língua a partir do zeroO nosso modelo de linguagem em PyTorchA Nossa Primeira Rede Neural RecorrenteMelhorar a RNNAtualizando o estado de um RNNCriar mais sinalRNNs multicamadasO modeloActivações que explodem ou desaparecemLSTMConstruir um LSTM a partir do zeroTreinar um modelo de linguagem usando LSTMsRegularizar um LSTMAbandonoRegularização da ativação e regularização da ativação temporalTreinar um LSTM regularizado com pesosConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
13. Redes Neuronais Convolucionais
A magia das convoluçõesMapeamento de um núcleo convolucionalConvoluções em PyTorchPassos e acolchoamentoCompreender as equações de convoluçãoA nossa primeira rede neural convolucionalCriar a CNNCompreender a aritmética de convoluçãoCampos ReceptivosUma nota sobre o TwitterImagens a coresMelhorar a estabilidade do treinoUma linha de base simplesAumenta o tamanho do loteFormação 1cycleNormalização de lotesConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
14. ResNets
Go Back to ImagenetteConstruir uma CNN moderna: ResNetSalta as ligaçõesUma ResNet de última geraçãoCamadas de estrangulamentoConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
15. Arquiteturas de aplicações: mergulha fundo
Visão computacionalcnn_learnerunet_learnerUma rede siamesaProcessamento de linguagem naturalTabularConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
16. O processo de formação
Estabelecer uma linha de baseUm optimizador genéricoMomentumRMSPropAdãoDecaimento do peso desacopladoChamadas de retornoCriar um CallbackOrdenação de callbacks e excepçõesConclusãoQuestionárioPesquisa adicionalFundamentos da Deep Learning: Conclui
IV. Deep Learning a partir do zero
17. Uma rede neural a partir das fundações
Criando uma camada de rede neural do zeroModelar um neurónioMultiplicação de matrizes a partir do zeroAritmética por elementosRadiodifusãoResumo de EinsteinOs passes para a frente e para trásDefinir e inicializar uma camadaGradientes e o retrocessoRefactorizar o modeloGo to PyTorchConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
18. Interpretação CNN com CAM
CAM e ganchosGradiente CAMConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
19. Um aprendiz fastai do zero
DadosConjunto de dadosMódulo e parâmetroSimples CNNPerdaAprendizChamadas de retornoProgramar o ritmo de aprendizagemConclusãoQuestionárioPesquisa adicional
20. Reflexões finais
A. Criar um blogue
Criar um blogue com GitHub PagesCriar o repositórioConfigurar a tua página inicialCriar mensagensSincronizar o GitHub e o seu computadorJupyter para blogues
B. Lista de verificação do projeto de dados
Cientistas de dadosEstratégiaDadosAnalíticaImplementaçãoManutençãoRestrições
Índice

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Capítulo 13. Redes neurais convolucionais

Este trabalho foi traduzido com recurso a IA. Agradecemos o teu feedback e comentários: translation-feedback@oreilly.com

No Capítulo 4, aprendemos a criar uma rede neural para reconhecer imagens. Conseguimos atingir um pouco mais de 98% de precisão na distinção entre 3s e 7s - mas também vimos que as classes integradas do fastai conseguiam chegar perto dos 100%. Vamos começar a tentar diminuir essa diferença.

Neste capítulo, começaremos por analisar o que são convoluções e a construir uma CNN de raiz. Em seguida, estudaremos uma série de técnicas para melhorar a estabilidade do treinamento e aprenderemos todos os ajustes que a biblioteca geralmente aplica para obtermos ótimos resultados.

A magia das convoluções

Uma das ferramentas mais poderosas que os profissionais de aprendizagem automática têm à sua disposição é a engenharia de caraterísticas. Uma caraterística é uma transformação dos dados concebida para facilitar a sua modelação. Por exemplo, a função add_datepart que utilizámos para o pré-processamento do nosso conjunto de dados tabulares no Capítulo 9 adicionou caraterísticas de data ao conjunto de dados Bulldozers. Que tipos de caraterísticas podemos criar a partir de imagens?

Jargão: Engenharia de recursos

Cria novas transformações dos dados de entrada para facilitar a sua modelação.

No contexto de uma imagem, uma caraterística é um atributo visualmente distintivo. Por exemplo, o número 7 é caracterizado por uma aresta horizontal ...

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