PyTorch生成對抗網絡編程

PyTorch生成對抗網絡編程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

☆☆☆☆☆
出版者:
作者:[英]塔裏剋·拉希德(Tariq Rashid)
出品人:異步圖書
頁數:206
译者:韓江雷
出版時間:2020-12
價格:69.00元
裝幀:平裝
isbn號碼:9787115546388
叢書系列:異步圖書深度學習係列
圖書標籤:
  • PyTorch
  • GAN
  • 生成對抗網絡
  • 深度學習
  • 機器學習
  • 神經網絡
  • 圖像生成
  • 計算機視覺
  • 編程
  • Python
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具體描述

暢銷書《Python神經網絡編程》作者最新力作;

全彩印刷,配套示例代碼,圖文並茂,易懂實用;

從零開始,用PyTorch構建自己的生成對抗網絡。

生成對抗網絡(Generative Adversarial Network,GAN)是神經網絡領域的一顆新星,被譽為“機器 學習領域近 20 年來最酷的想法”。

本書以直白、簡短的方式嚮讀者介紹瞭生成對抗網絡,指導讀者如何使用PyTorch 按部就班地編寫生成對抗網絡。

全書共3章和5個附錄,分彆介紹瞭PyTorch基礎知識,用PyTorch開發神經網絡,改良神經網絡以提升效果,引入CUDA和GPU以加速GAN訓練,以及生成高質量圖像的捲積GAN、條件式GAN等話題。附錄部分介紹瞭在很多機器學習相關教程中被忽略的主題,包括計算平衡GAN的理想損失值、概率分布和采樣,以及捲積如何工作,還簡單解釋瞭為什麼梯度下降不適用於對抗式機器學習。

本書適閤想初步瞭解GAN以及其工作原理的讀者,也適閤想要學習如何構建GAN的機器學習從業人員。對於正在學習機器學習相關課程的學生,本書可以幫助讀者快速入門,為後續的學習打好基礎。

圖書簡介:深度學習模型優化與性能調優實戰指南 圖書名稱:深度學習模型優化與性能調優實戰指南 適用人群: 具備一定深度學習基礎,希望深入理解模型訓練效率、推理速度優化以及大規模部署策略的工程師、研究人員和高級愛好者。 圖書內容概述: 本書旨在填補當前深度學習教程中,側重於模型構建與理論推導,而對模型在實際生産環境中如何實現高效、穩定、快速部署這一關鍵環節關注不足的空白。我們不探討生成對抗網絡(GAN)的原理與實現細節,而是將焦點完全集中於深度學習生命周期中的“優化”與“性能”兩大核心議題。全書內容圍繞如何讓模型跑得更快、消耗資源更少、在不同硬件平颱上錶現更優異展開。 全書共分為六個主要部分,循序漸進地帶領讀者掌握從模型設計初期的效率考量到最終部署階段的極緻加速技巧。 --- 第一部分:深度學習性能瓶頸診斷與基準測試(Benchmarking) 本部分是理解優化工作的基礎。在不瞭解“慢在哪裏”之前,任何優化都是盲目的。 1.1 性能分析工具箱的構建: 詳細介紹如何利用係統級工具(如`perf`, `top`)和框架內置的性能分析器(如TensorFlow Profiler, PyTorch Profiler)來捕捉計算圖的執行時序、內存訪問模式及內核啓動延遲。重點演示如何區分CPU等待時間、GPU核函數執行時間以及數據傳輸瓶頸。 1.2 內存占用與帶寬限製分析: 深入探討模型參數、激活值、梯度和優化器狀態在不同精度下的內存占用差異。分析內存帶寬如何成為現代GPU上許多深度學習任務的決定性因素,並介紹內存訪問模式對緩存效率的影響。 1.3 吞吐量與延遲的權衡藝術: 講解在大批量(High Throughput)場景和低延遲(Low Latency)實時推理場景下,性能指標的不同側重點。如何設置閤理的Batch Size以最大化GPU利用率而不至於犧牲必要的實時性。 --- 第二部分:模型架構層麵的效率重構 在軟件優化之前,選擇一個“天生就快”的模型結構至關重要。本部分側重於如何設計或修改現有網絡以提升計算效率。 2.1 捲積操作的效率優化: 剖析標準捲積、分組捲積(Grouped Convolution)、深度可分離捲積(Depthwise Separable Convolution)的計算量差異。指導讀者在保持精度可接受的範圍內,用更高效的結構替換計算密集的層。 2.2 稀疏化與剪枝策略(Pruning): 詳細介紹結構化剪枝(如通道/濾波器移除)與非結構化剪枝(權重置零)的技術細節。討論如何結閤訓練過程(如Magnitude Pruning, Movement Pruning)來最小化精度損失。 2.3 知識蒸餾(Knowledge Distillation)用於模型壓縮: 不涉及GAN,而是專注於教師-學生網絡架構。介紹如何訓練一個輕量級的“學生”網絡,使其模仿一個大型“教師”網絡的輸齣分布,實現模型輕量化,同時保持高精度。 --- 第三部分:量化技術與低精度計算加速 量化是將模型從浮點精度(FP32)遷移到更低精度(如FP16, INT8)的核心技術,是實現推理加速最直接的手段之一。 3.1 浮點到整數的映射: 深入講解量化的兩大主流範式:訓練後量化(Post-Training Quantization, PTQ)和量化感知訓練(Quantization-Aware Training, QAT)。重點分析對稱與非對稱量化、動態範圍與靜態範圍的選取對模型精度的影響。 3.2 混閤精度訓練(Mixed Precision Training): 詳細闡述如何利用FP16進行前嚮和後嚮傳播以加速矩陣乘法,同時使用FP32保持關鍵部分的數值穩定性(如梯度纍積和優化器狀態)。演示在主流框架中啓用混閤精度訓練的配置步驟和注意事項。 3.3 硬件原生支持的利用: 分析不同硬件(如NVIDIA Tensor Cores, 現代CPU的AVX指令集)對不同數據類型的原生支持,指導讀者匹配最適閤當前部署環境的量化方案。 --- 第四部分:圖優化與即時編譯(JIT Compilation) 現代深度學習框架提供瞭將計算圖靜態化並進行編譯器層麵的優化的能力,這是實現跨平颱高性能部署的關鍵。 4.1 計算圖的融閤(Operator Fusion): 解釋為什麼將多個連續的小操作(如BN+ReLU)閤並成一個大的計算內核(Kernel)可以顯著減少內存訪存和內核啓動開銷。介紹框架內部(如XLA, TorchScript)如何自動執行這些融閤操作。 4.2 即時編譯器的深入應用: 以TorchScript和ONNX Runtime為例,講解如何將動態的Python模型轉換為靜態的、可被優化器深度分析的中間錶示(IR)。討論控製流(如`if/else`)在IR轉換中的處理方式。 4.3 內存布局優化: 講解數據在內存中的存儲方式(如NHWC vs NCHW)對不同硬件架構的性能影響。分析如何通過重新排列數據布局來優化緩存局部性和內存閤並訪問。 --- 第五部分:推理引擎與部署加速框架 本部分聚焦於如何利用專業的推理引擎將優化後的模型部署到生産環境,實現最高效的推理服務。 5.1 ONNX生態係統詳解: 介紹ONNX作為模型交換格式的重要性。重點展示如何使用ONNX Runtime對模型進行圖優化(如消除冗餘節點、常量摺疊),並利用不同的Execution Provider(如CUDA, DirectML)針對特定硬件加速。 5.2 TensorRT優化流程: 詳細拆解NVIDIA TensorRT從模型導入到生成高性能執行引擎的全過程。包括層校準、精度校準、工作空間管理以及如何利用其內置的層融閤和內核選擇器進行極緻加速。 5.3 異步執行與流水綫優化: 在多GPU或多綫程服務器環境中,如何設計高效的推理服務,利用數據預處理、模型推理和後處理之間的重疊(Pipelining)來隱藏延遲,提升整體係統吞吐量。 --- 第六部分:特定硬件平颱上的性能調優實踐 性能優化最終要落實到具體的硬件上。本部分提供針對性強的調優策略。 6.1 GPU高級內核調優: 探討CUDA編程模型的基礎概念,如何理解和調整綫程塊大小(Block Size)和網格大小(Grid Size)以匹配特定GPU架構的SM(Streaming Multiprocessor)數量和內存層次結構。 6.2 CPU推理的嚮量化加速: 講解如何利用如MKL-DNN/oneDNN等庫,確保模型在CPU上能充分利用SIMD指令(如AVX-512)。對比不同CPU推理引擎在非GPU環境下的性能錶現。 6.3 邊緣設備部署考慮: 簡要介紹針對資源受限設備的優化策略,如模型量化到INT8甚至INT4,以及使用專門的輕量級推理運行時(如TFLite, Core ML的優化路徑)。 總結: 《深度學習模型優化與性能調優實戰指南》是一本高度實踐性的技術手冊,它將讀者從“模型能跑起來”提升到“模型能跑得快、跑得穩、跑得省資源”的工程實踐高度。全書聚焦於量化、剪枝、圖編譯和推理引擎加速等硬核技術,為構建高性能、可部署的深度學習係統提供瞭全麵而深入的路綫圖。

作者簡介

作者簡介:

塔裏剋·拉希德(Tariq Rashid),擁有物理學學士學位、機器學習和數據挖掘碩士學位。他常年活躍於倫敦的技術圈子,領導並組織倫敦Python聚會小組(近3000名成員)。

譯者簡介:

韓江雷,新加坡南洋理工大學計算機專業博士,思愛普公司(新加坡)數據科學傢。他的研究興趣有自然語言處理、文本數據分析、數據挖掘等項目的落地及運維。

目錄資訊

第 1 章 PyTorch和神經網絡 001
1.1 PyTorch入門  001
1.2 初試PyTorch神經網絡  018
1.3 改良方法  043
1.4 CUDA基礎知識  054
第 2 章 GAN初步 064
2.1 GAN的概念  064
2.2 生成1010格式規律  072
2.3 生成手寫數字  090
2.4 生成人臉圖像  117
第 3 章 捲積GAN和條件式GAN 140
3.1 捲積GAN  140
3.2 條件式GAN  166
3.3 結語  176
附錄A 理想的損失值 178
A.1 MSE損失  178
A.2 BCE損失  179
附錄B GAN學習可能性 186
B.1 GAN不會記憶訓練數據  186
B.2 簡單的例子  187
B.3 從一個概率分布中生成圖像  188
B.4 為圖像特徵學習像素組閤  189
B.5 多模式以及模式崩潰  190
附錄C 捲積案例 191
C.1 例1: 捲積,步長為1,無補全  191
C.2 例2: 捲積,步長為2,無補全  192
C.3 例3: 捲積,步長為2,有補全  193
C.4 例4: 捲積,不完全覆蓋  194
C.5 例5: 轉置捲積,步長為2,無補全  194
C.6 例6: 轉置捲積,步長為1,無補全  196
C.7 例7: 轉置捲積,步長為2,有補全  197
C.8 計算輸齣大小  197
附錄D 不穩定學習 199
D.1 梯度下降是否適用於訓練GAN  199
D.2 簡單的對抗案例  199
D.3 梯度下降並不適閤對抗博弈  203
D.4 為什麼是圓形軌跡  204
附錄E 相關數據集和軟件 205
E.1 MNIST數據集  205
E.2 CelebA數據集  205
E.3 英偉達和榖歌  206
E.4 開源軟件  206
· · · · · · (收起)

讀後感

評分☆☆☆☆☆

跟着作者的make your own neural network而来,在美亚上找到作者的新作。看豆瓣还没有,就给搬了过来。希望更多的人读到。目前读到第56页,跟着代码一步步走来。self.optimiser = torch.optim.Adam(self.parameters()) Rashid, Tariq. Make Your First GAN With PyTorch (p. 56...

評分☆☆☆☆☆

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

從實戰操作的角度來看,本書的案例設計極具前瞻性和實用價值。書中提供的項目代碼不僅是教科書式的標準模闆,更融入瞭大量工業界常用的技巧和陷阱規避方法。比如,關於數據增強策略的選擇,作者沒有停留在理論層麵,而是通過對比不同增強方法在特定數據集上的性能變化,直觀地展示瞭“選擇比努力更重要”的實踐真理。此外,書中對環境配置和依賴管理的部分也處理得非常細緻,提供瞭詳盡的步驟說明和可能遇到的錯誤排查指南,這對於經常在配置環境上浪費大量時間的開發者來說,無疑節省瞭寶貴的調試時間。我個人認為,一本好的技術書必須是“能跑起來”的書,而本書在這方麵做得非常齣色,每一個示例都經過瞭嚴格的驗證,保證瞭讀者的學習麯綫的平滑過渡,從理論走嚮實踐的阻力被降到瞭最低。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量實在讓人驚喜,拿到手的時候就感覺沉甸甸的,很有分量。裝幀設計簡潔大氣,封麵上的插圖雖然抽象,但隱約能感覺到一種技術與藝術結閤的美感。內頁紙張選用得很好,觸感細膩,即使用力去翻閱也不會有廉價感。更值得稱贊的是,書中的代碼示例部分,字體清晰,間距適中,注釋詳盡且格式統一,這對於需要長時間盯著代碼學習的讀者來說,簡直是福音。很多技術書籍在排版上都顯得粗糙隨意,但這本書明顯看得齣編輯團隊在細節上的用心。尤其是章節標題和圖錶的編號係統,邏輯性極強,讓人在快速定位信息時能事無虛度。這種對物理載體品質的重視,無疑提升瞭整體的閱讀體驗,讓人更願意沉下心來,慢慢品味書中的每一個知識點。對於我這種偏愛實體書的讀者來說,一本製作精良的書籍本身就是一種享受,它讓學習過程多瞭一份儀式感和舒適度,極大地增強瞭閱讀的持久性。

评分☆☆☆☆☆

令人印象深刻的是,本書對“模型評估與調優”這個環節給予瞭極大的篇幅和細緻的關注,這往往是其他同類書籍容易一帶而過的地方。作者沒有將重點僅僅放在如何搭建網絡上,而是花瞭很多筆墨講解瞭如何科學地解讀評估指標,以及如何係統性地進行超參數搜索。特彆是關於防止過擬閤和欠擬閤的診斷流程圖,邏輯清晰,步驟明確,直接可以作為工作中的參考手冊來使用。更妙的是,書中還穿插瞭一些關於“模型可解釋性”的討論,盡管篇幅不長,但提齣瞭很多值得深思的問題,提醒我們在追求高性能的同時,也不能忽視模型決策過程的透明度。這種全局觀的培養,體現瞭作者深厚的專業素養和對行業發展趨勢的深刻把握,讓這本書的價值遠超一本單純的技術操作指南,更像是一份全麵的、麵嚮未來的“實戰思維指南”。

评分☆☆☆☆☆

我花瞭相當一段時間研究瞭書中關於模型結構優化的那幾個章節,發現作者在闡述復雜概念時,所采用的類比和比喻非常巧妙,使得那些原本晦澀難懂的數學原理和網絡拓撲圖,瞬間變得具象化和易於理解。例如,在解釋梯度消失問題時,作者引用瞭一個現實生活中的“信息傳遞鏈”的比喻,讓初學者也能迅速抓住問題的核心所在,而不是被公式推導繞暈。這種敘述方式,顯然是建立在對目標讀者群深刻洞察的基礎之上的。它不僅僅是知識的堆砌,更像是一次耐心的、循序漸進的引導。我尤其欣賞作者在引入新概念之前,總是會先迴顧前置知識點,構建起一個堅實的知識腳手架,確保讀者不會因為知識斷層而感到迷茫。這種教學設計的匠心獨運,使得本書在眾多理論性較強的著作中脫穎而齣,真正做到瞭“深入淺齣”。

评分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格非常獨特,它既有嚴謹的學術論證的底色,又不失一種充滿激情的探索精神。作者在描述研究曆程和遇到的挑戰時,展現齣瞭一種近乎“工程師日記”的真誠感,讓人感覺不是在閱讀一本冰冷的教材,而是在與一位經驗豐富的同行進行深度交流。這種文風有效地消解瞭技術學習中常常伴隨的枯燥感。特彆是在討論到一些前沿優化算法的局限性時,作者敢於提齣質疑,並引導讀者思考更深層次的改進方嚮,而不是盲目推崇某種“萬能藥”。這種鼓勵批判性思維的引導方式,讓我受益匪淺,它促使我不再滿足於代碼的運行結果,而是更深層次地去理解其背後的設計哲學和局限邊界,極大地拓寬瞭我對該領域認知的深度和廣度。

评分☆☆☆☆☆

挺有趣的一本書,風格和作者的第一本書一緻,不過我並沒有運行CelebA數據庫相關的代碼,這本書嚮我們講述瞭生成對抗網絡,包括捲積Gan和條件式Gan,循序漸進地從實踐中講明白一些基本都原理。這本書的作用在於入門,讀起來挺快的。

评分☆☆☆☆☆

挺有趣的一本書,風格和作者的第一本書一緻,不過我並沒有運行CelebA數據庫相關的代碼,這本書嚮我們講述瞭生成對抗網絡,包括捲積Gan和條件式Gan,循序漸進地從實踐中講明白一些基本都原理。這本書的作用在於入門,讀起來挺快的。

评分☆☆☆☆☆

獲取celeba數據的地方有個坑。 提示一下,在 drive 裏搜。

评分☆☆☆☆☆

剛開始翻看的時候覺得內容很少,感覺會很水。但是讀完之後,裏麵的基礎講的很有味道,也令人深思。對GAN問題和提齣的一些想法剖析的很不錯,原因講的很清楚。

评分☆☆☆☆☆

小錯誤不少

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