Cad is Deep Learning ann?

Tá an domhainfhoghlaim ar cheann de na réimsí is mó tionchair agus is mó fáis san hintleachta saorga. D’fhéadfadh sé a bheith deacair, áfach, tuiscint iomasach a fháil ar dhomhainfhoghlaim mar go gclúdaíonn an téarma foghlaim dhomhain éagsúlacht algartaim agus teicnící éagsúla. Is fodhisciplíne den fhoghlaim meaisín i gcoitinne í an fhoghlaim dhomhain freisin, agus mar sin tá sé tábhachtach a thuiscint cad is foghlaim meaisín ann chun foghlaim dhomhain a thuiscint.

Cad is Foghlaim Meaisín ann?

Foghlaim domhain Is síneadh é ar chuid de na coincheapa a eascraíonn as an meaisínfhoghlaim, mar sin ar an ábhar sin, déanaimis nóiméad a ghlacadh chun a mhíniú cad is foghlaim meaisín ann.

Go simplí, is modh é meaisínfhoghlaim chun ríomhairí a chumasú chun tascanna sonracha a dhéanamh gan gach líne de na halgartaim a úsáidtear chun na tascanna sin a chur i gcrích a chódú go sainráite. Tá go leor halgartaim meaisínfhoghlama éagsúla ann, ach is é ceann de na halgartaim is coitianta a úsáidtear a perceptron ilchiseal. Tugtar gréasán néarach ar dhearcadh ilchiseal freisin, agus tá sé comhdhéanta de shraith nóid/néaróin atá nasctha le chéile. Tá trí shraith dhifriúla i bpearceptron ilchiseal: an ciseal ionchuir, an ciseal folaithe, agus an ciseal aschuir.

Tógann an ciseal ionchuir na sonraí isteach sa líonra, áit a ndéanann na nóid sa chiseal lár/i bhfolach iad a láimhseáil. Is feidhmeanna matamaitice iad na nóid sa chiseal folaithe ar féidir leo na sonraí a thagann ón gciseal ionchuir a ionramháil, ag baint patrúin ábhartha ó na sonraí ionchuir. Seo mar a “bhfoghlaimíonn an líonra néarúil”. Faigheann líonraí néaracha a n-ainm ón bhfíric go bhfuil siad spreagtha ag struchtúr agus feidhm na hinchinne daonna.

Tá luachanna ar a dtugtar meáchain ag na naisc idir nóid sa líonra. Go bunúsach is boinn tuisceana iad na luachanna seo faoin gcaoi a bhfuil baint ag na sonraí i sraith amháin leis na sonraí sa chéad sraith eile. De réir mar a thraenálann an líonra déantar na meáchain a choigeartú, agus is é an sprioc ná go dtiocfaidh na meáchain/toimhdí faoi na sonraí le chéile ar deireadh thiar ar luachanna a léiríonn go cruinn na patrúin brí laistigh de na sonraí.

Tá feidhmeanna gníomhachtaithe i nóid an líonra, agus athraíonn na feidhmeanna gníomhachtaithe seo na sonraí ar bhealach neamhlíneach, rud a chuireann ar chumas an líonra léirithe casta na sonraí a fhoghlaim. Iolraíonn feidhmeanna gníomhachtaithe na luachanna ionchuir faoi na luachanna meáchain agus cuireann siad téarma laofachta leis.

Cad is Deep Learning ann?

Is í an fhoghlaim dhomhain an téarma a thugtar ar ailtireachtaí meaisínfhoghlama a cheanglaíonn go leor perceptrons ilchiseal le chéile, ionas nach ciseal folaithe amháin atá ann ach go leor sraitheanna ceilte. Dá “dhoimhne” an líonra néarach domhain, na patrúin níos sofaisticiúla is féidir leis an líonra a fhoghlaim.

Uaireanta tagraítear do na líonraí ciseal domhain atá comhdhéanta de néaróin mar líonraí lán-nasctha nó sraitheanna lán-nasctha, ag tagairt don fhíric go gcoimeádann néaróin ar leith nasc leis na néaróin go léir timpeall air. Is féidir líonraí atá nasctha go hiomlán a chomhcheangal le feidhmeanna meaisínfhoghlama eile chun ailtireachtaí domhainfhoghlama éagsúla a chruthú.

Cineálacha Éagsúla Deep Learning

Tá éagsúlacht ailtireachtaí domhainfhoghlama in úsáid ag taighdeoirí agus innealtóirí, agus tá a chás úsáide speisialtachta féin ag gach ceann de na hailtireachtaí éagsúla.

Líonraí Néata Comhréireacha

Líonraí néaracha comhraonta, nó CNNanna, an ailtireacht líonra néarúil a úsáidtear go coitianta i gcruthú córais fís ríomhaire. Cuireann struchtúr líonraí néaracha comhraonta ar a gcumas sonraí íomhá a léirmhíniú, agus iad a thiontú ina n-uimhreacha is féidir le líonra lán-nasctha a léirmhíniú. Tá ceithre phríomhchuid ag CNN:

• Sraitheanna conbhlóideacha
• Sraitheanna foshamplála/comhthiomsaithe
• Feidhmeanna gníomhachtaithe
• Sraitheanna ceangailte go hiomlán

Is iad na sraitheanna conbhlóideacha a ghlacann na híomhánna isteach mar ionchur sa líonra, ag déanamh anailíse ar na híomhánna agus ag fáil luachanna na bpicteilín. Is éard is foshampláil nó comhthiomsú ann ná nuair a dhéantar luachanna na n-íomhánna a thiontú/laghdú chun léiriú na n-íomhánna a shimpliú agus íogaireacht na scagairí íomhá i leith torainn a laghdú. Rialaíonn na feidhmeanna gníomhachtaithe conas a shreabhann na sonraí ó chiseal amháin go dtí an chéad chiseal eile, agus is iad na sraitheanna lán-nasctha a dhéanann anailís ar na luachanna a léiríonn an íomhá agus a fhoghlaimíonn na patrúin atá sna luachanna sin.

RNNs/LSTManna

Líonraí néaracha athfhillteacha, nó RNNanna, a bhfuil tóir orthu le haghaidh tascanna ina bhfuil tábhacht ag baint le hord na sonraí, áit a gcaithfidh an líonra foghlaim faoi sheicheamh sonraí. Cuirtear RNNanna i bhfeidhm go coitianta ar fhadhbanna cosúil le próiseáil teanga nádúrtha, toisc go bhfuil tábhacht le hord na bhfocal agus brí abairte á díchódú. Tagann an chuid “athfhillteach” den téarma Líonra Néarach Athfhillteach ón bhfíric go bhfuil an t-aschur d’eilimint áirithe i seicheamh ag brath ar an ríomh roimhe seo chomh maith leis an ríomh reatha. Murab ionann agus foirmeacha eile de líonraí néaracha doimhne, tá “cuimhní cinn” ag RNNanna, agus úsáidtear an fhaisnéis a ríomhtar ag na céimeanna éagsúla ama sa seicheamh chun na luachanna deiridh a ríomh.

Tá cineálacha iomadúla RNNanna ann, lena n-áirítear RNNanna déthreoracha, a chuireann míreanna sa todhchaí san seicheamh san áireamh, chomh maith leis na míreanna roimhe seo, agus luach míre á ríomh. Cineál eile RNN is ea a Cuimhne Fada Gearrthéarmach, nó LSTM, líonra. Is cineálacha RNN iad LSTManna ar féidir leo slabhraí fada sonraí a láimhseáil. D’fhéadfadh go n-íospartaigh RNNanna rialta de bharr rud ar a dtugtar “fadhb an ghrádáin ag pléascadh”. Tarlaíonn an tsaincheist seo nuair a éiríonn an slabhra sonraí ionchuir thar a bheith fada, ach tá teicnící ag LSTManna chun an fhadhb seo a chomhrac.

Uath-ionchódóirí

Cuirtear an chuid is mó de na hailtireachtaí domhainfhoghlama a luadh go dtí seo i bhfeidhm ar fhadhbanna foghlama faoi mhaoirseacht, seachas ar thascanna foghlama gan mhaoirseacht. Tá uath-ionchódóirí in ann sonraí gan mhaoirseacht a thiontú go formáid faoi mhaoirseacht, rud a fhágann gur féidir líonraí néaracha a úsáid ar an bhfadhb.

Uath-ionchódóirí a úsáidtear go minic chun aimhrialtachtaí i dtacar sonraí a bhrath, sampla d’fhoghlaim gan mhaoirseacht toisc nach eol nádúr na haimhrialtachta. Áirítear le samplaí den sórt sin de bhrath aimhrialtachta braite calaoise d’institiúidí airgeadais. Sa chomhthéacs seo, is é cuspóir uath-ionchódóra bonnlíne de phatrúin rialta sna sonraí a chinneadh agus aimhrialtachtaí nó asluitigh a shainaithint.

Is minic a bhíonn struchtúr uath-ionchódóra siméadrach, le sraitheanna folaithe eagraithe sa chaoi is go bhfuil aschur an líonra cosúil leis an ionchur. Is iad na ceithre chineál uath-ionchódóirí a fheiceann go minic iad:

• Uath-ionchódóirí rialta/gnáth
• Ionchódóirí ilchiseal
• Ionchódóirí comhbhrón
• Ionchódóirí rialta

Is líonta néaracha iad uath-ionchódóirí rialta/gnáth le ciseal amháin folaithe, agus is líonraí doimhne iad uath-ionchódóirí ilchiseal a bhfuil níos mó ná ciseal folaithe amháin acu. Úsáideann uath-ionchódóirí comhraontacha sraitheanna dronnach in ionad, nó i dteannta, sraitheanna lán-nasctha. Úsáideann uath-ionchódóirí rialta cineál sonrach feidhm chaillteanais a ligeann don líonra néarúil feidhmeanna níos casta a dhéanamh, feidhmeanna seachas díreach ionchuir chuig aschuir a chóipeáil.

Líonraí Sáraíochta Gineadacha

Líonraí Sáraíochta Giniteacha (GANanna) is líonraí néarúla domhain iolracha iad seachas líonra amháin. Cuirtear oiliúint ar dhá mhúnla domhainfhoghlama ag an am céanna, agus cuirtear a n-aschur chuig an líonra eile. Tá na líonraí in iomaíocht lena chéile, agus ós rud é go bhfaigheann siad rochtain ar shonraí aschuir a chéile, foghlaimíonn siad araon ó na sonraí seo agus feabhsaítear iad. Go bunúsach tá an dá líonra ag imirt cluiche góchumtha agus braite, áit a ndéanann an tsamhail ghiniúna iarracht cásanna nua a chruthú a mheallfaidh an múnla bleachtaireachta/an t-idirdhealaithe. Tá tóir anois ar GANanna i réimse an fhís ríomhaire.

Achoimre ar Fhoghlaim Dhomhain

Leathnaíonn an fhoghlaim dhomhain prionsabail na líonraí néaracha chun samhlacha sofaisticiúla a chruthú ar féidir leo patrúin casta a fhoghlaim agus na patrúin sin a ghinearálú chuig tacair shonraí na todhchaí. Úsáidtear líonraí néaracha comhraonta chun íomhánna a léirmhíniú, agus úsáidtear RNNanna/LSTManna chun sonraí seicheamhacha a léirmhíniú. Is féidir le huath-ionchódóirí tascanna foghlama gan mhaoirseacht a thiontú ina dtascanna foghlama maoirsithe. Ar deireadh, is líonraí iolracha iad GANanna atá suite i gcoinne a chéile atá an-úsáideach le haghaidh tascanna fís ríomhaire.