人工智能

机器学习 vs. 深度学习 – 关键差异

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像人工智能(AI)、机器学习(ML)和深度学习这样的术语现在非常流行。然而,人们经常交替使用这些术语。虽然这些术语与彼此密切相关,但它们也具有独特的特征和特定的用例。

AI 处理模拟人类认知能力的自动化机器,以解决问题和做出决定。机器学习和深度学习是 AI 的子领域。机器学习是一种可以在最少的人类干预下进行预测的 AI。而深度学习是机器学习的一个子集,它使用神经网络来模拟人类思维的神经和认知过程做出决定。

上面的图表说明了这种层次结构。我们将继续解释机器学习和深度学习之间的差异。这也将帮助您根据应用程序和焦点领域选择合适的方法。让我们详细讨论一下。

机器学习概述

机器学习允许专家通过让机器分析大量数据来“训练”机器。机器分析的数据越多,它可以通过做出决定和预测来产生更准确的结果,适用于未见过的事件或场景。

机器学习模型需要结构化数据来做出准确的预测和决定。如果数据没有标记和组织,机器学习模型无法准确地理解它,这就成为深度学习的领域。

组织中大量数据的可用性使得机器学习成为决策的重要组成部分。推荐引擎是机器学习模型的完美例子。像 Netflix 这样的 OTT 服务会学习您的内容偏好,并根据您的搜索习惯和观看历史推荐类似的内容。

要了解 机器学习模型如何训练,让我们先看看机器学习的类型。

机器学习中有四种方法论。

  • 监督学习 – 它需要标记的数据来产生准确的结果。它通常需要学习更多的数据和周期性的调整来改善结果。
  • 半监督学习 – 它是监督学习和无监督学习之间的中间层,表现出两种领域的功能。它可以在部分标记的数据上产生结果,并不需要持续的调整来产生准确的结果。
  • 无监督学习 – 它在没有人类干预的情况下发现数据集中的模式和见解,并产生准确的结果。聚类是无监督学习最常见的应用。
  • 强化学习 – 强化学习模型需要不断的反馈或强化,当新的信息出现时产生准确的结果。它还使用“奖励函数”,使其能够通过奖励期望的结果和惩罚错误的结果来进行自我学习。

深度学习概述

机器学习模型需要人类的干预来提高准确性。相反,深度学习模型在每次结果后都会自我提高,而无需人类的监督。但是,它通常需要更详细和更长的数据量。

深度学习方法设计了一个基于神经网络的复杂学习模型,受人类大脑的启发。这些模型具有称为神经元的多层算法。它们会不断改进,而无需人类的干预,就像认知思维一样,它会通过练习、重复和时间不断改进和演变。

深度学习模型主要用于分类和特征提取。例如,深度模型会处理面部识别的数据集。该模型会创建多维矩阵来记住每个面部特征作为像素。当您要求它识别一个它没有接触过的人的图片时,它可以通过匹配有限的面部特征轻松识别出来。

  • 卷积神经网络(CNN)- 卷积是指为图像中的不同对象分配权重。基于这些分配的权重,CNN 模型会识别它。结果是基于这些权重与对象的权重(作为训练集提供)之间的接近程度。
  • 循环神经网络(RNN)- 与 CNN 不同,RNN 模型会重温以前的结果和数据点,以做出更准确的决定和预测。这是人类认知功能的真实复制品。
  • 生成对抗网络(GANs)- GAN 中的两个分类器,生成器和判别器,访问相同的数据。生成器通过纳入判别器的反馈生成假数据。判别器尝试分类给定的数据是真实的还是假的。

显著差异

以下是一些显著的差异。

差异 机器学习 深度学习
人类监督 机器学习需要更多的监督。 深度学习模型几乎不需要人类的监督,除非是在开发之后。
硬件资源 您可以在强大的 CPU 上构建和运行机器学习程序。 深度学习模型需要更强大的硬件,例如专用的 GPU。
时间和努力 设置机器学习模型所需的时间比深度学习少,但其功能有限。 开发和训练深度学习数据所需的时间更长。一旦创建,它将随着时间的推移不断提高其准确性。
数据(结构化/非结构化) 机器学习模型需要结构化数据来产生结果(除非是无监督学习),并需要持续的人类干预来改善结果。 深度学习模型可以处理非结构化和复杂的数据集,而不会损害准确性。
用例 使用推荐引擎的电子商务网站和流媒体服务。 高端应用,如飞机的自动驾驶、自驾车、火星表面的漫游车、面部识别等。

机器学习 vs. 深度学习 – 哪一个更好?

机器学习和深度学习之间的选择真正取决于它们的用例。两者都用于制作具有接近人类智能的机器。两种模型的准确性取决于您是否使用了相关的 KPI 和数据属性。

机器学习和深度学习将成为各个行业的常规业务组成部分。毫无疑问,AI 将在不久的将来完全自动化诸如航空、战争和汽车等行业的活动。

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Haziqa 是一名具有丰富经验的数据科学家,擅长为 AI 和 SaaS 公司撰写技术内容。