第一篇 機器學習篇
第1 章 初識機器學習 2
1.1 機器學習——賦予機器“學習”的靈魂 2
1.1.1 小紅帽識彆毒蘑菇 2
1.1.2 三種機器學習問題 6
1.1.3 常用符號 6
1.1.4 迴顧 7
1.2 KNN——相似的鄰居請投票 7
1.2.1 模型原理 7
1.2.2 鳶尾花卉數據集（IRIS） 9
1.2.3 訓練模型 9
1.2.4 評估模型 12
1.2.5 關於KNN 14
1.2.6 運用KNN 模型 15
1.2.7 迴顧 16
1.3 邏輯分類I：綫性分類模型 16
1.3.1 參數化的模型 16
1.3.2 邏輯分類：預測 18
1.3.3 邏輯分類：評估 22
1.3.4 邏輯分類：訓練 23
1.3.5 迴顧 24
1.4 邏輯分類II：綫性分類模型 24
1.4.1 尋找模型的權重 24
1.4.2 去均值和歸一化 31
1.4.3 實現 33
1.4.4 迴顧 34
第2 章 機器學習進階 35
2.1 特徵工程 35
2.1.1 泰坦尼剋號生存預測 35
2.1.2 兩類特徵 38
2.1.3 構造非綫性特徵 41
2.1.4 迴顧 45
2.2 調試模型 46
2.2.1 模型調試的目標 46
2.2.2 調試模型 49
2.2.3 迴顧 52
2.3 分類模型評估指標 53
2.3.1 混淆矩陣係指標 53
2.3.2 評估麯綫 58
2.3.3 迴顧 61
2.4 迴歸模型 61
2.4.1 迴歸與分類 61
2.4.2 綫性迴歸 62
2.4.3 波士頓房價預測 66
2.4.4 泰坦尼剋號生存預測：迴歸預測特徵年齡Age 69
2.4.5 綫性模型與非綫性模型 72
2.4.6 迴顧 73
2.5 決策樹模型 73
2.5.1 信息與編碼 74
2.5.2 決策樹 76
2.5.3 對比綫性模型和決策樹模型的錶現 77
2.5.4 迴顧 79
2.6 模型融閤 80
2.6.1 融閤成群體（Ensamble） 80
2.6.2 Bagging：隨機森林（Random Forest） 82
2.6.3 Boosting：GBDT 83
2.6.4 Stacking 86
2.6.5 泰坦尼剋號生存預測：小結 93
2.6.6 迴顧 94
第3 章 實戰：股票量化 95
3.1 第一步：構造童話世界 95
3.1.1 股票是什麼 95
3.1.2 當機器學習與量化交易走在一起 96
3.1.3 構造一個童話世界 96
3.1.4 迴顧 100
3.2 第二步：應用機器學習 100
3.2.1 構建特徵數據 100
3.2.2 迴歸預測股票價格 103
3.2.3 分類預測股票漲跌 108
3.2.4 通過決策樹分類，繪製決策圖 112
3.2.5 迴顧 114
3.3 第三步：在真實世界應用機器學習 114
3.3.1 迴測 115
3.3.2 基於特徵的交易預測 119
3.3.3 破滅的童話——真實世界的機器學習 122
第二篇 深度學習篇
第4 章 深度學習：背景和工具 126
4.1 背景 126
4.1.1 人工智能——為機器賦予人的智能 126
4.1.2 圖靈測試 126
4.1.3 強人工智能 vs 弱人工智能 127
4.1.4 機器學習和深度學習 128
4.1.5 過度的幻想 128
4.1.6 迴顧 129
4.2 深度學習框架簡介 129
4.2.1 評測方式 130
4.2.2 評測對象 131
4.2.3 深度學習框架評測 131
4.2.4 小結 135
4.3 深度學習框架快速上手 135
4.3.1 符號主義 135
4.3.2 MNIST 136
4.3.3 Keras 完成邏輯分類 138
4.3.4 迴顧 141
4.4 Caffe 實現邏輯分類模型 141
4.4.1 Caffe 訓練MNIST 概覽 142
4.4.2 Caffe 簡介 144
4.4.3 準備數據集 145
4.4.4 準備模型 146
4.4.5 模型訓練流程 149
4.4.6 使用模型 149
4.4.7 Caffe 的Python 接口 150
4.4.8 迴顧 151
第5 章 深層學習模型 152
5.1 解密生物智能 154
5.1.1 實驗一：大腦的材料 154
5.1.2 實驗二：探索腦皮層的功能區域 156
5.1.3 實驗三：不同的皮層組織——區彆在於函數算法 158
5.1.4 實驗四：可替換的皮層模塊——神經元組成的學習模型 161
5.1.5 模擬神經元 162
5.1.6 生物結構帶來的啓發 163
5.1.7 迴顧 164
5.2 DNN 神經網絡模型 164
5.2.1 綫性內核和非綫性激活 164
5.2.2 DNN、CNN、RNN 165
5.2.3 邏輯分類：一層神經網絡 166
5.2.4 更多的神經元 167
5.2.5 增加Hidden Layer（隱層） 168
5.2.6 ReLu 激活函數 170
5.2.7 理解隱層 171
5.2.8 迴顧 172
5.3 神經元的深層網絡結構 172
5.3.1 問題：更寬 or 更深 172
5.3.2 鏈式法則：深層模型訓練更快 173
5.3.3 生物：深層模型匹配生物的層級識彆模式 175
5.3.4 深層網絡結構 177
5.3.5 迴顧 178
5.4 典型的DNN 深層網絡模型：MLP 178
5.4.1 優化梯度下降 179
5.4.2 處理過擬閤：Dropout 181
5.4.3 MLP 模型 182
5.4.4 迴顧 185
5.5 Caffe 實現MLP 185
5.5.1 搭建MLP 185
5.5.2 訓練模型 189
5.5.3 迴顧 190
第6 章 學習空間特徵 191
6.1 預處理空間數據 192
6.1.1 像素排列展開的特徵嚮量帶來的問題 192
6.1.2 過濾冗餘 194
6.1.3 生成數據 195
6.1.4 迴顧 198
6.2 描述圖片的空間特徵：特徵圖 199
6.2.1 圖片的捲積運算. 199
6.2.2 捲積指令和特徵圖 201
6.2.3 迴顧 206
6.3 CNN 模型I：捲積神經網絡原理 206
6.3.1 捲積神經元 207
6.3.2 捲積層 208
6.3.3 多層捲積 211
6.3.4 迴顧 216
6.4 CNN 模型II：圖片識彆 216
6.4.1 連接分類模型 216
6.4.2 貓狗分類 217
6.4.3 反思CNN 與DNN 的結閤：融閤訓練 221
6.4.4 深度學習與生物視覺 222
6.4.5 迴顧 224
6.5 CNN 的實現模型 224
6.5.1 ImageNet 簡介 224
6.5.2 Googlenet 模型和Inception 結構 226
6.5.3 VGG 模型 228
6.5.4 其他模型 231
6.5.5 迴顧 232
6.6 微訓練模型（fine-tuning） 232
6.6.1 二次訓練一個成熟的模型 232
6.6.2 微訓練在ImageNet 訓練好的模型 233
6.6.3 迴顧 239
第7 章 Caffe 實例：狗狗品種辨彆 240
7.1 準備圖片數據 240
7.1.1 搜集狗狗圖片 240
7.1.2 清洗數據 241
7.1.3 標準化數據 242
7.1.4 迴顧 243
7.2 訓練模型 243
7.2.1 生成樣本集 244
7.2.2 生成訓練、測試數據集 245
7.2.3 生成lmdb 246
7.2.4 生成去均值文件. 247
7.2.5 更改prototxt 文件 247
7.2.6 訓練模型 249
7.2.7 迴顧 249
7.3 使用生成的模型進行分類 249
7.3.1 更改deploy.prototxt 249
7.3.2 加載模型 250
7.3.3 迴顧 257
第8 章 漫談時間序列模型 258
8.1 Embedding 259
8.1.1 簡單的文本識彆. 260
8.1.2 深度學習從讀懂詞義開始 261
8.1.3 遊戲：詞義運算. 264
8.1.4 迴顧 264
8.2 輸齣序列的模型 265
8.2.1 RNN 265
8.2.2 LSTM 266
8.2.3 並用人工特徵和深度學習特徵——一個NLP 模型的優化曆程 268
8.2.4 反思：讓模型擁有不同的能力 270
8.2.5 迴顧 273
8.3 深度學習：原理篇總結 273
8.3.1 原理小結 273
8.3.2 使用建議 275
第9 章 用深度學習做個藝術畫傢——模仿實現PRISMA 277
9.1 機器學習初探藝術作畫 278
9.1.1 藝術作畫概念基礎 278
9.1.2 直觀感受一下機器藝術傢 279
9.1.3 一個有意思的實驗 280
9.1.4 機器藝術作畫的願景 281
9.1.5 迴顧 282
9.2 實現秒級藝術作畫 282
9.2.1 主要實現思路分解講解 283
9.2.2 使用統計參數期望與標準差尋找mask 290
9.2.3 工程代碼封裝結構及使用示例 299
9.2.4 迴顧和後記 302
附錄A 機器學習環境部署 303
附錄B 深度學習環境部署 307
附錄C 隨書代碼運行環境部署 312
· · · · · · (收起)