【技术科普】一文说清:机器学习与深度学习的联系与区别!

随着人工智能技术的不断发展,尤其是ChatGPT、Sora等AI应用引爆人工智能领域后,深度学习成为了备受关注的技术之一。那么,和深度学习有着千丝万缕关系的机器学习又是什么呢?这两者之间有什么联系和区别?了解清楚有助于开发者朋友们更好地理解人工智能技术的发展!

1 什么是机器学习?

机器学习是人工智能的一个重要分支,它使计算机能够通过学习数据和模式来自动改进和优化算法。机器学习的核心在于让计算机从数据中学习规律和模式,并利用这些知识和模式进行预测、决策,以及自主学习特定知识和技能。机器学习算法包括但不限于聚类、分类、决策树、贝叶斯、神经网络和深度学习等,这些算法通过建立数学模型来解决最优化问题。

机器学习可以分为监督学习和非监督学习两大类,监督学习使用带标签的数据进行学习,而非监督学习则侧重于从无标签数据中提取模式和结构。机器学习的应用非常广泛,包括图像识别、语音识别、自然语言处理、推荐系统、金融预测等,它已经成为现代科技和人工智能发展的重要领域,并为许多实际问题的解决提供了有效的方法和工具。

机器学习的优势

①能够处理复杂的数据生成工作。

机器学习能够从文本和图像中提取变量,例如,通过Latent Dirichlet Allocation方法从文本数据中提取主题,或通过图像识别技术测量不同文本的相似度。

②具有强大的预测能力。

在预测方面,机器学习通常优于传统的计量经济学方法。机器学习模型通过学习历史数据,能够预测未来的趋势和结果,这种能力在金融、医疗、市场营销等多个领域都有广泛应用。

③具有自适应性。

机器学习算法能够从大量数据中自动提取有用的信息,并根据这些信息进行决策和预测,这使得机器学习模型能够适应不同的环境和任务。

④自动化决策。

机器学习模型可以根据输入的数据自动做出决策,无需人工干预,这种自动化决策可以提高效率和准确性。

机器学习常见的算法

①分类:K近邻、决策树、随机森林、朴素贝叶斯、GBDT、支持向量机等;

②聚类:k均值聚类算法(K-Means)、基于密度聚类(DBSCAN)等;

③回归:逻辑回归、线性回归;

④降维:主成分分析算法(PCA)、LDA、局部线性嵌入(LLE)等;

2 什么是深度学习?

深度学习是一种机器学习方法,从上面的关系图中可以知道,它属于机器学习的分支。深度学习模仿人脑的工作原理,通过构建和训练多层神经网络来处理和解释复杂的数据,其核心组成部分是神经网络,由许多人工神经元组成,这些神经元通过学习算法来调整它们之间的连接权重。

深度学习最具代表性的应用就是图像识别和分类,例如,在英码科技的智慧交通解决方案中,可通过在边缘计算盒子上运行深度学习算法模型,对实时路况、来往车辆进行识别和分析,做出快速、精准的判断和决策,减小交通事故发生的概率,助力交通领域实现智慧化管理。

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                                ▲英码科技智慧交通解决方案

深度学习的优势

①学习能力强;

②覆盖范围广,适应性好;

③数据驱动,上限高;

④可移植性好;

深度学习的典型算法

①卷积神经网络-CNN

②循环神经网络-RNN

③生成对抗网络-GANS

④深度强化学习-RL

3 两者的联系和区别

深度学习和机器学习之间的关系可以理解为深度学习是机器学习的一种特殊方法和扩展。深度学习通过构建多层神经网络来模仿和学习人类大脑的工作机制,以此来处理复杂的模式和数据,特别是那些传统机器学习方法难以处理的非线性问题。除此之外,深度学习还能够自动提取和学习特征,优化模型,以及处理大规模的数据集,从而提高了预测的准确性。

主要区别

1. 方法不同

机器学习通常基于数据驱动,通过训练数据的学习,得到参数化模型,并使用该模型进行预测和决策。与机器学习不同,深度学习是基于表示学习和分层网络模型的,采用了大量的层数和非线性关系来模拟自然界中的复杂关系。

2. 数据需求不同

机器学习需要较少的数据,因为它使用简单的模型和较少的参数来模拟和学习。而深度学习需要大量的数据,因为它使用更多的参数和更复杂的模型来模拟和学习。例如,在计算机视觉、医学诊断、数据挖掘等领域,深度学习需要大量的数据进行训练,以提高其性能和效果。

3. 应用领域不同

机器学习可以用于各个领域,比如文本分类、图像识别、语音识别等。深度学习则更常用于自然语言处理、计算机视觉、自动驾驶等领域,这些领域需要处理大规模复杂数据,深度学习可以自动提取出对象特征。

综上,虽然机器学习和深度学习在很多方面存在区别,但在实际应用中,它们通常相辅相成,配合使用,机器学习可以为深度学习提供特征预处理和特征提取,而深度学习可以提高机器学习的预测精度和性能。因此,在面对复杂问题时,可以结合使用机器学习和深度学习两种方法,以提高解决问题的能力。

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