深度学习：Caffe实战

    自动驾驶汽车、智能机器人、无人机……很多科幻电影中的技术正在成为现实。这一切都得益于深度学习技术和相应软硬件系统的发展进步。从学术界到工业界，大家可以共享同一套底层代码，基于同一套平台进行研究、交流和生产。这真是一件令人愉悦的事情。

    今年三月，谷歌开发的应用Al⁃phaGo使用机器学习的方法以四胜一败的战绩战胜了韩国围棋手李世石。对此事件的关注迅速在全世界蔓延。人们围着他们的围棋盘各抒己见，被科幻电影浸泡过许多年的人开始鼓吹人工智能“危机，而业内人士对于这一“战果”忧喜参半。毕竟，对一部分人来说，AlphaGo做到这一步，他们当真一点都不吃惊。只不过由此事开始，深度学习演算法、机器学习以及人工智慧开始获得大量关注。

    深度学习（DeepLearning），这个略带神秘色彩的名字和其代表的前沿性技术被著名的《MIT技术评论》评选为2013年世界十大突破性技术之首。而在此之前，包括Google、Microsoft、Facebook等在内的诸多信息科技巨头都已争相在此技术上投入了前所未有的重视力度和战略资源，继而高调宣布布局智能应用领域。学术界和工业界不遗余力地抢占相关研究和技术的制高点，对此人们并未感到奇怪，因为大家都明白：这也许是人类在探索人工智能的伟大旅程和漫漫征途上的重要一刻。

    简单解释一下深度学习：它其实是机器学习的一个分支。机器学习就是通过算法，使得机器能从大量历史数据中学习规律，从而对新的样本做智能识别或对未来做预测。总结而言，就是从反复的规律中学习并进行自己的判断。深度学习需要建立可以模拟人脑进行分析学习的神经网络。它模仿人脑的机制来解释数据。这就包含了更多方面，例如，图像、声音和文本。

    举一个简单的事例，以便不那么熟悉深度学习的朋友更好地了解这项技术究竟是用来做什么的。

    在AlphaGo引发的全球热议时，在对这一“人工智能的里程碑”赞誉之外，还有一个疑惑：谷歌用机器学习，或者说用深度学习要来做什么？谷歌开发者产品及开发者关系负责人BenGalbraith打了一个比喻：“机器学习一个重要应用就是，可以让产品像人类一样能够看懂图片。比如，当你去中东自驾游面对阿拉伯语的交通指示牌一脸茫然，但你又没法将这些文字输入翻译时，你只需要将指示牌拍下来，谷歌就能自动‘读懂’照片上的文字，把它翻译成你想要的语种。”

    对于全球大户谷歌，它目前有七款拥有10亿用户级别产品。这些产品每时每刻都在产生大量的用户数据。在没有引入“机器学习”之前，挖掘这些数据是一项庞大而缓慢的工程，存在大量的重复性工作。“机器学习”被引用之后，这些用户数据成为了它最好的原材料，通过不断分析、归类、整理、输出，这些“数据”也被用“活”了。

    当深度学习技术在学术界和工业界得到广泛认可后，有越来越多的人参与到相关的研究和实践中去。而如何快速入手深度学习的研究成为了他们首先遇到的门槛。其中的一个重要原因是，深度学习中的许多问题非常依赖于实践。然而长期以来，学术界和工业界缺少一款专门为深度学习而设计的，兼具性能、灵活性和扩展性等诸多优势于一身的开源框架。这使得无论是快速实现算法，还是复现他人的结论，都存在着实践上的困难。研究人员和工程师们迫切需要一套通用而高效的深度学习开源框架。

    2013年，一款叫作“Caffe”的深度学习框架由加州大学伯克利分校的贾扬清博士在Github上发布。发布伊始，Caffe框架就得到了广泛的关注。Caffe框架以“层”为单位对深度神经网络的结构进行了高度的抽象，通过一些精巧的设计显著优化了执行效率，并且在保持高效实现的基础上不失灵活性。

    Caffe的广泛性还体现在，让只要会C++编程的人员就可以编写深度学习代码，一下子就降低了深度学习的门槛。随着Caffe框架的迅速流行，它逐步形成了自己强大的用户社区。在学术界，目前每天都有以Caffe框架作为底层实现的研究成果发布；而在工业界，已经有许多产品使用Caffe作为其深度学习算法实现的内核。从学术界到工业界，大家可以共享同一套底层代码，基于同一套平台进行研究、交流和生产，这真是一件令人愉悦的事情。可以说，Caffe开源项目对于促进整个深度学习研究领域的快速发展具有不可磨灭的贡献，几乎可以说不知道Caffe就不能说会深度学习。

    《深度学习：21天实战Caffe》，是国内第一本在代码级别上全面剖析Caffe框架的指导书，同时也是一本真正的实战手册。本书的作者是阿里云的工程师赵永科（博客昵称：卜居）。他在研发实践的基础上，对深度学习从基础理论到编程实践进行了系统的整理，形成了《深度学习：21天实战Caffe》一书。卜居在书里有一段话：“我们赶上了好时代。在物质和文化如此繁荣之时，有更多的人愿意思考未来——一个充满人工智能技术的时代。自动驾驶汽车、智能机器人、无人机……很多科幻电影中的技术正在成为现实，这一切都得益于深度学习技术和相应软硬件系统的发展进步。”

    毫无疑问，在这样一个“好时代”里，深度学习或者AlphaGo都在教自己如何去赢，但是没有人类它们终将过时。

    《深度学习：21天实战Caffe》，赵永科著，电子工业出版社2016年7月，79.00元