케라스 딥러닝 실전

케라스 딥러닝 실전

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Description
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글로벌 IT 기업의 핵심 데이터 과학자들이 적극 추천!
2006년 머신러닝 분야는 중요한 전환점을 맞이하였다. 캐나다 토론토대학교의 머신러닝 분야의 대가 Geoffrey Hinton 교수와 그의 학생 Ruslan Salakhutdinov는 “Science”에서 Deep Belief Networks에 관한 논문을 발표하였다.
이 논문의 발표 이후부터 현재까지 딥러닝은 급속히 발전했다.

이 책에서는 요즘 유행하는 딥러닝 모델링 플레임 워크 Keras를 사용하여 딥러닝 학습 주제를 설명한다. Keras를 사용하는 이유는 다음의 3가지 방면을 고려했기 때문이다. 첫째, Keras는 대부분의 업무 환경에 응용할 수 있는 다양한 자주 사용되는 딥러닝 모듈을 포함한다. 둘째, 원칙적으로 Keras는 고도의 추상적인 딥러닝 프로그래밍 환경으로 간단하며 배우기 쉽다. Keras의 하층은 CNTK, TensorFlow 혹은 Theano를 전용하여 계산을 진행한다. 세 번째, 응용 분야의 실무자로서 우리는 상업 혹은 공정 문제를 적절한 모델로 변환하는 방법 및 데이터를 준비하고, 모델의 장단점을 분석하고 모델의 결과를 해석하는 방법에 중점을 둬야 하며, 사용자가 구체적인 매트릭스 연산 및 미분에서 벗어나 업무 논리에 초점을 맞출 수 있도록 하는 Keras는 이러한 시나리오에 매우 적합하다.

이 책은 Keras 딥러닝 프레임워크를 사용하여 신경망 모델링을 진행하는 것을 체계적으로 설명한 실용서이다. 데이터 과학자, 머신러닝 엔지니어, 인공지능 응용 엔지니어 및 작업에서 예측 모델링 및 회귀 분석을 진행해야 하는 실무자에게 적합하다. 또한, 이 책은 딥러닝에 관심이 있는 다른 여러 배경의 실무자, 학생 및 교사들에게도 적합하다.

이 책은 10개의 챕터로 나누어져 있으며 딥러닝의 기본 지식과 Keras를 사용한 모델링 과정 및 응용을 체계적으로 설명하고 구체적인 코드를 제공하여 독자가 핵심 모델링 지식을 학습하는데 소요되는 시간을 최소화할 수 있도록 한다.
1장에서는 딥러닝 환경 구축을 소개한다. 이는 이 책의 가장 기초가 되는 부분이다.
2장에서는 웹 크롤러 기술을 사용하여 데이터를 수집하고 ElasticSearch를 사용하여 데이터를 저장하는 방법을 소개한다. 이는 많은 응용에서 독자가 직접 웹에서 데이터를 크롤링하고 처리 및 저장을 해야 하기 때문이다.
3장에서는 딥러닝 모델의 기본 개념을 소개한다. 4장에서는 딥러닝 프레임 워크 Keras의 사용법을 소개한다. 5~9장은 5개의 전형적인 딥러닝 응용이며 추천 시스템, 이미지 인식, 자연어 처리, 문자 생성 및 시계열에 대한 딥러닝의 구체적인 응용을 차례대로 소개한다.

이러한 응용을 소개하는 과정에서 각종 딥러닝 모델 및 코드를 삽입하였으며 독자들에게 이러한 모델의 원리 및 응용 시나리오에 대해 느낀 점을 공유하였다. 마지막으로 사물인터넷의 개념을 소개하였다. 우리는 사물인터넷과 딥러닝의 결합이 엄청난 에너지와 가치를 가져올 것이라고 믿는다.
저자

씨에량

현재마이크로소프트의클라우드컴퓨팅핵심스토리지부문의수석데이터과학자.머신러닝과인공지능기법을활용하여운용효율의최적화,대규모고가용성병렬스토리지시스템의운용과유지개선업무를담당하고있다.10여년간의머신러닝응용경험으로각종업무장면에서데이터발굴제품의수요분석,아키텍처설계,알고리즘개발과집적배치,금융,에너지와하이테크등의분야에서탁월한실력을발휘했다.〈JournalofStatisticalSoftware〉를포함한전문지에다수의논문을발표했으며,시난재경대학경제학과를졸업하고,뉴욕주립대학에서국제경제학박사학위를취득했다.

목차

Chapter01.딥러닝환경구축

 1.1하드웨어환경구축
  1.1.1GPU상의범용연산
  1.1.2그래픽카드
  1.1.3그래픽카드메모리
  1.1.4멀티GPU
 1.2소프트웨어환경구축
  1.2.1필수소프트웨어
  1.2.2CUDA설치
  1.2.3Python설치42
  1.2.4딥러닝모델링환경44
  1.2.5CNTK와Keras설치46
  1.2.6Theano설치52
  1.2.7TensorFlow설치54
  1.2.8cuDNN및CNMeM설치56

Chapter02.데이터수집및처리
 2.1웹크롤링
  2.1.1웹크롤링기술
  2.1.2Scrapy크롤러구현
  2.1.3매개변수를갖는Scrapy크롤러구현
  2.1.4Scrapy크롤러실행
  2.1.5Scrapy실행키포인트
 2.2비정형데이터의저장및분석
  2.2.1ElasticSearch개요
  2.2.2ElasticSearch응용예제

Chapter03.딥러닝
 3.1개요
 3.2딥러닝을위한통계학입문
 3.3신경망기본개념
  3.3.1딥러닝에서의함수유형
  3.3.2딥러닝에서의개념
 3.4경사하강법알고리즘
 3.5오차역전파112

Chapter04.Keras입문
 4.1Keras개요
 4.2Keras에서데이터처리하기
  4.2.1텍스트전처리
  4.2.2시퀀스데이터전처리
  4.2.3이미지데이터입력
 4.3Keras모델
 4.4Keras의중요한함수
 4.5Keras계층구조
 4.6Keras를이용한특이값분해

Chapter05.추천시스템
 5.1추천시스템소개157
 5.2매트릭스분해모델162
 5.3딥신경망모델172
 5.4자주사용되는알고리즘177
  5.4.1협업필터링177
  5.4.2인수분해머신178
  5.4.3볼츠만벡터머신179
 5.5평가모델지표180

Chapter06.이미지인식
 6.1이미지인식입문
 6.2합성곱신경망소개
  6.2.1AlexNet
  6.2.2LeNet
  6.2.3VGG16
  6.2.4VGG19
 6.3종단간의MNIST숫자인식훈련
 6.4VGG16네트워크를이용한손글씨인식
 6.5요약

Chapter07.자연언어감정분석
 7.1자연언어감정분석에대한소개
 7.2문자감정분석모델링
  7.2.1단어임베딩기술
  7.2.2여러계층완전연결신경망훈련감정분석
  7.2.3합성곱신경망훈련감정분석
  7.2.4순환신경망훈련감정분석
 7.3요약

Chapter08.텍스트생성
 8.1텍스트생성및챗봇
 8.2검색기반대화시스템
 8.3딥러닝에기반한검색대화시스템
  8.3.1대화데이터의구성
  8.3.2딥러닝인덱스모델구축
 8.4문자생성에기반한대화시스템
 8.5요약

Chapter09.시계열
 9.1시계열소개
 9.2기본개념
  9.2.1AugmentedDickey-FullerTest(ADF)
  9.2.2Kwiatkowski-Phillips-Schmidt-ShinTest(KPSS)
 9.3시계열모델예측정확도평가
  9.3.1예측정확도를평가할때자주쓰이는통계량
  9.3.2샘플이외의데이터를사용하여검증하는단계
 9.4시계열데이터예제
 9.5ARIMA시계열모델에대한간략한회상
  9.5.1차분항을식별하는원칙
  9.5.2자동회귀또는예측오차항을식별하는원칙
  9.5.3모델의계절성식별
 9.6순환신경망및시계열모델
 9.7응용사례
  9.7.1양쯔강한커우월간유량시계열모델
  9.7.2국제선항공월간승객수시계열모델
 9.8요약

Chapter10.지능사물인터넷
 10.1Azure와IoT
  10.1.1IoT방안구조
  10.1.2설비연결
  10.1.3데이터처리및분석
  10.1.4보고서및상업연결
  10.1.5다음단계
 10.2AzureIoTHub서비스
  10.2.1AzureIoTHub를사용하는이유
  10.2.2게이트웨이
  10.2.3IoTHub의작동원리
  10.2.4다음단계
 10.3IoTHub를사용한디바이스관리개요
  10.3.1소개
  10.3.2디바이스관리원칙
  10.3.3디바이스수명주기
  10.3.4디바이스관리모드
 10.4.NET을사용한IoTHub로의시뮬레이션디바이스연결
  10.4.1소개
  10.4.2IoTHub구축
  10.4.3디바이스신분생성
  10.4.4가상디바이스만들기
  10.4.5디바이스에서클라우드로보낸정보받기
  10.4.6프로그램실행
  10.4.7ServiceBus캐시명령사용
  10.4.8IoTHub와큐를연결하기
 10.5머신러닝응용사례