기본 수식과 파이썬으로 가장 핵심적인 최적화 문제를 다루는 딥러닝 학습!

이 책은 텐서플로(Tensorflow)를 사용하여 다양한 딥러닝 모델들을 학습하는 방법과 최적화 이론을 다룹니다. 딥러닝에 관련된 많은 수학 이론들이 있지만, 가장 핵심적인 최적화 문제를 중심으로 딥러닝을 학습합니다. 현재까지 출판된 딥러닝 관련 도서와 강의들은 최적화 이론에 대해서 다루지 않거나 아주 간단하게 다룹니다. 하지만 최적화 이론을 이해하기에는 턱없이 부족한 양입니다. 이 책에서는 가장 먼저 최적화 이론을 소개하고, 최적화 문제는 텐서플로를 사용하여 풉니다. 이러한 방식은 딥러닝 모델을 텐서플로를 사용하여 학습시키는 경우에도 변하지 않습니다. 사실 텐서플로 외에도 파이토치(PyTorch), 케라스(Keras) 등 많은 딥러닝 패키지들이 있습니다. 이들 모두는 최적화 문제를 푸는 것이 최종 목표입니다.

이 책을 내며...
들어가며...

PART 1 프로그래밍 준비 작업

Chapter 01 개발환경 설정하기
1.1 아나콘다(Anaconda) 설치하기
1.1.1 윈도우(Windows)에서 설치하기
1.1.2 macOS에서 설치하기
1.1.3 터미널(Terminal) 실행 방법
1.1.4 개발환경 생성과 삭제 그리고 패키지 설치
1.1.5 개발환경 활성화와 비활성화
1.1.6 개발환경 내에 패키지 설치하기
1.1.7 개발환경 내보내기와 불러오기

1.2 텐서플로(TensorFlow) 및 관련 패키지 설치하기
1.2.1 yml을 통해 불러오기
1.2.2 yml없이 직접 설정하기

Chapter 02 주피터 노트북과 파이썬 튜토리얼
2.1 주피터 노트북(Jupyter Notebook)
2.1.1 파이썬 코드 실행하기
2.1.2 마크다운(Markdown)
2.1.3 편리한 기능 소개

2.2 파이썬 기초 문법
2.2.1 변수 선언 및 함수 선언, 그리고 익명함수
2.2.2 주요 변수 타입
2.2.3 for문(for loop)
2.2.4 if문(if statement)
2.2.5 제너레이터(Generator)

2.3 자주 사용되는 파이썬 문법 패턴
2.3.1 데이터 타입마다 다른 for loop 스타일
2.3.2 zip가 들어간 for loop
2.3.3 한 줄 for문
2.3.4 파일 읽기/쓰기

2.4 numpy array
2.4.1 n차원 배열(Array)
2.4.2 배열의 모양(Shape)
2.4.3 전치 연산(Transpose)
2.4.4 Reshape
2.4.5 배열 인덱싱

2.5 시각화 패키지(matplotlib) 튜토리얼
2.5.1 분포도(Scatter Plot) 그리기
2.5.2 페어플랏(Pair Plot) 그리기
2.5.3 단일변수 함수 그래프 그리기
2.5.4 여러 그래프를 한 눈에 보기
2.5.5 그래프 스타일링
2.5.6 다변수 함수 그래프 그리기

Chapter 03 텐서플로 튜토리얼
3.1 텐서플로 설치

3.2 텐서플로 구조 이해하기
3.2.1 그래프(Graph)
3.2.2 텐서(Tensor)
3.2.3 연산(Operation)

3.3 연산의 시작 시점

3.4 주요 타입 3가지
3.4.1 Constant
3.4.2 Placeholder
3.4.3 Variable(변수)

3.5 기초 수학 연산
3.5.1 스칼라 덧셈
3.5.2 텐서플로에서 제공하는 다양한 함수
3.5.3 리덕션(Reduction)

PART 2 딥러닝에 필요한 수치해석 이론

Chapter 04 최적화 이론에 필요한 선형대수와 미분
4.1 선형대수
4.1.1 교육과정에 따른 선형대수의 방향성
4.1.2 정의 및 표기법
4.1.3 벡터/벡터 연산
4.1.4 행렬/벡터 연산
4.1.5 행렬/행렬 연산
4.1.6 선형시스템의 풀이

4.2 딥러닝에서 자주 사용되는 선형대수 표기법

4.3 미분과 그래디언트(Gradient)

Chapter 05 딥러닝에 필요한 최적화 이론
5.1 딥러닝에 나타나는 최적화 문제

5.2 최적화 문제의 출발

5.3 최적화 문제 표현의 독해법
5.3.1 제곱값의 합을 이용한 선형회귀
5.3.2 절댓값의 합을 사용한 선형회귀

5.4 다양한 딥러닝 모델과 최적화 문제 미리보기

Chapter 06 고전 수치최적화 알고리즘
6.1 수치최적화 알고리즘이 필요한 이유

6.2 수치최적화 알고리즘의 패턴

6.3 그래디언트 디센트(Gradient Descent)
6.3.1 예제로 배우는 그래디언트 디센트
6.3.2 그래디언트 디센트 방법의 한계점

6.4 그래디언트 디센트를 사용한 선형회귀 모델 학습
6.4.1 선형회귀 문제 수식 소개
6.4.2 그래디언트 디센트 방법 적용
6.4.3 한계점

Chapter 07 딥러닝을 위한 수치최적화 알고리즘
7.1 스토캐스틱 방법(Stochastic method)

7.2 스토캐스틱 방법의 코드 구현 패턴

7.3 탐색 방향 기반 알고리즘
7.3.1 스토캐스틱 그래디언트 디센트 방법
7.3.2 모멘텀/네스테로프 방법

7.4 학습률 기반 알고리즘
7.4.1 적응형 학습률 방법의 필요성
7.4.2 Adagrad
7.4.3 RMSProp(Root Mean Square Propagation)
7.4.4 Adam

PART 3 텐서플로를 사용한 딥러닝의 기본 모델 학습

Chapter 08 선형회귀 모델
8.1 예측 모델과 손실함수

8.2 결정론적 방법과 스토캐스틱 방법
8.2.1 결정론적 방법
8.2.2 스토캐스틱 방법

8.3 비선형회귀 모델
8.3.1 이차 곡선 데이터
8.3.2 삼차 곡선 데이터
8.3.3 삼각함수 곡선 데이터

8.4 비선형 특성값 추정 방법과 신경망 모델

Chapter 09 선형 분류 모델
9.1 이항 분류 모델
9.1.1 연속 확률 모델
9.1.2 최대우도법과 크로스 엔트로피
9.1.3 미니 배치 방법을 통한 모델 학습
9.1.4 특성값을 이용한 비선형 분류 모델

9.2 다중 분류 모델
9.2.1 소프트맥스(Softmax)
9.2.2 원-핫(One-hot) 인코딩
9.2.3 다중 분류 모델의 크로스 엔트로피
9.2.4 미니 배치 방법을 통한 모델 학습
9.2.5 MNIST

Chapter 10 신경망 회귀 모델
10.1 신경망 모델의 필요성

10.2 신경망 모델 용어 소개

10.3 신경망 모델 구현

10.4 신경망 모델의 다양한 표현

10.5 특성값 자동 추출의 원리

10.6 신경망 모델의 단점

Chapter 11 신경망 분류 모델
11.1 신경망 분류 모델의 필요성

11.2 다양한 데이터 분포와 신경망 분류 모델
11.2.1 신경망 분류 모델 학습
11.2.2 체커보드 예제
11.2.3 불규칙한 데이터 분포 예제

11.3 신경망 분류 모델의 다양한 표현

11.4 MNIST 분류 문제

PART 4 학습용/테스트용 데이터와 언더피팅/오버피팅

Chapter 12 언더피팅/오버피팅 소개
12.1 딥러닝 모델과 함수

12.2 학습용 데이터와 정답함수

12.3 정답함수와 테스트용 데이터

12.4 언더피팅/오버피팅의 2가지 요인

Chapter 13 언더피팅의 진단과 해결책
13.1 학습 반복 횟수 재설정

13.2 학습률 재설정

13.3 모델 복잡도 증가

13.4 언더피팅된 신경망 분류 모델

13.5 언더피팅 요약

Chapter 14 오버피팅의 진단과 해결책
14.1 학습 반복 횟수 줄이기

14.2 Regularization 함수 추가
14.2.1 L2 Regularization
14.2.2 L1 Regularization

14.3 드롭아웃(Dropout)

14.4 분류 문제

14.5 교차검증 데이터의 등장

Chapter 15 텐서보드(TensorBoard) 활용
15.1 그래프 그리기

15.2 히스토그램 그리기

15.3 이미지 그리기

15.4 신경망 모델 학습 과정에 텐서보드 적용하기

Chapter 16 모델 저장하기와 불러오기
16.1 저장하기

16.2 불러오기

16.3 오버피팅 현상 해결 응용 예제

Chapter 17 딥러닝 가이드라인
17.1 딥러닝 프로젝트 진행 순서
17.1.1 모델과 손실함수 선택
17.1.2 모델 학습 진행
17.1.3 언더피팅 확인
17.1.4 오버피팅 확인
17.1.5 최종 성능 확인

17.2 딥러닝 학습의 근본적 한계
17.2.1 손실함수에는 학습용 데이터뿐이다.
17.2.2 데이터 전처리는 매우 중요하다.
17.2.3 손실함수와 정확도는 다르다.
17.2.4 테스트 데이터의 분포는 완전히 알 수 없다.

PART 5 딥러닝 모델

Chapter 18 CNN 모델
18.1 딥러닝(Deep Learning) 이란

18.2 CNN 모델 소개

18.3 콘볼루션(Convolution)
18.3.1 커널(Kernel)/Filter
18.3.2 Strides
18.3.3 Padding

18.4 Max-Pooling

18.5 Dropout

18.6 ReLU 활성 함수
18.6.1 사라지는 그래디언트 문제
18.6.2 문제의 이해
18.6.3 문제의 원인
18.6.4 해결

18.7 자동 특성(Feature) 추출

18.8 MNIST 숫자 분류 문제
18.8.1 데이터 훑어보기
18.8.2 One-Hot 인코딩
18.8.3 CNN 모델 구축하기
18.8.4 최적화 문제 설정
18.8.5 하이퍼 파라미터 설정
18.8.6 학습 시작
18.8.7 정확도 확인
18.8.8 전체 코드

Chapter 19 GAN(Generative Adversarial Networks) 모델
19.1 min-max 최적화 문제 소개

19.2 Generator(생성기)
19.2.1 Variable Scope(변수 범위)
19.2.2 Leaky ReLU(누설 ReLU)
19.2.3 Tanh Output

19.3 Discriminator(판별기)

19.4 GAN 네트워크 만들기
19.4.1 Hyper parameters

19.5 손실함수

19.6 Training(학습)
19.6.1 Training(학습)의 세부 조건 설정
19.6.2 Training loss(학습 손실)
19.6.3 생성기로 만든 샘플 영상
19.6.4 생성기로 새로운 영상 만들기

19.7 유용한 링크 및 전체 코드
19.7.1 유용한 링크
19.7.2 전체 코드

PART 6 응용 문제

Chapter 20 영상
20.1 Transfer Learning 소개

20.2 꽃 사진 분류
20.2.1 필요한 사전 지식
20.2.2 환경 준비
20.2.3 문제 소개
20.2.4 VGG16 모델
20.2.5 데이터 훑어보기
20.2.6 모델 만들기
20.2.7 최적화 문제 설정
20.2.8 하이퍼 파라미터 설정
20.2.9 학습
20.2.10 정확도

20.3 Bottleneck 특성 추출 방법

20.4 Transfer Learning 전체 코드

Chapter 21 문자열 분석 word2vec
21.1 Word Embeddings

21.2 One-hot encoding

21.3 Word2Vec 모델
21.3.1 환경 준비
21.3.2 전처리(preprocessing)
21.3.3 SubSampling
21.3.4 배치 만들기
21.3.5 그래프 만들기
21.3.6 Embedding(임베딩)
21.3.7 Negative sampling
21.3.8 Validation
21.3.9 Training 학습

21.4 T-SNE를 이용한 시각화

21.5 전체 코드

찾아보기

[이 책에 필요한 선행학습]
이 책의 원활한 이해를 위해서는 다음과 같은 선수 지식이 필요합니다.
이 책은 파이썬 기초 문법과 수식에 관해서 일일이 설명하지 않습니다. 선행학습이 되어 있다면 학습 효과를 더 높일 수 있습니다.
1. 파이썬(Python) 기초 문법에 대한 이해
2. 대학 강의에서 다루는 미분과 편미분의 이해 [이 책의 대상 독자]
이 책은 다음과 같은 독자를 대상으로 합니다.
1. 딥러닝 핵심 이론에 대한 이해가 필요한 독자
2. 딥러닝 관련 논문을 읽는데 어려움을 겪는 독자
3. 텐서플로를 이용한 딥러닝 코드가 있지만, 자신만의 데이터로는 잘 동작하지 않는 현상을 겪은 독자
4. 텐서플로 패키지의 개념이 궁금한 독자
5. 딥러닝의 기초 이론과 텐서플로를 동시에 배우고 싶은 독자[소스코드 다운로드 및 Q&A]
소스코드 다운로드와 Q&A는 저자 웹페이지에서 확인할 수 있으며, 소스코드는 남가람북스 홈페이지 자료실에서도 확인할 수 있습니다.
* 저자 웹페이지: https://github.com/DNRY/dlopt
* 남가람북스 홈페이지: https://www.namgarambooks.co.kr이 책은 딥러닝 모델을 실무에 적용하며 어려움을 겪었던 실무자/연구자의 경험과 딥러닝 강의를 진행하며 받았던 많은 피드백을 토대로 만들었습니다. 딥러닝의 원리를 이해할 수 있도록 딥러닝 이론에 대한 설명과 실습 코드를 동시에 제공합니다.
이러한 딥러닝 이론을 바탕으로, 책의 후반부에서는 실무에서 효과적으로 사용할 수 있는 딥러닝 모델을 소개함으로써 이론에만 치우치지 않고, 실무에도 도움이 되도록 내용을 구성했습니다.
또한, 책에 포함된 그래프 결과와 독자분들의 결과가 항상 동일하게 나올 수 있도록 신경 썼습니다.
혹시 질문이나 코드가 잘못된 부분이 있다면 https://github.com/DNRY/dlopt에서 소통할 수 있도록 웹페이지를 개설했습니다.
그리고, 책에서는 그림이 흑백으로 보입니다. 저자 웹페이지에서는 컬러 그림을 볼 수 있습니다.[이 책의 구성]
이 책은 다음과 같이 총 6가지 PART로 구성되어 있습니다.
* PART 1: 프로그래밍 준비 작업
* PART 2: 딥러닝에 필요한 수치해석 이론
* PART 3: 텐서플로를 사용한 딥러닝의 기본 모델 학습
* PART 4: 학습용/테스트용 데이터와 언더피팅/오버피팅
* PART 5: 딥러닝 모델
* PART 6: 응용 문제PART 1은 개발환경을 설정하고 텐서플로의 기초를 설명합니다. PART 2에서는 최적화 문제를 설명하고, 최적화 문제를 푸는 알고리즘들을 소개합니다.
PART 3에서는 딥러닝의 가장 기본 모델인 선형회귀/분류 모델과 신경망 모델을 최적화 이론으로 설명하고, 텐서플로로 구현하는 법을 소개합니다.
PART 4에서는 딥러닝 모델에서 피할 수 없는 언더/오버피팅(Under/Over fitting) 문제를 소개합니다.
PART 5와 PART 6에서는 PART 4까지 다룬 내용을 바탕으로 실무에서 사용 가능한 딥러닝 모델들을 소개하고 텐서플로로 구현합니다.다음과 같이 독자분들의 학습 수준에 따라 다른 학습 패턴으로 진행할 수 있습니다.
* 텐서플로를 처음 접하는 분: PART 1--〉 PART 2 --〉 PART 3 --〉 PART 4 --〉 PART 5 --〉 PART 6
* 텐서플로 경험이 있고 딥러닝 이론이 부족한 분: PART 2 --〉 PART 3 --〉 PART 4 --〉 PART 5 --〉 PART 6
* 텐서플로 경험이 있고 딥러닝 이론이 익숙한 분: PART 2 --〉 PART 4 --〉 PART 5 --〉 PART 6

회원리뷰 총 0개

리뷰작성 새 창

사용후기가 없습니다.

등록된 상품문의

상품문의 총 0개

문의작성 새 창

상품문의가 없습니다.

[반품/교환가능 기간]

변심반품의 경우 수령 후 14일 이내, 상품의 결함 및 계약내용과 다를 경우 문제점 발견 후 30일 이내

[반품/교환비용]

단순 변심 혹은 구매착오로 인한 반품/교환은 반송료 고객 부담

[반품/교환 불가 사유]

- 소비자의 책임 있는 사유로 상품 등이 손실 또는 훼손된 경우

(단지 확인을 위한 포장 훼손은 제외)

- 소비자의 사용, 포장 개봉에 의해 상품 등의 가치가 현저히 감소한 경우

예) 화장품, 식품, 가전제품(악세서리 포함) 등

- 복제가 가능한 상품 등의 포장을 훼손한 경우

예) 음반/DVD/비디오, 소프트웨어, 만화책, 잡지, 영상 화보집

- 소비자의 요청에 따라 개별적으로 주문 제작되는 상품의 경우 ((1)해외주문도서)

- 디지털 컨텐츠인 eBook, 오디오북 등을 1회 이상 다운로드를 받았을 경우

- 시간의 경과에 의해 재판매가 곤란한 정도로 가치가 현저히 감소한 경우

- 전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한 법률이 정하는 소비자 청약철회 제한 내용에 해당되는 경우

* (1) 해외주문도서 : 이용자의 요청에 의한 개인주문상품으로 단순변심 및 착오로 인한 취소/교환/반품 시

‘해외주문 반품/취소 수수료’ 고객 부담 (해외주문 반품/취소 수수료 : ①양서-판매정가의 12%, ②일서-판매정가의 7%를 적용)

[상품 품절]

공급사(출판사) 재고 사정에 의해 품절/지연될 수 있으며, 품절 시 관련 사항에 대해서는 이메일과 문자로 안내드리겠습니다.

[소비자 피해보상, 환불지연에 따른 배상]

- 상품의 불량에 의한 교환, A/S, 환불, 품질보증 및 피해보상 등에 관한 사항은 소비자분쟁해결 기준 (공정거래위원회 고시)에 준하여 처리됩니다.

- 대금 환불 및 환불지연에 따른 배상금 지급 조건, 절차 등은 전자상거래 등에서의 소비자 보호에 관한 법률에 따라 처리함.