
Generatives Deep Learning
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Content
- Cover
- Titel
- Impressum
- Inhalt
- Vorwort
- Teil I Einführung ins Generative Deep Learning
- 1 Generative Modellierung
- Was ist generative Modellierung?
- Vergleich der generativen und diskriminativen Modellierung
- Fortschritte im maschinellen Lernen
- Der Vormarsch der generativen Modellierung
- Das generative Modellierungskonzept
- Wahrscheinlichkeitsbasierte generative Modelle
- Hallo Wrodl!
- Ihr erstes wahrscheinlichkeitsbasiertes generatives Modell
- Das naive Bayes-Modell
- Hallo Wrodl! - Fortsetzung
- Die Herausforderungen der generativen Modellierung
- Representation Learning
- Einrichten Ihrer Arbeitsumgebung
- Zusammenfassung
- 2 Deep Learning
- Strukturierte und unstrukturierte Daten
- Tiefe neuronale Netzwerke
- Keras und TensorFlow
- Ihr erstes tiefes neuronales Netzwerk
- Einlesen der Daten
- Erstellen des Modells
- Kompilierung des Modells
- Trainieren des Modells
- Bewertung des Modells
- Verbesserung des Modells
- Konvolutionsschichten
- Batch-Normalisierung
- Drop-out-Schichten
- Zusammenführen aller Teilelemente
- Zusammenfassung
- 3 Variational Autoencoder
- Die Kunstausstellung
- Autoencoder
- Ihr erster Autoencoder
- Der Encoder
- Der Decoder
- Verbinden von Encoder und Decoder
- Analyse des Autoencoders
- Die »Variationale« Kunstausstellung
- Erstellen eines Variational Autoencoders
- Der Encoder
- Die Verlustfunktion
- Analyse des Variational Autoencoders
- Erzeugen von Gesichtern mithilfe von VAEs
- Trainieren des VAE
- Analyse des VAE
- Erzeugen neuer Gesichter
- Arithmetik im latenten Raum
- Verschmelzen von Gesichtern
- Zusammenfassung
- 4 Generative Adversarial Networks
- Ganimals
- Einführung in GANs
- Ihr erstes GAN
- Der Diskriminator
- Der Generator
- Trainieren des GAN
- GAN-Herausforderungen
- Oszillierender Verlust
- Mode-Collapse
- Uninformativer Verlust
- Hyperparameter
- Bewältigung der GAN-Herausforderungen
- Wasserstein-GAN
- Wasserstein-Verlust
- Die Lipschitz-Bedingung
- Gewichte beschränken
- Training des WGAN
- Analyse des WGAN
- WGAN-GP
- Der Gradient-Penalty-Verlust
- Analyse des WGAN-GP
- Zusammenfassung
- Teil II Maschinen das Malen, Schreiben, Komponieren und Spielen beibringen
- 5 Malen
- Äpfel und Orangen
- CycleGAN
- Ihr erstes CycleGAN
- Überblick
- Die Generatoren (U-Net)
- Die Diskriminatoren
- Kompilieren des CycleGAN
- Trainieren des CycleGAN
- Analyse des CycleGAN
- Erstellen eines CycleGAN, das wie Monet malt
- Die Generatoren (ResNet)
- Analyse des CycleGAN
- Neuronaler Stiltransfer
- Inhaltsverlust
- Stilverlust
- Gesamt-Varianz-Verlust
- Ausführen des neuronalen Stiltransfers
- Analyse des neuronalen Stiltransfer-Modells
- Zusammenfassung
- 6 Schreiben
- Die literarische Gesellschaft für lästige Bösewichte e. V.
- Long-Short-Term-Memory-Netzwerk
- Ihr erstes LSTM-Netzwerk
- Tokenisierung
- Erstellen des Datensatzes
- Die Architektur des LSTM-Netzwerks
- Die Embedding-Schicht
- Die LSTM-Schicht
- Die Zelle eines LSTM-Netzwerks
- Einen neuen Text erzeugen
- Erweiterungen von RNNs
- Hintereinandergeschaltete rekurrente Netzwerke
- Gated Recurrent Units
- Bidirektionale Zellen
- Encoder-Decoder-Modelle
- Ein Frage-Antwort-Generator
- Ein Frage-Antwort-Datensatz
- Die Modellarchitektur
- Inferenz
- Modellergebnisse
- Zusammenfassung
- 7 Komponieren
- Vorabklärungen
- Musiknotation
- Ihr erstes Musik erzeugendes RNN
- Der Aufmerksamkeitsmechanismus
- Erstellen eines Aufmerksamkeitsmechanismus in Keras
- Analyse des RNN mit Aufmerksamkeitsmechanismus
- Aufmerksamkeit in Encoder-Decoder-Netzwerken
- Erzeugen mehrstimmiger Musiktitel
- Das »Musikorgan«
- Ihr erstes MuseGAN
- Der Generator des MuseGAN
- Akkorde, Stil, Melodie und Groove
- Der Taktgenerator
- Zusammenführen aller Elemente
- Der Kritiker
- Analyse des MuseGAN
- Zusammenfassung
- 8 Spielen
- Reinforcement Learning
- OpenAI Gym
- Architektur von World Models
- Der Variational Autoencoder
- Das MDN-RNN
- Der Controller
- Setup
- Überblick über den Trainingsprozess
- Sammeln zufälliger Roll-out-Daten
- Trainieren des VAE
- Die Architektur des VAE
- Untersuchung des VAE
- Sammeln von Daten zum Trainieren des RNN
- Trainieren des MDN-RNN
- Die Architektur des MDN-RNN
- Ziehen des nächsten z und der Belohnung aus dem MDN-RNN
- Die MDN-RNN-Verlustfunktion
- Trainieren des Controllers
- Die Architektur des Controllers
- CMA-ES
- Parallelisierung von CMA-ES
- Ausgabe des Controller-Trainings
- In-Traum-Training
- In-Traum-Training des Controllers
- Herausforderungen des In-Traum-Trainings
- Zusammenfassung
- 9 Die Zukunft der generativen Modellierung
- Fünf Jahre Fortschritt
- Der Transformer
- Positionscodierung
- Mehrköpfige Aufmerksamkeit
- Der Decoder
- Analyse des Transformers
- BERT
- GPT-2
- MuseNet
- Fortschritte bei der Bilderzeugung
- ProGAN
- GAN mit Selbstaufmerksamkeitsmechanismus (SAGAN)
- BigGAN
- StyleGAN
- Anwendungen der generativen Modellierung
- Durch KI geschaffene Kunst
- Durch KI geschaffene Musik
- 10 Schlussbemerkung
- Fußnoten
- Index
- Über den Autor
- Kolophon
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