Course Code: intrdplrngrsneuing
Duration: 21 hours
Prerequisites:

Audience: Engineers, Data-Scientists wishing to learn neural networks / Deep Learning

Overview:

Artificial intelligence has revolutionized a large number of economic sectors (industry, medicine, communication, etc.) after having upset many scientific fields. Nevertheless, his presentation in the major media is often a fantasy, far removed from what really are the fields of Machine Learning or Deep Learning. The aim of this course is to provide engineers who already have a master's degree in computer tools (including a software programming base) an introduction to Deep Learning as well as to its various fields of specialization and therefore to the main existing network architectures today. If the mathematical bases are recalled during the course, a level of mathematics of type BAC + 2 is recommended for more comfort. It is absolutely possible to ignore the mathematical axis in order to maintain only a "system" vision, but this approach will greatly limit your understanding of the subject.

Course Outline:

The course is divided into three separate days, the third being optional.

Day 1 - Machine Learning & Deep Learning: theoretical concepts

1. Introduction IA, Machine Learning & Deep Learning

- History, basic concepts and usual applications of artificial intelligence far of the fantasies carried by this domain

- Collective Intelligence: aggregating knowledge shared by many virtual agents

- Genetic algorithms: to evolve a population of virtual agents by selection

- Usual Learning Machine: definition.

- Types of tasks: supervised learning, unsupervised learning, reinforcement learning

- Types of actions: classification, regression, clustering, density estimation, reduction of

- Examples of Machine Learning algorithms: Linear regression, Naive Bayes, Random Tree

- Machine learning VS Deep Learning: problems on which Machine Learning remains

2. Basic Concepts of a Neural Network (Application: multi-layer perceptron)

- Reminder of mathematical bases.

- Definition of a network of neurons: classical architecture, activation and Weighting of previous activations, depth of a network

- Definition of the learning of a network of neurons: functions of cost, back-propagation,Stochastic gradient descent, maximum likelihood.

Modeling of a neural network: modeling input and output data according to the type of problem (regression, classification, etc.). Curse of dimensionality. Distinction between multi-feature data and signal. Choice of a cost function according to the data.

- Approximation of a function by a network of neurons: presentation and examples

- Approximation of a distribution by a network of neurons: presentation and examples

- Data Augmentation: how to balance a dataset

- Generalization of the results of a network of neurons.

- Initialization and regularization of a neural network: L1 / L2 regularization, Batch Normalization ...

- Optimization and convergence algorithms.

3. Standard ML / DL Tools

A simple presentation with advantages, disadvantages, position in the ecosystem and use is planned.

- Data management tools: Apache Spark, Apache Hadoop

- Tools Machine Learning: Numpy, Scipy, Sci-kit

- DL high level frameworks: PyTorch, Keras, Lasagne

- Low level DL frameworks: Theano, Torch, Caffe, Tensorflow

Day 2 - Convolutional and Recurrent Networks

4. Convolutional Neural Networks (CNN).

- Presentation of the CNNs: fundamental principles and applications

Basic operation of a CNN: convolutional layer, use of a kernel, padding & stride, feature map generation, pooling layers. Extensions 1D, 2D, and 3D. Presentation of the different CNN architectures that brought the state of the art in classification images: LeNet, VGG Networks, Network in Network, Inception, Resnet. Presentation of innovations brought about by each architecture and their more global applications (Convolution 1x1 or residual connections).

- Use of an attention model.

- Application to a common classification case (text or image)

- CNNs for generation: super-resolution, pixel-to-pixel segmentation. Presentation of Main strategies for increasing feature maps for image generation.

5. Recurrent Neural Networks (RNN).

- Presentation of RNNs: fundamental principles and applications.

Basic operation of the RNN: hidden activation, back propagation through time, unfolded version.

Evolutions towards the Gated Recurrent Units (GRUs) and LSTM (Long Short Term Memory). Presentation of the different states and the evolutions brought by these architectures.

- Convergence and vanising gradient problems

- Classical architectures: Prediction of a temporal series, classification ...

- RNN Encoder Decoder type architecture. Use of an attention model.

- NLP applications: word / character encoding, translation.

- Video Applications: prediction of the next generated image of a video sequence.

Day 3 - Generational Models and Reinforcement Learning

6. Generational models: Variational AutoEncoder (VAE) and Generative Adversarial Networks (GAN).

- Presentation of the generational models, link with the CNNs seen in day 2

- Auto-encoder: reduction of dimensionality and limited generation

Variational Auto-encoder: generational model and approximation of the distribution of a given. Definition and use of latent space. Reparameterization trick. Applications and limits observed.

Generative Adversarial Networks: Fundamentals. Dual Network Architecture (Generator and discriminator) with alternate learning, cost functions available.

- Convergence of a GAN and difficulties encountered.

- Improved convergence: Wasserstein GAN, Began. Earth Moving Distance.

- Applications for the generation of images or photographs, text generation, super-
resolution.

7. Deep Reinforcement Learning.

- Presentation of reinforcement learning: control of an agent in a defined environment by a state and possible actions

- Use of a neural network to approximate the state function

- Deep Q Learning: experience replay, and application to the control of a video game.

- Optimizations of the learning policy. On-policy && off-policy. Actor critical architecture. A3C.

- Applications: control of a single video game or a digital system.

Sites Published:

United Arab Emirates - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Qatar - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Egypt - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Saudi Arabia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

South Africa - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Brasil - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Canada - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

中国 - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

香港 - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

澳門 - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

台灣 - Introduction Deep Learning & Neural Networks for Engineers

USA - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Österreich - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Schweiz - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Deutschland - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Czech Republic - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Denmark - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Estonia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Finland - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Greece - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Magyarország - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Ireland - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Luxembourg - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Latvia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

España - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Italia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Lithuania - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Nederland - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Norway - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Portugal - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

România - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Sverige - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Türkiye - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Malta - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Belgique - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

France - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

日本 - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Australia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Malaysia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

New Zealand - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Philippines - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Singapore - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Thailand - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Vietnam - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

India - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Argentina - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Chile - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Costa Rica - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Ecuador - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Guatemala - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Colombia - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

México - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Panama - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Peru - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Uruguay - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Venezuela - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Polska - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

United Kingdom - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

South Korea - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Pakistan - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Sri Lanka - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Bulgaria - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Bolivia - Introducción a Aprendizaje Profundo y Redes Neuronales Ingeniería

Indonesia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Kazakhstan - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Moldova - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Morocco - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Tunisia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Kuwait - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Oman - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Slovakia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Kenya - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Nigeria - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Botswana - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Slovenia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Croatia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Serbia - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Bhutan - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Nepal - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur

Uzbekistan - Introduction Deep Learning & Réseaux de neurones pour l’ingénieur