之前的章节详细介绍了自动编码器的核心原理,涵盖了其架构和学习机制。本章将从这些原理转向实际应用。在此,我们将提供一份分步指南,指导您构建您的第一个基础自动编码器。您将学会: * 搭建适合深度学习任务的Python环境。 * 使用PyTorch和Keras来定义和构建神经网络模型。 * 加载、理解和预处理一个常见数据集(例如MNIST),用于训练自动编码器。 * 构建简单自动编码器的编码器和解码器层。 * 配置训练过程,包括选择优化器和损失函数,例如均方误差(MSE)。MSE衡量原始输入$x$和重建输出$\hat{x}$之间的平均平方差,通常表示为 $$L(x, \hat{x}) = \frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} (x_i - \hat{x}_i)^2$$ * 训练自动编码器,然后评估其重建数据的能力。 * 可视化原始输入及其重建版本以评估性能。通过学习本章,您将获得实现自动编码器和观察其数据重建能力的直接经验。这项实际练习将巩固您对这些网络如何运作的理解。