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CS231n:面向计算机视觉的深度学习

斯坦福大学 · 2025 年春季

本例中的卷积神经网络使用 JavaScript,在浏览器中实时进行图像分类,每张图像的处理时间约为 10 毫秒。网络接收一张图像,经过一系列函数变换,最终输出各个类别的概率。可视化中每一步的中间表示,可以近似理解为该层神经元的激活值。网络参数通过反向传播,在由“图像—标签”配对构成的数据集上学习得到。这里的网络使用 CIFAR-10 图像进行十分类,并通过 ConvNetJS 训练。具体架构为 [conv-relu-conv-relu-pool]x3-fc-softmax,共 17 层、7000 个参数,采用 3×3 卷积和 2×2 池化窗口。学完本课程后,你将理解这些数字各自代表什么。

课程介绍

计算机视觉已广泛应用于搜索、图像理解、各类应用程序、地图构建、医疗、无人机和自动驾驶等领域。其中,图像分类、定位与检测等视觉识别任务是许多应用的核心。近年来,神经网络(也称“深度学习”)方法的进展显著提升了先进视觉识别系统的性能。本课程深入讲解深度学习架构及其细节,重点研究如何为这些任务,尤其是图像分类,学习端到端模型。在为期 10 周的课程中,学生将亲自实现和训练神经网络,深入理解计算机视觉领域的前沿研究。最后一次作业还将提供机会,让学生训练具有数百万参数的网络,并将其应用于自己选择的真实视觉问题。通过多次实践作业和期末项目,学生将掌握建立深度学习任务所需的方法,以及训练、微调深度神经网络的实用工程技巧。

教学安排


  • 授课时间:每周二、周四,美国太平洋时间 12:00—13:20,地点为 NVIDIA 礼堂。
  • 课程视频:每次课后不久,视频将发布到 Canvas 的“Panopto Course Videos”栏目。此处的校内视频仅向已选修课程的斯坦福学生开放。
  • 答疑安排:课程同时提供线下答疑和 Zoom 线上答疑。完整的时间与地点请查看答疑日历。
  • 联系方式:课程通知及相关问题统一在 Ed 论坛发布;在论坛提问通常能最快获得回复。校外咨询、紧急事项,或不便通过私密帖子讨论的个人问题,请发送邮件至 cs231n-staff-spr25@stanford.edu。

课程学习与考核

先修要求

  • 熟练使用 Python
    所有作业都使用 Python(以及 NumPy)。不熟悉 Python 的同学可以参考本教程。如果你已经具有其他语言(如 C、C++、MATLAB 或 JavaScript)的丰富编程经验,通常也能顺利跟上课程。
  • 大学微积分与线性代数(如 MATH 19、MATH 51)
    应熟悉求导,并理解矩阵、向量运算及其记号。
  • 概率论与统计学基础(如 CS 109 或其他统计课程)
    应掌握概率、高斯分布、均值、标准差等基本概念。

课程作业(45%)

作业内容、延期额度和合作规范详见课程作业页面。

期中考试(20%)

期中考试的详细信息将在接下来几周通过 Ed 公告发布。

期末项目(35%)

有关期末项目的详细要求,请查看课程项目页面。

课堂参与(最多额外加分 3%)

我们鼓励同学积极参与课程。对于在 Ed 上作出突出贡献的同学,教学团队将酌情给予最多 3% 的额外加分,依据包括获得教师认可的有效回答数量,以及其他对教学团队或同学有实质帮助的贡献。帮助最大的贡献者可获得最高加分,其他贡献显著的同学则按贡献情况获得相应比例的加分。

成绩复核申请

如果认为评分存在客观错误,可以在成绩公布后的 3 天内通过 Gradescope 提交复核申请,并简要说明原评分为何不正确。请注意,教学团队可能重新批改整份提交内容;如果发现首次评分时遗漏的错误,扣回的分数可能多于复核新增的分数。

迟交政策

  • 本学季每位学生共有 4 天免扣分延期额度。
  • 每次作业最多可使用 2 天延期额度,期间不扣分。
  • 延期额度可用于课程作业、项目计划书和项目阶段报告。
  • 期末项目的最终报告不能使用延期额度。
  • 免扣分延期额度用完后,每多迟交一天,扣除该项成绩的 25%。
    • 例如,作业 1 迟交 1 天,作业 2 迟交 3 天,作业 3 迟交 2 天。作业 1 使用 1 天额度,不扣分;作业 2 的前两天使用 2 天额度,第三天扣分 25%;作业 3 的第一天使用最后 1 天额度,第二天扣分 25%。
  • 项目计划书和项目阶段报告迟交时,每位组员分别扣除相应的延期额度。

常见问题

学习无障碍支持:
如果因残障需要学习方面的合理便利,请先向无障碍教育办公室(OAE)提出申请。OAE 会评估需求、建议具体支持措施,并为教师出具说明函。请尽早联系,至少应在作业截止前留出足够的协调时间。学生需主动向教学团队提交 OAE 说明函:请在 Ed 的 Accommodations(学习支持)分类下创建私密帖子并附上该文件。
可以按“获得学分/不获得学分”的方式修读本课程吗?
可以。按常规字母等级评分达到 C− 或以上,即可获得学分。
可以旁听吗?
如果你是斯坦福的在校学生、教职员工或教师,我们通常欢迎你旁听。出于礼貌,请先发邮件联系教师,或在首次旁听的课后与教师沟通。
期末项目可以组队完成吗?
可以,每组最多 3 人。
对课程有疑问时,怎样联系教学团队最合适?
绝大多数问题都应在 Ed 上提出。如果涉及敏感的个人事项,可以通过以下邮箱直接联系授课教师和首席助教:cs231n-staff-spr25@stanford.edu。
可以将期末项目与其他课程的项目结合起来吗?
可以。具体要求请阅读课程项目页面中的“学术诚信准则”。