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影像分類、kNN 與線性分類器|Stanford CS231N 第 2 堂

L2 從一個問題出發:電腦看到的是一堆 0 到 255 的數字,要怎麼認出貓?寫規則行不通,所以改用 data-driven 方法:收集資料、訓練、在新圖上評估。第一個分類器是 kNN,它教會你 train/val/test 怎麼切,但像素距離沒有語意。第二個是線性分類器 f(x,W)=Wx+b,可以從代數、視覺(模板)、幾何(超平面)三個角度看,再用 softmax 把分數變成機率,用 −log 機率當 loss。

電腦視覺從哪裡來,這門課要走到哪裡|Stanford CS231N 第 1 堂

CS231N 2026 的第一講分成兩份投影片。第一份用一條時間軸講視覺與深度學習的歷史:從 Hubel & Wiesel 的貓實驗、Marr 的視覺表示階段,到 Neocognitron、backprop、LeNet,再到 ImageNet 與 AlexNet 把兩條線接起來。第二份講課程地圖、評分與規則,並把作業全面搬到 Colab。讀完這一講,你會知道後面 17 講各自在補哪一塊。

神經網路與反向傳播——計算圖上的「上游乘以本地」|Stanford CS231N 第 4 堂

L4 前半把線性分類器 f = Wx 換成兩層網路 f = W₂ max(0, W₁x),說明拿掉 max 這個激活函式就會退回線性分類器。後半回答網路變深之後梯度怎麼算:把函式畫成計算圖,每個節點只要知道自己的本地梯度,再乘上從後面傳回來的上游梯度。add 分配梯度、mul 交換、max 路由、copy 相加,四個模式就能追蹤任何網路。最後推到矩陣:dL/dx 永遠和 x 同形狀,所以不要真的建出 Jacobian。

循環神經網路與影像描述——RNN、LSTM 與 captioning|Stanford CS231N 第 7 堂

RNN 用同一組權重,在每個時間步更新一個隱藏狀態,所以能處理任意長度的序列。CS231N L7 從手工造一個偵測連續 1 的 RNN 講起,接著是字元級語言模型、把 CNN 特徵接進 RNN 做影像描述,再用梯度流解釋為什麼 vanilla RNN 難訓練:梯度爆炸靠 gradient clipping,梯度消失靠改架構,也就是 LSTM。最後把 Mamba 這類 state space model 稱為「現代 RNN」。

正則化與最佳化——從隨機亂試到 AdamW 與學習率排程|Stanford CS231N 第 3 堂

L2 給了分數函式和 loss,L3 回答「怎麼找到好的 W」。前半講正則化:在 data loss 旁邊加 λR(W),讓模型不要把訓練資料背得太好。後半是一條最佳化器的演進線:SGD 在窄長山谷裡會來回震盪,Momentum 累積速度,RMSProp 依每個維度調步伐,Adam 把兩者合起來再做偏差修正,AdamW 把 weight decay 移到動量計算之外。投影片最後的實務建議是:多數情況先用 Adam(W),SGD+Momentum 可能更好,但要花更多力氣調學習率與排程。

自監督學習——沒有標註,怎麼學到好的表示|Stanford CS231N 第 12 堂

CS231N 第 12 講的問題是:大規模訓練需要大量標註,能不能不靠人工標註學到好的表示?答案分三段。第一段是從影像變換自動產生標籤的 pretext task:預測旋轉、拼圖、補洞、上色,以及把遮罩比例拉到 75% 的 MAE。第二段是更通用的對比學習:InfoNCE 損失、需要大 batch 的 SimCLR、用佇列解耦 batch 與負樣本數的 MoCo,以及序列層級的 CPC。最後是不需要負樣本的 DINO:學生網路去預測動量老師的輸出,靠 centering 與 sharpening 避免崩塌。評估方式的核心是 linear probing:凍結編碼器,只訓練一層線性分類器。

訓練 CNN 與經典架構——正規化、初始化、遷移學習與 VGG 到 ResNet|Stanford CS231N 第 6 堂

CS231N 第 6 講的 2026 投影片標題是「Training CNNs and CNN Architectures」,分成「怎麼搭」和「怎麼訓練」兩半。架構只細講兩個:VGG 證明三層 3×3 卷積比一層 7×7 更深、參數更少;ResNet 讓層去學殘差 F(x) = H(x) − x,解決深網路連訓練誤差都更差的最佳化問題。訓練那半最實用的是遷移學習:資料不到約一百萬張,就先找大資料集上的預訓練模型。

影片理解——多了時間維度,模型要怎麼改|Stanford CS231N 第 10 堂

CS231N 第 10 講把影片看成「2D+時間」的 T×3×H×W 張量,再沿著一條效率主線往下走:先在短片段上訓練、測試時平均多個片段;架構從逐幀 2D CNN、late fusion、3D CNN,到用光流分出動作的 two-stream 與把 2D 權重「充氣」成 3D 的 I3D;2021 年後換成 Transformer,但 token 數會爆炸,於是有 divided space-time attention、Video Swin、MViT 與 tubelet。最後一段擴展到時序定位、影音多模態、VideoLLM 與長影片理解,並用 HourVideo 指出這塊還差得遠。

視覺與語言——從 CLIP 的對比學習到會看圖說話的多模態基礎模型|Stanford CS231N 第 16 堂

CS231N Spring 2026 的視覺與語言講次,先把課程前半的「一個任務一個模型」換成「基礎模型」:先用大量多樣的資料預訓練一個模型,再用微調、zero-shot 或 few-shot 接到許多任務。主角有三條線。第一條是 CLIP:用 4 億組網路圖文配對做雙向對比學習,再把類別名稱寫成句子,就能不經微調直接分類;它也有弱點,分不出「草地上的杯子」和「杯子裡的草」。第二條是 LLaVA、Flamingo 到 Qwen3-VL、Molmo 的視覺語言模型:把圖片特徵接進 LLM,讓模型看圖輸出文字。第三條是 chaining:讓 LLM 寫描述或寫程式,把現成的視覺模型串起來。

World Modeling/Robot Learning、Human-Centered AI 與期末專題|Stanford CS231N 主題單元

CS231N Spring 2026 的最後兩講沒有公開投影片:L17 在課表上只寫「World Modeling」與客座講者 Gordon Wetzstein,L18 只寫「Human-Centered AI」。校外讀者能看的是 2025 年的替代品:L17 當年是另一個主題 Robot Learning(Yunzhu Li,有投影片與錄影),L18 是李飛飛的錄影,沒有投影片。本文把三者分開標示年份,不把 2025 的內容寫成 2026。後半講期末專題:占 35%,分 Applications 與 Models 兩條 track,專案必須處理像素,交付物是一段提案、三次 milestone check-in、6–8 頁報告與海報。

有效視野、reward hacking、Bellman residual 與 RiverSwim|Stanford CS234 作業 1

CS234 Winter 2026 的作業一共 68 分、四題:庫存 MDP 看視野與折扣怎麼改變最佳策略(8)、自駕車的 proxy reward 為什麼讓 AI 車乾脆不上匝道(5)、用 Bellman residual 界住貪婪策略的表現(30),以及在 RiverSwim 上親手寫 value iteration 與 policy iteration(25)。三題紙筆在練同一件事:你寫下的 reward、γ 與價值函數,不一定是你以為的那個目標。

REINFORCE、baseline 與 PPO 實作,外加策略誘導的分布|Stanford CS234 作業 2

CS234 Winter 2026 的作業二共 102 分、四題:DQN 紙筆題(8)、在 CartPole、Pendulum、HalfCheetah 三個 PyBullet 環境上實作 REINFORCE、神經網路 baseline 與 clipped PPO(54 分程式+21 分報告),證明策略誘導的狀態分布與 performance difference lemma(14),以及用 Belmont Report 檢視一個會邊學邊影響學生的 RL 實驗(5)。程式題的重點是把 L5–L7 的式子一行一行變成可以跑出 21 條學習曲線的程式。

Hopper 上的 reward engineering、RLHF、DPO 與 best arm identification|Stanford CS234 作業 3

CS234 Winter 2026 作業三共五題、94 分。前三題都在 MuJoCo Hopper 上:先用手寫 reward 跑 PPO(13),再從 1 萬筆偏好對學 reward model 後跑 PPO(19+8),最後用 SFT+DPO 直接從偏好學策略、完全不碰環境(6+19)。第四題換成純理論:用 Hoeffding 與 union bound 算出找 ε-最佳臂要幾次試驗(25),這題要等讀完下一篇 bandit 再做。第五題是新聞推薦的 stated vs revealed preference(4)。

multi-armed bandit、regret 與 UCB|Stanford CS234 主題單元

CS234 L9 與 L10 前半把「探索」從 ε-greedy 這種經驗法則,變成可以證明的東西。先定義 regret:跟一直選最好的手臂相比,你少拿了多少。greedy 會鎖死在次佳手臂,固定 ε 的 ε-greedy 永遠有 ε 比例在亂選,兩者的 regret 都隨時間線性成長。Lai-Robbins 下界說最好也要對數成長,而 UCB 靠「對不確定的手臂樂觀一點」做到了:Bandit Algorithms 定理 7.1 給出每隻次佳手臂只會被拉大約 16 log n / Δ² 次。

強化學習:先修、評分與 10 週自學路線|Stanford CS234 課程總覽

CS234 是 Emma Brunskill 在 Stanford 教的強化學習入門課,從有模型的 MDP 規劃一路講到策略梯度、RLHF/DPO、bandit 探索和 MCTS。Winter 2026 的 14 講投影片、三份作業的題目與起始碼、專題規格都能匿名下載,本系列評為 A3(足以自學)。缺口是官網沒有 2026 錄影、L15 與 L16 沒有投影片、期中考與 tutorials 不公開。公開錄影是 Spring 2024 版,本系列只拿它當補充;2024 有兩講 Offline RL,2026 投影片裡沒有對應內容。

DQN——deadly triad、experience replay 與 fixed Q-targets|Stanford CS234 主題單元

Q-learning 在表格上會收斂,接上函數近似就可能發散。CS234 把原因歸成 deadly triad:bootstrapping、function approximation、off-policy learning 三者同時出現。DQN 用兩招撐住:experience replay 打散樣本之間的相關性,fixed Q-targets 讓目標值在 C 步內不動。投影片引用的 Atari 消融表裡,Breakout 從線性模型的 3 分、沒有兩招的深度網路 3 分,到兩招都用的 317 分;只加 replay 就到 241。

資料效率 III——MDP 的 PAC、MBIE-EB、PSRL 與策略性探索|Stanford CS234 主題單元

前兩篇的 UCB 與 Thompson sampling 只處理單步決策。CS234 第 12 講把同一組想法搬進有狀態的 MDP:先換一把尺,用 PAC 限制「不夠好的步數」而不是總 regret;再看樂觀派的 MBIE-EB(計數+探索獎勵)與抽樣派的 PSRL(每個 episode 抽一個 MDP 來解)。狀態多到數不完時,計數失效,就改成在 Q-learning 目標上加 bonus,這是 Montezuma's Revenge 上贏過 ε-greedy DQN 的關鍵。最後一段問:探索策略能不能用學的?答案之一是 Decision-Pretrained Transformer。

Shane Gu〈World of World Modeling〉——世界模型是 model-based RL 裡的那個 model|Stanford CS234 主題單元

CS234 Winter 2026 的最後一份客座投影片,由 Google DeepMind 的 Shane Gu 主講,36 頁、沒有公開錄影。主線有三段:先用 Solomonoff induction 說「最好的預測就是找出最短的生成程式」,再把預測分成三個層次;接著把正向模型 F、逆向模型 Π 與 Q 寫在同一組符號裡,說明 shooting 與 direct collocation 兩種規劃方式怎麼各用一種模型,並把 TDM 與 Generalized Decision Transformer 解讀成「換了時間尺度的世界模型」;最後談影片模型能不能成為物理世界的基礎模型。

behavioral cloning、DAgger、inverse RL 與 MaxEnt IRL|Stanford CS234 主題單元

有專家示範、沒有 reward 時,CS234 L7 後半給三條路:直接用監督式學習抄動作(behavioral cloning),發現誤差會隨時間累積後改成邊跑邊問專家(DAgger),或者乾脆反推專家在最佳化什麼 reward(inverse RL)。反推 reward 會碰到「無限多組 reward 都解釋得了示範」的問題,feature matching 與最大熵原則是兩種收斂答案的方式。這一段是下一篇 RLHF 的前身:從示範換成偏好,問題結構幾乎一樣。

RL 是什麼、MDP 的語言|Stanford CS234 第 1 堂

CS234 Winter 2026 第一講先回答 RL 是什麼:在不確定之下,從經驗學會做好決策。它通常同時牽涉四件事:最佳化、延遲後果、探索、泛化。接著用火星探測車的七格世界,從 Markov process 一路加到 Markov reward process,定義 return、value function 和折扣因子,最後推出 MRP 的 Bellman 方程:可以直接解矩陣反轉,也可以用動態規劃迭代。加上動作之後就是 MDP,這是下一講的起點。