K-INFO
HU
EN
Belépés

Mélytanulás

Deep Learning  
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
Tantárgy neve (magyarul, angolul)
Mélytanulás
Deep Learning  
Tantárgykód BMEVITMMA19
Tantárgyjelleg
Képzési szint
Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)
Kurzustípus elmélet gyakorlat laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti) 2 1 0
jelleg (kapcsolt/önálló) kapcsolt
Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa vizsga
Tantárgy kreditértéke 5
Tantárgyfelelős
DR. Gyires-Tóth Bálint Pál
beosztás: egyetemi docens
Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység
Távközlési és Mesterséges Intelligencia Tanszék
Kar Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Tantárgy weboldala
Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege
Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény nincs
Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram
Az előadások részletes tematikája:

1. Mélytanulás előzményei, CRISP-DM módszertan, mélytanulás elsődleges szoftverarchitektúrája (pl. Google Colab, NVIDIA Docker, Kubernetes, SLURM, TensorFlow, TensorFlow-Keras, PyTorch).
2. Forward propagation, backward propagation, hiba-visszaterjesztés, hibafüggvények, GPU implementáció, mélytanulás elsődleges hardverarchitektúrája (pl. CPU, különböző párhuzamos architektúrák, hardver architektúrák skálázása, elsődleges hardver komponensek, hardver architektúrák teljesítményének összehasonlítása).
3. Alapvető hiperparaméterek és ezek hatása a tanításra (pl. epoch szám, batch méret, aktivációs függvények, optimalizációs algoritmusok és tanítási ráta, stb.).
4. Mélytanuló keretrendszer-modulok ismertetése, neurális hálózatok mint számítási gráfok, paraméterek tanítása.
5. Automatikus deriválás a mélytanuló keretrendszerekben, komplex összeköttetések (residual és skip kapcsolatok), adatok és tanítás vizsgálata és monitorozása (pl. TensorBoard, WandB.ai eszközökkel).
6. Regularizációs módszerek mély neurális hálózatokban (pl. korai megállás, dropout, batch normalization, layer normalization, stb.).
7. Konvolúciós neurális hálózat alapok, hiba-visszaterjesztés a konvolúciós rétegekben, előtanított neurális hálózatok, transfer learning.
8. Népszerű konvolúciós neurális hálózat architektúrák, betanított modell gyűjtemények, bináris inferencia modulok.
9. Rekurrens neurális hálózatok alapjai, alacsony és magas szintű implementációk (Python, C++ és cuDNN).
10. Sequence-to-sequence (seq2seq) modellek, transzformer architektúra szekvenciális adatok modellezéséhez.
11. Önfelügyelt tanulás (Self-Supervised Learning, SSL) a természetes nyelvfeldolgozásban, transzformer alapú NLP alkalmazások.
12. Önfelügyelt tanulás a gépi látásban, kontrasztív és nem-kontrasztív módszerek.
13. Megerősítéses mély tanulás, Deep Q Learning és kapcsolódó szoftvereszközök.
14. Gráf neurális hálózatok alapjai és szoftvereszközei.

A gyakorlatok/laborok részletes tematikája:

1. GPU alapú konténerizáció, GPU alapú hiba-visszaterjesztés.
2. Hiperparaméter optimalizálás.
3. Mélytanulás alapú osztályozási és regressziós feladat kiértékeléssel.
4. Előtanított neurális hálózatok továbbtanítása a gépi látásban.
5. Mélytanulás alapú beszédtechnológiai modellek.
6. Transzformer alapú természetes nyelvfeldolgozás (NLP, Natural Language Processing) alkalmazások.
7. Gráf neurális hálózatok (pl. csomópont osztályozás, gráf regresszió, rácsgráf szegmentáció, stb.).

A mélytanulás (deep learning) az adatvezérelt mesterséges intelligencia eljárások napjaink egyik meghatározó technológiája . A mélytanulás egyik elsődleges előnye más gépi tanuló módszerekkel szemben, hogy egy lépésben tanulja meg az adatokat legjobban leíró reprezentációkat és ezek modellezését. A mélytanulás paradigma számos tudományterületen minden korábbinál jobb, state-of-the-art eredményt ért el - például gépi látás, természetes nyelvfeldolgozás és beszédtechnológia témákban. Rögzített körülmények között számos alkalmazásban az emberi teljesítményt is képesek ezek a módszerek megközelíteni, sőt, van, hogy jobban is teljesítenek. A mélytanuló rendszerek kutatását és fejlesztését ma már széleskörű hardver- és szoftverarchitektúra segíti. Ezek hatékony használatához elengedhetetlen a mélytanulás elméletének és a szoftver- és hardvereszközök ismerete, továbbá a tapasztalat útján megszerzett tudás. A tárgy célkitűzése, hogy a szükséges elméleti alapok bemutatása mellett példákon keresztül segítse a hallgatókat a modern mélytanuló szoftvereszközök és technikák elsajátításában és hatékony használatában. A tárgyban elsődlegesen a nyílt forráskódú, Python alapú Meta AI gondozásában készült PyTorch és a Google TensorFlow / Keras mélytanuló keretrendszereket használjuk.  

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Előadás és gyakorlat. Kapcsolódó kijelölt tartalmak (pl. IPython notebook, programkódok, leírások, videók) elsajátítása.

Tanulástámogató anyagok

Online források
Chollet, F., Deep Learning with Python, Manning Publications, 2018; Goodfellow, I., Bengio, Y., & Courville, A. (2016). Deep learning. MIT press.; Ng, A. Machine Learning Yearning, https://github.com/ajaymache/machine-learning-yearning; Ekman, M. Learning Deep Learning: Theory and Practice of Neural Networks, Computer Vision, Natural Language Processing, and Transformers Using TensorFlow, 2021, Addison-Wesley Professional.

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Alapvető statisztikai ismeretek, adatszerkezetek, algoritmusok, mesterséges intelligencia alapvető fogalmai, programozási alapismeretek
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Alapvető statisztikai ismeretek, adatszerkezetek, algoritmusok, mesterséges intelligencia alapvető fogalmai, programozási alapismeretek
Általános szabályok
Követelmények: Szorgalmi időszakban: A hallgatók a szorgalmi időszakban egyénileg vagy csapatban nagy házi feladatot készítenek. A félév során a hallgatóknak be kell számolni az előrehaladásról. Az elkészített rendszert dokumentációkkal együtt a félév végén be kell mutatni. A házi feladatok dokumentációja és a forráskódok karbantartása széles körben elterjedt, általános git rendszeren keresztül történik. A hallgató a félév elismerését jelentő félév végi aláírást csak akkor kaphat, ha a házi feladata teljesíti a minimális követelményeket. Vizsgaidőszakban: A tantárgy anyagából a hallgatók vizsgát tesznek. A félév végi osztályzatot a házi feladat (50%) és a vizsgajegy (50%) alapján kapják. A vizsgán a hallgatóknak el kell érniük a meghatározott minimum szintet (40%). Pótlási lehetőségek: A házi feladat a pótlási hét végéig pótolható.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak
Kötelező: - Ajánlott: Gépi tanulás
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.