機器學習筆記(1)機器學習的動機與應用

2021-06-27 06:54:22 字數 1596 閱讀 9215

定義(arthur samuel 1959):

在不直接針對問題進行程式設計的情況下,賦予計算機學習能力的研究領域。

例:arthur的下棋程式,計算走每一步獲勝的概率,最終打敗程式作者本人。(感覺使用決策樹思想)

定義2(tom mitchell 1998):

乙個合理的學習問題應該這樣定義:對乙個電腦程式來說,給它乙個任務t和乙個效能測量方法p,如果在經驗e的影響下,p對t的測量結果得到了改進,那麼就說改程式從e中學習了。

如上例:e:程式不斷和自己下棋的經歷,t:下棋,p:和人類選手對弈的勝率

課程的四大部分:

1、 有監督學習

(1)      回歸問題

例:收集某地房屋**統計

房屋大小和**對應情況:

畫出一條擬合曲線,就可以通過房屋大小估計**。

-          有監督學習即給出乙個資料集(正確的房屋**及對應大小)

-          此例為回歸問題。回歸意味著需要**的變數是連續的

(2)       分類問題

分類問題中需要處理的變數是離散的

例:判斷腫瘤是惡性還是兩性

-          收集腫瘤大小和惡性/良性資料,大小為橫軸,是否是惡性為縱軸(只有0,1)畫圖

-          腫瘤可能由多個因素導致,引入年齡,大小為橫軸,年齡為縱軸,惡性以叉表示,良性以圓圈表示畫圖,分析患腫瘤的區域

-          還可引入更多屬性,畫在多維空間中

-          無限維空間如何處理?將無限維對映到記憶體的演算法?

2、 學習理論

學習理論即解釋學習型演算法有效的原因(學習演算法的理論基礎)

尋找什麼樣的演算法能很好地近似不同的函式,訓練集的規模是否合適

3、 無監督學習

例:如上述腫瘤例子,圖中的點不知道正確答案,而是由你從中找去一定的結構,即聚類

應用於生物基因工程,影象處理,計算機視覺等領域

例:雞尾酒會問題

在嘈雜的雞尾酒會中,將你感興趣的聲音提取出來

運用兩個不同位置的麥克分開來自不同位置的聲音

還能應用於文字處理等領域

使用ica演算法,matlab一行**即可解決

4、 強化學習

通過決策產生的結論或對或錯,故產生一系列的決策。

例:對乙個模型飛機編寫乙個起飛程式,飛機在程式做了一連串錯誤決策是才會墜毀,只要做出連續的整體還不錯的決策,即可保持飛機正常飛行

強化學習的基本概念:回報函式(正反饋及負反饋),程式做出正確決策時給出正反饋,反之亦然。

程式不斷做出決策,在不斷嘗試獲得盡量多的正反饋時,逐漸學習並做出正確決策

關鍵在於要定義什麼是正確決策,什麼是錯誤決策,再設計演算法獲取盡量多的正反饋

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