機器學習(1) 基本概念

2021-07-14 21:23:34 字數 2038 閱讀 1298

神經網路技術起源與上世紀50年代。當時叫做感知機。擁有輸入層,輸出層和乙個隱含層。這種感知機被稱為單層感知機

1959, 機器學習被定義為不直接程式設計的情況下賦予計算機學習能力。

2023年哈佛大學的paul werbos發明bp演算法。bp演算法正是用來求解這種多層復合函式的所有變數的偏導數的利器。

上世紀八十年代人類發明了多層感知機(指包含多個隱含層)。在訓練演算法上使用bp演算法,多層感知機改名叫做nn(神經網路)。多層感知機(神經網路)的效果遠遠好於單層感知機。科學家們都相信層數越高,**效果越好。可惜事與願違。層數越高,在bp反向傳播梯度時,每傳遞一層,梯度衰減為原來的0.25,層數一多,梯度指數衰減後低層基本上接受不到有效的訓練訊號。這被稱為梯度消失現象。梯度消失導致神經網路容易陷入區域性最優解。導致深層的神經網路還不如淺層的神經網路的**效果。

2023年,支援向量機(svm)被提出。

2023年,機器學習更科學的被定義為如下:計算機通過處理任務t,並被p進行測量,從而產生了經驗e。如果e最終改善了任務t的結果,就成為機器在經驗e中進行了學習。

2023年,hinton利用預訓練方法緩解了區域性最優解問題,將隱含層推動到了7層。從而開啟了「深度神經網路(dnn)「的研究熱潮。注意,dnn沒有具體的定義,在不同的場景下,可以被認為「深「的層數都不相同。

我們為演算法提供了標準輸入和標準答案。然後讓讓程式對其他情況作出**。

回歸問題

梯度下降演算法(gradient descent):初始點向周圍遍歷,檢查哪乙個方向為上述的評價函式取值最小。然後向該方向移動。

最後等待演算法收斂。出現的結果可能會有

牛頓方法

通過迭代演算法尋找位置方程的解。預估乙個解,計算解處的斜率和值,然後推測下乙個預估解。

分類問題

對於目標資料庫中存在哪些類是知道的,要做的就是將每一條記錄分別屬於哪一類標記出來。與此相似但又不同的是,聚類是在預先不知道目標資料庫到底有多少類的情況下,希望將所有的記錄組成不同的類或者說「聚類」。常用logistics回歸演算法(判別學習演算法)。

生成學習演算法:對不同的型別進行建模,然後對輸入的新資料進行分析,分析他更符合哪一類。例如高斯判別分析。假設兩個類別的分布都屬於高斯分布,然後擬合出各自高斯分布的引數,利用該模型分析新資料究竟屬於哪乙個集

樸素貝葉斯演算法

最廣泛應用的兩種分類演算法是樸素貝葉斯模型和決策樹模型。樸素貝葉斯模型是基於貝葉斯定理的。資料樣本有幾個屬性。根據每個屬性對分類的影響進行判定。(每個屬性對於每個類別的條件概率)

支援向量機演算法(svm)

一些學者認為支援向量機演算法是最好的機器學習演算法。也可以用來產生非線性分類器。

神經網路演算法

支援向量機之前最好的機器學習演算法 相對複雜。輸入層–>隱藏層(可以有多個)–>輸出層,可以用來產生非線性分類器

不會提供任何標準答案。而是讓演算法自動尋找輸入的相關性。最常見的用法是發現隱藏資料下面 的相關性。

聚類問題

聚類問題可以自動判定中畫素進行分組,這對計算機視覺研究很有用。比如用於將進行分塊,然後依據這個結果去重構3d視覺。還有社會網路分析等。

雞尾酒會問題

在嘈雜的背景噪音中將所需要的人的聲音提取出來。

ica matlab svd((repmat)

長時間最連續決策

回報函式:類似區訓練乙隻狗。只需要告訴機器做的決定是會得到獎勵還是會得到懲罰。常用於對無人車的訓練。這樣就可以不用寫一些非常複雜的控制程式了。

欠擬合:所擬合出的規律明顯不符合資料集

過擬合:所擬合出的規律雖然符合資料集,但是明顯不符合常識,只是體現了資料集中的巧合

bp演算法:

損失函式可以表示為如下

其梯度向量為:

複習下鏈式求導法則:

好的,那我們就可以依據該法則計算梯度向量了。

在這樣的計算中,就產生許多冗餘路徑,比如說上圖中z對u的偏導數被計算了兩次。bp演算法就是用於簡化這種計算冗餘的

機器學習1 基本概念

1.機器學習定義 機器學習 arthur samuel,1959 在確定程式設計之外給予計算機學習能力的研究領域。機器學習 tom mitchell,1998 如果電腦程式對於任務t的效能度量p通過經驗e得到了提高,則認為此程式對e進行了學習。2.機器學習四個主要內容 監督學習 包括回歸 連續性問題...

機器學習1 基本概念

參考 資料集 色澤 青綠 根蒂 蜷縮 敲聲 濁響 色澤 墨綠 根蒂 稍蜷 敲聲 沉悶 色澤 淺白 根蒂 硬挺 敲聲 清脆 基本概念 1 樣本 這批資料裡的每對括號。2 資料集 樣本的集合。3 特徵 屬性 色澤 根蒂 敲聲等反映事物的本質的可觀察方面。4 屬性值 青旅 墨綠 蜷縮 濁響等,是屬性的取值...

機器學習基本概念(1)

機器學習是研究如何通過計算的手段,利用經驗來改進系統的效能,而經驗往往是指資料。機器學習本質上是一種複雜的演算法,它通過在大量的資料中挖掘隱含的資訊,從而達到 輸出和分類的目的。通過學習得到的模型,很好的適用於新的樣本,這種能力也叫泛化能力。資料集 n條記錄的集合 示例 樣本 特徵向量 每條記錄關於...