小结:机器学习基础部分

内容主要分成数据+算法:①数据:matlab预处理;②1类模型(统计机器学习)+2类模型(概率图):

主要讲解模型:
①统计机器学习:SVM,NN  
②概率图:Bayes Network、GMM、HMM
 
                                                   两个派别的部分典型算法 
 
一、数据:
1.可以用于机器学习的数据(连续值,有类别值(有监督)、无类别(无监督))
基本都是大数据,需要进行数据预处理(python,matlab,SPSS(统计分析常用))
①介绍大数据(数据类型:高送转影响因素/油价影响因素/干扰源节点/CAN)
导入数据
数据预处理操作流程走一遍;
④特征工程(选取最相关的因素=>):PCA降维(原理代码),因子分析,…
【备注:matlab常用快捷键:https://www.csdn.net/gather_2c/MtzaEg5sODQ5LWJsb2cO0O0O.html】
最终输出数据:举例说明(干扰源:onenote)
 
二、1类模型:(频率派:统计机器学习)
讲解思路:model、strategy=loss function 、 optimization algorithm (图示讲解NN,SVM)
NN,SVM都可以用来解决回归/分类问题;
 
2.1 NN:(原理matlab实现)
Model: (图示)介绍结构,变量(aij , weight , bias )
Strategy:由loss function 体现:【处理连续问题一般是测试集的均方误差,处理分类问题一般是错分率】
指标:F1指标,混沌矩阵,ROC曲线 => 定量说明模型解决问题的有效性:】
Optimization algorithm: BP反向传播算法(减少运算的复杂度);梯度下降(验证BP算法)=> 验证后再进行训练
 
 
2.2 SVM:(原理matlab实现)
Model: wTx+b=0 => 超平面,【参数估计:w*,b*】
strategy:loss function => 错分率(泛化误差(回归)/泛化的错分率(分类))
Optimization algorithm:SMO算法(坐标上升法)【类比EM,图示,与梯度下降法做对比】
类型:[soft-margin SVM(容错系数C) ; hard-margin SVM]
 
备注:什么是模型训练:
【所谓模型训练,其实就是参数估计的问题:w*,b* : 【traning=learning】
参数估计会应用于什么场景:给定数据集,训练模型,其实就是找到一个模型能最好的“拟合”该训练集,然后用测试集去测试,看模型能不能成功预测未知的数据的输出=>举例: 股价涨/跌;油价涨/跌;自动驾驶识别行人/车辆(计算机视觉),驾驶员风格识别(激进,温和)】
 
三、2类模型:(概率图)
讲解思路:model+ optimization algorithm
Bayes、GMM、HMM解决复杂问题的模式识别/预测(聚类/分类/回归)
3.1概率图简介:
条件独立性=>求解联合概率=>解决问题 P(X|θ)
明确概率相关概念:边缘,条件,联合;先验,似然,后验
联合概率公式:P(x1,x2,…xp)=product[p(xi|x1,x2,…,xi-1)]
 
3.2 Bayes
有向图求解联合概率公式简化:
(全局Markov性质:条件独立性)=>联合概率因子分解式:P(x1,x2,…xp)=product[p(xi|xpa(i))]
通过假设进行简化
假设一:x1,x2,…,xN之间 iid=> Naïve Bayes :简化太过,解决实际问题误差太大。
假设二:XA={X1,X2,X8}; XB={X3,X4,X9}; XC={X5,X6,X7}
XA,XB,XC之间iid=> 概率图——>条件独立性——>联合概率的因子分解式P(x1,x2,…xp)=product[p(xi|xpa(i))]
全局Markov性质三个单元(博客):tail-tail  ; head-tail ; head-head。=>全局性质
Markov Blanket:目的是为了简化计算 P(xi | x1,x2,…xi-1,xi+1,…xp),使其=P(xi | xpa(i),xchild(i),xchild_pa(i))
 
3.3 Markov Network
无向图求解联合概率公式简化:(机器学习B站白板推导:shuhuai008)
=> 问题更复杂=> 引入隐变量=> 深度生成模型 【区别深度神经网络】
 
3.4 GMM+EM( 及其变种算法:VIEM/VEM;MCEM :解决后验的求解问题)
思路:
Model:图示(Z,X;Gause),变量含义解释,解决实际问题
数值解法:
EM
 
3.5 HMM+viterbi
思路:
Model:图示
数值解法:
Viterbi:知乎
原文地址:https://www.cnblogs.com/feynmania/p/13281422.html