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机器学习主要方法和类型有哪些

发布时间:2022-09-18 21:53:25

① 机器学习的分类

机器学习的分类主要有学习策略、学习方法、数据形式。学习目标等。
从学习策略方面来看,如果比较严谨的讲,那就是可分为两种:
(1) 模拟人脑的机器学习
符号学习:模拟人脑的宏现心理级学习过程,以认知心理学原理为基础,以符号数据为输入,以符号运算为方法,用推理过程在图或状态空间中搜索,学习的目标为概念或规则等。符号学习的典型方法有记忆学习、示例学习、演绎学习.类比学习、解释学习等。
神经网络学习(或连接学习):模拟人脑的微观生理级学习过程,以脑和神经科学原理为基础,以人工神经网络为函数结构模型,以数值数据为输人,以数值运算为方法,用迭代过程在系数向量空间中搜索,学习的目标为函数。典型的连接学习有权值修正学习、拓扑结构学习。
(2) 直接采用数学方法的机器学习
主要有统计机器学习。
统计机器学习是基于对数据的初步认识以及学习目的的分析,选择合适的数学模型,拟定超参数,并输入样本数据,依据一定的策略,运用合适的学习算法对模型进行训练,最后运用训练好的模型对数据进行分析预测。
统计机器学习三个要素:
模型(model):模型在未进行训练前,其可能的参数是多个甚至无穷的,故可能的模型也是多个甚至无穷的,这些模型构成的集合就是假设空间。
策略(strategy):即从假设空间中挑选出参数最优的模型的准则。模型的分类或预测结果与实际情况的误差(损失函数)越小,模型就越好。那么策略就是误差最小。
算法(algorithm):即从假设空间中挑选模型的方法(等同于求解最佳的模型参数)。机器学习的参数求解通常都会转化为最优化问题,故学习算法通常是最优化算法,例如最速梯度下降法、牛顿法以及拟牛顿法等。
如果从学习方法方面来看的话,主要是归纳学习和演绎学习以及类比学习、分析学习等。
如果是从学习方式方面来看,主要有三种,为监督学习、无监督学习、 强化学习。
当从数据形式上来看的话,为 结构化学习、非结构化学习、
还可从学习目标方面来看,为 概念学习、规则学习、函数学习、类别学习、贝叶斯网络学习。

② 人工智能开发机器学习的常用算法

我们在学习人工智能以及智能AI技术的时候曾经给大家介绍过不同的机器学习的方法,而今天我们就着重介绍一下,关于机器学习的常用算法都有哪些类型。



支持向量机是什么?


支持向量机是一种有监督的机器学习算法,可以用于分类或回归问题。它使用一种称为核技巧的技术来转换数据,然后根据这些转换在可能的输出之间找到一个边界。简单地说,它做一些非常复杂的数据转换,然后根据定义的标签或输出来划分数据。


那么是什么让它如此伟大呢?


支持向量机既能进行分类又能进行回归。在本文中,我将重点介绍如何使用SVM进行分类。我将特别关注非线性支持向量机,或者说是使用非线性核的支持向量机。非线性支持向量机意味着算法计算的边界不一定是直线。好处是您可以捕获数据点之间更复杂的关系,而不必自己做困难的转换。缺点是训练时间更长,因为它需要更多的计算。


那么核技巧是什么?


核技巧对你获得的数据进行转换。有一些很好的特性,你认为可以用来做一个很好的分类器,然后出来一些你不再认识的数据。这有点像解开一条DNA链。你从这个看起来很难看的数据向量开始,在通过核技巧之后,它会被解开并自我复合,直到它现在是一个更大的数据集,通过查看电子表格无法理解。但是这里有魔力,在扩展数据集时,你的类之间现在有更明显的界限,SVM算法能够计算出更加优化的超平面。


接下来,假设你是一个农民,你有一个问题-你需要设置一个围栏,以保护你的奶牛免受狼的攻击。但是你在哪里建造篱笆?好吧,如果你是一个真正的数据驱动农民,你可以做的一件事就是建立一个基于你牧场中奶牛和狼的位置的分类器。昆明北大青鸟http://www.kmbdqn.com/建议通过几种不同类型的分类器,我们看到SVM在从狼群中分离你的奶牛方面做得很好。我认为这些图也很好地说明了使用非线性分类器的好处。您可以看到逻辑和决策树模型都只使用直线。


③ 机器学习的方法

机器学习(Machine Learning, ML)是一门多领域交叉学科,涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。

它是人工智能的核心,是使计算机具有智能的根本途径,其应用遍及人工智能的各个领域,它主要使用归纳、综合而不是演绎。
机器学习是近20多年兴起的一门多领域交叉学科,涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。机器学习理论主要是设计和分析一些让计算机可以自动“学习”的算法。机器学习算法是一类从数据中自动分析获得规律,并利用规律对未知数据进行预测的算法。因为学习算法中涉及了大量的统计学理论,机器学习与统计推断学联系尤为密切,也被称为统计学习理论。算法设计方面,机器学习理论关注可以实现的,行之有效的学习算法。很多推论问题属于无程序可循难度,所以部分的机器学习研究是开发容易处理的近似算法。

机器学习已经有了十分广泛的应用,例如:数据挖掘、计算机视觉、自然语言处理、生物特征识别、搜索引擎、医学诊断、检测信用卡欺诈、证券市场分析、DNA序列测序、语音和手写识别、战略游戏和机器人运用。
学习是人类具有的一种重要智能行为,但究竟什么是学习,长期以来却众说纷纭。社会学家、逻辑学家和心理学家都各有其不同的看法。比如,Langley(1996) 定义的机器学习是“机器学习是一门人工智能的科学,该领域的主要研究对象是人工智能,特别是如何在经验学习中改善具体算法的性能”。(Machine learning is a science of the artificial. The field's main objects of study are artifacts, specifically algorithms that improve their performance with experience.')Tom Mitchell的机器学习(1997)对信息论中的一些概念有详细的解释,其中定义机器学习时提到,“机器学习是对能通过经验自动改进的计算机算法的研究”。(Machine Learning is the study of computer algorithms that improve automatically through experience.)Alpaydin(2004)同时提出自己对机器学习的定义,“机器学习是用数据或以往的经验,以此优化计算机程序的性能标准。”(Machine learning is programming computers to optimize a performance criterion using example data or past experience.)

尽管如此,为了便于进行讨论和估计学科的进展,有必要对机器学习给出定义,即使这种定义是不完全的和不充分的。顾名思义, 机器学习是研究如何使用机器来模拟人类学习活动的一门学科。稍为严格的提法是:机器学习是一门研究机器获取新知识和新技能,并识别现有知识的学问。这里所说的“机器”,指的就是计算机;现在是电子计算机,以后还可能是中子计算机、光子计算机或神经计算机等等

机器能否象人类一样能具有学习能力呢?1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个下棋程序,这个程序具有学习能力,它可以在不断的对弈中改善自己的棋艺。4年后,这个程序战胜了设计者本人。又过了3年,这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。这个程序向人们展示了机器学习的能力,提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。

机器的能力是否能超过人的,很多持否定意见的人的一个主要论据是:机器是人造的,其性能和动作完全是由设计者规定的,因此无论如何其能力也不会超过设计者本人。这种意见对不具备学习能力的机器来说的确是对的,可是对具备学习能力的机器就值得考虑了,因为这种机器的能力在应用中不断地提高,过一段时间之后,设计者本人也不知它的能力到了何种水平。

④ 机器学习有哪些分类

机器学习可以分成下面几种类别:
监督学习从给定的训练数据集中学习出一个函数,当新的数据到来时,可以根据这个函数预测结果。监督学习的训练集要求是包括输入和输出,也可以说是特征和目标。训练集中的目标是由人标注的。常见的监督学习算法包括回归分析和统计分类。
监督学习和非监督学习的差别就是训练集目标是否人标注。他们都有训练集 且都有输入和输出
无监督学习与监督学习相比,训练集没有人为标注的结果。常见的无监督学习算法有生成对抗网络、聚类。
半监督学习介于监督学习与无监督学习之间。
增强学习机器为了达成目标,随着环境的变动,而逐步调整其行为,并评估每一个行动之后所到的回馈是正向的或负向的。

⑤ 机器学习有哪些算法

朴素贝叶斯分类器算法是最受欢迎的学习方法之一,按照相似性分类,用流行的贝叶斯概率定理来建立机器学习模型,特别是用于疾病预测和文档分类。 它是基于贝叶斯概率定理的单词的内容的主观分析的简单分类。

什么时候使用机器学习算法 - 朴素贝叶斯分类器?

(1)如果您有一个中等或大的训练数据集。

(2)如果实例具有几个属性。

(3)给定分类参数,描述实例的属性应该是条件独立的。

A.朴素贝叶斯分类器的应用

(1)这些机器学习算法有助于在不确定性下作出决策,并帮助您改善沟通,因为他们提供了决策情况的可视化表示。

(2)决策树机器学习算法帮助数据科学家捕获这样的想法:如果采取了不同的决策,那么情境或模型的操作性质将如何剧烈变化。

(3)决策树算法通过允许数据科学家遍历前向和后向计算路径来帮助做出最佳决策。

C.何时使用决策树机器学习算法

(1)决策树对错误是鲁棒的,并且如果训练数据包含错误,则决策树算法将最适合于解决这样的问题。

(2)决策树最适合于实例由属性值对表示的问题。

(3)如果训练数据具有缺失值,则可以使用决策树,因为它们可以通过查看其他列中的数据来很好地处理丢失的值。

(4)当目标函数具有离散输出值时,决策树是最适合的。

D.决策树的优点

(1)决策树是非常本能的,可以向任何人轻松解释。来自非技术背景的人,也可以解释从决策树绘制的假设,因为他们是不言自明的。

(2)当使用决策树机器学习算法时,数据类型不是约束,因为它们可以处理分类和数值变量。

(3)决策树机器学习算法不需要对数据中的线性进行任何假设,因此可以在参数非线性相关的情况下使用。这些机器学习算法不对分类器结构和空间分布做出任何假设。

(4)这些算法在数据探索中是有用的。决策树隐式执行特征选择,这在预测分析中非常重要。当决策树适合于训练数据集时,在其上分割决策树的顶部的节点被认为是给定数据集内的重要变量,并且默认情况下完成特征选择。

(5)决策树有助于节省数据准备时间,因为它们对缺失值和异常值不敏感。缺少值不会阻止您拆分构建决策树的数据。离群值也不会影响决策树,因为基于分裂范围内的一些样本而不是准确的绝对值发生数据分裂。

E.决策树的缺点

(1)树中决策的数量越多,任何预期结果的准确性越小。

(2)决策树机器学习算法的主要缺点是结果可能基于预期。当实时做出决策时,收益和产生的结果可能与预期或计划不同。有机会,这可能导致不现实的决策树导致错误的决策。任何不合理的期望可能导致决策树分析中的重大错误和缺陷,因为并不总是可能计划从决策可能产生的所有可能性。

(3)决策树不适合连续变量,并导致不稳定性和分类高原。

(4)与其他决策模型相比,决策树很容易使用,但是创建包含几个分支的大决策树是一个复杂和耗时的任务。

(5)决策树机器学习算法一次只考虑一个属性,并且可能不是最适合于决策空间中的实际数据。

(6)具有多个分支的大尺寸决策树是不可理解的,并且造成若干呈现困难。

F.决策树机器学习算法的应用

(1)决策树是流行的机器学习算法之一,它在财务中对期权定价有很大的用处。

(2)遥感是基于决策树的模式识别的应用领域。

(3)银行使用决策树算法按贷款申请人违约付款的概率对其进行分类。

(4)Gerber产品公司,一个流行的婴儿产品公司,使用决策树机器学习算法来决定他们是否应继续使用塑料PVC(聚氯乙烯)在他们的产品。

(5)Rush大学医学中心开发了一个名为Guardian的工具,它使用决策树机器学习算法来识别有风险的患者和疾病趋势。

Python语言中的数据科学库实现决策树机器学习算法是 - SciPy和Sci-Kit学习。

R语言中的数据科学库实现决策树机器学习算法是插入符号。

3.7 随机森林机器学习算法

让我们继续我们在决策树中使用的同样的例子,来解释随机森林机器学习算法如何工作。提利昂是您的餐厅偏好的决策树。然而,提利昂作为一个人并不总是准确地推广你的餐厅偏好。要获得更准确的餐厅推荐,你问一对夫妇的朋友,并决定访问餐厅R,如果大多数人说你会喜欢它。而不是只是问Tyrion,你想问问Jon Snow,Sandor,Bronn和Bran谁投票决定你是否喜欢餐厅R或不。这意味着您已经构建了决策树的合奏分类器 - 也称为森林。

你不想让所有的朋友给你相同的答案 - 所以你提供每个朋友略有不同的数据。你也不确定你的餐厅偏好,是在一个困境。你告诉提利昂你喜欢开顶屋顶餐厅,但也许,只是因为它是在夏天,当你访问的餐厅,你可能已经喜欢它。在寒冷的冬天,你可能不是餐厅的粉丝。因此,所有的朋友不应该利用你喜欢打开的屋顶餐厅的数据点,以提出他们的建议您的餐厅偏好。

通过为您的朋友提供略微不同的餐厅偏好数据,您可以让您的朋友在不同时间向您询问不同的问题。在这种情况下,只是稍微改变你的餐厅偏好,你是注入随机性在模型级别(不同于决策树情况下的数据级别的随机性)。您的朋友群现在形成了您的餐厅偏好的随机森林。

随机森林是一种机器学习算法,它使用装袋方法来创建一堆随机数据子集的决策树。模型在数据集的随机样本上进行多次训练,以从随机森林算法中获得良好的预测性能。在该整体学习方法中,将随机森林中所有决策树的输出结合起来进行最终预测。随机森林算法的最终预测通过轮询每个决策树的结果或者仅仅通过使用在决策树中出现最多次的预测来导出。

例如,在上面的例子 - 如果5个朋友决定你会喜欢餐厅R,但只有2个朋友决定你不会喜欢的餐厅,然后最后的预测是,你会喜欢餐厅R多数总是胜利。

A.为什么使用随机森林机器学习算法?

(1)有很多好的开源,在Python和R中可用的算法的自由实现。

(2)它在缺少数据时保持准确性,并且还能抵抗异常值。

(3)简单的使用作为基本的随机森林算法可以实现只用几行代码。

(4)随机森林机器学习算法帮助数据科学家节省数据准备时间,因为它们不需要任何输入准备,并且能够处理数字,二进制和分类特征,而无需缩放,变换或修改。

(5)隐式特征选择,因为它给出了什么变量在分类中是重要的估计。

B.使用随机森林机器学习算法的优点

(1)与决策树机器学习算法不同,过拟合对随机森林不是一个问题。没有必要修剪随机森林。

(2)这些算法很快,但不是在所有情况下。随机森林算法当在具有100个变量的数据集的800MHz机器上运行时,并且50,000个案例在11分钟内产生100个决策树。

(3)随机森林是用于各种分类和回归任务的最有效和通用的机器学习算法之一,因为它们对噪声更加鲁棒。

(4)很难建立一个坏的随机森林。在随机森林机器学习算法的实现中,容易确定使用哪些参数,因为它们对用于运行算法的参数不敏感。一个人可以轻松地建立一个体面的模型没有太多的调整

(5)随机森林机器学习算法可以并行生长。

(6)此算法在大型数据库上高效运行。

(7)具有较高的分类精度。

C.使用随机森林机器学习算法的缺点

他们可能很容易使用,但从理论上分析它们是很困难的。

随机森林中大量的决策树可以减慢算法进行实时预测。

如果数据由具有不同级别数量的分类变量组成,则算法会偏好具有更多级别的那些属性。 在这种情况下,可变重要性分数似乎不可靠。

当使用RandomForest算法进行回归任务时,它不会超出训练数据中响应值的范围。

D.随机森林机器学习算法的应用

(1)随机森林算法被银行用来预测贷款申请人是否可能是高风险。

(2)它们用于汽车工业中以预测机械部件的故障或故障。

(3)这些算法用于医疗保健行业以预测患者是否可能发展成慢性疾病。

(4)它们还可用于回归任务,如预测社交媒体份额和绩效分数的平均数。

(5)最近,该算法也已经被用于预测语音识别软件中的模式并对图像和文本进行分类。

Python语言中的数据科学库实现随机森林机器学习算法是Sci-Kit学习。

R语言的数据科学库实现随机森林机器学习算法randomForest。

⑥ 人工智能开发常用的机器学习方法

随着互联网行业的不断发展,人工智能和AI技术得到更多人的热捧,那么在学习人工智能和AI技术时,应该掌握各种各样的机器学习方法。下面云南java培训为大家介绍不同机器学习的具体方法。


什么是支持向量机?

支持向量机是一种机器学习算法,可用于分类和回归问题。 它使用一种称为核心技术的方法来转换数据,并根据转换在可能的输出之间查找边界。简单地说,北大青鸟发现它能够执行非常复杂的数据转换,并根据定义的标签或输出进行数据划分。

支持向量机的优势

支持向量机不仅能够进行分类还能起到回归的作用,可以说是非线性支持向量机,也可以说是使用非线性核的支持向量机。非线性支持向量机的算法计算边界不一定为直线。昆明UI设计认为好处是能够捕获数据点之间更复杂的关系。 因此,您不需要进行复杂的转换。缺点是需要更多的计算,因此需要更长的训练时间。

核心技巧具体是什么呢?

核技术可以转换得到的数据,具有几个优秀的特性,可以使用这些特性制作分类器,得出自己不知道的数据。 就像解开DNA的锁链一样。首先,从这个不可见的数据向量开始。使用核心提示时,会对其进行解密和自合成,从而创建一个连电子表格都无法理解的大型数据集。但是,大数据开发发现随着数据集的扩展,类之间的边界变得清晰,SVM算法可以计算出更优化的超平面。


⑦ 机器学习一般常用的算法有哪些

机器学习是人工智能的核心技术,是学习人工智能必不可少的环节。机器学习中有很多算法,能够解决很多以前难以企的问题,机器学习中涉及到的算法有不少,下面小编就给大家普及一下这些算法。

一、线性回归

一般来说,线性回归是统计学和机器学习中最知名和最易理解的算法之一。这一算法中我们可以用来预测建模,而预测建模主要关注最小化模型误差或者尽可能作出最准确的预测,以可解释性为代价。我们将借用、重用包括统计学在内的很多不同领域的算法,并将其用于这些目的。当然我们可以使用不同的技术从数据中学习线性回归模型,例如用于普通最小二乘法和梯度下降优化的线性代数解。就目前而言,线性回归已经存在了200多年,并得到了广泛研究。使用这种技术的一些经验是尽可能去除非常相似(相关)的变量,并去除噪音。这是一种快速、简单的技术。

二、Logistic 回归

它是解决二分类问题的首选方法。Logistic 回归与线性回归相似,目标都是找到每个输入变量的权重,即系数值。与线性回归不同的是,Logistic 回归对输出的预测使用被称为 logistic 函数的非线性函数进行变换。logistic 函数看起来像一个大的S,并且可以将任何值转换到0到1的区间内。这非常实用,因为我们可以规定logistic函数的输出值是0和1并预测类别值。像线性回归一样,Logistic 回归在删除与输出变量无关的属性以及非常相似的属性时效果更好。它是一个快速的学习模型,并且对于二分类问题非常有效。

三、线性判别分析(LDA)

在前面我们介绍的Logistic 回归是一种分类算法,传统上,它仅限于只有两类的分类问题。而LDA的表示非常简单直接。它由数据的统计属性构成,对每个类别进行计算。单个输入变量的 LDA包括两个,第一就是每个类别的平均值,第二就是所有类别的方差。而在线性判别分析,进行预测的方法是计算每个类别的判别值并对具备最大值的类别进行预测。该技术假设数据呈高斯分布,因此最好预先从数据中删除异常值。这是处理分类预测建模问题的一种简单而强大的方法。

四、决策树

决策树是预测建模机器学习的一种重要算法。决策树模型的表示是一个二叉树。这是算法和数据结构中的二叉树,没什么特别的。每个节点代表一个单独的输入变量x和该变量上的一个分割点。而决策树的叶节点包含一个用于预测的输出变量y。通过遍历该树的分割点,直到到达一个叶节点并输出该节点的类别值就可以作出预测。当然决策树的有点就是决策树学习速度和预测速度都很快。它们还可以解决大量问题,并且不需要对数据做特别准备。

五、朴素贝叶斯

其实朴素贝叶斯是一个简单但是很强大的预测建模算法。而这个模型由两种概率组成,这两种概率都可以直接从训练数据中计算出来。第一种就是每个类别的概率,第二种就是给定每个 x 的值,每个类别的条件概率。一旦计算出来,概率模型可用于使用贝叶斯定理对新数据进行预测。当我们的数据是实值时,通常假设一个高斯分布,这样我们可以简单的估计这些概率。而朴素贝叶斯之所以是朴素的,是因为它假设每个输入变量是独立的。这是一个强大的假设,真实的数据并非如此,但是,该技术在大量复杂问题上非常有用。所以说,朴素贝叶斯是一个十分实用的功能。

六、K近邻算法

K近邻算法简称KNN算法,KNN 算法非常简单且有效。KNN的模型表示是整个训练数据集。KNN算法在整个训练集中搜索K个最相似实例(近邻)并汇总这K个实例的输出变量,以预测新数据点。对于回归问题,这可能是平均输出变量,对于分类问题,这可能是众数类别值。而其中的诀窍在于如何确定数据实例间的相似性。如果属性的度量单位相同,那么最简单的技术是使用欧几里得距离,我们可以根据每个输入变量之间的差值直接计算出来其数值。当然,KNN需要大量内存或空间来存储所有数据,但是只有在需要预测时才执行计算。我们还可以随时更新和管理训练实例,以保持预测的准确性。

七、Boosting 和 AdaBoost

首先,Boosting 是一种集成技术,它试图集成一些弱分类器来创建一个强分类器。这通过从训练数据中构建一个模型,然后创建第二个模型来尝试纠正第一个模型的错误来完成。一直添加模型直到能够完美预测训练集,或添加的模型数量已经达到最大数量。而AdaBoost 是第一个为二分类开发的真正成功的 boosting 算法。这是理解 boosting 的最佳起点。现代 boosting 方法建立在 AdaBoost 之上,最显着的是随机梯度提升。当然,AdaBoost 与短决策树一起使用。在第一个决策树创建之后,利用每个训练实例上树的性能来衡量下一个决策树应该对每个训练实例付出多少注意力。难以预测的训练数据被分配更多权重,而容易预测的数据分配的权重较少。依次创建模型,每一个模型在训练实例上更新权重,影响序列中下一个决策树的学习。在所有决策树建立之后,对新数据进行预测,并且通过每个决策树在训练数据上的精确度评估其性能。所以说,由于在纠正算法错误上投入了太多注意力,所以具备已删除异常值的干净数据十分重要。

八、学习向量量化算法(简称 LVQ)

学习向量量化也是机器学习其中的一个算法。可能大家不知道的是,K近邻算法的一个缺点是我们需要遍历整个训练数据集。学习向量量化算法(简称 LVQ)是一种人工神经网络算法,它允许你选择训练实例的数量,并精确地学习这些实例应该是什么样的。而学习向量量化的表示是码本向量的集合。这些是在开始时随机选择的,并逐渐调整以在学习算法的多次迭代中最好地总结训练数据集。在学习之后,码本向量可用于预测。最相似的近邻通过计算每个码本向量和新数据实例之间的距离找到。然后返回最佳匹配单元的类别值或作为预测。如果大家重新调整数据,使其具有相同的范围,就可以获得最佳结果。当然,如果大家发现KNN在大家数据集上达到很好的结果,请尝试用LVQ减少存储整个训练数据集的内存要求

⑧ 机器学习中常用的方法有什么

机器学习中常用的方法有LR,SVM,集成学习,贝叶斯

⑨ 机器学习的研究内容有哪些

近年来,有很多新型的机器学习技术受到人们的广泛关注,也在解决实际问题中,提供了有效的方案。这里,我们简单介绍一下深度学习、强化学习、对抗学习、对偶学习、迁移学习、分布式学习、以及元学习,让大家可以明确机器学习的方向都有哪些,这样再选择自己感兴趣或擅长的研究方向,我觉得这是非常理智的做法。
▌深度学习
不同于传统的机器学习方法,深度学习是一类端到端的学习方法。基于多层的非线性神经网络,深度学习可以从原始数据直接学习,自动抽取特征并逐层抽象,最终实现回归、分类或排序等目的。在深度学习的驱动下,人们在计算机视觉、语音处理、自然语言方面相继取得了突破,达到或甚至超过了人类水平。深度学习的成功主要归功于三大因素——大数据、大模型、大计算,因此这三个方向都是当前研究的热点。
在过去的几十年中,很多不同的深度神经网络结构被提出,比如,卷积神经网络,被广泛应用于计算机视觉,如图像分类、物体识别、图像分割、视频分析等等;循环神经网络,能够对变长的序列数据进行处理,被广泛应用于自然语言理解、语音处理等;编解码模型(Encoder-Decoder)是深度学习中常见的一个框架,多用于图像或序列生成,例如比较热的机器翻译、文本摘要、图像描述(image captioning)问题。
▌强化学习
2016 年 3 月,DeepMInd 设计的基于深度卷积神经网络和强化学习的 AlphaGo 以 4:1 击败顶尖职业棋手李世乭,成为第一个不借助让子而击败围棋职业九段棋手的电脑程序。此次比赛成为AI历史上里程碑式的事件,也让强化学习成为机器学习领域的一个热点研究方向。
强化学习是机器学习的一个子领域,研究智能体如何在动态系统或者环境中以“试错”的方式进行学习,通过与系统或环境进行交互获得的奖赏指导行为,从而最大化累积奖赏或长期回报。由于其一般性,该问题在许多其他学科中也进行了研究,例如博弈论、控制理论、运筹学、信息论、多智能体系统、群体智能、统计学和遗传算法。
▌迁移学习
迁移学习的目的是把为其他任务(称其为源任务)训练好的模型迁移到新的学习任务(称其为目标任务)中,帮助新任务解决训练样本不足等技术挑战。之所以可以这样做,是因为很多学习任务之间存在相关性(比如都是图像识别任务),因此从一个任务中总结出来的知识(模型参数)可以对解决另外一个任务有所帮助。迁移学习目前是机器学习的研究热点之一,还有很大的发展空间。
▌对抗学习
传统的深度生成模型存在一个潜在问题:由于最大化概率似然,模型更倾向于生成偏极端的数据,影响生成的效果。对抗学习利用对抗性行为(比如产生对抗样本或者对抗模型)来加强模型的稳定性,提高数据生成的效果。近些年来,利用对抗学习思想进行无监督学习的生成对抗网络(GAN)被成功应用到图像、语音、文本等领域,成为了无监督学习的重要技术之一。
▌对偶学习
对偶学习是一种新的学习范式,其基本思想是利用机器学习任务之间的对偶属性获得更有效的反馈/正则化,引导、加强学习过程,从而降低深度学习对大规模人工标注数据的依赖。对偶学习的思想已经被应用到机器学习很多问题里,包括机器翻译、图像风格转换、问题回答和生成、图像分类和生成、文本分类和生成、图像转文本和文本转图像等等。
▌分布式学习
分布式技术是机器学习技术的加速器,能够显着提高机器学习的训练效率、进一步增大其应用范围。当“分布式”遇到“机器学习”,不应只局限在对串行算法进行多机并行以及底层实现方面的技术,我们更应该基于对机器学习的完整理解,将分布式和机器学习更加紧密地结合在一起。
▌元学习
元学习(meta learning)是近年来机器学习领域的一个新的研究热点。字面上来理解,元学习就是学会如何学习,重点是对学习本身的理解和适应,而不仅仅是完成某个特定的学习任务。也就是说,一个元学习器需要能够评估自己的学习方法,并根据特定的学习任务对自己的学习方法进行调整。

⑩ 经典的机器学习方法

机器学习:一种实现人工智能的方法

机器学习最基本的做法,是使用算法来解析数据、从中学习,然后对真实世界中的事件做出决策和预测。与传统的为解决特定任务、硬编码的软件程序不同,机器学习是用大量的数据来“训练”,通过各种算法从数据中学习如何完成任务。

举个简单的例子,当我们浏览网上商城时,经常会出现商品推荐的信息。这是商城根据你往期的购物记录和冗长的收藏清单,识别出这其中哪些是你真正感兴趣,并且愿意购买的产品。这样的决策模型,可以帮助商城为客户提供建议并鼓励产品消费。

传统的机器学习算法包括决策树、聚类、贝叶斯分类、支持向量机、EM、Adaboost等等。这篇文章将对常用算法做常识性的介绍,没有代码,也没有复杂的理论推导,就是图解一下,知道这些算法是什么,它们是怎么应用的。

决策树

根据一些 feature 进行分类,每个节点提一个问题,通过判断,将数据分为两类,再继续提问。这些问题是根据已有数据学习出来的,再投入新数据的时候,就可以根据这棵树上的问题,将数据划分到合适的叶子上。

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