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機器學習&深度學習基礎(tensorflow版本實現的算法概述0)

分類:最新SEO新聞 編輯:百度SEO 時間:2019-11-19 09:23:57 點擊:

和實現了各種機器學習基礎的算法,可以直接調用, 集:監督學習)決策樹()和隨機森林決策樹:決策樹是一種樹形結構,為人們提供決策依據,決策樹可以用來回答和問題,它通過樹形結構將各種情況組合都表示出來,每個分支表示一次選擇(選擇還是),直到所有選擇都進行完畢,最終給出正確答案, 樹()是一個樹結構(可以是二叉樹或非二叉樹), 在實際決策樹時,通常要進行剪枝,這時為了處理由于數據中的噪聲和離群點導致的過分擬合問題, 有兩種:先剪枝在構造過程中,當某個節點滿足剪枝條件,則直接停止此分支的構造, 剪枝先構造完成完整的決策樹,再通過某些條件遍歷樹進行剪枝, 樹主要是調用里面函數,這個里面包含了,不需要我們自己去實現, ()的:從樣本集中進行有放回地選出個樣本;在樣本的所有特征上,對這個樣本建立分類器;重復上述兩步次,獲得個樣本分類器;最后將測試數據都放在這個樣本分類器上,最終得到個分類結果,再從這個分類結果中決定數據屬于哪一類(多數投票制), 森林采用了策略,且在其基礎上進行了一些修改,采用了兩個隨機:從訓練樣本集中使用采樣(隨機有放回)選出個樣本, 樣本共有個特征,從這個特征中只隨機選擇個特征來分割樣本,通過計算選擇最優劃分特征作為節點來劃分樣本集合來建立決策樹, (的不同之處:沒有使用全部的特征,這樣可以避免一些過擬合的特征,不再對決策樹進行任何剪枝)重復以上兩步次,可建立棵決策樹這棵決策樹形成了森林,可通過簡單多數投票法(或其他投票機制)來決定森林的輸出,決定屬于哪一類型, (解決回歸問題,可以采用單棵樹輸出結果總和的平均值)隨機森林在一定程序上提高了泛化能力,而且可以并行地生成單棵樹, 是驗概率,是似然,為先驗概率,為我們要預測的值, 應用有:標記一個電子郵件為垃圾郵件或非垃圾郵件;將新聞文章分為技術類、政治類或體育類;檢查一段文字表達積極的情緒,或消極的情緒;用于人臉識別軟件, 過概率的同學一定都知道貝葉斯定理,這個在多年前發明的算法,在信息領域內有著無與倫比的地位, 分類是一系列分類算法的總稱,這類算法均以貝葉斯定理為基礎,故統稱為貝葉斯分類, 貝葉斯算法(是其中應用最為廣泛的分類算法之一, 貝葉斯分類器基于一個簡單的假定:給定目標值時屬性之間相互條件獨立, 以上定理和樸素的假定,我們知道:=舉個例子,給一段文字,返回情感分類,這段文字的態度是,還是, 解決這個問題,可以只看其中的一些單詞, 這段文字,將由一些單詞和它們的計數代表, 問題是:給你一句話,它屬于哪一類?通過變成一個比較簡單容易求得的問題, 變成,這一類中這句話出現的概率是多少,當然,別忘了公式里的另外兩個概率, :單詞在的情況下出現的概率是,在的情況下出現的概率是, 將給大家詳細講解樸素貝葉斯分類算法, 最小方就是用來求線性回歸的, 下圖所示,平面內會有一系列點,然后我們求取一條線,使得這條線盡可能擬合這些點分布,這就是線性回歸, 這條線有多種法,最小二乘法就是其中一種, 最小二乘法原理如下,找到一條線使得平面內的所有點到這條線的歐式距離和最小, 這條線就是我們要求線, 最小二乘法(又稱最小平方法是一種數學優化技術, 通過最小化誤差的平方和尋找數據的最佳函數匹配, 利用最小二乘法可以簡便地求得未知的數據,并這些求得的數據與實際數據之間誤差的平方和為最小, 最小二乘法可用于曲線擬合, 一些優化問題也可通過最小化能量或最大化熵用最小二乘法來表達, )回歸()邏輯回歸模型是一個二分類模型,它選取不同的特征與權重來對樣本進行概率分類,用一個函數計算樣本屬于某一類的概率, 一個樣本會有一定的概率屬于一個類,會有一定的概率屬于另一類,概率大的類即為樣本所屬類, 估計某種事物的可能性, )向量機(M)支持向量機()是一個二分類算法,它可以在維空間找到一個維的超平面,這個超平面可以將這些點分為兩類, 就是說,平面內如果存在線性可分的兩類點,M可以找到一條最優的直線將這些點分開, M范圍很廣, 要將兩類分開想要得到一個超平面,最優的超平面是到兩類的達到最大,就是超平面與離它最近一點的距離,如下圖,,所以綠色的超平面比較好, )鄰算法(,)鄰近算法,或者說最近鄰,分類算法是數據挖掘分類技術中最簡單的方法之一, 的核心思想是如果一個樣本在特征空間中的個最相鄰的樣本中的大多數屬于某一個類別,則該樣本也屬于這個類別,并具有這個類別上樣本的特性, 該方法在確定分類決策上依據最鄰近的一個或者幾個樣本的類別來決定待分樣本所屬的類別, 在類別決策時,只與極少量的相鄰樣本有關, 方法主要靠周圍有限的鄰近的樣本,而不是靠判別類域的方法來確定所屬類別的,因此對于類域的交叉或重疊較多的待分樣本集來說,方法較其他方法更為適合, 主要應用領域是對未知事物的識別即判斷未知事物屬于哪一類,判斷思想是,基于歐幾里得定理,判斷未知事物的特征和哪一類已知事物的的特征最接近, 上圖,綠色圓要被決定賦予哪個類,是紅色三角形還是藍色四方形?如果=,由于紅色三角形所占比例為,綠色圓將被賦予紅色三角形那個類,如果=,由于藍色四方形比例為,因此綠色圓被賦予藍色四方形類, 也說明了算法的結果很大程度取決于的選擇, )學習()集成學習就是將很多分類器集成在一起,每個分類器有不同的權重,將這些分類器的分類結果合并在一起,作為最終的分類結果, 最初方法為貝葉斯決策, 算法用一些相對較弱的學習模型獨立地就同樣的樣本進行訓練,然后把結果整合起來進行整體預測, 算法的主要難點在于究竟集成哪些獨立的較弱的學習模型以及如何把學習結果整合起來, 這是非常強大的算法,同時也非常流行, 的算法包括:,(),,堆疊泛化(,),梯度推進機(MM),隨機森林(), 集成方法是怎樣工作的,為什么他們會優于單個的模型?他們拉平了輸出偏差:如果你將具有民主黨傾向的民意調查和具有共和黨傾向的民意調查取平均,你將得到一個中和的沒有傾向一方的結果, 減小了方差:一堆模型的聚合結果和單一模型的結果相比具有更少的噪聲, 在金融領域這被稱為多元化多只股票的混合投資要比一只股票變化更小, 這就是為什么點越多你的模型會越好,而不是數據點越少越好, 不太可能產生過擬合:如果你有一個單獨的沒有過擬合的模型,你是用一種簡單的方式(平均,加權平均,邏輯回歸)將這些預測結果結合起來,然后就沒有產生過擬合的空間了, 監督學習)聚類算法聚類算法就是將一堆數據進行處理,根據它們的相似性對數據進行聚類, ,就像回歸一樣,有時候人們描述的是一類問題,有時候描述的是一類算法, 算法通常按照中心點或者分層的方式對輸入數據進行歸并, 的聚類算法都試圖找到數據的內在結構,以便按照最大的共同點將數據進行歸類, 的聚類算法包括M算法以及期望最大化算法(M,M), 算法有很多種,具體如下:中心聚類、關聯聚類、密度聚類、概率聚類、降維、神經網絡深度學習, 算法M算法是硬聚類算法,是典型的基于原型的目標函數聚類方法的代表,它是數據點到原型的某種距離作為優化的目標函數,利用函數求極值的方法得到迭代運算的調整規則, 以歐式距離作為相似度測度,它是求對應某一初始聚類中心向量最優分類,使得評價指標最小, 采用誤差平方和準則函數作為聚類準則函數, 是很典型的基于距離的聚類算法,采用距離作為相似性的評價指標,即認為兩個對象的距離越近,其相似度就越大, 該認為簇是由距離靠近的對象組成的,因此把得到緊湊且獨立的簇作為最終目標, ,人們根據樣本間的某種距離或者相似性來定義聚類,即把相似的(或距離近的)樣本聚為同一類,而把不相似的(或距離遠的)樣本歸在其他類, 成分分析(,)主成分分析是利用正交變換將一些列可能相關數據轉換為線性無關數據,從而找到主成分, 最著名的應用應該是在人臉識別中特征提取及數據降維, 主要用于簡單學習與中數據壓縮、簡化, 有一定的局限性,它需要你擁有特定領域的相關知識, 對比較多的數據并不適用, )分解()也叫奇異值分解(),是線性代數中一種重要的矩陣分解,是矩陣分析中正規矩陣酉對角化的推廣, 在處理、統計學等領域有重要應用, 是一個復雜的實復負數矩陣,給定一個行、列的矩陣M那么M矩陣可以分解為M=, 和是矩陣,為對角陣, 上就是一個簡化版本的分解, 在計算機視覺領域,第一個識別算法就是基于與的,用特征對臉部進行特征表示,然后降維、最后進行面部匹配, 現在面部識別方法復雜,但是基本原理還是類似的, )成分分析獨立成分分析(,)是一門統計技術,用于發現存在于隨機變量下的隱性因素, 為給數據定義了一個生成模型, 在這個中,其認為數據變量是由隱性變量,經一個混合系統線性混合而成,這個混合系統未知, 假設潛在因素屬于非高斯分布、并且相互獨立,稱之為可觀測數據的獨立成分, 與相關,它在發現潛在因素方面效果良好, 可以應用在數字圖像、檔文數據庫、經濟指標、心里測量等, 圖為基于的人臉識別模型, 上這些機器學習算法并不是全都像想象中一樣復雜,有些還和高中數學緊密相關, 講給大家一一詳細單獨講解這些常用算法, 學習)算法要解決的是這樣的問題:一個能感知環境的自治,怎樣通過學習選擇能達到其目標的最優動作, 學習目的是構造一個控制策略,使得行為性能達到最大, 從的環境中感知信息,對信息進行處理, 學習改進自身的性能并選擇行為,從而產生群體行為的選擇,個體行為選擇和群體行為選擇使得作出決策選擇某一動作,進而影響環境, 是一種無的強化學習技術, 來說,可以使用學習來為任何給定的(有限的)馬爾可夫決策過程(M)找到最優的動作選擇策略, 通過學習一個動作價值函數,最終給出在給定狀態下采取給定動作的預期效用,然后遵循最優策略, 一個是代理在選擇動作后遵循的規則, 當這種動作值函數被時,可以通過簡單地選擇每個狀態中具有最高值的動作來構建最優策略, 優點之一是能夠比較可用操作的預期效用,而不需要環境模型, ,學習可以處理隨機過渡和獎勵的問題,而不需要任何適應, 證明,對于任何有限的M,學習最終找到一個最優策略,從總體獎勵的預期值返回到從當前狀態開始的所有連續步驟是最大可實現的意義, /p>

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