机器学习算法优缺点改进总结分析
svm实验报告总结
svm实验报告总结SVM实验报告总结支持向量机(SVM)是一种常用的机器学习算法,它在模式识别、分类、回归等领域有着广泛的应用。
本文将对SVM算法进行实验,旨在探究SVM算法的原理、应用和优缺点。
一、实验原理SVM的基本思想是将低维度的数据映射到高维度的空间中,从而使数据在高维空间中更容易被线性分隔。
SVM算法的核心是支持向量,这些支持向量是距离分类决策边界最近的数据点。
SVM通过找到这些支持向量来建立分类器,从而实现数据分类。
二、实验步骤1. 数据预处理本实验使用的数据集是Iris花卉数据集,该数据集包含了三种不同种类的花朵,每种花朵有四个属性:花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度。
首先需要将数据集划分为训练集和测试集,以便在训练模型时进行验证。
2. 模型训练本实验使用Python中的sklearn库来构建SVM分类器。
首先需要选择SVM的核函数,有线性核函数、多项式核函数、径向基核函数等。
在本实验中,我们选择径向基核函数作为SVM的核函数。
接着需要设置SVM的参数,包括C值和gamma值。
C值是惩罚系数,用于平衡模型的分类精度和泛化能力;gamma值是径向基函数的系数,用于控制支持向量的影响范围。
3. 模型评估本实验使用准确率和混淆矩阵来评估模型的性能。
准确率是指模型在测试集上的分类精度,而混淆矩阵则可以用来分析模型在不同类别上的分类情况。
三、实验结果本实验使用径向基核函数的SVM分类器在Iris数据集上进行了实验。
实验结果表明,SVM分类器的准确率达到了97.78%,同时在混淆矩阵中也可以看出模型在不同花朵种类上的分类情况。
实验结果表明,SVM分类器在分类问题上有着较好的表现。
四、实验总结SVM算法是一种常用的机器学习算法,它在模式识别、分类、回归等领域有着广泛的应用。
本实验通过对Iris数据集的实验,探究了SVM算法的原理、应用和优缺点。
实验结果表明,在SVM算法中,径向基核函数是一种比较适用的核函数,在设置SVM参数时需要平衡模型的分类精度和泛化能力。
实习总结学生实习期间的人工智能与机器学习意识培养
实习总结学生实习期间的人工智能与机器学习意识培养在学生实习期间,我有幸能够参与人工智能与机器学习相关的工作,这段经历对我意识的培养起到了至关重要的作用。
在这篇文章中,我将总结我的实习经验,探讨我在人工智能与机器学习领域意识培养的收获和体会。
---首先,通过实习,我深刻认识到人工智能与机器学习的重要性及其在各个领域的应用潜力。
我有幸参与一个机器学习项目,该项目利用大量数据训练模型,从而实现对复杂问题的解决。
这个过程中,我亲身体会到了机器学习算法的魅力和实用性。
通过分析和预测数据,机器学习能够帮助我们发现隐藏在数据背后的规律和趋势,从而做出更准确的决策。
我在实习期间所参与的项目使我对人工智能与机器学习技术的应用范围有了更深入的了解,也对其未来发展的潜力充满期待。
其次,实习期间的工作使我深入理解了机器学习算法的原理和应用技巧。
在实习的过程中,我需要不断学习和掌握各种机器学习算法,并将其应用于实际问题中。
这个过程虽然有一定的挑战,但也给我带来了巨大的成就感。
通过参与实际项目,我学会了如何从数据中提取特征、选择适当的算法,并进行模型训练和评估。
我还学会了如何通过调整算法参数和合理选择特征,提高模型的准确性和性能。
这些经验对我来说非常宝贵,将对我的未来学习和研究产生深远的影响。
另外,实习期间我还发现了人工智能与机器学习领域的挑战和不足。
尽管机器学习在很多领域取得了较好的成果,但我们仍然面临许多问题和困难。
首先,数据的质量和数量往往是制约模型性能的关键因素。
没有足够的数据或者数据质量不佳,将导致模型过拟合或者欠拟合。
此外,算法的选择和调优也是一个关键问题。
不同的算法适用于不同的场景,如何选取最适合的算法来解决具体问题是一个具有挑战性的任务。
此外,在机器学习模型的解释性和可解释性方面,我们还有很大的改进空间。
这些挑战和问题需要我们不断努力和研究,以进一步推动人工智能与机器学习领域的发展。
最后,通过实习经历,我也明确了自己在人工智能与机器学习领域的发展方向。
KNN算法总结
KNN算法总结1 KNN分类算法1.1KNN简述K最近邻(k-Nearest Neighbor,KNN)分类算法,是一个理论上比较成熟的方法,也是最简单的机器学习算法之一。
该方法的思路是:如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即特征空间中最邻近)的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别。
KNN算法中,所选择的邻居都是已经正确分类的对象。
该方法在定类决策上只依据最邻近的一个或者几个样本的类别来决定待分样本所属的类别[1]。
KNN方法虽然从原理上也依赖于极限定理,但在类别决策时,只与极少量的相邻样本有关。
由于KNN方法主要靠周围有限的邻近的样本,而不是靠判别类域的方法来确定所属类别的,因此对于类域的交叉或重叠较多的待分样本集来说,KNN方法较其他方法更为适合。
KNN最邻近规则,主要应用领域是对未知事物的识别,即判断未知事物属于哪一类,判断思想是,基于欧几里得定理,判断未知事物的特征和哪一类已知事物的的特征最接近。
1.2 KNN原理最近邻方法(k-nearest neighbor,简称kNN)是一种简洁而有效的非参数分类方法,是最简单的机器学习算法之一,该算法最初由Cover和Hart提出的,用于解决文本的分类问题。
K近邻算法是最近邻算法的一个推广。
该规则将是一个测试数据点x分类为与它最接近的K个近邻中出现最多的那个类别。
K近邻算法从测试样本点x开始生长,不断的扩大区域,直到包含进K个训练样本点为止,并且把测试样本点x 归为这最近的K个训练样本点中出现频率最大的类别。
其中测试样本与训练样本的相似度一般使用欧式距离测量。
如果K值固定,并且允许训练样本个数趋向于无穷大,那么,所有的这K个近邻都将收敛于x。
如同最近邻规则一样,K个近邻的标记都是随机变量,概率P(w i|x),i=1,2,…,K都是相互独立的。
假设P(w m|x)是较大的那个后验概率,那么根据贝叶斯分类规则,则选取类别w m。
而最近邻规则以概率P(w m|x)选取类别。
d i s t a n c e 算 法 小 结
十大机器学习算法的一个小总结关于机器学习算法的研究已经获得了巨大的成功,哈佛商业评论甚至将数据科学家称为二十一世纪最具诱惑力的工作。
机器学习算法是在没有人为干涉的情况下,从大量的数据和历史经验中学习数据的结构并提升对某一目标的估计的算法。
学习任务包括:学习从输入到输出的函数学习没有标签的数据的潜在结构基于实体的学习(‘instance-based learning’),譬如根据训练数据,对新的实体分类,判断其的类别。
机器学习算法的类型1. 有监督学习有监督学习通常是利用带有专家标注的标签的训练数据,学习一个从输入变量X到输入变量Y的函数映射。
训练数据通常是(n×x,y)的形式,其中n代表训练样本的大小,x和y 分别是变量X和Y的样本值。
(专家标注是指,需要解决问题所需要的领域专家,对数据预先进行人为的分析)利用有监督学习解决的问题大致上可以被分为两类:分类问题:预测某一样本所属的类别(离散的)。
比如给定一个人(从数据的角度来说,是给出一个人的数据结构,包括:身高,年龄,体重等信息),然后判断是性别,或者是否健康。
回归问题:预测某一样本的所对应的实数输出(连续的)。
比如预测某一地区人的平均身高。
下面所介绍的前五个算法(线性回归,逻辑回归,分类回归树,朴素贝叶斯,K最近邻算法)均是有监督学习的例子。
除此之外,集成学习也是一种有监督学习。
它是将多个不同的相对较弱的机器学习模型的预测组合起来,用来预测新的样本。
本文中所介绍的第九个和第十个算法(随机森林装袋法,和XGBoost算法)便是集成技术的例子。
2. 无监督学习无监督学习问题处理的是,只有输入变量X没有相应输出变量的训练数据。
它利用没有专家标注训练数据,对数据的结构建模。
可以利用无监督学习解决的问题,大致分为两类:关联分析:发现不同事物之间同时出现的概率。
在购物篮分析中被广泛地应用。
如果发现买面包的客户有百分之八十的概率买鸡蛋,那么商家就会把鸡蛋和面包放在相邻的货架上。
机器学习算法验收方案
机器学习算法验收方案一、引言机器学习算法已经在各个领域得到广泛应用,但如何确保算法的准确性和可靠性是一个重要的问题。
本文将提出一种机器学习算法验收方案,旨在帮助评估人员对算法的性能进行客观和准确的评估。
二、数据收集与准备在进行机器学习算法的验收之前,需要收集和准备适当的数据集。
数据集应该包含有代表性的样本,能够充分反映算法在实际场景中的应用效果。
同时,数据集应该具有高质量和充分的标注,以便于评估算法的效果。
三、性能评估指标针对不同的机器学习任务,可以采用不同的性能评估指标。
例如,在分类任务中,可以使用准确率、精确率、召回率和F1-score等指标来评估算法的性能。
在回归任务中,可以使用均方误差(MSE)或平均绝对误差(MAE)来评估算法的性能。
评估指标应该具有明确的定义和计算方法,并且能够充分反映算法在实际应用中的效果。
四、交叉验证为了减少评估结果的偏差,可以采用交叉验证的方法。
交叉验证将数据集分割成几个子集,然后用其中一部分作为训练集,其余部分作为测试集,重复进行多次实验,最后将结果进行平均。
交叉验证可以有效地评估算法的泛化能力,避免对特定数据集过拟合的情况。
五、基准算法比较为了更全面地评估算法的性能,可以将待评估的算法与已有的基准算法进行比较。
基准算法通常是在该领域中被广泛接受和应用的算法,其性能已经得到有效验证。
通过与基准算法的比较,可以更客观地评估待评估算法的优劣,并对其进行改进和优化。
六、结果分析与解释在完成算法的验证实验后,需要对实验结果进行分析和解释。
分析应该包括算法的优点和不足之处,以及可能存在的改进空间。
解释则应准确地对实验结果进行解读,以帮助决策者更好地理解和运用算法。
七、风险评估与应对措施在应用机器学习算法时,也需要对可能的风险进行评估,并提出相应的应对措施。
例如,算法在特定条件下可能出现的错误判断,或者算法在特定数据集上的不稳定性等。
根据风险评估结果,可以采取策略来减少风险或改进算法的性能。
机器学习的知识点总结
机器学习的知识点总结1. 机器学习概述机器学习是研究如何通过计算机系统从数据中学习规律并做出预测和决策的一门学科。
通过对大量的数据进行分析和学习,机器能够从中总结出规律和模式,并且可以根据以往的数据做出预测和决策。
2. 机器学习的分类机器学习可以根据学习方式分为监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习四种。
(1)监督学习:在监督学习中,我们将数据集分为训练集和测试集,然后使用训练集的数据来构建模型,最后使用测试集的数据来评估模型的预测准确度。
监督学习的典型应用包括分类和回归问题。
(2)无监督学习:在无监督学习中,我们不需要事先标记数据,模型会自行从数据中学习出模式和结构。
无监督学习的典型应用包括聚类和降维。
(3)半监督学习:半监督学习结合了监督学习和无监督学习的方法,使用少量标记数据和大量未标记数据进行模型的构建。
半监督学习能够在数据量不足的情况下有效提高模型的性能。
(4)强化学习:在强化学习中,机器学习系统通过与环境的交互学习,根据不同的动作获得奖励和惩罚。
强化学习的典型应用包括游戏、机器人控制和自动驾驶系统等。
3. 机器学习的算法机器学习有许多不同的算法,可以根据数据的特点和问题的要求选择适合的算法。
(1)监督学习算法:- 线性回归:用于解决回归问题,通过拟合一条直线或者多项式曲线来描述输入特征和输出标签之间的关系。
- 逻辑回归:用于解决分类问题,通过对输出结果进行逻辑变换来得到分类概率。
- 决策树:用于解决分类和回归问题,通过不断划分特征空间来构建树形结构来进行预测。
- 随机森林:通过多棵决策树的集成来提高模型的性能和泛化能力。
- 支持向量机:通过将数据映射到高维空间来解决非线性问题,同时最大化分类间隔。
(2)无监督学习算法:- K均值聚类:将数据点划分为K个不同的簇,每个簇内的数据点都具有相似的特征。
- 主成分分析:将高维数据降维到低维空间,同时保留大部分数据的信息。
- K近邻算法:通过找到与新样本最接近的K个样本,进行分类或回归预测。
机器学习心得(精品4篇)
机器学习心得(精品4篇)机器学习心得篇1在进行机器学习项目时,我发现有许多不同的工具和算法可供选择,这使项目实施变得复杂。
此外,数据预处理阶段非常重要,因为错误的数据可能会导致后续的算法和模型选择出现偏差。
在这个阶段,我学习了很多有关缺失数据和异常值的影响以及如何使用不同的方法来处理它们。
在选择算法和模型时,我意识到它们之间的关系。
了解算法和模型的特点以及如何选择适合项目的算法和模型是非常重要的。
此外,数据集的大小也会影响模型的性能,因此,在选择数据集时,我学习了很多有关数据集大小和分布对模型性能影响的知识。
在实现模型时,我遇到了许多挑战,例如内存问题、计算资源问题和模型过拟合问题。
为了解决这些问题,我学习了很多有关超参数和正则化的知识,并尝试了许多不同的算法和模型。
最终,我成功地解决了这些问题并得到了良好的结果。
总的来说,机器学习是一个非常有趣和有用的领域,我从中学习了很多有关数据预处理、算法和模型选择、计算资源管理等方面的知识。
我相信这些经验将对我未来的学习和工作产生积极影响。
机器学习心得篇2以下是一份机器学习心得:自从我开始接触机器学习,我的生活就充满了各种各样的惊喜和挑战。
这是一个让我既兴奋又紧张的旅程,我从中了解到很多关于机器学习和人工智能的知识。
首先,我了解到机器学习不仅仅是算法和模型,它更是解决问题的艺术。
机器学习算法可以从数据中自动学习,无需明确的编程。
这使得我们能够处理以前无法处理的问题,得出以前无法得出的结论。
例如,在图像识别任务中,机器学习算法可以自动学习特征,使得图像识别的准确率大大提高。
其次,我学习到了各种机器学习技术,如监督学习、无监督学习、强化学习等。
每种技术都有其特定的应用场景,使得我们可以更精确地解决复杂的问题。
例如,在医疗诊断中,我们可以使用深度学习来自动识别图像中的异常,从而帮助医生诊断。
同时,我也意识到了数据的重要性。
机器学习需要大量的数据进行训练,而且数据的质量和完整性对结果影响很大。
2024年课题研究阶段总结
2024年课题研究阶段总结2024年是我作为研究生的第一年,也是我课题研究的关键阶段。
在这一年的课题研究过程中,我经历了许多的挑战和困难,同时也获得了很多宝贵的经验和成果。
以下是我对2024年课题研究阶段的总结。
一、研究目标和意义我的课题研究是关于机器学习在医疗领域的应用。
我的研究目标是探索并开发一种用于医学图像识别和分析的机器学习算法,以提高医疗诊断的准确性和效率。
这个课题的意义在于可以帮助医生更准确地诊断疾病,提高治疗效果,减少医疗误诊的风险。
二、研究方法和过程在2024年的课题研究中,我采用了以下的研究方法和过程:1.文献综述:通过阅读大量的相关文献,了解和掌握机器学习在医疗领域的应用现状和研究进展。
2.数据收集和预处理:从医疗机构获取了大量的医学图像数据,并进行了去噪、归一化等预处理操作,以使数据更适合用于机器学习算法的训练和测试。
3.算法选择和实现:根据文献综述的结果和实际需求,选择了适合的机器学习算法,并进行了算法的实现和调优。
4.模型评估和结果分析:使用交叉验证等方法对训练好的模型进行评估,并对结果进行分析和解读。
5.实验验证和应用展示:将研究成果应用到实际的医疗场景中进行验证,并展示了研究成果的实际效果。
三、遇到的挑战和解决方法在2024年的课题研究中,我遇到了以下几个主要的挑战:1.数据获取困难:由于医疗数据的敏感性和隐私性,数据的获取相对困难。
我通过与医疗机构合作,签订了相关的数据使用协议,并得到了部分数据的授权使用。
2.算法选择和实现难度:在机器学习领域,有许多不同的算法可供选择,选择合适的算法并进行实现是一项相对困难的任务。
我通过阅读文献、与导师和同学交流等方式,了解和掌握了各种算法的优缺点,并根据实际需求进行了算法的选择和实现。
3.模型评估和结果解读复杂:机器学习算法的评估和结果解读需要一定的专业知识和经验。
我通过参加学术会议、与导师和同学讨论等方式,学习和积累了相关的知识和经验,从而提高了模型评估和结果解读的能力。
优化算法小结
优化算法小结优化算法是计算机科学中的一个重要领域,它旨在通过改进算法的设计和实现,以提高计算机程序的性能和效率。
在实际应用中,优化算法能够在数据处理、图像处理、机器学习等领域发挥关键作用。
本文将从算法优化的意义、常见的优化技术以及优化算法的应用等方面进行探讨。
我们来了解一下优化算法的意义。
随着计算机科学的发展,人们对计算机程序性能的要求也越来越高。
而算法作为计算机程序的核心,其效率直接影响到程序的执行速度和资源利用。
因此,通过优化算法来提高程序的性能和效率,不仅可以提升用户体验,还能够节省计算资源,提高计算机系统的整体效能。
接下来,我们将介绍一些常见的优化技术。
首先是时间复杂度优化。
时间复杂度是衡量算法执行时间的一个重要指标,通过分析算法的执行步骤和循环次数,可以评估算法的时间复杂度。
在优化算法时,我们可以通过改进算法的设计和实现,减少算法执行的时间复杂度,提高算法的执行效率。
其次是空间复杂度优化。
空间复杂度是衡量算法占用内存空间的指标,通过合理的数据结构选择和内存管理策略,可以降低算法的空间复杂度,节省计算资源。
此外,还有一些常见的优化技术,如分治法、贪心算法、动态规划等,它们可以根据具体问题的特点,选择合适的算法策略,提高算法的效率和性能。
优化算法在实际应用中具有广泛的应用价值。
在数据处理方面,优化算法可以加速数据的存储和检索,提高数据处理的效率。
例如,在大规模数据集上进行快速搜索和排序,可以利用索引结构和排序算法进行优化,减少搜索和排序的时间复杂度。
在图像处理方面,优化算法可以提高图像处理的速度和质量。
例如,在图像压缩和图像识别中,可以通过优化算法来降低计算复杂度,提高图像处理的效果。
在机器学习方面,优化算法可以加速模型的训练和推理,提高机器学习的效率和准确性。
例如,在神经网络的训练过程中,可以利用优化算法来优化模型的参数,提高模型的性能。
总结起来,优化算法是提高计算机程序性能和效率的重要手段。
计算机成果汇报总结范文
计算机成果汇报总结范文一、前言计算机科学与技术是当代科技领域中最为繁荣和迅速发展的学科之一。
在过去的几十年里,我们目睹了计算机技术的巨大跃进,它已经渗透到几乎所有的领域,对人们的生活和工作产生了深刻影响。
我们的科研小组在近期也进行了一系列关于计算机科学领域的研究工作。
在本次计算机成果汇报会上,我们将就我们的研究内容、所取得的成果以及存在的问题进行总结和汇报。
二、研究内容我们的研究主要聚焦于人工智能、大数据分析、机器学习等方向。
具体来说,我们开展了以下研究工作:1. 人工智能算法研究:我们对深度学习算法进行了深入研究,尤其是卷积神经网络和循环神经网络方面的算法。
通过改进网络结构和优化算法,我们取得了一系列在图像识别、自然语言处理等领域的优秀结果。
2. 数据挖掘和大数据分析:我们提出了一种基于关联规则挖掘的大数据分析方法,该方法能够有效地从海量数据中提取出有价值的常规性规则。
同时,我们还开发了一套基于Hadoop和Spark的分布式数据处理平台,能够快速处理和分析大规模数据。
3. 机器学习应用研究:我们将机器学习应用于医疗诊断领域,利用已有的医疗数据构建了一个肺癌早期诊断模型。
该模型能够从CT影像中自动检测和诊断肺癌,具有较高的准确率和召回率,对于疾病的早期治疗具有重要意义。
三、取得的成果在我们的研究工作中,我们取得了一系列的科研成果,具体包括:1. 在图像识别领域,我们提出了一种新颖的图像识别算法,能够准确识别图像中的对象和场景。
该算法在常见图像数据集上取得了优异的识别准确率,超过了许多传统的图像识别算法。
2. 在人工智能算法研究方面,我们提出了一种基于深度学习的自然语言处理方法,能够解决实际应用中的语义理解问题。
通过大量的实验证明,我们的方法在语义理解任务上表现出色,超越了传统的统计机器翻译方法。
3. 在大数据分析方面,我们开发的分布式数据处理平台在多项实际应用中得到了验证,并取得了显著的效果。
分类学习算法综述及其应用案例
分类学习算法综述及其应用案例机器学习是现代社会中非常重要的技术之一。
它是指计算机通过对数据的学习和分析,从中发现某种规律或复杂关系的过程。
分类学习是机器学习中的重要分支之一,它可以用来解决各种问题,如文本分类、图像分类、音频分类等。
本文将综述分类学习算法的基本原理、优缺点及应用案例。
一、分类学习算法简介分类学习算法是指通过对数据的分析,将数据分为不同的类别。
分类问题通常是指给定一组样本,每个样本都有一组属性值,并且每个样本都属于某个类别。
分类算法的任务是学习一个分类模型,用来将每个新的样本分成之前定义的类别中的一个。
在分类学习算法中,通常有两种基本的分类方法:监督学习和无监督学习。
监督学习是指训练数据已经知道它们的类别,算法可以从这些类别中学习如何正确地分类。
常见的监督学习算法有决策树、支持向量机、最近邻算法、神经网络等。
而无监督学习是指训练数据没有预先定义的类别,算法需要自己确定如何将数据分为不同的类别。
常见的无监督学习算法有 K-means、高斯混合模型、层次聚类等。
在本文中,我们将主要介绍监督学习算法,因为它是最常用的分类算法之一,同时具有可解释性和预测准确性较高的优点。
二、分类学习算法的优缺点1. 决策树决策树是一种基于树形结构的分类算法,其主要优点是易于理解和解释。
决策树的每个节点表示一个属性,每个分支表示属性值,树的叶子节点表示分类结果。
决策树可以通过算法自动构建,因此可以适用于大规模的数据集。
但是决策树容易受到噪声数据的干扰,同时容易产生过度拟合问题。
2. 支持向量机支持向量机是一种基于统计学习理论的分类算法,其主要优点是在处理高维数据时具有较好的表现。
支持向量机可以将数据映射到高维空间中,从而将数据集分割为不同的超平面。
支持向量机的缺点是算法复杂度较高,且容易受到选择核函数的影响。
3. 最近邻算法最近邻算法是一种基于临近数据的分类算法,其主要优点是可以自适应地适应数据的分布,因此对于不同的数据集都可以表现出较好的分类效果。
LM和BFGS算法的性能分析与比较-毕业论文
---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要数值优化是机器学习的重要部分,不断研究和改进已有的优化算法,使其更快更高效,是机器学习领域的一个重要研究方向。
作为数值优化算法中具有代表性的两个二阶算法,LM和BFGS算法各有优缺点,对它们的性能进行分析和比较给二阶数值算法的改进及更广泛的应用提供重要参考。
本论文从LM和BFGS算法的数学基础开始阐述,通过对比两个算法求解多个函数极小值的问题,我们发现LM算法和BFGS算法的差异并不大。
大多数情况下LM算法能够达到更小的误差,但是迭代次数比BFGS算法稍多。
对于等高线为椭圆的函数,LM算法的收敛速度通常比BFGS算法快,但是后期运算的迭代次数比BFGS 算法多;而其他情况下LM算法和BFGS算法的收敛速度差别不大。
由于LM算法在大部分情况下的极值求解效率稍高,我们实现了基于LM算法在前向神经网络中的学习,并用于解决模式分类问题。
实验结果表明基于LM算法的前向神经网络在垃圾邮件分类应用中能取得90%以上的分类正确率。
关键词:数值优化,LM算法,BFGS算法,前向神经网络AbstractNumerical optimization is an important part of machine learning. The analysis study of existing optimization algorithms to make them faster and more efficient is an important research direction in the field of machine learning. As two popular second-order algorithms, the LM and BFGS algorithms have their own advantages and disadvantages. The analysis and comparison of their performance have great significance for the improvement of the second-order numerical algorithms and their wider application in engineering areas.This thesis starts from introducing the mathematical foundation of LM and BFGS algorithms. By comparing the performance of the two algorithms for finding the minima of different functions, we find that the LM and BFGS algorithms have similar performance for numerical optimization problems. In most cases of our experiments, the LM algorithm can achieve smaller error, but the number of iterations is slightly higher than that of the BFGS algorithm. For the functions with elliptical contours, the convergence speed of the LM algorithm is usually faster than that of the BFGS algorithm, but the iterations of later computation are much more than those of the BFGS algorithm. while in other cases,their convergence speed is almost the same. Because of the higher efficiency of the LM algorithm in most cases, the LM algorithm is employed to train feedforward neural networks which are applied to deal with some pattern classification problem. The experimental results show that the feedforward neural network trained by the LM algorithm can reach more than 90% classification accuracy in the applications of classify spam and none spam email.Keywords:Numerical optimization,LM algorithm,BFGS algorithm,Feedforward neural networks第一章绪论1.1研究背景优化算法是用来求解问题的最优解或近似最优解的[15]。
neldermead 和powell报告总结
neldermead 和powell报告总结一、背景介绍neldermead 和 powell 方法是两种常用的优化算法,它们在解决数学优化问题时具有不同的特点和适用场景。
neldermead 方法是一种全局搜索算法,适用于求解大规模、复杂的多维非线性优化问题,而 powell 方法则是一种局部搜索算法,适用于求解小规模、简单的一维或二维优化问题。
二、方法概述neldermead 方法采用非线性拟合的方式,通过逐步逼近目标函数的最小值点,来寻找最优解。
该方法采用了试探方向搜索和拟合技术的结合,具有较高的全局搜索能力和鲁棒性。
powell 方法则是一种迭代算法,通过不断更新目标函数的参数值,来寻找最优解。
该方法采用了逐步逼近的方法,每次迭代都会将当前点向最优解的方向移动一小步,直到达到预设的迭代次数或满足其他终止条件为止。
三、应用案例在我们的实际应用中,我们分别使用 neldermead 和 powell 方法来解决了一个具体的问题。
通过比较两种方法的优化结果,我们发现 neldermead 方法在求解大规模、复杂的多维非线性优化问题时表现更为优秀,而 powell 方法则更适合解决小规模、简单的一维或二维优化问题。
四、优缺点分析neldermead 方法的优点在于其具有较强的全局搜索能力,能够处理大规模、复杂的多维非线性优化问题,同时具有较高的鲁棒性和稳定性。
然而,该方法也存在一些缺点,如收敛速度较慢、需要较长的计算时间等。
powell 方法的优点在于其易于实现、计算速度快、适用于解决简单的一维或二维优化问题。
然而,该方法在处理大规模、复杂的多维优化问题时可能存在局部最优解的问题。
五、结论总结通过对 neldermead 和 powell 报告的总结,我们可以得出以下结论:1. neldermead 方法适用于求解大规模、复杂的多维非线性优化问题,具有较高的全局搜索能力和鲁棒性,但收敛速度较慢。
监督和无监督机器学习算法的比较分析
监督和无监督机器学习算法的比较分析随着科技的不断进步,特别是人工智能领域的快速发展,监督学习和无监督学习逐渐成为机器学习领域的热门话题。
监督学习和无监督学习都是机器学习领域中常见的算法,它们分别依据不同的学习方式来处理数据,实现不同的目的。
那么监督和无监督机器学习算法到底有哪些区别呢?在各自的应用场景中,又有哪些优缺点呢?1. 监督学习监督学习是机器学习中最普遍的学习算法之一。
在监督学习中,数据集已经被标记或分类,并且算法必须从这些标记的数据集中提取规律、特征或模式。
最终,监督学习的实现目标是为了预测新的、未标记的数据的结果。
在许多实际应用中,监督学习被广泛使用,例如文本分类、音频分析、图像识别、推荐系统等。
最常见的监督学习算法有决策树、神经网络、K近邻、朴素贝叶斯和支持向量机等。
监督学习的优点是模型的预测结果准确性较高,模型具有较强的解释性并且容易进行错误分析和矫正。
但是,监督学习的缺点在于需要大量的标注数据集,这不仅需要耗费大量的时间、人力和财力,而且标记工作的结果也可能不一定准确。
此外,监督学习还可能面临过拟合、泛化能力差和对输入数据的强依赖等问题。
2. 无监督学习无监督学习是机器学习中的另一种基础算法,相比于监督学习,它更注重数据集的特征,而非标记。
在无监督学习中,算法必须在给定的数据集中找到模式、规律或关系,这些数据并没有被标记,也没有明确的输出结果需求。
在实际应用中,无监督学习经常被用于聚类、异常检测、数据降维、特征提取等领域,例如在市场分割、社交网络分析、图像分割、音频识别等方面有广泛的应用。
常用的无监督学习算法有K均值、自组织映射、主成分分析等。
无监督学习的优点在于不需要标记数据集,降低了数据集标注的难度和成本,并且具有更强的普适性和可用性,它能更好地进行无监督或半监督的数据处理、分析和挖掘。
无监督学习的缺点在于预处理数据的难度较高,算法的结果很难进行检验和解释,其结果也可能有时候会更具主观性和难以进行有效的表征和度量。
机器学习涉及内容、模型适用范围、优缺点总结
机器学习涉及内容、模型适⽤范围、优缺点总结涉及内容:分类——————数据集⽣成器、KNN拟合数据多元分类————⽣成数据集、KNN拟合回归分析————⽤于回归分析的数据集⽣成器、KNN拟合、调整近邻数KNN实战—酒的分类————数据集有哪些键、⽣成训练集和测试集、KNN拟合、新样本的分类进⾏预测不适⽤:需要对数据集认真的预处理对规模超⼤的数据集拟合的时间较长对⾼维数据集拟合⽋佳对稀疏数据集⽆能为⼒涉及内容:线性模型的图形表⽰————导⼊线性模型、拟合数据点、拟合新加的数据点、训练数据集的属性“xx_”线性模型特点—————⽤于回归分析的好⼏种线性模型之间的区别最基本的线性模型:线性回归————使⽤L2正则化的线性模型:岭回归————线性回归和岭回归之间的重要结论使⽤L1正则化的线性模型:套索回归————套索回归和岭回归的区别————适⽤:对于特征变量较多的数据集,线性模型会⼗分强⼤【尤其是训练集的特征变量 > 数据点的数量时,可以达到近乎完美的预测】优点:线性模型的训练⾮常快过程也很容易被⼈理解缺点:数据集的特征⽐较少的时候,线性模型的表现就会相对偏弱使⽤线性模型的前提条件是假设⽬标y是数据特征的线性组合涉及内容:基本概念————原理、贝叶斯定理、对天⽓的简单预测贝努利朴素贝叶斯————适合符合贝努利分布【⼆项分布】的数据集⾼斯朴素贝叶斯————适⽤样本的特征符合⾼斯分布【正态分布】多项式朴素贝叶斯————⽤于拟合多项式分布的数据集、数据预处理⼯具MinMaxScaler实战:判断肿瘤良性还是恶性————导⼊、拆分、拟合、随机预测、⾼斯朴素贝叶斯的学习曲线适⽤:不考虑样本之间特征的关系——> 朴素贝叶斯分类器效率极⾼⾼斯朴素贝叶斯在预测⽅⾯,对于样本数量的要求不苛刻优点:⾼斯朴素贝叶斯可以应⽤于任何连续数值型的数据集中,如果是符合正态分布的数据集的话,得分会更⾼相对于线性模型,朴素贝叶斯效率更⾼——> 把数据集中的各个特征看作完全独⽴的,不考虑特征之间的关联关系,但同时,泛化能⼒更弱⼤数据时代,很多数据集的样本特征成千上万,这种情况下,模型的效率要⽐泛化性能多零点⼏个百分点的得分更重要缺点:是相当好的分类器,但对于预测具体的数值并不是很擅长泛化能⼒弱涉及内容:原理————if/else推导决策树构建————⽤决策树分类器分类【设定最⼤深度】、分类器表现、加⼤深度优点:很容易将模型可视化由于决策树算法对每个样本特征单独处理——> 不需要对数据进⾏转换不需要对数据预处理缺点:即使有预剪枝处理【使⽤max_depth、max_leaf_nodes参数】,还是不可避免出现过拟合问题泛化性能⼤打折扣涉及内容:简介————是⼀种集合学习算法,可以⽤于分类,也可以⽤于回归、可解决过拟合问题随机森林构建 ————bootstrap 、max_features、n_estimators、图形看看随机分类的表现实战:判断⽉薪是否>5万————载⼊数据集、⽤get_dummies处理数据、⽤决策树建模并预测额外功能:在数据集中对数据特征的重要性进⾏判断————可以通过这两个算法对⾼维数据进⾏分析,在诸多特征中保留最重要的,也便于对数据降维处理优点:不要求对数据预处理集成决策树所有优点,弥补了不⾜⽀持并⾏处理【实现⽅式是n_jobs参数,记得此参数要和cpu内核数⼀致,多了⽆意义,n_jobs=-1,使⽤全部内核】注意随机森林⽣成每棵树的⽅法是随机的,不同的random_state会导致模型完全不同,要固化其值缺点:对于超⾼维数据集、稀疏数据集,线性模型更好更消耗内存,速度慢,若要省内存+时间,⽤线性模型涉及内容:SVM原理————核函数、数据投射⾄⾼维空间、多项式内核、RBF内核⽀持向量机的SVM核函数————创建⼀个线性内核的⽀持向量机模型、SVM内核换成RBFSVM的核函数和参数选择————不同核函数的SVM对⽐、linearSVM算法RBF内核SVC的gamma参数调节————结果分析注意事项————3个⾮常重要的参数SVM在回归分析中的应⽤:波⼠顿房价数据集——————了解数据集、SVR算法建⽴房价预测模型、StandardScaler数据预处理优点:可应对⾼维数据集和低维数据集即使数据集中样本特征的测度都⽐较接近,如图像识别领域,以及样本特征数和样本数⽐较接近的时候,都游刃有余缺点:当数据集中特征数量在1万以内,SVM可以驾驭,但数量⼤于10万,就⾮常占内存和耗费时间对数据预处理和参数调节要求很⾼原理————MLP算法神经⽹络中的⾮线性矫正————⾮线性矫正 rele 、进⾏双曲正切处理 tanh神经⽹络的参数设置————各个参数的含义、图像展⽰MLP分类的情况、减少隐藏层的节点、给MLP分类器增加隐藏层数量、设计激活函数为tanh、修改alpha参数实战——⼿写识别————MNIST数据集、识别优点计算能⼒充⾜且参数设置合适情况下,神经⽹络表现特优异对于特征类型单⼀的数据,变现不错缺点训练时间长、对数据预处理要求⾼数据特征类型差异较⼤,随机森林或梯度上升随机决策树算法更好MLP仅限于处理⼩数据集,对于更⼤或更复杂的数据集,可以进军深度学习涉及内容:数据预处理————StandardScaler预处理数据、MinMaxScaler数据预处理、RobustScaler数据预处理、Normalizer数据预处理通过数据预处理提⾼模型准确率————训练⼀个MLP神经⽹络、使⽤MinMaxScaler进⾏数据预处理数据降维————PCA主成分分析原理对数据降维以便于进⾏可视化————原始特征与PCA主成分之间的关系————特征提取————PCA主成分分析法⽤于特征提取、使⽤⼀些⽅法来提升模型的表现、PCA中的数据⽩化功能、⾮负矩阵分解⽤于特征提取聚类算法————K均值算法、凝聚聚类算法、DBSCAN算法、eps参数、min_samples参数适⽤数据降维的情况:超⾼维度数据特征之间有⾮常强烈的相关性【⽐如,⼈⼝数据中,男性为1,⼥性为0,去掉其中任何⼀列,不会丢失任何信息,可以降维,以降低模型的复杂度】对于机器学习来说,合理有效地对数据进⾏表达是⾄关重要的对于没有分类标签的数据来说,⽆监督学习的聚类算法可以帮助我们更好的理解数据集,并且为进⼀步训练模型打好基础涉及内容:数据表达————类型特征、连续特征、使⽤哑变量转换类型特征、get_dummies的使⽤、把数值特征也进⾏get_dummies转换、装箱处理【离散化处理】、⽤新的⽅法来表达已经装箱的数据——OneHotEncoder,独热编码、数据“升维”————向数据集添加交互式特征、Numpy中的hstack函数、对特征进⾏交互式操作对模型产⽣的影响、向数据集添加多项式特征、PolynomialFeatures、处理后机器学习的模型的变化⾃动特征选择————使⽤单⼀变量法进⾏特征选择、使⽤SelectPercentile进⾏特征选择、基于模型的特征选择、迭代式特征选择、递归特征剔出法RFE对样本特征进⾏装箱的好处:纠正模型过拟合和⽋拟合问题尤其针对⼤规模⾼纬度的数据集使⽤线性模型的时候,可以⼤幅度提⾼预测的准确率涉及内容:使⽤交叉验证对模型进⾏评估————sklearn中的交叉验证法、K折叠交叉验证法、随机拆分和“挨个⼉试”使⽤⽹格搜索寻找模型的最优参数————简单⽹格搜索、局限性、与交叉验证结合的⽹格搜索、GridSearchCV进⾏参数调优的过程对分类模型的可信度进⾏评估————分类模型中的预测准确率、分类模型中的决定系数、.score给分类、回归模型评分的⽅法、GridSearchCV改变评分的⽅式在sklearn中,cross_val_score对于分类模型默认使⽤的是K折叠交叉验证,⽽对于分类模型则默认使⽤分层K交叉验证法涉及内容:基本概念和使⽤————在数据预处理中遇到的问题及使⽤管道模型解决使⽤管道模型进⾏⽹格搜索————管道模型不仅可以把数据预处理和模型训练集结合⼀起,也可以将很多不同的算法打包涉及内容:整理数据集————删除⽆效数值、去掉冗余信息、考虑是否把字符串类型的特征通过get_dummies转化成整型数值.建⽴包含数据预处理和MLP模型的管道模型————使⽤make_pipeline便捷的建⽴管道模型向管道模型添加特征选择步骤————提取管道模型每个步骤的属性使⽤管道模型进⾏模型选择和参数调优————。
深度学习算法与传统算法的对比分析
深度学习算法与传统算法的对比分析一、前言随着人工智能技术的快速发展,深度学习算法(Deep Learning)也被广泛应用于各个领域。
与传统机器学习算法相比,深度学习算法具有更强的学习能力和表达能力,但计算复杂度较高。
本文就深度学习算法和传统算法进行对比分析。
二、深度学习算法与传统算法的对比1. 基本原理深度学习算法是一种基于神经网络的机器学习算法,通过多层非线性变换实现对复杂数据的高级抽象和特征提取。
而传统机器学习算法则采用统计学习方法,通过设计特征提取器、分类器等来实现模型的构建。
深度学习算法理论上能够拟合任意非线性函数,具有更强的表达能力。
2. 数据处理深度学习算法对数据处理有着更高的要求,需要对数据进行预处理、归一化、降噪等操作,以充分发挥深度学习算法的学习能力。
而传统机器学习算法数据处理相对简单,更侧重于特征选择和特征工程。
3. 计算复杂度由于深度学习算法需要进行多次非线性变换,计算复杂度相对较高。
而传统机器学习算法的计算复杂度较低,适用于大规模数据处理。
4. 数据量需求相比于传统机器学习算法,深度学习算法更适用于大规模数据处理,需要更多的数据进行训练。
传统机器学习算法则不同,可以在较小数据集上完成训练。
5. 模型可解释性传统机器学习算法对于模型的可解释性较好,可以通过特征选择、特征工程等方法进行实现。
而深度学习算法则相对较难解释,黑盒子问题仍然是一个亟待解决的问题。
6. 应用场景由于深度学习算法具有更强的表达能力和学习能力,适用于图像识别、自然语言处理等领域。
而传统机器学习算法则更适用于分类、聚类等问题。
7. 算法实现深度学习算法需要使用GPU等高性能硬件进行训练和测试,在算法实现上相对较复杂。
而传统机器学习算法则可以使用各种编程语言和工具实现。
三、总结深度学习算法和传统机器学习算法都有各自的特点,应根据具体应用场景进行选择。
对于大规模数据处理和复杂模型训练,深度学习算法具有更好的表现;对于模型的可解释性和简单场景的处理,则传统机器学习算法更适合。
利用机器学习算法进行用户行为分析的方法与要点
利用机器学习算法进行用户行为分析的方法与要点一、介绍用户行为分析是利用机器学习算法对用户的行为进行分析和预测的技术方法,它可以帮助企业了解用户的需求和行为模式,提供个性化的推荐和定制化的服务。
本文将详细介绍利用机器学习算法进行用户行为分析的方法与要点。
二、数据收集与预处理1. 数据收集:收集用户在网络平台上的各种行为数据,包括浏览网页、搜索关键词、点击链接等信息。
可以通过日志记录、问卷调查等方式获得这些数据。
2. 数据预处理:对原始数据进行清洗和转换,去除重复数据和异常值,并标准化数据格式,以保证后续算法能够正确运行。
三、特征工程特征工程是将原始数据转换成有效特征的过程。
合适的特征选择能够提高模型效果和减少计算复杂度。
1. 特征选择:根据问题要求选择与用户行为相关且有意义的特征。
常用方法包括相关系数分析、主成分分析等。
2. 特征构建:通过组合已有特征生成新的特征。
例如,可以使用时间戳来构建用户活跃度、频率等指标。
四、模型选择与训练1. 模型选择:根据业务需求和数据特点选择合适的机器学习算法。
常见的算法包括决策树、朴素贝叶斯、支持向量机等。
2. 数据集划分:将数据集划分为训练集和测试集,通常采用交叉验证或留出法。
3. 模型训练:使用标记好的数据对选择的模型进行训练,优化模型参数以达到最佳性能。
五、模型评估与调优1. 模型评估:使用测试集对训练好的模型进行评估,并计算相应指标,如准确率、精确率、召回率等,以衡量模型性能。
2. 调优方法:根据评估结果对模型进行调优,可以尝试改变特征选择和构建方法,尝试不同的机器学习算法或参数配置。
六、用户行为预测与推荐基于训练好的模型,可以利用用户当前的行为信息来进行用户行为预测和个性化推荐。
1. 用户行为预测:根据用户当前的行为数据和历史数据,利用已经训练好的模型预测用户未来可能执行的行为。
例如,可以预测用户下一次点击哪个链接或购买哪个商品。
2. 个性化推荐:根据用户的行为特征和预测结果,为用户提供个性化的推荐。
机器学习课程学习效果评估报告
机器学习课程学习效果评估报告以下是机器学习课程学习效果评估报告。
摘要:本报告基于对机器学习课程的学习经历进行评估和总结,分析了课程的教学内容、教学方法以及学习效果。
通过对实践项目的完成情况和自身能力的提升进行分析,评估了课程的整体学习效果,并提出了改进意见和建议。
引言:机器学习作为一门前沿技术,对人工智能领域的发展起着重要的推动作用,因此学习机器学习成为了众多学生和从业者的目标。
本文将对机器学习课程进行评估,旨在了解课程的教学效果,探讨对学生的学习帮助和培养效果。
一、课程内容评估机器学习课程的内容涵盖了从基础知识到实践应用的全方位学习内容。
课程以机器学习的基本原理和算法为核心,包括监督学习、无监督学习和强化学习等不同的学习范式。
同时,课程还涵盖了常用机器学习工具和编程语言的使用,如Python、TensorFlow等,有利于学生的实践学习和能力提升。
二、教学方法评估机器学习课程在教学方式上采用了多种教学方法,包括理论讲解、案例分析和实践项目等。
理论讲解环节通过清晰的思路和生动的实例,帮助学生理解机器学习的基本概念和算法。
案例分析环节结合真实场景,让学生了解机器学习在实际问题中的应用。
实践项目环节让学生动手实践,提升实际操作能力和问题解决能力。
三、学习效果评估通过对机器学习课程的学习,我在课程结束时进行了自我评估。
首先,通过完成实践项目,我深入理解了机器学习算法的原理和应用。
其次,我在实践项目中积累了大量的实战经验,对机器学习在不同问题上的应用有了更深入的理解。
最后,我通过课程的学习,完善了自己的机器学习实践能力,并能够独立进行机器学习项目的开发和应用。
四、改进意见和建议尽管机器学习课程已经取得了一定的成效,但仍有改进的空间。
首先,可以增加更多的案例分析和实践项目,帮助学生更好地理解机器学习的应用场景和实战经验。
其次,可以加强与行业合作,开展实际问题的解决方案探索和交流,为学生提供更广阔的视野和实践机会。
机械学习总结
机械学习总结机器学习(Machine Learning)是人工智能(Artificial Intelligence)的重要分支之一,其目的是通过数据分析、自我学习,通过训练提供决策依据,来解决实际问题。
机器学习可以让计算机像人类一样学习和思考,具有广泛的应用前景,如自然语言处理、图像识别和智能决策等领域。
下面对机器学习进行总结。
一、机器学习的类型机器学习分为三类:监督学习(Supervised Learning)、无监督学习(Unsupervised Learning)和强化学习(Reinforcement Learning)。
监督学习是机器学习最常见的一种方法,其目的是通过预先标记的数据对机器进行训练。
监督学习的算法主要包括决策树、朴素贝叶斯、支持向量机、神经网络等。
监督学习的应用场景包括分类、回归、文本挖掘等领域。
无监督学习的目的是从没有标记的数据中学习。
它旨在发现数据之间的模式和规律。
无监督学习的算法主要包括聚类、关联规则、主成分分析等。
无监督学习的应用场景包括数据挖掘、异常检测、图像分割等领域。
强化学习是一种学习策略,其目的是通过与环境的相互作用,学习最佳策略来最大化奖励。
强化学习的算法主要包括Q-Learning、Deep Q-Learning等。
强化学习的应用场景包括自动驾驶、游戏AI等领域。
二、机器学习的过程机器学习的过程包括数据准备、训练、评估和优化。
其中,数据准备是至关重要的一步,它包括数据的收集、清洗和预处理。
在收集数据时,需要注意数据的质量和数量。
在清洗和预处理数据时,需要移除无效数据和异常数据,通过特征选择和特征工程提高数据的质量。
训练是机器学习过程中的核心步骤,其目的是通过训练数据对算法进行学习。
在训练过程中,需要选择适当的算法和超参数,每个算法和超参数的选择都对训练结果产生重要影响。
在训练过程中,还需要保证数据的平衡性和数据的随机性。
评估是机器学习过程中的重要步骤,其目的是评估算法的性能和准确性。
机器学习(MachineLearning)算法总结-决策树
机器学习(MachineLearning)算法总结-决策树⼀、机器学习基本概念总结分类(classification):⽬标标记为类别型的数据(离散型数据)回归(regression):⽬标标记为连续型数据有监督学习(supervised learning):训练集有类别标记⽆监督学习(unsupervised learning):训练集⽆类别标记半监督学习(semi-supervised learning):有类别标记的训练集+⽆类别标记的训练集机器学习步骤的框架:step1:把数据拆分为训练集和测试集step2:⽤训练集和特征集的特征向量来训练算法step3:⽤学习来的算法(进⾏训练的模型)运⽤在测试集上来评估算法机器学习中分类和预测算法的评估:准确率速度强壮性(当数据缺失情况下,算法的准确性)可规模性(当数据变⼤时,算法的准确性)可解释性(算法的结果是否可以解释该种现象)⼆、决策树1.决策树基本概念:是⼀个类似于流程图的树结构(可以是⼆叉树或⾮⼆叉树)其每个⾮叶节点表⽰⼀个特征属性上的测试每个分⽀代表这个特征属性在某个值域上的输出⽽每个叶节点存放⼀个类别使⽤决策树进⾏决策的过程就是从根节点开始,测试待分类项中相应的特征属性,并按照其值选择输出分⽀,直到到达叶⼦节点,将叶⼦节点存放的类别作为决策结果的过程2.决策树构造的关键决策树最重要的是决策树的构造。
所谓决策树的构造就是进⾏属性选择度量确定各个特征属性之间的拓扑结构。
构造决策树的关键步骤是分裂属性。
所谓分裂属性就是在某个节点处按照某⼀特征属性的不同划分构造不同的分⽀,其⽬标是让各个分裂⼦集尽可能地“纯”。
尽可能“纯”就是尽量让⼀个分裂⼦集中待分类项属于同⼀类别。
分裂属性分为三种不同的情况:属性是离散值且不要求⽣成⼆叉决策树。
此时⽤属性的每⼀个划分作为⼀个分⽀。
属性是离散值且要求⽣成⼆叉决策树。
此时使⽤属性划分的⼀个⼦集进⾏测试,按照“属于此⼦集”和“不属于此⼦集”分成两个分⽀。
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Lecture 1 Introduction to Supervised Learning(1)Expectatin Maximization(EM) Algorithm (期望值最大)(2)Linear Regression Algorithm(线性回归)(3)Local Weighted Regression(局部加权回归)(4)k-Nearest Neighbor Algorithm for Regression(回归k近邻)(5)Linear Classifier(线性分类)(6)Perceptron Algorithm (线性分类)(7)Fisher Discriminant Analysis or Linear Discriminant Analysis(LDA)(8)k-NN Algorithm for Classifier(分类k近邻)(9)Bayesian Decision Method(贝叶斯决策方法)Lecture 2 Feed-forward Neural Networks and BP Algorithm (1)Multilayer Perceptron(多层感知器)(2)BP AlgorithmLecture 3 Rudiments of Support Vector Machine(1)Support Vector Machine(支持向量机) (此算法是重点,必考题)此处有一道必考题Lecture 4 Introduction to Decision Rule Mining(1)Decision Tree Algorithm(2)ID3 Algorithm(3)C4.5 Algorithm(4)粗糙集……Lecture 5 Classifier Assessment and Ensemble Methods (1)Bagging(2)Booting(3)AdaboostingLecture 6 Introduction to Association Rule Mining(1)Apriori Algorithms(2)FP-tree AlgorithmsLecture 7 Introduction to Custering Analysis(1)k-means Algorithms(2)fuzzy c-means Algorithms(3)k-mode Algorithms(4)DBSCAN AlgorithmsLecture 8 Basics of Feature Selection(1)Relief Algorithms(2)ReliefF Algorithms(3)mRMR Algorithms最小冗余最大相关算法(4)attribute reduction Algorithms比较了几种分类算法性质。
(以下两个表格来自两篇该领域经典论文)Lecture 1 Introduction to Supervised Learning(1)Expectatin Maximization(EM) Algorithm (期望值最大)①算法思想:EM算法又称期望最大化算法,是对参数极大似然估计的一种迭代优化策略,它是一种可以从非完整的数据集中对参数进行极大似然估计的算法,应用于缺损数据,截尾数据,带有噪声的非完整数据。
最大期望算法经过两个步骤交替进行计算:第一步计算期望(E):也就是将隐藏的变量对象能够观察到的一样包含在内,从而计算最大似然的期望值;另外一步是最大化(M),也就是最大化在E步上找到的最大似然期望值,从而计算参数的似然估计。
M 步上找到的参数然后用于另一个E步计算。
重复上面2步直至收敛。
②优点:1)M步仅涉及完全数据极大似然,通常计算比较简单2)收敛是稳定的,因为每次迭代的似然函数是不断增加的。
③缺点:1)表现在对缺失数据较多或是多维高斯分布的情形下,计算量大,收敛速度较慢。
2)对于某些特殊的模型,要计算算法中的M步,即完成对似然函数的估计是比较困难的。
3)在某些情况下,要获得EM算法中E步的期望显式是非常困难的。
4)EM算法的收敛速度,非常依赖初始值的设置,设置不当,计算代价相当大。
5)EM算法中的M-Step依然是采用求导函数的方法,所以它找到的是极值点,即局部最优解,而不一定是全局最优解。
④改进:针对1)改进:扩大参数空间来加快收敛针对2)改进:ECM算法,该算法通过在M步构建计算比较简单的小循环对EM算法进行了改进,从而使期望函数极大化更加容易和有效,从而解决这一问题。
针对3)改进:MCEM算法,将E步积分求期望用蒙特卡洛模拟方法来实现,使得E步求期望更容易实现。
针对4)初始值的获取可以通过k-means算法,层次聚类算法或是数据数据进行随机分割,然后重复EM效果进行初始点选择。
针对5)结合遗传算法的全局搜索能力,扩大EM算法的搜索空间,有效降低EM算法对初始值的依赖度,改善局部最优值的缺陷。
(2)Linear Regression Algorithm(线性回归)①算法思想:线性回归(Linear Regression)是利用称为线性回归方程的最小平方函数对一个或多个自变量和因变量之间关系进行建模的一种回归分析。
这种函数是一个或多个称为回归系数的模型参数的线性组合。
只有一个自变量的情况称为简单回归,大于一个自变量情况的叫做多元回归。
回归模型:其中 和C是未知参数,对于每个训练样本(x i,y i)可得到)h,用来预测真实值y i。
损失函数:(x i即误差值的平方。
1:对于训练集,求取θ,使得损失函数最小。
(使用最小二乘法,梯度下降法)2:对于新输入x,其预测输出为θTx②优点:结果易于理解,实现简单,计算简单③缺点:1)对于非线性的数据拟合效果不好(原因:因为线性回归将数据视为线性的,可能出现欠拟合现象,导致结果不能取得最好的预测效果)2)如果训练数据如果有些数据偏差特别大,这回造成最后训练的模型可能对整体数据都不具备很好的准确性④改进:针对2)改进:局部加权回归(3)Local Weighted Regression(局部加权回归)①算法思想:给每个待预测点周围的点赋予一定的权重,越近的点权重越高,以此来选出该预测点对应的数据子集,然后在此数据子集上基于最小均方差进行普通的回归.局部加权回归实质上是对于需要预测的点,只是根据其附近的点进行训练,其他的没有改变。
对于局部线性加权算法:1:对于输入x,找到训练集中与x邻域的训练样本2:对于其邻域的训练样本,求取θ,使得其∈x的邻域)最小。
其中w(i)为权重值。
3.预测输出为θTx4.对于新输入,重复1-3过程。
其中τ为带宽(bandwidth)常量,距离输入越远,权重越小,反之越大。
②优点:1)局部加权回归还是对训练数据拟合的比较好2)不太依赖特征的选择,而且只需要用线性模型就能够训练出不错的拟合模型、③缺点:1)计算量较大。
(因为局部加权回归的损失数随着预测值的不同而不同,这样θ就无法事先确定,每次预测时都需要扫描所有的数据并重新计算θ)2)局部加权回归容易出现过拟合现象,过拟合现象很明显3)关注局部的训练数据,忽略了全局数据,如果预测点在出现偏差的训练数据附近,那么预测值会偏差很大。
④改进:(4)k-Nearest Neighbor Algorithm for Regression(回归k近邻)①算法思想:通过找出一个样本的k个最近邻居,将这些邻居的属性的平均值赋给该样本,就可以得到该样本的属性。
更有用的方法是将不同距离的邻居对该样本产生的影响给予不同的权值(weight),如权值与距离成正比。
如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即特征空间中最邻近)的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别。
KNN算法不仅可以用于分类,还可以用于回归。
通过找出一个样本的k个最近邻居,将这些邻居的属性的平均值赋给该样本,就可以得到该样本的属性。
更有用的方法是将不同距离的邻居对该样本产生的影响给予不同的权值(weight),如权值与距离成反比。
②优点:1)简单、有效。
2)重新训练的代价较低(类别体系的变化和训练集的变化,在Web环境和电子商务应用中是很常见的)。
3)计算时间和空间线性于训练集的规模(在一些场合不算太大)。
4)由于KNN方法主要靠周围有限的邻近的样本,而不是靠判别类域的方法来确定所属类别的,因此对于类域的交叉或重叠较多的待分样本集来说,KNN方法较其他方法更为适合。
5)该算法比较适用于样本容量比较大的类域的自动分类,而那些样本容量较小的类域采用这种算法比较容易产生误分。
③缺点:(1)KNN在对属性较多的训练样本进行分类时,由于计算量大而使其效率大大降低,效果不是很理想。
(2)当样本不平衡时,如一个类的样本容量很大,而其他类样本容量很小时,有可能导致当输入一个新样本时,该样本的K个邻居中大容量类的样本占多数。
(3)对数据的局部结构比较敏感。
如果查询点是位于训练集较密集的区域,那预测相对比其他稀疏集来说更准确。
(4)对k值敏感。
(5)维数灾难:临近距离可能被不相干属性主导(因此特征选择问题)④改进:(1)分类效率:事先对样本属性进行约简,删除对分类结果影响较小的属性,快速的得出待分类样本的类别。
该算法比较适用于样本容量比较大的类域的自动分类,而那些样本容量较小的类域采用这种算法比较容易产生误分。
(2)分类效果:采用权值的方法(和该样本距离小的邻居权值大)来改进,Han等人于2002年尝试利用贪心法,针对文件分类实做可调整权重的k最近邻居法WAkNN (weighted adjusted k nearest neighbor),以促进分类效果;而Li等人于2004年提出由于不同分类的文件本身有数量上有差异,因此也应该依照训练集合中各种分类的文件数量,选取不同数目的最近邻居,来参与分类。
(3)该算法在分类时有个主要的不足是,当样本不平衡时,如一个类的样本容量很大,而其他类样本容量很小时,有可能导致当输入一个新样本时,该样本的K个邻居中大容量类的样本占多数。
该算法只计算“最近的”邻居样本,某一类的样本数量很大,那么或者这类样本并不接近目标样本,或者这类样本很靠近目标样本。
无论怎样,数量并不能影响运行结果。
可以采用权值的方法(和该样本距离小的邻居权值大)来改进。
(4)K 值的选择会对算法的结果产生重大影响。
K值较小意味着只有与输入实例较近的训练实例才会对预测结果起作用,但容易发生过拟合;如果K 值较大,优点是可以减少学习的估计误差,但缺点是学习的近似误差增大,这时与输入实例较远的训练实例也会对预测起作用,是预测发生错误。
在实际应用中,K 值一般选择一个较小的数值,通常采用交叉验证的方法来选择最优的K 值。