机器学习概要介绍
机器学习知识点梳理
机器学习知识点梳理机器学习是一门涉及统计学、人工智能和计算机科学的交叉学科，旨在让计算机通过数据和经验自动学习和改进。
它是人工智能领域的重要分支，已经在各个领域取得了广泛的应用。
本文将对机器学习的一些重要知识点进行梳理和介绍。
一、机器学习的基本概念1. 机器学习的定义：机器学习是一种通过从数据中学习规律和模式，从而使计算机具备自主学习和决策的能力的方法。
2. 监督学习和无监督学习：监督学习是指通过给计算机提供带有标签的训练数据，让计算机学习输入与输出之间的映射关系；无监督学习则是指从无标签的训练数据中学习数据的内在结构和模式。
3. 训练集和测试集：训练集是用于训练模型的数据集，测试集是用于评估模型性能的数据集。
二、机器学习的算法分类1. 监督学习算法：- 线性回归：通过拟合线性模型来预测连续值输出。
- 逻辑回归：用于分类问题，通过拟合线性模型并应用逻辑函数来预测离散值输出。
- 决策树：通过构建树状结构来进行分类和回归。
- 支持向量机：通过构建超平面来进行分类和回归。
- 随机森林：通过构建多个决策树来进行分类和回归，并通过投票或平均来获得最终结果。
- 神经网络：通过模拟人脑神经元的连接和激活来进行学习和预测。
2. 无监督学习算法：- 聚类算法：将相似的样本归为一类，常用的聚类算法有K均值聚类和层次聚类。
- 主成分分析：通过线性变换将原始数据映射到低维空间，以发现数据的主要特征。
- 关联规则学习：通过挖掘数据集中的频繁项集和关联规则来发现数据之间的关系。
三、机器学习的评估指标1. 回归问题的评估指标：- 均方误差（MSE）：衡量预测值与真实值之间的平均差异。
- 均方根误差（RMSE）：MSE的平方根。
- 平均绝对误差（MAE）：衡量预测值与真实值之间的平均绝对差异。
2. 分类问题的评估指标：- 准确率（Accuracy）：预测正确的样本数与总样本数之比。
- 精确率（Precision）：真正例的比例，衡量预测为正例的样本中真正为正例的比例。
机器学习概论
机器学习概论机器学习是人工智能的一个分支，它的目标是让计算机根据给定的数据自动学习出某种规律或模式，并用于未来的决策和预测。
随着数据量的不断增加，机器学习已经成为当今领域中最炙手可热的技术之一，被广泛应用于图像识别、语音识别、自然语言处理、推荐系统、风险控制、医疗健康等各个领域。
本篇文章将对机器学习的基本概念、应用场景、算法分类以及未来发展方向等进行详细介绍。
一、机器学习的基本概念机器学习的基本概念包括数据集、模型和学习算法三个部分。
1. 数据集数据集是机器学习的基础，它是机器学习算法的输入。
数据集通常由输入数据和对应的输出标签组成。
其中，输入数据被称为特征或属性，输出标签也被称为目标变量或响应变量。
机器学习算法的目标就是根据给定的数据集建立一个数学模型，然后用该模型对未知数据进行预测或分类。
2. 模型模型指的是机器学习算法所学习到的规律或模式。
通常，一个机器学习模型包括两部分：模型函数和模型参数。
模型函数用于将输入数据转换为模型的预测结果，模型参数则是模型函数的参数，它们的值由机器学习算法根据训练数据优化得到。
不同的模型函数和模型参数组合可以得到不同的机器学习模型，常见的模型包括线性回归、逻辑回归、决策树、支持向量机、神经网络等。
3. 学习算法学习算法指的是机器学习算法的具体实现方式，其目的是根据给定数据集，自动学习出最合适的模型函数和模型参数。
根据学习方式不同，机器学习算法可分为有监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习四种。
二、机器学习的应用场景机器学习被广泛应用于各个领域，以下是几个常见的应用场景。
1. 图像识别图像识别是机器学习非常重要的应用领域。
通过使用深度学习技术，机器学习可以学习从图像中自动提取特征并判断图像所属的类别，包括人脸识别、车辆识别、物体识别等。
2. 语音识别语音识别是指让机器学会从声音中识别人类所发出的语言，并将其转化为计算机可处理的文本或命令。
语音识别技术通常应用于智能家居、智能搜索、口述文字转换等领域。
什么是机器学习？
什么是机器学习？1.机器学习的定义机器学习是一种人工智能的分支，是利用计算机算法从数据中自动分析和学习规律，从而使计算机能够自动获取新知识和能力。
它可以处理大量的复杂数据并从中提取出有用的信息，其理念是让计算机自己从数据中学习，并根据不断的经验改善自身的性能。
2.机器学习的应用机器学习的应用非常广泛，在许多领域都有着重要的作用。
例如在医学领域，机器学习可以帮助医生诊断疾病并制定治疗方案；在金融领域，机器学习可以用于金融风险管理、投资组合优化等方面；在自然语言处理领域，机器学习可以实现文本分类、机器翻译等功能。
3.机器学习的分类机器学习可以分为监督学习、无监督学习和强化学习三种类型。
（1）监督学习指利用已有的标记数据训练模型，然后使用该模型对未知数据进行预测或分类。
常见的监督学习算法包括决策树、支持向量机和神经网络等。
（2）无监督学习指在没有标记数据的情况下训练模型。
无监督学习的目的是发现数据中的模式和结构，从而能够更好地了解和分析数据的特征和属性。
常见的无监督学习算法包括聚类、关联规则挖掘和降维等。
（3）强化学习指在试错过程中学习最优策略的一种学习方式。
在强化学习中，计算机会采取一些行动来达到某个目标，并从环境中获得奖励或惩罚。
通过这个过程，计算机可以学习最优策略，并不断提高自己的表现。
4.机器学习的局限性尽管机器学习在许多领域都有着广泛的应用，但它也存在一些局限性。
例如在数据缺失或数据质量差的情况下，机器学习可能会失效；另外，机器学习还存在过拟合和欠拟合的问题，需要通过合适的算法来解决。
5.机器学习的未来随着数据量的不断增长和计算机性能的提升，机器学习在未来将会有更广泛的应用。
人们可以通过机器学习技术，更好地了解和利用数据，从而创造出更多的价值和创新。
机器学习基础知识介绍
机器学习基础知识介绍机器学习是一种人工智能的分支，它能够使机器在不断地学习和适应中，提供更好的决策与预测。
而要学习机器学习，我们需要了解一些基础知识。
本文将为你简单介绍。
一、什么是机器学习？机器学习是指通过让计算机从数据集中学习规律和模式，以便根据这些规律和模式进行决策和预测。
通常，机器学习的模型一开始是不知道回答问题的正确答案的，但它们可以从数据集中不断地学习和演化，并逐渐提高正确性。
二、机器学习的分类基本上，机器学习分为三类：1. 监督学习：指让模型通过已有的带有标签的数据集，预测无标签数据集的结果。
例如，给模型一个包含影评和标签的数据集，模型能够预测未来的评论是否积极或消极。
2. 无监督学习：指使用无标签数据集的模型学习规律与模式，因此它自己决定如何分组。
例如，给模型一个表示物品的数据集，它能够自己分组，并生成关于这组数据的有意义的信息。
3. 增强学习：指让模型具有执行某些动作的能力，并将它们与环境相结合，以获得奖励。
模型以此为依据决定下次应该在何处采取行动。
例如，训练模型玩游戏。
三、机器学习模型的创建要创建机器学习模型，需要从数据集中提供的信息中提取有用的特征。
这些特征将使机器学习模型能够独立地确定什么对于回答问题很重要。
四、机器学习的应用机器学习在当今的技术行业中非常流行。
以下是一些机器学习的实际应用：1. 语音识别：使用机器学习对语音进行识别。
这在智能手机、智能家居等系统中得到了广泛的应用。
2. 搜索引擎：利用机器学习分析搜索结果，并将它们呈现给用户。
这可以提高搜索结果的质量。
3. 预测模型：机器学习预测未来结果的模型可以应用于股市等多个领域。
结论机器学习是人工智能技术的重要分支。
它能够让模型自己学习和预测，从而提供最好的结果。
熟练掌握机器学习，可以让你在技术行业中获得竞争力。
以上是机器学习的基础知识，有兴趣的朋友可以进一步学习。
机器学习技术的理解与实践
机器学习技术的理解与实践一、机器学习技术简介机器学习（Machine Learning，ML）是人工智能（Artificial Intelligence，AI）领域中的一个分支，它是由计算机系统自动学习和改进的能力，而不是显式地进行编程。
机器学习技术已经成为了现代数据科学和数据分析的核心，它可以使计算机系统从大量的数据中学习到数据模式，并据此生成模型来进行预测和识别。
机器学习技术主要有三个方向：监督学习（Supervised Learning）、非监督学习（Unsupervised Learning）、强化学习（Reinforcement Learning）。
监督学习是通过给出已知输出的数据集，让计算机学习对这些输出进行预测的模型。
非监督学习则是从数据集中无标签的数据中发现模式和关系，常用于聚类和降维分析。
强化学习是通过奖惩机制来教导计算机系统如何在一系列连续的动作中采取最佳决策。
二、机器学习实践的几个关键环节1. 数据预处理在进行机器学习之前，对数据进行预处理是很重要的。
数据预处理包括清洗、归一化、缺失值填充等环节。
数据清洗是指对数据的噪声、错误和重复进行检查和处理，以保证数据的一致性和准确性。
归一化是将数据缩放到一个统一的尺度，以消除度量单位的影响。
填充缺失值则是指对缺失的数据进行处理，比如填充平均值或通过一些机器学习技术进行预测。
2. 特征选择特征选择是指从原始数据中选择出与目标变量相关性较高的特征。
这可以消除无用的影响，从而提高模型的精度。
特征选择可以通过统计方法、模型训练和专业领域知识等方式得到。
3. 模型选择模型选择是指在应用机器学习算法之前选择适当的模型。
机器学习可以用各种算法来完成预测和分类任务。
适当选择适当的算法和模型，对于提高模型的准确性和效率至关重要。
选择适当的算法和模型通常需要了解数据集的统计特性和机器学习算法的原理。
4. 模型训练模型训练是指通过输入训练数据集，使用多种机器学习算法来生成模型，以实现预测和分类的目标。
机器学习知识点总结周志华
机器学习知识点总结周志华一、引言随着计算机技术的不断发展，机器学习作为一种重要的人工智能技术，被广泛应用于各个领域。
机器学习旨在让计算机通过学习能够自动地从数据中识别模式、进行预测和决策，从而实现智能化的任务处理。
本文将对机器学习的相关知识点进行总结，包括基本概念、常见算法、应用领域以及发展趋势等内容。
二、机器学习基础知识1. 机器学习概念机器学习是一种通过数据和统计方法使计算机系统具有学习能力的技术。
它可以帮助计算机利用数据进行自动学习，从而提高计算机处理任务的智能化水平。
机器学习的应用范围非常广泛，包括自然语言处理、计算机视觉、数据挖掘、推荐系统等领域。
2. 机器学习的分类根据学习方式的不同，机器学习可以分为监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习等不同类型。
通过不同的学习方式，使得机器学习可以应用于各种不同类型的问题。
3. 监督学习监督学习是机器学习中最常用的一种学习方式，它通过已有的标记数据来进行学习，从而能够进行预测和分类等任务。
监督学习包括分类和回归两种类型，用于解决各种实际问题。
4. 无监督学习无监督学习是一种用于无标记数据的学习方式，它可以帮助计算机从数据中发现模式和结构，并进行聚类和降维等任务。
无监督学习的应用非常广泛，包括数据挖掘、图像处理等领域。
5. 强化学习强化学习是一种通过与环境进行交互学习，从而使智能体能够选择行动以最大化预期奖励的学习方式。
强化学习可以应用于自动控制、游戏策略等领域。
6. 机器学习的评估机器学习的评估是非常重要的一部分，它可以帮助我们评价模型的性能，并进行模型的选择和改进。
常用的评估指标包括准确率、精确率、召回率、F1值等。
三、常见机器学习算法1. 线性回归线性回归是一种用于建立输入特征和输出标记之间线性关系的算法，它可以帮助预测连续性变量的数值。
线性回归的模型包括简单线性回归和多元线性回归，可以通过最小二乘法等方法进行参数学习。
2. 逻辑回归逻辑回归是一种用于建立输入特征和输出标记之间的概率关系的算法，它可以进行二分类和多分类任务。
机器学习概述
机器学习概述4.1 机器学习的概念4.1.1 什么是学习学习是人类具有的一种重要智能行为。
但究竟什么是学习，目前还没有一个统一的定义。
Simon（1983年）认为学习就是系统中的变化，这种变化使系统比以前更有效地去做同样的工作。
Minsky（1985年）认为学习是我们头脑中进行有用的变化。
也有人认为学习是构造或修改对于经验的表示。
我们认为：学习是从不知到知的过程，是对经验形成有效重组的过程。
一般来说，学习基本形式有知识获取和技能求精。
学习的本质就是获取新的知识，包括物理系统、行为的描述和模型的建立，构造客观现实的表示。
将新知识组织成为通用化和有效的表达形式。
例如科学知识的学习。
技能求精指通过教育或实践改进机制和认知能力。
这些技能包括意识的或机制的。
这种改变是通过反复实践和从失败中纠正错误来进行的。
借助观察和实验发现新的事实和新的理论，如学习骑自行车。
知识获取的本质是一个自觉的过程，其结果是产生新的符号知识结构和智力模型。
而技能求精则是下意识地借助于反复地实践来实现的。
人类有能力获取新知识、学习新技巧，并在实践中改进之。
学习是智能的重要一环，如果一个人反复犯同样的错误，就不能说他是有智能的。
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。
它是人工智能研究的重要领域之一，目的是理解学习的本质和建立学习系统。
一个真正的智能系统必须具备真正的学习功能。
基于这种学习功能，人们可以根据数据和经验等构造一个具有一定智能的系统。
该系统可以在这个初始数据库的基础上，通过归纳、推理等方法进一步丰富、完善自己，使自己适应外界环境。
未来的计算机将有自动获取知识的能力。
它们直接由书本学习，通过与人谈话学习，通过观察环境学习。
它们通过实践自我完善，克服人的局限性，例如存储量少、效率低、注意力分散和难以传送所获取的知识。
一台计算机获取的知识很容易复制给任何其他机器。
人类的这些设想可望在不久的将来变成现实。
4.1.2 机器学习与人类学习的区别人类的学习过程是漫长的，而且是极其缓慢的。
机器学习的知识点
机器学习的知识点机器学习是一门涉及人工智能领域的重要学科，它致力于研究如何使计算机能够通过数据和经验来改善性能。
在机器学习中，有一些重要的知识点需要我们了解和掌握。
本文将介绍机器学习的一些核心概念和常用算法，帮助读者对机器学习有更深入的理解。
一、监督学习监督学习是机器学习中最常见的一种学习方式。
在监督学习中，我们需要有一组已知的输入和对应的输出数据，通过训练模型来预测新的输入数据的输出。
常见的监督学习算法有线性回归、逻辑回归和支持向量机等。
线性回归是一种用于预测连续值的监督学习算法。
它通过拟合一条直线或曲线来描述输入和输出之间的关系。
逻辑回归则是一种用于分类问题的监督学习算法，它将输入映射到一个概率值，用于判断输入属于哪个类别。
支持向量机是一种用于分类和回归的监督学习算法，它通过在特征空间中找到一个最优的超平面来实现分类或回归。
二、无监督学习无监督学习是指在没有已知输出的情况下，通过对输入数据的分析和建模来发现数据的内在结构和模式。
常见的无监督学习算法有聚类、降维和关联规则等。
聚类是一种将相似的数据点分组的无监督学习算法。
它通过计算数据点之间的相似度来确定它们之间的关系，并将相似的数据点分配到同一类别中。
降维是一种将高维数据映射到低维空间的无监督学习算法，它可以帮助我们理解数据的结构和特征。
关联规则是一种用于挖掘数据之间关联关系的无监督学习算法，它可以帮助我们发现数据中的潜在规律和关联。
三、深度学习深度学习是一种基于人工神经网络的机器学习方法。
它通过多层神经网络来模拟人脑的神经元结构，实现对复杂数据的学习和理解。
深度学习在图像识别、语音识别和自然语言处理等领域取得了显著的成果。
在深度学习中，有一些重要的概念和技术需要我们了解。
例如，卷积神经网络是一种用于图像处理的深度学习模型，它通过卷积和池化等操作来提取图像的特征。
循环神经网络是一种用于序列数据处理的深度学习模型，它通过记忆之前的信息来处理当前的输入。
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Outline
一、机器学习基础 二、朴素贝叶斯分类及应用 三、机器学习与自然语言处理
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分类
• 最常见的机器学习任务 • 定义：给定一个对象X，将其划分到预定义 好的某一个类别yi中
– 输入X – 输出Y （取值于有限集{y1,y2,…yn}）
• 应用:
– 人群，新闻分类，Query分类，商品分类，网页 分类，垃圾邮件过滤
– – – – – 人机对弈 天气预测 图象处理 语音识别 自然语言处理
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监督VS非监督
• 监督学习
– 给定数据(X1,Y1), (X2,Y2), … ,(Xn,Yn) – 对新的Xi，预测其Yi – 分类，回归
• 非监督学习
– 给定数据X1, X2, … ,Xn – f(Xi), f(Xi, Xj) – 概率估计，降维，聚类
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不同类型的分类
• 类别数量
– 二值分类
• Y的取值只有两种，如：email是否垃圾邮件
– 多值分类
• Y的取值大于两个，如：网页分类{政治，经济，体育，…}
• 类别关系
– 水平分类Βιβλιοθήκη • 类别之间无包含关系手机
– 层级分类
• 类别形成等级体系
安卓系统
智能手机
普通手机
Windows
…
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• 验证集Validation data set
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效果评测
• 更好的效果？
– 更多数据
• 1，2，？ – 3 or 4 or …?
– 更好的模型
• 泛化能力
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小结
• • • • • • 什么是机器学习 机器学习的执行框架 学习过程的阶段 监督学习与非监督学习 批量与在线学习 效果评测
机器学习入门
蒋龙 2012年6月17日
Outline
一、机器学习基础 二、朴素贝叶斯分类及应用 三、机器学习与自然语言处理
2/48
什么是机器学习
• 计算机自动从数据中发现规律，并应用于 解决新问题
– 给定数据(X1,Y1), (X2,Y2), … ,(Xn,Yn)，机器自动学习 X和Y之间的关系，从而对新的Xi，能够预测Yi
– 概率模型 – 基于贝叶斯原理
P( yi | X ) P( X | yi ) P( yi ) P( X ) P( yi ) P( x j | yi )
j
P( X )
• • • •
P(X)：待分类对象自身的概率，可忽略 P(yi)：每个类别的先验概率，如P(军事) P(X|yi)：每个类别产生该对象的概率 P(xi|yi)：每个类别产生该特征的概率，如P(苹果|科 技)
规则
测试数 据 邮件Xi
预测
预测结果 Yi：垃圾or正常 5/47
机器学习执行框架
训练过程 (X1,Y1) (X2,Y2) … (Xn,Yn) 训练数 据
学习
应用过程 模型
Xi
测试数 据
预测
预测结果
Yi
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智商测试
• 1, 8, 27, 64, ？
– 125
– f(n) = n^3 1, 3, 6, 10, ？ 15
26/47
模型训练/参数估计
• 策略：最大似然估计（maximum likelihood estimation, MLE） P( y ) Count( yi ) i Count( yk ) – P(Yi)
k
• Count(yi): 类别为yi的对象在训练数据中出现的次数
– 例如：
• 总共训练数据1000篇，其中军事类300篇，科技类 240篇，生活类140篇,…. • P(军事)=0.3，p(科技)=0.24，p(生活)=0.14,…
– 模型训练：确定模型参数
• 调整参数的值以满足策略 • 需要优化算法
f (n) a1nk a2nk 1 ... ak n b
• K=2,a1 = 1/2, a2=1/2, a3,..,ak,b=0 • => f(n) = (n^2+n)/2
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机器学习三要素
• 模型表示
– 问题的影响因素(特征)有哪些？它们之间的关 系如何？
• K=3, a1 = 1, a2, …, ak, b=0
– f(n) = (n^2+n)/2
• K=2,a1 = 1/2, a2=1/2, a3,..,ak, b=0
参数 估计
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发现规律的过程
• 假设选择
– 确定策略(目标)：准确解释已知数据
• f(1) = 1，f(2) = 3，f(3) = 6，f(4) = 10
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模型示例
P( X | yi ) P( yi ) P( yi | X ) P( X ) P( yi ) P( x j | yi )
j
P( X )
• P(yi)
– P(军事)=0.3，p(科技)=0.24，p(生活)=0.14,…
• P(xi|yi)
– – – – P(谷歌|军事)=0.05, p(投资|军事)=0.03, p(上涨|军事)=0.12… P(谷歌|科技)=0.15, p(投资|科技)=0.10, p(上涨|科技)=0.04… P(谷歌|生活)=0.08, p(投资|生活)=0.13, p(上涨|生活)=0.18… ….
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基于机器学习的分类
• 确定模型（线性假设）
• 训练数据
p(Yi | X ) wij xij
j
– (谷歌推出新措施打击Google+垃圾信息, 科技) – (安信地板否认为万科提供E0级产品, 房产) – (欧洲央行超预期“撒钱” 释放流动…, 财经)
• 机器学习策略
– 调整每个词对每个类别的预测能力(wij)，尽可 能对训练数据正确分类
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回归模型
• 理论内容
– 回归问题概述（特点，评测） – 线性回归 – 逻辑回归
• 应用：
– 广告点击率预估应用（逻辑回归）
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搜索广告CTR预估
• 模型 P(Y 1 | X , Q)
1 1 e
( 0
i xi )
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机器学习与自然语言处理
分类
回归
图模型
聚类
排序
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分类算法及应用
• 理论内容
– 分类问题概述（特点，实例，评测） – 朴素贝叶斯分类 – 最大熵分类 – SVM分类 – 特征选择
• 应用：
– 文本分类应用（新闻分类/Query分类）, 分别 用朴素贝叶斯方法，最大熵和SVM方法完成
• 评价函数
– 什么样的模型是好的模型
• 参数优化
– 如何高效的找到最优参数
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为什么需要机器学习
• 又一道智商测试： • 6, 34, 102, 228, ?
f(n)=3*n^3+2*n^2+n
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为什么需要机器学习
• 计算能力
– 大数据，快速
• 信息交换能力强 • 不受情绪影响 • 应用
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分类任务解决流程
• • • • • • • • 新闻分类 特征表示：X={昨日,是,国内,投资,市场…} 特征选择：X={国内,投资,市场…} 模型选择：朴素贝叶斯分类器 训练数据准备：(X,Y)1,(X,Y)2,(X,Y)3,… 模型训练：learn.exe trainingDataFile model 预测(分类)：classify.exe model newDataFile 评测：Accuracy: 90%
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分类技术
• 概率分类器 – NB, ME – 计算待分类对象属于每个类别的概率，选择 概率最大的类别作为最终输出
• 空间分割 – Perceptron, SVM • 其他 – KNN
+
2
+ #
#
#
*
# * + *
4
+
+
+ +
1
#
3
* *
*
*
* 25/47
朴素贝叶斯分类
• 朴素贝叶斯(Naï ve Beyes, NB)分类器
– 给定一个广告和一个特定的Query，预测该广告 被点击的可能性
• 特征，即Xi
– 广告质量 – 广告创意与用户query的相关性 – 价格，成交量，…
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图模型及应用
• 理论内容
– 马尔科夫模型 – 语言模型 – 隐马尔科夫模型
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朴素贝叶斯分类特点
• 优点
– 简单有效 – 结果是概率，对二值和多值同样适用
• 缺点
– 独立性假设有时不合理
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小结
• 什么是分类？类型有哪些？ • 机器学习处理分类问题的步骤 • 朴素贝叶斯分类
– 模型表示，评价函数，参数估计方法
• 分类问题评测
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Outline
一、机器学习基础 二、朴素贝叶斯分类及应用 三、机器学习与自然语言处理
• 1, 3, 6, 10, ？
1, 8, 27, 64, ? – 15 – f(n)=f(n-1)+n – f(n) = (n^2+n)/2 125
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发现规律的过程
• 假设构造
–
模型(族)
f (n) a1nk a2nk 1 ... ak n b
参数
– f(n) = n^3
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模型训练/参数估计
• 最大似然估计（maximum likelihood estimation, MLE）