【机器学习】文章2

简介: 聚类一直是机器学习、数据挖掘、模式识别等领域的重要组成内容。聚类是在无标记样本的条件下将数据分组,他通常被用于以下三个方面:🌈发现数据的潜在结构🌈对数据进行自然分组🌈对数据进行压缩

1.什么是聚类学习

聚类一直是机器学习、数据挖掘、模式识别等领域的重要组成内容。聚类是在无标记样本的条件下将数据分组,他通常被用于以下三个方面:


🌈发现数据的潜在结构


🌈对数据进行自然分组


🌈对数据进行压缩


这几个方面的功能使聚类既可以作为预处理程序,又可以作为独立的分析工具。


2.聚类的描述

数据聚类(聚类分组)的目的是在一个对象(模式、数据点)的集合中发现其自然的分组。


定义:


聚类是把一个数据对象的集合划分成簇(子集),使簇内对象彼此相似,簇间对象不相似的过程。


Kleinbreg描述了一下3个属性:


🌈尺度不变性:对于任意距离函数d和任意常数α>0,有F(d)=F(αd)


🌈划分丰富性:聚类函数F输出的数据簇划分集合包含数据所有能的簇划分结果


🌈距离一致性:令d和d'是两个距离函数,如果d'在d的基础上缩小同一簇中数据之间的距离,扩大不同簇中数据之间的距离,则F(d)=F(d')


尺度不变性是自然的要求,即聚类结果不能依赖于节点之间距离的量纲;


距离一致性要求:


若两个已经被划分到同一簇的节点变得更接近,或两个已经被划分到不同簇的节点变得更远,那么在新的距离下,聚类函数应取得和以往一致的结果。


3.聚类的分类

聚类方法大体分为3个阶段:


🚩经典算法:比如基于模型的算法,基于划分的算法,基于密度的算法,基于网格的算法,层次聚类的算法;


🚩高级算法:针对更为复杂的数据和任务开发的算法。比如谱聚类,高维数据聚类,基于非负数矩阵分解的聚类,不确定数据聚类;


🚩多源数据算法:它是针对多源相关数据开发的算法,比如:多角度聚类,多任务聚类,多任务多视角聚类,迁移聚类,多模聚类。


4.深度学习

深度学习的概念:


深度学习(DL, Deep Learning)是机器学习(ML, Machine Learning)领域中一个新的研究方向,它被引入机器学习使其更接近于最初的目标——人工智能(AI, Artificial Intelligence)。


深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次,这些学习过程中获得的信息对诸如文字,图像和声音等数据的解释有很大的帮助。它的最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力,能够识别文字、图像和声音等数据。 深度学习是一个复杂的机器学习算法,在语音和图像识别方面取得的效果,远远超过先前相关技术。


深度学习在搜索技术,数据挖掘,机器学习,机器翻译,自然语言处理,多媒体学习,语音,推荐和个性化技术,以及其他相关领域都取得了很多成果。深度学习使机器模仿视听和思考等人类的活动,解决了很多复杂的模式识别难题,使得人工智能相关技术取得了很大进步。


🚀机器学习


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进行预测的算法,机器学习按照学习方式可以分为:


🌈监督学习


🌈无监督学习


🌈强化学习


机器学习是一门讨论各式各样的适用于不同问题的函数形式,以及如何使用数据来有效的获取函数参数具体值的学科。


🚀人工神经网络


定义:将模拟生物神经网络的数学模型统称为人工神经网路。


❄❄❄人工神经网络的科普小知识 ❄❄❄


人工神经网络(Artificial Neural Network,即ANN ),是20世纪80 年代以来人工智能领域兴起的研究热点。它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象, 建立某种简单模型,按不同的连接方式组成不同的网络。在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络。神经网络是一种运算模型,由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数,称为激励函数(activation function)。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值,称之为权重,这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式,权重值和激励函数的不同而不同。而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近,也可能是对一种逻辑策略的表达。


最近十多年来,人工神经网络的研究工作不断深入,已经取得了很大的进展,其在模式识别、智能机器人、自动控制、预测估计、生物、医学、经济等领域已成功地解决了许多现代计算机难以解决的实际问题,表现出了良好的智能特性。


我从网上找了一份27种神经网络简明图解,希望能够帮到大家:

image.png

🚀深度学习


🌈科普一下:


深度学习(DL, Deep Learning)是机器学习(ML, Machine Learning)领域中一个新的研究方向,它被引入机器学习使其更接近于最初的目标——人工智能(AI, Artificial Intelligence)。


深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次,这些学习过程中获得的信息对诸如文字,图像和声音等数据的解释有很大的帮助。它的最终目标是让机器能够像人一样具有分析学习能力,能够识别文字、图像和声音等数据。 深度学习是一个复杂的机器学习算法,在语音和图像识别方面取得的效果,远远超过先前相关技术。


深度学习在搜索技术,数据挖掘,机器学习,机器翻译,自然语言处理,多媒体学习,语音,推荐和个性化技术,以及其他相关领域都取得了很多成果。深度学习使机器模仿视听和思考等人类的活动,解决了很多复杂的模式识别难题,使得人工智能相关技术取得了很大进步。


🚀浅层学习与深度学习


🌈浅层学习:在神经网络中含有一个隐层的就叫做多层感知机,也叫神经网络,这种模型就叫做浅层模型。在这种模型中,人们可以用强于人工规则的统计学习方法。20世纪90年代,各种各样的浅层机器学习模型被提出。


🌈深层学习:不止有一层隐藏层,所以在特征的选取、隐层的确定、单层训练、回归训练等方面都有很多理论和应用难题。


5.机器学习与深度学习的差异

🌈🌈①应用场景


机器学习在指纹识别、特征物体检测等领域的应用基本达到了商业化的要求。


深度学习主要应用于文字识别、人脸技术、语义分析、智能监控等领域。目前在智能硬件、教育、医疗等行业也在快速布局。


🌈🌈②所需数据量


机器学习能够适应各种数据量,特别是数据量较小的场景。如果数据量迅速增加,那么深度学习的效果将更加突出,这是因为深度学习算法需要大量数据才能完美理解。


🌈🌈③执行时间


执行时间是指训练算法所需要的时间量。一般来说,深度学习算法需要大量时间进行训练。这是因为该算法包含有很多参数,因此训练它们需要比平时更长的时间。相对而言,机器学习算法的执行时间更少。


🌈🌈④解决问题的方法


机器学习算法遵循标准程序以解决问题。它将问题拆分成数个部分,对其进行分别解决,而后再将结果结合起来以获得所需的答案。深度学习则以集中方式解决问题,而不必进行问题拆分。


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