深度学习基础知识扫盲(1)

简介: 监督学习(Supervised learning)计算机通过示例进行学习,它从过去的数据进行学习,并将学习结果应用到当前数据中,以预测未来事件,在这种情况下,输入和期望的输出数据都有助于预测未来事件。

监督学习(Supervised learning)

计算机通过示例进行学习,它从过去的数据进行学习,并将学习结果应用到当前数据中,以预测未来事件,在这种情况下,输入和期望的输出数据都有助于预测未来事件。


监督学习分类

回归(regressing)模型

通过一系列的训练集,训练出回归算法,来预测新的数据。常见的回归算法有线性回归、逻辑回归、多项式回归和脊回归。

分类(classification)模型

分类模型可以对输出的变量进行分类,例如:“是“”否“,用于预测数据的类别。比如垃圾邮件检测、情绪分析。


在现实生活中的一些应用有:

文本分类

  • 垃圾邮件检测
  • 天气预报
  • 根据当前市场价格预测房价
  • 股票价格预测等
  • 人脸识别
  • 签名识别
  • 客户发现

无监督学习(Non-supervised learning)

它的本质上是一种统计手段,在没有标签的数据里可以发现潜在的一些结构的一种训练方式。主要具备三个特点:1.没有明确的目的。2.不需要给数据打标签。3.无法量化效果。

无监督学习的算法

  • 聚类
    简单说就是一种自动分类的方法,在监督学习中,你很清楚每一个分类是什么,但是聚类则不是,你并不清楚聚类后的几个分类每个代表什么意思
  • 降维
    降维看上去很像压缩。这是为了在尽可能保存相关的结构的同时降低数据的复杂度。

无监督学习使用场景

  • 发现异常

有很多违法的行为都需要”洗钱“,这些洗钱行为跟普通用户的行为是不一样的,到底哪里不一样?

如果通过人为去分析是一件成本很高很复杂的事情,我们可以通过这些行为特征对用户进行分类,这样容易能找到行为异常的用户,然后再深入分析他们的行为到底哪里不一样,是否属于违法洗钱的范畴。


通过无监督学习,我们可以快速把行为进行分类,虽然我们不知道这些分类意味着什么,但是通过这种分类,可以快速排出正常的用户,更有针对性的对异常行为进行深入分析。

  • 用户细分

这对于广告平台很有意义,我们不仅按照用户的性别、年龄、地理位置等维度对用户进行细分,还可以通过用户的行为对用户进行分类。以便为用户推荐个性化内容。

  • 推荐系统
    淘宝天猫推荐系统,根据用户的购买行为和浏览行为推荐一些相关产品,有些商品是通过无监督学习的聚类推荐出来的。

术语

特征值

每个数据都有自己的属性,这个独特的属性就是特征值。

特征向量

多个特征值所组成的向量。

特征工程(Feature engineering)

通过变换或者组合原特征值,使用直觉去设计新的特征值的工程。

根据长和宽,来设计area面积。


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特征缩放

因为某些属性的数值过大或过小,影响梯度计算,因此要通过放大或所想来修改特征值到合适的位置。

Sigmod function

通过该函数,可以控制输出值在0~1之间


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决策边界

决策边界有线性的也有非线性的,可有sigmod function函数得来。


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激活函数

过拟合/欠拟合

过拟合是训练集训练出来的模型,过于贴合实际数据,导致估计值不准确。


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如何解决过拟合的问题呢?

  1. 有更多训练集


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过多特征但训练集少(删除相应特征,缩小大特征的影响)


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正则化(惩罚所有w值,保证值没有太大偏差)


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逻辑回归算法

  • 逻辑回归函数


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  • 逻辑回归的成本函数(使用交叉熵来写),aj越接近1,说明估计成本越小。
  • 左边是简单的二元分类函数;右边是Siftmax函数,解决多分类的回归问题。


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多类(mutil-classes)分类与多标签(multi-lable)分类

mutil-classes classifition 类似于识别一个数字是几,只能是0~9中的一个数字,输出结果是一个数字。

而multi-lable classifition 是一个识别多种标签的问题,输出是一个向量。


image.png

卷积层(Convolutional Layer)

每个神经元只查看输入图像区域的层级,称为卷积层。


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卷积神经网络:


image.png

前向传播算法(forward propagation)

通过输入值,假设w和b,一步一步往后计算。


image.png

反向传播算法(back propagation)

根据前向传播算法的值,从后往前求偏导


image.png

计算图(computation graph)

描述计算过程的图像


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