123,123

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的入門(mén)教材，詳細(xì)闡述了機(jī)器學(xué)習(xí)的基本理論和方法。全書(shū)由12 章組成，包括緒論、線性模型與邏輯斯諦回歸、決策樹(shù)、貝葉斯分類(lèi)器、k 近鄰算法、支持向量機(jī)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、線性判別分析、主成分分析法、聚類(lèi)、EM 算法與高斯混合聚類(lèi)、集成學(xué)習(xí)等。對(duì)每一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，均從算法原理的理論推導(dǎo)和MATLAB 實(shí)現(xiàn)兩方面進(jìn)行介紹。本書(shū)既注意保持理論分析的嚴(yán)謹(jǐn)性，又注重機(jī)器學(xué)習(xí)算法的實(shí)用性，同時(shí)強(qiáng)調(diào)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的思想和原理在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)。全書(shū)內(nèi)容選材恰當(dāng)，系統(tǒng)性強(qiáng)，行文通俗流暢，具有較強(qiáng)的可讀性。本書(shū)的建議課時(shí)為48 課時(shí)，可作為數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)以及信息與計(jì)算科學(xué)等本科專(zhuān)業(yè)的教材或教學(xué)參考書(shū)，也可以作為理工科研究生機(jī)器學(xué)習(xí)課程的教材或參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

　　馬昌鳳，中共黨員、三級(jí)教授、博士生導(dǎo)師，承擔(dān)本科和碩士、博士研究生的數(shù)值分析、數(shù)學(xué)建模、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字圖像處理等10多門(mén)課程的教學(xué)工作，指導(dǎo)博士和碩士研究生畢業(yè)60多人。曾主持國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)、中國(guó)博士后科學(xué)基金1項(xiàng)、廣西自然科學(xué)基金2項(xiàng)、福建省省自然科學(xué)基金3項(xiàng)。在出版社出版著作2部，編著本科或研究生教材6本；發(fā)表學(xué)術(shù)論文320余篇，其中被SCI檢索200余篇。曾經(jīng)的學(xué)術(shù)兼職有：廣西數(shù)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、福建省數(shù)學(xué)會(huì)理事、中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)計(jì)算數(shù)學(xué)分會(huì)理事、中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)規(guī)劃分會(huì)理事、福建省運(yùn)籌學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)。

圖書(shū)目錄

第1 章緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)的基本定義. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的基本術(shù)語(yǔ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 機(jī)器學(xué)習(xí)算法的分類(lèi). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3.1 監(jiān)督學(xué)習(xí)與無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3.2 分類(lèi)問(wèn)題與回歸問(wèn)題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.3.3 生成模型與判別模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
1.4 學(xué)習(xí)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4.1 泛化能力. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4.2 評(píng)估方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4.3 精度與召回率. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.5 學(xué)習(xí)模型的選擇. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.5.1 正則化技術(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.5.2 偏差-方差分解. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.6 機(jī)器學(xué)習(xí)的用途與發(fā)展簡(jiǎn)史. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1 機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用的基本流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
1.6.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展簡(jiǎn)史. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
第2 章線性模型與邏輯斯諦回歸. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1 線性模型的基本形式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.1 線性回歸模型的理論基礎(chǔ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
2.1.2 線性回歸模型的MATLAB 實(shí)現(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2 邏輯斯諦回歸模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.1 邏輯斯諦回歸的基本原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
2.2.2 邏輯斯諦回歸的MATLAB 實(shí)現(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
第3 章決策樹(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
3.1 決策樹(shù)的基本原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.1 樹(shù)模型決策過(guò)程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1.2 決策樹(shù)的基本框架. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.3 決策樹(shù)的剪枝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2 基本決策樹(shù)的改進(jìn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2.1 信息增益與ID3 決策樹(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2.2 增益率與C4.5 決策樹(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.3 基尼指數(shù)與CART 決策樹(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3 決策樹(shù)的MATLAB 實(shí)現(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
第4 章貝葉斯分類(lèi)器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1 貝葉斯分類(lèi)器的原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1.1 貝葉斯決策. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.1.2 樸素貝葉斯算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.1.3 正態(tài)貝葉斯算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.2 貝葉斯算法的MATLAB 實(shí)現(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
第5 章k 近鄰算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1 k 近鄰算法的基本原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1.1 k 近鄰算法的基本流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1.2 k 近鄰算法的距離函數(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.1.3 k 近鄰算法的判別函數(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.2 k 近鄰算法的MATLAB 實(shí)現(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
第6 章支持向量機(jī). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.1 支持向量機(jī)的基本原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.1.1 線性可分問(wèn)題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
6.1.2 線性不可分問(wèn)題. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.2 核化支持向量機(jī). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
6.3 支持向量回歸模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
6.4 支持向量機(jī)的MATLAB 實(shí)現(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
第7 章人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.1 前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.1.1 M-P 神經(jīng)元. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
7.1.2 感知器模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .