這個可訪問的文本/參考提供了從工程角度對概率圖模型(PGMs)的一般介紹。這本書涵蓋了每一個PGMs的主要類的基礎知識,包括表示、推理和學習原則,并回顧了每種類型模型的實際應用。這些應用來自廣泛的學科領域,突出了貝葉斯分類器、隱馬爾可夫模型、貝葉斯網絡、動態和時態貝葉斯網絡、馬爾可夫隨機域、影響圖和馬爾可夫決策過程的多種用途。
提出了一個統一的框架,包括所有的主要類別的PGMs;描述不同技術的實際應用;檢視該領域的最新發展,包括多維貝葉斯分類器、相關圖模型和因果模型;在每一章的結尾提供練習,進一步閱讀的建議,和研究或編程項目的想法。
在復雜的以人為中心的系統中,每天的決策都具有決策相關信息不完全的特點。現有決策理論的主要問題是,它們沒有能力處理概率和事件不精確的情況。在這本書中,我們描述了一個新的理論的決策與不完全的信息。其目的是將決策分析和經濟行為的基礎從領域二價邏輯轉向領域模糊邏輯和Z約束,從行為決策的外部建模轉向組合狀態的框架。
這本書將有助于在模糊邏輯,決策科學,人工智能,數學經濟學,和計算經濟學的專業人員,學者,經理和研究生。
讀者:專業人士,學者,管理者和研究生在模糊邏輯,決策科學,人工智能,數學經濟學,和計算經濟學。
自動駕駛一直是人工智能應用中最活躍的領域。幾乎在同一時間,深度學習的幾位先驅取得了突破,其中三位(也被稱為深度學習之父)Hinton、Bengio和LeCun獲得了2019年ACM圖靈獎。這是一項關于采用深度學習方法的自動駕駛技術的綜述。我們研究了自動駕駛系統的主要領域,如感知、地圖和定位、預測、規劃和控制、仿真、V2X和安全等。由于篇幅有限,我們將重點分析幾個關鍵領域,即感知中的二維/三維物體檢測、攝像機深度估計、數據、特征和任務級的多傳感器融合、車輛行駛和行人軌跡的行為建模和預測。
【導讀】《機器學習:貝葉斯和優化的視角》是雅典大學信息學和通信系的教授Sergios Theodoridis的經典著作,對所有主要的機器學習方法和新研究趨勢進行了深入探索,涵蓋概率和確定性方法以及貝葉斯推斷方法。非常值得學習。
Sergios Theodoridis教授是雅典大學信息學和通信系的教授,香港中文大學(深圳)客座教授。他的研究領域是信號處理和機器學習。他的研究興趣是自適應算法,分布式和稀疏性感知學習,機器學習和模式識別,生物醫學應用中的信號處理和學習以及音頻處理和檢索。
他的幾本著作與合著蜚聲海內外,包括《機器學習:貝葉斯和優化的視角》以及暢銷書籍《模式識別》。他是2017年EURASIP Athanasios Papoulis獎和2014年EURASIP Meritorious Service獎的獲得者。
機器學習:貝葉斯和優化方法
本書對所有主要的機器學習方法和新研究趨勢進行了深入探索,涵蓋概率和確定性方法以及貝葉斯推斷方法。其中,經典方法包括平均/小二乘濾波、卡爾曼濾波、隨機逼近和在線學習、貝葉斯分類、決策樹、邏輯回歸和提升方法等,新趨勢包括稀疏、凸分析與優化、在線分布式算法、RKH空間學習、貝葉斯推斷、圖模型與隱馬爾可夫模型、粒子濾波、深度學習、字典學習和潛變量建模等。全書構建了一套明晰的機器學習知識體系,各章內容相對獨立,物理推理、數學建模和算法實現精準且細致,并輔以應用實例和習題。本書適合該領域的科研人員和工程師閱讀,也適合學習模式識別、統計/自適應信號處理和深度學習等課程的學生參考。
高斯過程(GPs)為核機器的學習提供了一種有原則的、實用的、概率的方法。在過去的十年中,GPs在機器學習社區中得到了越來越多的關注,這本書提供了GPs在機器學習中理論和實踐方面長期需要的系統和統一的處理。該書是全面和獨立的,針對研究人員和學生在機器學習和應用統計學。
這本書處理監督學習問題的回歸和分類,并包括詳細的算法。提出了各種協方差(核)函數,并討論了它們的性質。從貝葉斯和經典的角度討論了模型選擇。討論了許多與其他著名技術的聯系,包括支持向量機、神經網絡、正則化網絡、相關向量機等。討論了包括學習曲線和PAC-Bayesian框架在內的理論問題,并討論了幾種用于大數據集學習的近似方法。這本書包含說明性的例子和練習,和代碼和數據集在網上是可得到的。附錄提供了數學背景和高斯馬爾可夫過程的討論。
概率圖模型是機器學習中的一種技術,它使用圖論的概念來簡明地表示和最佳地預測數據問題中的值。
圖模型為我們提供了在數據中發現復雜模式的技術,廣泛應用于語音識別、信息提取、圖像分割和基因調控網絡建模等領域。
這本書從概率論和圖論的基礎開始,然后繼續討論各種模型和推理算法。所有不同類型的模型都將與代碼示例一起討論,以創建和修改它們,并在它們上運行不同的推理算法。有一整章是關于樸素貝葉斯模型和隱馬爾可夫模型的。這些模型已經通過實際例子進行了詳細的討論。
你會學到什么
圖模型中的示例算法 通過真實的例子來掌握樸素貝葉斯的細節 使用Python中的各種庫部署PGMs 獲得隱馬爾可夫模型的工作細節與現實世界的例子
詳細 概率圖模型是機器學習中的一種技術,它使用圖論的概念來簡潔地表示和最佳地預測數據問題中的值。在現實問題中,往往很難選擇合適的圖模型和合適的推理算法,這對計算時間和精度有很大的影響。因此,了解這些算法的工作細節是至關重要的。
這本書從概率論和圖論的基礎開始,然后繼續討論各種模型和推理算法。所有不同類型的模型都將與代碼示例一起討論,以創建和修改它們,并在它們上運行不同的推理算法。有一個完整的章節專門討論最廣泛使用的網絡樸素貝葉斯模型和隱馬爾可夫模型(HMMs)。這些模型已經通過實際例子進行了詳細的討論。
風格和方法 一個易于遵循的指南,幫助您理解概率圖模型使用簡單的例子和大量的代碼例子,重點放在更廣泛使用的模型。
本文采用了一種獨特的機器學習方法,它包含了對進行研究、開發產品、修補和玩耍所必需的所有基本概念的全新的、直觀的、但又嚴謹的描述。通過優先考慮幾何直觀,算法思維,和實際應用的學科,包括計算機視覺,自然語言處理,經濟學,神經科學,推薦系統,物理,和生物學,這篇文章為讀者提供了一個清晰的理解基礎材料以及實際工具需要解決現實世界的問題。通過深入的Python和基于MATLAB/ octave的計算練習,以及對前沿數值優化技術的完整處理,這是學生的基本資源,也是從事機器學習、計算機科學、電子工程、信號處理和數值優化的研究人員和實踐者的理想參考。其他資源包括補充討論主題、代碼演示和練習,可以在官方教材網站mlrefined.com上找到。
對因果推理的簡明和自成體系的介紹,在數據科學和機器學習中越來越重要。
因果關系的數學化是一個相對較新的發展,在數據科學和機器學習中變得越來越重要。這本書提供了一個獨立的和簡明的介紹因果模型和如何學習他們的數據。在解釋因果模型的必要性,討論潛在的因果推論的一些原則,這本書教讀者如何使用因果模型:如何計算干預分布,如何從觀測推斷因果模型和介入的數據,和如何利用因果思想經典的機器學習問題。所有這些主題都將首先以兩個變量的形式進行討論,然后在更一般的多元情況下進行討論。對于因果學習來說,二元情況是一個特別困難的問題,因為經典方法中用于解決多元情況的條件獨立不存在。作者認為分析因果之間的統計不對稱是非常有意義的,他們報告了他們對這個問題十年來的深入研究。
本書對具有機器學習或統計學背景的讀者開放,可用于研究生課程或作為研究人員的參考。文本包括可以復制和粘貼的代碼片段、練習和附錄,其中包括最重要的技術概念摘要。
首先,本書主要研究因果關系推理子問題,這可能被認為是最基本和最不現實的。這是一個因果問題,需要分析的系統只包含兩個可觀測值。在過去十年中,作者對這個問題進行了較為詳細的研究。本書整理這方面的大部分工作,并試圖將其嵌入到作者認為對研究因果關系推理問題的選擇性至關重要的更大背景中。盡管先研究二元(bivariate)案例可能有指導意義,但按照章節順序,也可以直接開始閱讀多元(multivariate)章節;見圖一。
第二,本書提出的解決方法來源于機器學習和計算統計領域的技術。作者對其中的方法如何有助于因果結構的推斷更感興趣,以及因果推理是否能告訴我們應該如何進行機器學習。事實上,如果我們不把概率分布描述的隨機實驗作為出發點,而是考慮分布背后的因果結構,機器學習的一些最深刻的開放性問題就能得到最好的理解。