| 书名: | 机器学习:贝叶斯和优化方法(英文版)|1118713 |
| 图书定价: | 269元 |
| 图书作者: | 西格尔斯 西奥多里蒂斯 |
| 出版社: | 机械工业出版社 |
| 出版日期: | 2017/4/1 0:00:00 |
| ISBN号: | 9787111565260 |
| 开本: | 16 |
| 页数: | 0 |
| 版次: | 1-1 |
| 作者简介 |
| SergiosTheodoridis希腊雅典大学信息系教授。主要研究方向是自适应信号处理、通信与模式识别。他是欧洲并行结构及语言协会(PARLE-95)的主席和欧洲信号处理协会(EUSIPCO-98)的常务主席、《信号处理》杂志编委。 KonstantinosKoutroumbas1995年在希腊雅典大学获得博士学位。自2001年起任职于希腊雅典国家天文台空间应用研究院,是国际知名的专家。 |
| 内容简介 |
| 本书对所有主要的机器学习方法和新研究趋势进行了深入探索,涵盖概率和确定性方法以及贝叶斯推断方法。其中,经典方法包括平均/小二乘滤波、卡尔曼滤波、随机逼近和在线学习、贝叶斯分类、决策树、逻辑回归和提升方法等,新趋势包括稀疏、凸分析与优化、在线分布式算法、RKH空间学习、贝叶斯推断、图模型与隐马尔可夫模型、粒子滤波、深度学习、字典学习和潜变量建模等。全书构建了一套明晰的机器学习知识体系,各章内容相对独立,物理推理、数学建模和算法实现精准且细致,并辅以应用实例和习题。本书适合该领域的科研人员和工程师阅读,也适合学习模式识别、统计/自适应信号处理和深度学习等课程的学生参考。 |
| 目录 |
Contents Preface.iv Acknowledgments.vv Notation.vfivi CHAPTER 1 Introduction .1 1.1 What Machine Learning is About1 1.1.1 Classification.2 1.1.2 Regression3 1.2 Structure and a Road Map of the Book5 References8 CHAPTER 2 Probability and Stochastic Processes 9 2.1 Introduction.10 2.2 Probability and Random Variables.10 2.2.1Probability11 2.2.2Discrete Random Variables12 2.2.3Continuous Random Variables14 2.2.4Meanand Variance15 2.2.5Transformation of Random Variables.17 2.3 Examples of Distributions18 2.3.1Discrete Variables18 2.3.2Continuous Variables20 2.4 Stochastic Processes29 2.4.1First and Second Order Statistics.30 2.4.2Stationarity and Ergodicity30 2.4.3PowerSpectral Density33 2.4.4Autoregressive Models38 2.5 InformationTheory.41 2.5.1Discrete Random Variables42 2.5.2Continuous Random Variables45 2.6 Stochastic Convergence48 Problems49 References51 CHAPTER 3 Learning in Parametric Modeling: Basic Concepts and Directions 53 3.1 Introduction.53 3.2 Parameter Estimation: The Deterministic Point of View.54 3.3 Linear Regression.57 3.4 Classification60 3.5 Biased Versus Unbiased Estimation.64 3.5.1 Biased or Unbiased Estimation65 3.6 The Cramér-Rao Lower Bound67 3.7 Sufcient Statistic.70 3.8 Regularization.72 3.9 The Bias-Variance Dilemma.77 3.9.1 Mean-Square Error Estimation77 3.9.2 Bias-Variance Tradeoff78 3.10 MaximumLikelihoodMethod.82 3.10.1 Linear Regression: The Nonwhite Gaussian Noise Case84 3.11 Bayesian Inference84 3.11.1 The Maximum a Posteriori Probability Estimation Method.88 3.12 Curse of Dimensionality89 3.13 Validation.91 3.14 Expected and Empirical Loss Functions.93 3.15 Nonparametric Modeling and Estimation.95 Problems.97 References102 CHAPTER4 Mean-quare Error Linear Estimation105 4.1Introduction.105 4.2Mean-Square Error Linear Estimation: The Normal Equations106 4.2.1The Cost Function Surface107 4.3A Geometric Viewpoint: Orthogonality Condition109 4.4Extensionto Complex-Valued Variables111 4.4.1Widely Linear Complex-Valued Estimation113 4.4.2Optimizing with Respect to Complex-Valued Variables: Wirtinger Calculus116 4.5Linear Filtering.118 4.6MSE Linear Filtering: A Frequency Domain Point of View120 4.7Some Typical Applications.124 4.7.1Interference Cancellation124 4.7.2System Identification125 4.7.3Deconvolution: Channel Equalization126 4.8Algorithmic Aspects: The Levinson and the Lattice-Ladder Algorithms132 4.8.1The Lattice-Ladder Scheme.137 4.9Mean-Square Error Estimation of Linear Models.140 4.9.1The Gauss-Markov Theorem143 4.9.2Constrained Linear Estimation:The Beamforming Case145 4.10Time-Varying Statistics: Kalman Filtering148 Problems.154 References158 CHAPTER 5 Stochastic Gradient Descent: The LMS Algorithm and its Family .161 5.1 Introduction.162 5.2 The Steepest Descent Method163 5.3 Application to the Mean-Square Error Cost Function167 5.3.1 The Complex-Valued Case175 5.4 Stochastic Approximation177 5.5 The Least-Mean-Squares Adaptive Algorithm179 5.5.1 Convergence and Steady-State Performanceof the LMS in Stationary Environments.181 5.5.2 Cumulative Loss Bounds186 5.6 The Affine Projection Algorithm.188 5.6.1 The Normalized LMS.193 5.7 The Complex-Valued Case.194 5.8 Relatives of the LMS.196 5.9 Simulation Examples.199 5.10 Adaptive Decision Feedback Equalization202 5.11 The Linearly Constrained LMS204 5.12 Tracking Performance of the LMS in Nonstationary Environments.206 5.13 Distributed Learning:The Distributed LMS208 5.13.1Cooperation Strategies.209 5.13.2The Diffusion LMS211 5.13.3 Convergence and Steady-State Performance: Some Highlights218 5.13.4 Consensus-Based Distributed Schemes.220 5.14 A Case Study:Target Localization222 5.15 Some Concluding Remarks: Consensus Matrix.223 Problems.224 References227 CHAPTER 6 The Least-Squares Family 233 6.1 Introduction.234 6.2 Least-Squares Linear Regression: A Geometric Perspective.234 6.3 Statistical Properties of the LS Estimator236 6.4 |
我对机器学习领域的兴趣由来已久,但总觉得在某些方面还缺乏深入的理解。特别是当涉及到模型的不确定性分析和性能的极致优化时,我总是感到有些力不从心。贝叶斯方法,其核心在于概率建模和推理,这正是处理不确定性问题的天然利器。我期待在这本书中,能够系统地学习如何运用贝叶斯理论来构建概率模型,如何进行贝叶斯推断,以及如何量化模型的不确定性。这对于许多实际应用场景,比如医疗诊断、金融风险评估等,都至关重要。同时,优化方法是机器学习模型训练的命脉。如何设计有效的损失函数,如何选择合适的优化器,如何调整超参数以加速收敛并避免过拟合,这些都是我非常关心的问题。我希望这本书能够深入讲解各种优化算法的原理、特点以及适用范围,并提供一些实用的调优技巧。这本书将为我提供一个全新的视角,让我能够更深入地理解机器学习模型的“学习”过程,并能够更有效地提升模型的性能。它不仅仅是关于“如何做”,更是关于“为什么这样做”,这种深入的理解,是我在学术和职业道路上追求的目标。
评分这本书的出现,恰好契合了我当前在机器学习领域遇到的瓶颈。我一直对那些能够灵活处理不确定性、并且能够通过不断学习来改进自身性能的模型充满好奇。贝叶斯方法,以其对先验知识的整合以及后验分布的推断,正是解决这类问题的强大工具。我之前接触过一些贝叶斯相关的概念,但总觉得零散,缺乏一个系统性的梳理。这本书的出现,就像为我指明了一盏明灯,让我看到了将这些零散知识串联起来的希望。我尤其关注书中关于模型选择、参数估计以及不确定性量化等方面的内容。在实际应用中,如何选择一个合适的贝叶斯模型,如何有效地进行参数推断,以及如何清晰地表达模型的预测不确定性,这些都是我一直在探索和学习的重点。而优化方法,作为机器学习模型训练的核心,同样至关重要。我希望这本书能够深入浅出地介绍各种优化算法,包括但不限于梯度下降及其各种变体,如SGD、Adam、RMSprop等,以及一些更高级的全局优化技术。我希望能够理解它们的数学原理,掌握它们的优缺点,并能在实际项目中灵活运用,从而更有效地训练出高性能的机器学习模型。这本书的 title 本身就暗示着一种强大的组合,我期待它能为我提供一套完整的解决方案,帮助我跨越从理论到实践的鸿沟,真正掌握机器学习的精髓。
评分这本书的名字本身就充满了吸引力,将“贝叶斯”和“优化方法”这两个在机器学习领域至关重要的概念并列,暗示了其内容的深度和广度。我一直认为,要真正掌握机器学习,就必须深入理解其底层的数学原理和算法机制。贝叶斯方法,它以一种优雅的方式处理不确定性,并允许我们将先验知识融入模型中,这在许多实际应用中至关重要。我期待在这本书中,能够系统地学习贝叶斯统计学的核心概念,理解概率模型的构建,以及如何进行贝叶斯推断,例如使用MCMC或变分推断。另一方面,优化方法是驱动机器学习模型学习的关键。无论是简单的梯度下降,还是更复杂的牛顿法或自适应优化算法,它们都直接影响着模型的收敛速度和最终性能。我希望这本书能够深入讲解这些算法的数学原理,分析它们的优缺点,并提供实用的调优技巧。我期待这本书能为我提供一个完整的理论框架,帮助我理解贝叶斯方法如何与优化技术相结合,以解决各种复杂的机器学习问题,从而提升我的研究和开发能力。
评分我的研究方向经常需要处理带有噪声和不确定性的数据,因此我对贝叶斯方法一直情有独钟。它提供的概率视角,能够帮助我们更好地理解模型的内在“自信度”,以及如何根据新的证据来更新我们的“信念”。我一直渴望能够有一本全面、深入的书籍,系统地讲解贝叶斯理论在机器学习中的应用,包括如何构建灵活的概率模型,如何进行高效的贝叶斯推断,以及如何量化模型的不确定性。同时,机器学习模型的性能很大程度上取决于其训练过程的优化程度。我希望这本书能够深入探讨各种优化算法的原理和应用,从基础的梯度下降,到更复杂的随机优化算法,再到用于解决非凸优化问题的技术。我期望能够理解这些算法的数学基础,掌握它们在不同场景下的表现,并学会如何通过精细的调优来获得最佳的模型性能。这本书将为我提供一套强大的工具集,让我能够更有效地处理现实世界中的复杂问题,并做出更智能、更可靠的决策。
评分这本书的封面设计就散发着一种沉稳而专业的学术气息,深邃的蓝色背景下,简洁的白色字体勾勒出书名“机器学习:贝叶斯和优化方法”。从这个标题本身,我就能感受到它所蕴含的深度和广度。贝叶斯方法,作为统计学和机器学习领域的重要基石,以其强大的概率推理能力和模型更新机制,在不确定性建模方面展现出无可比拟的优势。而优化方法,更是驱动机器学习模型学习和性能提升的核心引擎,无论是梯度下降的变种,还是更复杂的全局优化算法,都直接影响着模型的收敛速度和最终效果。将这两者巧妙地融合在一起,这本书无疑为我打开了一扇通往更深层次理解机器学习世界的大门。我期待着它能带领我深入探索概率模型的构建、贝叶斯推断的数学原理、以及各种优化算法的内在机制和实际应用。更重要的是,我希望它能帮助我理清贝叶斯方法和优化方法之间错综复杂的关系,理解它们如何协同工作,共同解决复杂的机器学习问题。这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一次思维的洗礼,它将促使我重新审视机器学习的本质,从概率的视角去理解模型的行为,从优化的角度去追求模型的极致性能。我迫不及待地想深入其中,去感受理论的严谨与实践的魅力,去发现那些隐藏在代码和公式背后的智慧光芒。
评分拿到这本书,我的第一感觉就是它的内容定然不浅。书名中的“贝叶斯”和“优化方法”这两个词,就已经足以让人感受到其中蕴含的数学深度和算法的复杂性。我个人一直认为,要真正理解机器学习,就不能仅仅停留在调用现成的库函数层面,而是要深入到其底层的数学原理和算法机制。贝叶斯方法,它提供了一种强大的概率框架,能够让我们在存在不确定性的情况下做出最优的推断。从先验分布到似然函数,再到后验分布的计算,这个过程本身就充满了精妙的数学推理。而优化方法,则是机器学习模型能够“学习”的关键。没有有效的优化算法,再复杂的模型也无法有效地收敛到最优解。我希望能在这本书中找到关于各种优化算法的详细讲解,不仅仅是它们的公式,更重要的是它们背后的思想,比如如何处理局部最小值、如何加速收敛、如何适应不同的损失函数和模型结构。我期待这本书能够教会我如何根据不同的问题场景,选择最适合的贝叶斯模型和优化策略,从而构建出更鲁棒、更高效的机器学习系统。这本书对我来说,不仅仅是一次知识的汲取,更像是一次思维的升级,它将帮助我建立起更扎实的理论基础,为我今后深入研究和开发更复杂的机器学习算法打下坚实的基础。
评分对于一个在机器学习领域不断探索的读者来说,能够遇到一本同时深入讲解“贝叶斯”和“优化方法”的书籍,无疑是一件令人兴奋的事情。这两者在我看来,是构建强大、智能机器学习系统的两大支柱。贝叶斯方法,它提供了一种优雅的方式来处理数据中的不确定性,通过概率模型来量化我们的认知,从而做出更可靠的推断。我期待这本书能够详细介绍贝叶斯模型的构建过程,包括如何定义先验分布、如何选择似然函数,以及如何进行后验推断,特别是那些在大规模数据上高效进行的算法。而优化方法,则是将理论模型转化为可执行代码的关键。从基础的梯度下降,到更复杂的二阶优化方法,再到针对深度学习的各种自适应学习率算法,我都希望在这本书中能得到深入的理解。我希望它能解释清楚为什么这些优化方法有效,它们各自的优缺点是什么,以及在什么情况下应该选择哪种方法。这本书的价值在于,它能够帮助我建立起一种从理论到实践的完整认知,让我能够更自信地构建、训练和调优各种复杂的机器学习模型。
评分这本书的封面设计简洁大气,书名“机器学习:贝叶斯和优化方法”更是直接点明了其核心内容,这正是我一直以来想要深入学习的两个关键领域。我深知,贝叶斯方法在处理不确定性、进行概率建模方面具有不可替代的优势,它能够让我们更好地理解数据的内在规律,并做出更鲁棒的决策。而优化方法,则是驱动模型学习、提升性能的根本动力。我期待这本书能够系统地介绍贝叶斯理论的精髓,包括贝叶斯定理、先验与后验分布、以及各种贝叶斯推断技术,例如马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)和变分推断。同时,我也希望书中能够详尽地讲解各种优化算法,从经典的梯度下降及其变体,到更先进的自适应优化方法,并深入分析它们的数学原理、收敛特性以及在不同应用场景下的适用性。这本书对我来说,不仅仅是一本学习资料,更像是一座桥梁,它将连接我已有的机器学习知识,并为我打开通往更深层次理解和更高级应用的大门。我迫不及待地想通过阅读这本书,掌握将贝叶斯思想和优化技术相结合的强大能力,从而解决更复杂的机器学习难题。
评分我对机器学习的兴趣,更多地源于对数据背后规律的探索和对智能行为的模拟。在这一过程中,我发现理解模型是如何“学习”和“决策”至关重要。贝叶斯方法,以其严谨的概率框架,能够让我们在信息不完整或存在噪声的情况下做出更合理的推断,这对于理解模型的“信念”和“不确定性”非常有帮助。而优化方法,则是将这些“信念”转化为实际行动的驱动力。我期待这本书能为我揭示贝叶斯模型是如何构建的,从先验知识的引入到后验分布的计算,以及如何利用这些信息来做出预测。同时,我也想深入了解各种优化算法的内在机制,比如梯度下降如何一步步逼近最优解,以及各种加速技术和正则化方法如何防止模型过拟合。我希望这本书能帮助我理解,在复杂的机器学习任务中,贝叶斯方法如何提供强大的建模能力,而优化方法又如何保证模型的有效训练。这本书不仅仅是技术的堆砌,更是思维方式的启迪,它将帮助我从更深层次上理解机器学习的本质,并能更有效地解决实际问题。
评分这本书的出现,让我眼前一亮。我一直在寻找一本能够将贝叶斯方法和优化方法这两大机器学习基石融会贯通的书籍,而这本书的名字恰好满足了我的需求。贝叶斯方法在处理不确定性、进行概率建模方面具有独特的优势,而优化方法则是驱动机器学习模型学习和性能提升的核心。我期望这本书能够详细阐述贝叶斯推理的数学原理,例如马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法、变分推断等,并探讨如何将其应用于复杂的机器学习模型中。同时,我希望书中能够深入讲解各种经典的优化算法,如梯度下降、牛顿法、拟牛顿法,以及更现代的自适应优化算法,如Adam、RMSprop等,并分析它们在不同场景下的优劣。我更看重的是,这本书能否清晰地阐释贝叶斯方法和优化方法之间的内在联系,以及它们如何协同工作,以解决更复杂、更具挑战性的机器学习问题。我期待它能为我提供一套完整的理论框架和实践指导,帮助我构建出更具鲁棒性、泛化能力更强的机器学习模型。这本书无疑是我在机器学习进阶之路上的重要一站。
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