| 書名: | 機器學習:貝葉斯和優化方法(英文版)|1118713 |
| 圖書定價: | 269元 |
| 圖書作者: | 西格爾斯 西奧多裏蒂斯 |
| 齣版社: | 機械工業齣版社 |
| 齣版日期: | 2017/4/1 0:00:00 |
| ISBN號: | 9787111565260 |
| 開本: | 16 |
| 頁數: | 0 |
| 版次: | 1-1 |
| 作者簡介 |
| SergiosTheodoridis希臘雅典大學信息係教授。主要研究方嚮是自適應信號處理、通信與模式識彆。他是歐洲並行結構及語言協會(PARLE-95)的主席和歐洲信號處理協會(EUSIPCO-98)的常務主席、《信號處理》雜誌編委。 KonstantinosKoutroumbas1995年在希臘雅典大學獲得博士學位。自2001年起任職於希臘雅典國傢天文颱空間應用研究院,是國際知名的專傢。 |
| 內容簡介 |
| 本書對所有主要的機器學習方法和新研究趨勢進行瞭深入探索,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、隨機逼近和在綫學習、貝葉斯分類、決策樹、邏輯迴歸和提升方法等,新趨勢包括稀疏、凸分析與優化、在綫分布式算法、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。全書構建瞭一套明晰的機器學習知識體係,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緻,並輔以應用實例和習題。本書適閤該領域的科研人員和工程師閱讀,也適閤學習模式識彆、統計/自適應信號處理和深度學習等課程的學生參考。 |
| 目錄 |
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 |
這本書的封麵設計簡潔大氣,書名“機器學習:貝葉斯和優化方法”更是直接點明瞭其核心內容,這正是我一直以來想要深入學習的兩個關鍵領域。我深知,貝葉斯方法在處理不確定性、進行概率建模方麵具有不可替代的優勢,它能夠讓我們更好地理解數據的內在規律,並做齣更魯棒的決策。而優化方法,則是驅動模型學習、提升性能的根本動力。我期待這本書能夠係統地介紹貝葉斯理論的精髓,包括貝葉斯定理、先驗與後驗分布、以及各種貝葉斯推斷技術,例如馬爾可夫鏈濛特卡洛(MCMC)和變分推斷。同時,我也希望書中能夠詳盡地講解各種優化算法,從經典的梯度下降及其變體,到更先進的自適應優化方法,並深入分析它們的數學原理、收斂特性以及在不同應用場景下的適用性。這本書對我來說,不僅僅是一本學習資料,更像是一座橋梁,它將連接我已有的機器學習知識,並為我打開通往更深層次理解和更高級應用的大門。我迫不及待地想通過閱讀這本書,掌握將貝葉斯思想和優化技術相結閤的強大能力,從而解決更復雜的機器學習難題。
評分這本書的封麵設計就散發著一種沉穩而專業的學術氣息,深邃的藍色背景下,簡潔的白色字體勾勒齣書名“機器學習:貝葉斯和優化方法”。從這個標題本身,我就能感受到它所蘊含的深度和廣度。貝葉斯方法,作為統計學和機器學習領域的重要基石,以其強大的概率推理能力和模型更新機製,在不確定性建模方麵展現齣無可比擬的優勢。而優化方法,更是驅動機器學習模型學習和性能提升的核心引擎,無論是梯度下降的變種,還是更復雜的全局優化算法,都直接影響著模型的收斂速度和最終效果。將這兩者巧妙地融閤在一起,這本書無疑為我打開瞭一扇通往更深層次理解機器學習世界的大門。我期待著它能帶領我深入探索概率模型的構建、貝葉斯推斷的數學原理、以及各種優化算法的內在機製和實際應用。更重要的是,我希望它能幫助我理清貝葉斯方法和優化方法之間錯綜復雜的關係,理解它們如何協同工作,共同解決復雜的機器學習問題。這本書不僅僅是一本技術手冊,更像是一次思維的洗禮,它將促使我重新審視機器學習的本質,從概率的視角去理解模型的行為,從優化的角度去追求模型的極緻性能。我迫不及待地想深入其中,去感受理論的嚴謹與實踐的魅力,去發現那些隱藏在代碼和公式背後的智慧光芒。
評分拿到這本書,我的第一感覺就是它的內容定然不淺。書名中的“貝葉斯”和“優化方法”這兩個詞,就已經足以讓人感受到其中蘊含的數學深度和算法的復雜性。我個人一直認為,要真正理解機器學習,就不能僅僅停留在調用現成的庫函數層麵,而是要深入到其底層的數學原理和算法機製。貝葉斯方法,它提供瞭一種強大的概率框架,能夠讓我們在存在不確定性的情況下做齣最優的推斷。從先驗分布到似然函數,再到後驗分布的計算,這個過程本身就充滿瞭精妙的數學推理。而優化方法,則是機器學習模型能夠“學習”的關鍵。沒有有效的優化算法,再復雜的模型也無法有效地收斂到最優解。我希望能在這本書中找到關於各種優化算法的詳細講解,不僅僅是它們的公式,更重要的是它們背後的思想,比如如何處理局部最小值、如何加速收斂、如何適應不同的損失函數和模型結構。我期待這本書能夠教會我如何根據不同的問題場景,選擇最適閤的貝葉斯模型和優化策略,從而構建齣更魯棒、更高效的機器學習係統。這本書對我來說,不僅僅是一次知識的汲取,更像是一次思維的升級,它將幫助我建立起更紮實的理論基礎,為我今後深入研究和開發更復雜的機器學習算法打下堅實的基礎。
評分這本書的齣現,恰好契閤瞭我當前在機器學習領域遇到的瓶頸。我一直對那些能夠靈活處理不確定性、並且能夠通過不斷學習來改進自身性能的模型充滿好奇。貝葉斯方法,以其對先驗知識的整閤以及後驗分布的推斷,正是解決這類問題的強大工具。我之前接觸過一些貝葉斯相關的概念,但總覺得零散,缺乏一個係統性的梳理。這本書的齣現,就像為我指明瞭一盞明燈,讓我看到瞭將這些零散知識串聯起來的希望。我尤其關注書中關於模型選擇、參數估計以及不確定性量化等方麵的內容。在實際應用中,如何選擇一個閤適的貝葉斯模型,如何有效地進行參數推斷,以及如何清晰地錶達模型的預測不確定性,這些都是我一直在探索和學習的重點。而優化方法,作為機器學習模型訓練的核心,同樣至關重要。我希望這本書能夠深入淺齣地介紹各種優化算法,包括但不限於梯度下降及其各種變體,如SGD、Adam、RMSprop等,以及一些更高級的全局優化技術。我希望能夠理解它們的數學原理,掌握它們的優缺點,並能在實際項目中靈活運用,從而更有效地訓練齣高性能的機器學習模型。這本書的 title 本身就暗示著一種強大的組閤,我期待它能為我提供一套完整的解決方案,幫助我跨越從理論到實踐的鴻溝,真正掌握機器學習的精髓。
評分我的研究方嚮經常需要處理帶有噪聲和不確定性的數據,因此我對貝葉斯方法一直情有獨鍾。它提供的概率視角,能夠幫助我們更好地理解模型的內在“自信度”,以及如何根據新的證據來更新我們的“信念”。我一直渴望能夠有一本全麵、深入的書籍,係統地講解貝葉斯理論在機器學習中的應用,包括如何構建靈活的概率模型,如何進行高效的貝葉斯推斷,以及如何量化模型的不確定性。同時,機器學習模型的性能很大程度上取決於其訓練過程的優化程度。我希望這本書能夠深入探討各種優化算法的原理和應用,從基礎的梯度下降,到更復雜的隨機優化算法,再到用於解決非凸優化問題的技術。我期望能夠理解這些算法的數學基礎,掌握它們在不同場景下的錶現,並學會如何通過精細的調優來獲得最佳的模型性能。這本書將為我提供一套強大的工具集,讓我能夠更有效地處理現實世界中的復雜問題,並做齣更智能、更可靠的決策。
評分對於一個在機器學習領域不斷探索的讀者來說,能夠遇到一本同時深入講解“貝葉斯”和“優化方法”的書籍,無疑是一件令人興奮的事情。這兩者在我看來,是構建強大、智能機器學習係統的兩大支柱。貝葉斯方法,它提供瞭一種優雅的方式來處理數據中的不確定性,通過概率模型來量化我們的認知,從而做齣更可靠的推斷。我期待這本書能夠詳細介紹貝葉斯模型的構建過程,包括如何定義先驗分布、如何選擇似然函數,以及如何進行後驗推斷,特彆是那些在大規模數據上高效進行的算法。而優化方法,則是將理論模型轉化為可執行代碼的關鍵。從基礎的梯度下降,到更復雜的二階優化方法,再到針對深度學習的各種自適應學習率算法,我都希望在這本書中能得到深入的理解。我希望它能解釋清楚為什麼這些優化方法有效,它們各自的優缺點是什麼,以及在什麼情況下應該選擇哪種方法。這本書的價值在於,它能夠幫助我建立起一種從理論到實踐的完整認知,讓我能夠更自信地構建、訓練和調優各種復雜的機器學習模型。
評分這本書的名字本身就充滿瞭吸引力,將“貝葉斯”和“優化方法”這兩個在機器學習領域至關重要的概念並列,暗示瞭其內容的深度和廣度。我一直認為,要真正掌握機器學習,就必須深入理解其底層的數學原理和算法機製。貝葉斯方法,它以一種優雅的方式處理不確定性,並允許我們將先驗知識融入模型中,這在許多實際應用中至關重要。我期待在這本書中,能夠係統地學習貝葉斯統計學的核心概念,理解概率模型的構建,以及如何進行貝葉斯推斷,例如使用MCMC或變分推斷。另一方麵,優化方法是驅動機器學習模型學習的關鍵。無論是簡單的梯度下降,還是更復雜的牛頓法或自適應優化算法,它們都直接影響著模型的收斂速度和最終性能。我希望這本書能夠深入講解這些算法的數學原理,分析它們的優缺點,並提供實用的調優技巧。我期待這本書能為我提供一個完整的理論框架,幫助我理解貝葉斯方法如何與優化技術相結閤,以解決各種復雜的機器學習問題,從而提升我的研究和開發能力。
評分我對機器學習的興趣,更多地源於對數據背後規律的探索和對智能行為的模擬。在這一過程中,我發現理解模型是如何“學習”和“決策”至關重要。貝葉斯方法,以其嚴謹的概率框架,能夠讓我們在信息不完整或存在噪聲的情況下做齣更閤理的推斷,這對於理解模型的“信念”和“不確定性”非常有幫助。而優化方法,則是將這些“信念”轉化為實際行動的驅動力。我期待這本書能為我揭示貝葉斯模型是如何構建的,從先驗知識的引入到後驗分布的計算,以及如何利用這些信息來做齣預測。同時,我也想深入瞭解各種優化算法的內在機製,比如梯度下降如何一步步逼近最優解,以及各種加速技術和正則化方法如何防止模型過擬閤。我希望這本書能幫助我理解,在復雜的機器學習任務中,貝葉斯方法如何提供強大的建模能力,而優化方法又如何保證模型的有效訓練。這本書不僅僅是技術的堆砌,更是思維方式的啓迪,它將幫助我從更深層次上理解機器學習的本質,並能更有效地解決實際問題。
評分這本書的齣現,讓我眼前一亮。我一直在尋找一本能夠將貝葉斯方法和優化方法這兩大機器學習基石融會貫通的書籍,而這本書的名字恰好滿足瞭我的需求。貝葉斯方法在處理不確定性、進行概率建模方麵具有獨特的優勢,而優化方法則是驅動機器學習模型學習和性能提升的核心。我期望這本書能夠詳細闡述貝葉斯推理的數學原理,例如馬爾可夫鏈濛特卡洛(MCMC)方法、變分推斷等,並探討如何將其應用於復雜的機器學習模型中。同時,我希望書中能夠深入講解各種經典的優化算法,如梯度下降、牛頓法、擬牛頓法,以及更現代的自適應優化算法,如Adam、RMSprop等,並分析它們在不同場景下的優劣。我更看重的是,這本書能否清晰地闡釋貝葉斯方法和優化方法之間的內在聯係,以及它們如何協同工作,以解決更復雜、更具挑戰性的機器學習問題。我期待它能為我提供一套完整的理論框架和實踐指導,幫助我構建齣更具魯棒性、泛化能力更強的機器學習模型。這本書無疑是我在機器學習進階之路上的重要一站。
評分我對機器學習領域的興趣由來已久,但總覺得在某些方麵還缺乏深入的理解。特彆是當涉及到模型的不確定性分析和性能的極緻優化時,我總是感到有些力不從心。貝葉斯方法,其核心在於概率建模和推理,這正是處理不確定性問題的天然利器。我期待在這本書中,能夠係統地學習如何運用貝葉斯理論來構建概率模型,如何進行貝葉斯推斷,以及如何量化模型的不確定性。這對於許多實際應用場景,比如醫療診斷、金融風險評估等,都至關重要。同時,優化方法是機器學習模型訓練的命脈。如何設計有效的損失函數,如何選擇閤適的優化器,如何調整超參數以加速收斂並避免過擬閤,這些都是我非常關心的問題。我希望這本書能夠深入講解各種優化算法的原理、特點以及適用範圍,並提供一些實用的調優技巧。這本書將為我提供一個全新的視角,讓我能夠更深入地理解機器學習模型的“學習”過程,並能夠更有效地提升模型的性能。它不僅僅是關於“如何做”,更是關於“為什麼這樣做”,這種深入的理解,是我在學術和職業道路上追求的目標。
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