怎样选用正确的特征构造学习算法或者如何选择学习算法中的正则化参数lambda?这些问题我们称之为模型选择问题. 在对于这一问题的讨论中,我们不仅将数据分为:训练集和测试集,而是将数据分为三个数据组:也就是训练集.验证集和测试集.本节将会介绍这些内容的含义,以及如何使用它们进行模型选择.在前面的学习中,我们已经多次接触到过拟合现象.在过拟合的情况中学习算法在适用于训练集时表现非常完美,但这并不代表此时的假设也很完美(如下图). 更普遍地说,过拟合是训练集误差通常不能正确预测出该假设是否能很好地拟合…

当我们运行一个学习算法时,如果这个算法的表现不理想,那么有两种原因导致:要么偏差比较大.要么方差比较大.换句话说,要么是欠拟合.要么是过拟合.那么这两种情况,哪个和偏差有关.哪个和方差有关,或者是不是和两个都有关,搞清楚这点很重要.能判断出现的情况是这两种中的哪一种,是一个很有效的指示器,指引着可以改进算法的最有效的方法和途径. 下面深入地探讨一下有关偏差和方差的问题,并且能弄清楚怎样评价一个学习算法.能够判断一个算法是偏差还是方差有问题.因为这个问题对于弄清如何改进学习算法的效果非常重要. 如…

1.斯坦福大学公开课机器学习 (吴恩达 Andrew Ng) http://open.163.com/special/opencourse/machinelearning.html 笔记 http://cs229.stanford.edu/syllabus.html http://www.cnblogs.com/jerrylead/default.html?page=3 http://www.cnblogs.com/madrabbit/ https://blog.csdn.net/xiahouz…

误差分析可以更系统地做出决定.如果你准备研究机器学习的东西或者构造机器学习应用程序,最好的实践方法不是建立一个非常复杂的系统.拥有多么复杂的变量,而是构建一个简单的算法.这样你可以很快地实现它.研究机器学习的问题时,会花一天的时间试图很快的把结果搞出来.即便效果不好,运行得不完美,通过交叉验证来检验数据,一旦做完,就可以画出学习曲线.通过画出学习曲线以及检验误差来找出算法是否有高偏差和高方差的问题,或者别的问题.在这样分析之后,再来决定用更多的数据训练,或者加入更多的特征变量.这么做的原因是刚接…

上篇文章提到了误差分析以及设定误差度量值的重要性.那就是设定某个实数来评估学习算法并衡量它的表现.有了算法的评估和误差度量值,有一件重要的事情要注意,就是使用一个合适的误差度量值,有时会对学习算法造成非常微妙的影响.这类问题就是偏斜类(skewed classes)的问题.什么意思呢.以癌症分类为例,我们拥有内科病人的特征变量,并希望知道他们是否患有癌症,这就像恶性与良性肿瘤的分类问题.假设y=1表示患者患有癌症,假设y=0表示没有得癌症,然后训练逻辑回归模型.假设用测试集检验了这个分类模型,并…

假如我们在开发一个机器学习系统,想试着改进一个机器学习系统的性能,我们应该如何决定接下来应该选择哪条道路? 为了解释这一问题,以预测房价的学习例子.假如我们已经得到学习参数以后,要将我们的假设函数放到一组新的房屋样本上进行测试,这个时候我们会发现在预测房价时,产生了巨大的误差,现在我们的问题是要想改进这个算法接下来应该怎么办? 实际上我们可以想出很多种方法来改进算法的性能,其中一种办法是使用更多的训练样本.具体来讲,通过电话调查.上门调查,获取更多的不同的房屋出售数据.遗憾的是,好多人花费了大量…

针对高偏差.高方差问题的解决方法: 1.解决高方差问题的方案:增大训练样本量.缩小特征量.增大lambda值 2.解决高偏差问题的方案:增大特征量.增加多项式特征(比如x1*x2,x1的平方等等).减少lambda值 隐藏层数的选择对于拟合效果的影响: 隐藏层数过少,神经网络简单,参数少,容易出现欠拟合: 隐藏层数过多,神经网络复杂,参数多,容易出现过拟合,同时计算量也庞大. 事实上,如果经常应用神经网络,特别是大型神经网络的话,会发现越大型的网络性能越好,如果发生了过拟合,可以使用正则化的方法…

绘制学习曲线非常有用,比如你想检查你的学习算法,运行是否正常.或者你希望改进算法的表现或效果.那么学习曲线就是一种很好的工具.学习曲线可以判断某一个学习算法,是偏差.方差问题,或是二者皆有. 为了绘制一条学习曲线,通常先绘制出训练集数据的平均误差平方和(Jtrain),或者交叉验证集数据的平均误差平方和(Jcv).将其绘制成一个关于参数m的函数.也就是一个关于训练集.样本总数的函数.m一般是一个常数,比如m等于100,表示100组训练样本.但我们要自己取一些m的值,也就是说对m的取值做一点限制,…

算法正则化可以有效地防止过拟合, 但正则化跟算法的偏差和方差又有什么关系呢?下面主要讨论一下方差和偏差两者之间是如何相互影响的.以及和算法的正则化之间的相互关系 假如我们要对高阶的多项式进行拟合,为了防止过拟合现象,我们要使用图下所示的正则化.因此我们试图通过下面的正则化项,来让参数的值尽可能小.正则化项的求和范围,照例取为j等于1到m,而非j等于0到m. 然后我们来分析以下三种情形.第一种情形:正则化参数lambda取一个比较大的值(比如lambda的值取为10000甚至更大).在这种情况下,…

怎样评价我们的学习算法得到的假设以及如何防止过拟合和欠拟合的问题. 当我们确定学习算法的参数时,我们考虑的是选择参数来使训练误差最小化.有人认为,得到一个很小的训练误差一定是一件好事.但其实,仅仅是因为这个假设具有很小的训练误差,当将其样本量扩大时,会发现训练误差变大了,这说明它不是一个好的假设.比如下图,拟合的非常好,一旦样本量改变,其训练误差随之增大. 那么我们如何判断一个假设是否是过拟合的呢?我们可以画出假设函数h(x),然后观察.但对于更一般的情况,特征有很多个,比如下图.想要通过画出假…

当我们在进行机器学习时着重要考虑什么问题.以垃圾邮件分类为例子.假如你想建立一个垃圾邮件分类器,看这些垃圾邮件与非垃圾邮件的例子.左边这封邮件想向你推销东西.注意这封垃圾邮件有意的拼错一些单词,就像Med1cine中有一个1,m0rtgage里有个0.右边的邮件显然不是一个垃圾邮件. 假设我们已经有一些加过标签的训练集,比如标注垃圾邮件为y=1,和非垃圾邮件为y=0.那么如何用监督学习的方法来构造一个分类器,区分垃圾邮件和非垃圾邮件呢?为了应用监督学习,首先必须确定的是,如何用邮件的特征构造向量…

如上图所示,如果用逻辑回归来解决这个问题,首先需要构造一个包含很多非线性项的逻辑回归函数g(x).这里g仍是s型函数(即 ).我们能让函数包含很多像这的多项式,当多项式足够多时,那么你也许能够得到可以分开正样本和负样本的分界线,如图下粉红色分界线所示: 当只有两项时,比如x1.x2,这种方法能够得到不错的效果,因为你可以把x1和x2的所有组合都包含到多项式中,但是对于许多复杂的机器学习问题涉及的项往往多于两项,以房屋为例,影响房屋价格因素有房子大小.卧室数量.楼层.房龄等等.假设现在要处理的是关…

下图为四种不同算法应用在不同大小数据量时的表现,可以看出,随着数据量的增大,算法的表现趋于接近.即不管多么糟糕的算法,数据量非常大的时候,算法表现也可以很好. 数据量很大时,学习算法表现比较好的原理: 使用比较大的训练集(意味着不可能过拟合),此时方差会比较低:此时,如果在逻辑回归或者线性回归模型中加入很多参数以及层数的话,则偏差会很低.综合起来,这会是一个很好的高性能的学习算法.…

一般来说,召回率和查准率的关系如下:1.如果需要很高的置信度的话,查准率会很高,相应的召回率很低:2.如果需要避免假阴性的话,召回率会很高,查准率会很低.下图右边显示的是召回率和查准率在一个学习算法中的关系.值得注意的是,没有一个学习算法是能同时保证高查准率和召回率的,要高查准率还是高召回率,取决于自己的需求.此外,查准率和召回率之间的关系曲线可以是多样性,不一定是图示的形状. 如何取舍查准率和召回率数值: 一开始提出来的算法有取查准率和召回率的平均值,如下面的公式average=(P+R)/2…

使用神经网络来实现自动驾驶,也就是说使汽车通过学习来自己驾驶. 下图是通过神经网络学习实现自动驾驶的图例讲解: 左下角是汽车所看到的前方的路况图像.左上图,可以看到一条水平的菜单栏(数字4所指示方向),白亮的区段显示的就是人类驾驶者选择的方向.而最右端则对应向右急转的操作(箭头3),中心稍微向左一点的位置(箭头2),则表示在这一点上人类驾驶者的操作是慢慢的向左拐.这幅图的第二部分(箭头5)对应的就是学习算法选出的行驶方向,类似的白亮的区段(箭头6)显示的就是神经网络在这里选择的行驶方向是稍微的左…

神经网络是在模仿大脑中的神经元或者神经网络时发明的.因此,要解释如何表示模型假设,我们先来看单个神经元在大脑中是什么样的.如下图,我们的大脑中充满了神经元,神经元是大脑中的细胞,其中有两点值得我们注意,一是神经元有细胞主体,二是神经元有一定数量的输入神经.这些输入神经叫做树突,可以把它们想象成输入电线,它们接收来自其他神经元的信息,神经元的输出神经叫做轴突,这些输出神经是用来给其他神经元传递信号或者传送信息的.简而言之,神经元是一个计算单元,它从输入神经接受一定数目的信息,并做一些计算,然后将结…

对于下图,左边是行人,作为阳性例子,赋值y=1,右边是景物,作为阴性例子,赋值y=0; 步长概念: 如下图所示,步长表示绿色框框移动的距离,有时候也称为滑动参数stride,如果一次移动一个像素,则称步长为1,通常步长为1时,表现最好,但是计算成本高,一般,选用4或8个步长更为常见. 通过绿色框框进行移动,然后运行分类器,对图块(image patches)进行分类,直到最后.随着你在图片的不同位置,滑动这个矩形框,首先从第一行,然后滑到下一行,使用不同的步长对这些不同的图块应用某个步长,通过分…

本章节主要讲怎么确定梯度下降的工作是正确的,第二是怎么选择学习率α,如下图所示: 上图显示的是梯度下降算法迭代过程中的代价函数j(θ)的值,横轴是迭代步数,纵轴是j(θ)的值 如果梯度算法正常工作,那么每一步迭代之后,那么j(θ)值应该是每一次迭代后都会相应降低,曲线的用处在于告诉你迭代到哪一步之后,已经收敛了,比如上图迭代到400次之后,j(θ)值基本就收敛了,因为迭代函数并没有随着迭代次数降低. 另外一个方法,叫自动收敛测试,也可以很好的判断梯度下降是否已经达到了收敛,比如j(θ)值在每一步…

以房屋价格为例,假设有两个特征向量:X1:房子大小(1-2000 feets), X2:卧室数量(1-5) 关于这两个特征向量的代价函数如下图所示: 从上图可以看出,代价函数是一个又瘦又高的椭圆形轮廓图,如果用这个代价函数来运行梯度下降的话,得到最终的梯度值,可能需要花费很长的时间,甚至可能来回震动,最终才能收敛到全局最小值.为了减少梯度下来花费的时间,最好的办法就是对特征向量进行缩放(feature scaling). 特征向量缩放(feature scaling):具体来说,还是以上面的房屋…

10.1  决定下一步做什么 10.2  评估一个假设 10.3  模型选择和交叉验证集 10.4  诊断偏差和方差 10.5  归一化和偏差/方差 10.6  学习曲线 10.7  决定下一步做什么 10.1  决定下一步做什么 到目前为止,我们已经介绍了许多不同的学习算法,如果你一直跟着这些视频的进度学习,你会发现自己已经不知不觉地成为一个了解许多先进机器学习技术的专家了. 然而,在懂机器学习的人当中依然存在着很大的差距,一部分人确实掌握了怎样高效有力地运用这些学习算法.而另一些人他们可能对…

10.1  决定下一步做什么 10.2  评估一个假设 10.3  模型选择和交叉验证集 10.4  诊断偏差和方差 10.5  归一化和偏差/方差 10.6  学习曲线 10.7  决定下一步做什么 10.1  决定下一步做什么 到目前为止,我们已经介绍了许多不同的学习算法,如果你一直跟着这些视频的进度学习,你会发现自己已经不知不觉地成为一个了解许多先进机器学习技术的专家了. 然而,在懂机器学习的人当中依然存在着很大的差距,一部分人确实掌握了怎样高效有力地运用这些学习算法.而另一些人他们可能对…

这章的内容对于设计分析假设性能有很大的帮助,如果运用的好,将会节省实验者大量时间. Machine Learning System Design6.1 Evaluating a Learning Algorithm6.1.1 Deciding What to Try Next机器学习诊断法:一种测试法,通过执行这种测试,能够深入了解某种算法是否有用.诊断法也会告诉你,要想改进一种算法的效果需要什么样的尝试.能够判断一种学习算法能不能work,并且改善该算法性能的一个测试. 诊断法的执行和实现是需…

In Week 6, you will be learning about systematically improving your learning algorithm. The videos for this week will teach you how to tell when a learning algorithm is doing poorly, and describe the 'best practices' for how to 'debug' your learning…

(1) Advice for applying machine learning Deciding what to try next 现在我们已学习了线性回归.逻辑回归.神经网络等机器学习算法,接下来我们要做的是高效地利用这些算法去解决实际问题,尽量不要把时间浪费在没有多大意义的尝试上,Advice for applying machine learning & Machinelearning system design 这两课介绍的就是在设计机器学习系统的时候,我们该怎么做? 假设我们实现了一…

2015-07-06 第一讲   课务.iOS概述 -------------------------------------------------- 开始学习斯坦福大学公开课:iOS 7应用开发留下笔记…

我们将学习如何系统地提升机器学习算法,告诉你学习算法何时做得不好,并描述如何'调试'你的学习算法和提高其性能的“最佳实践”.要优化机器学习算法,需要先了解可以在哪里做最大的改进. 我们将讨论如何理解具有多个部分的机器学习系统的性能,以及如何处理偏斜数据. Evaluating a Hypothesis 设想当你训练的模型对预测数据有很大偏差的时候,接下来你会选择怎么做? 这个需要花时间去实现,但是对你的帮助也会很大,使你不盲目的做一些决定来提升算法,而是直观地看出哪些是对提升算法是有效的. 我们…

Lecture 10—Advice for applying machine learning 10.1 如何调试一个机器学习算法? 有多种方案: 1.获得更多训练数据:2.尝试更少特征:3.尝试更多特征:4.尝试添加多项式特征:5.减小 λ:6.增大 λ 为了避免一个方案一个方案的尝试,可以通过评估机器学习算法的性能,来进行调试. 机器学习诊断法 Machine learning diagnostic 的定义: 10.2 评估一个假设 想要评估一个算法是否过拟合 (一)首先,划分测试集和训练集…

https://jmetzen.github.io/2015-01-29/ml_advice.html Advice for applying Machine Learning This post is based on a tutorial given in a machine learning course at University of Bremen. It summarizes some recommendations on how to get started with machin…

第二课名称是:Objective-C 回顾上节课的内容: 创建了单个MVC模式的项目 显示项目的各个文件,显示或隐藏导航,Assistant Editor, Console, Object Library, Inspector等功能的使用 在故事版上编辑视图,通过Ctrl+拖拽把view连接到Controller的outlet. 创建新的类,比如 CalculatorBrain 使用@synthesize 延迟实例化实现getter [ ]中括号的使用 私有方法在.m文件中定义 使用strong…

10.1 决定下一步做什么 到目前为止,我们已经介绍了许多不同的学习算法,如果你一直跟着这些视频的进度学习,你会发现自己已经不知不觉地成为一个了解许多先进机器学习技术的专家了. 然而,在懂机器学习的人当中依然存在着很大的差距,一部分人确实掌握了怎样高效有力地运用这些学习算法.而另一些人他们可能对我马上要讲的东西,就不是那么熟悉了.他们可能没有完全理解怎样运用这些算法.因此总是把时间浪费在毫无意义的尝试上.我想做的是确保你在设计机器学习的系统时,你能够明白怎样选择一条最合适.最正确的道路.因此,在…