人工智能领域的5大算法

1.线性回归
线性回归(Linear Regression)可能是最流行的机器学习算法。线性回归就是要找一条直线,并且让这条直线尽可能地拟合散点图中的数据点。它试图通过将直线方程与该数据拟合来表示自变量(x 值)和数值结果(y 值)。然后就可以用这条线来预测未来的值!这种算法最常用的技术是最小二乘法(Least of squares)。这个方法计算出最佳拟合线,以使得与直线上每个数据点的垂直距离最小。总距离是所有数据点的垂直距离(绿线)的平方和。其思想是通过最小化这个平方误差或距离来拟合模型。

例如,简单线性回归,它有一个自变量(x 轴)和一个因变量(y 轴)比如预测明年的房价涨幅、下一季度新产品的销量等等。听起来并不难,不过线性回归算法的难点并不在于得出预测值,而在于如何更精确。为了那个可能十分细微的数字,多少工程师为之耗尽了青春和头发。

2.逻辑回归
逻辑回归(Logistic regression)与线性回归类似,但逻辑回归的结果只能有两个的值。如果说线性回归是在预测一个开放的数值,那逻辑回归更像是做一道是或不是的判断题。逻辑函数中Y值的范围从 0 到 1,是一个概率值。逻辑函数通常呈S 型,曲线把图表分成两块区域,因此适合用于分类任务。

比如上面的逻辑回归曲线图,显示了通过考试的概率与学习时间的关系,可以用来预测是否可以通过考试。逻辑回归经常被电商或者外卖平台用来预测用户对品类的购买偏好。

3.决策树
如果说线性和逻辑回归都是把任务在一个回合内结束,那么决策树(Decision Trees)就是一个多步走的动作,它同样用于回归和分类任务中,不过场景通常更复杂且具体。举个简单例子,老师面对一个班级的学生,哪些是好学生?如果简单判断考试90分就算好学生好像太粗暴了,不能唯分数论。那面对成绩不到90分的学生,我们可以从作业、出勤、提问等几个方面分开讨论。


以上就是一个决策树的图例,其中每一个有分叉的圈称为节点。在每个节点上,我们根据可用的特征询问有关数据的问题。左右分支代表可能的答案。最终节点(即叶节点)对应于一个预测值。
每个特征的重要性是通过自顶向下方法确定的。节点越高,其属性就越重要。比如在上面例子中的老师就认为出勤率比做作业重要,所以出勤率的节点就更高,当然分数的节点更高。

4.朴素贝叶斯朴素贝叶斯(Naive Bayes

基于贝叶斯定理,即两个条件关系之间。它测量每个类的概率,每个类的条件概率给出 x 的值。这个算法用于分类问题,得到一个二进制“是 / 非”的结果。看看下面的方程式。

朴素贝叶斯分类器是一种流行的统计技术,经典应用是过滤垃圾邮件。当然,学堂君赌一顿火锅,80%的人没看懂上面这段话。(80%这个数字是学堂君猜的,但经验直觉就是一种贝叶斯式的计算。)
用非术语解释贝叶斯定理,就是通过A条件下发生B的概率,去得出B条件下发生A的概率。比如说,小猫喜欢你,有a%可能性在你面前翻肚皮,请问小猫在你面前翻肚皮,有多少概率喜欢你?
当然,这样做题,等于抓瞎,所以我们还需要引入其他数据,比如小猫喜欢你,有b%可能和你贴贴,有c%概率发出呼噜声。所以我们如何知道小猫有多大概率喜欢自己呢,通过贝叶斯定理就可以从翻肚皮,贴贴和呼噜的概率中计

5.支持向量机
支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是一种用于分类问题的监督算法。支持向量机试图在数据点之间绘制两条线,它们之间的边距最大。为此,我们将数据项绘制为 n 维空间中的点,其中,n 是输入特征的数量。在此基础上,支持向量机找到一个最优边界,称为超平面(Hyperplane),它通过类标签将可能的输出进行最佳分离。超平面与最近的类点之间的距离称为边距。最优超平面具有最大的边界,可对点进行分类,从而使最近的数据点与这两个类之间的距离最大化。
所以支持向量机想要解决的问题也就是如何把一堆数据做出区隔,它的主要应用场景有字符识别、面部识别、文本分类等各种识别。

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