Pattern Recognition and Machine Learning pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025
出版者:Springer
作者:Christopher Bishop
出品人:
页数:738
译者:
出版时间:2007-10-1
价格:USD 94.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780387310732
丛书系列:
图书标签:
- 机器学习
- 模式识别
- 人工智能
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- Data Science
- Neural Networks
- Classification
- Regression
- Clustering
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具体描述
The dramatic growth in practical applications for machine learning over the last ten years has been accompanied by many important developments in the underlying algorithms and techniques. For example, Bayesian methods have grown from a specialist niche to become mainstream, while graphical models have emerged as a general framework for describing and applying probabilistic techniques. The practical applicability of Bayesian methods has been greatly enhanced by the development of a range of approximate inference algorithms such as variational Bayes and expectation propagation, while new models based on kernels have had a significant impact on both algorithms and applications.
This completely new textbook reflects these recent developments while providing a comprehensive introduction to the fields of pattern recognition and machine learning. It is aimed at advanced undergraduates or first-year PhD students, as well as researchers and practitioners. No previous knowledge of pattern recognition or machine learning concepts is assumed. Familiarity with multivariate calculus and basic linear algebra is required, and some experience in the use of probabilities would be helpful though not essential as the book includes a self-contained introduction to basic probability theory.
The book is suitable for courses on machine learning, statistics, computer science, signal processing, computer vision, data mining, and bioinformatics. Extensive support is provided for course instructors, including more than 400 exercises, graded according to difficulty. Example solutions for a subset of the exercises are available from the book web site, while solutions for the remainder can be obtained by instructors from the publisher. The book is supported by a great deal of additional material, and the reader is encouraged to visit the book web site for the latest information.
作者简介
Christopher M. Bishop is Deputy Director of Microsoft Research Cambridge, and holds a Chair in Computer Science at the University of Edinburgh. He is a Fellow of Darwin College Cambridge, a Fellow of the Royal Academy of Engineering, and a Fellow of the Royal Society of Edinburgh. His previous textbook "Neural Networks for Pattern Recognition" has been widely adopted.
目录信息
1 Introduction 1
1.1 Example: Polynomial Curve Fitting . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Probability Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.1 Probability densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.2 Expectations and covariances . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.3 Bayesian probabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2.4 The Gaussian distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.2.5 Curve fitting re-visited . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.2.6 Bayesian curve fitting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.3 Model Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.4 The Curse of Dimensionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.5 Decision Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.5.1 Minimizing the misclassification rate . . . . . . . . . . . . 39
1.5.2 Minimizing the expected loss . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.5.3 The reject option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.5.4 Inference and decision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.5.5 Loss functions for regression . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.6 Information Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.6.1 Relative entropy and mutual information . . . . . . . . . . 55
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2 Probability Distributions 67
2.1 Binary Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.1.1 The beta distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.2 Multinomial Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.2.1 The Dirichlet distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.3 The Gaussian Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.3.1 Conditional Gaussian distributions . . . . . . . . . . . . . . 85
2.3.2 Marginal Gaussian distributions . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.3.3 Bayes’ theorem for Gaussian variables . . . . . . . . . . . . 90
2.3.4 Maximum likelihood for the Gaussian . . . . . . . . . . . . 93
2.3.5 Sequential estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
2.3.6 Bayesian inference for the Gaussian . . . . . . . . . . . . . 97
2.3.7 Student’s t-distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2.3.8 Periodic variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.3.9 Mixtures of Gaussians . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.4 The Exponential Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2.4.1 Maximum likelihood and sufficient statistics . . . . . . . . 116
2.4.2 Conjugate priors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.4.3 Noninformative priors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.5 Nonparametric Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.5.1 Kernel density estimators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
2.5.2 Nearest-neighbour methods . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3 Linear Models for Regression 137
3.1 Linear Basis Function Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
3.1.1 Maximum likelihood and least squares . . . . . . . . . . . . 140
3.1.2 Geometry of least squares . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.1.3 Sequential learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.1.4 Regularized least squares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
3.1.5 Multiple outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.2 The Bias-Variance Decomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
3.3 Bayesian Linear Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
3.3.1 Parameter distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
3.3.2 Predictive distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
3.3.3 Equivalent kernel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
3.4 Bayesian Model Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
3.5 The Evidence Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
3.5.1 Evaluation of the evidence function . . . . . . . . . . . . . 166
3.5.2 Maximizing the evidence function . . . . . . . . . . . . . . 168
3.5.3 Effective number of parameters . . . . . . . . . . . . . . . 170
3.6 Limitations of Fixed Basis Functions . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4 Linear Models for Classification 179
4.1 Discriminant Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4.1.1 Two classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4.1.2 Multiple classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
4.1.3 Least squares for classification . . . . . . . . . . . . . . . . 184
4.1.4 Fisher’s linear discriminant . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
4.1.5 Relation to least squares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
4.1.6 Fisher’s discriminant for multiple classes . . . . . . . . . . 191
4.1.7 The perceptron algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
4.2 Probabilistic Generative Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.2.1 Continuous inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
4.2.2 Maximum likelihood solution . . . . . . . . . . . . . . . . 200
4.2.3 Discrete features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
4.2.4 Exponential family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
4.3 Probabilistic Discriminative Models . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
4.3.1 Fixed basis functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.3.2 Logistic regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
4.3.3 Iterative reweighted least squares . . . . . . . . . . . . . . 207
4.3.4 Multiclass logistic regression . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
4.3.5 Probit regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
4.3.6 Canonical link functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
4.4 The Laplace Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
4.4.1 Model comparison and BIC . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
4.5 Bayesian Logistic Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.5.1 Laplace approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.5.2 Predictive distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5 Neural Networks 225
5.1 Feed-forward Network Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
5.1.1 Weight-space symmetries . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
5.2 Network Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
5.2.1 Parameter optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
5.2.2 Local quadratic approximation . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.2.3 Use of gradient information . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.2.4 Gradient descent optimization . . . . . . . . . . . . . . . . 240
5.3 Error Backpropagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
5.3.1 Evaluation of error-function derivatives . . . . . . . . . . . 242
5.3.2 A simple example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.3.3 Efficiency of backpropagation . . . . . . . . . . . . . . . . 246
5.3.4 The Jacobian matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.4 The Hessian Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
5.4.1 Diagonal approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
5.4.2 Outer product approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
5.4.3 Inverse Hessian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.4.4 Finite differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.4.5 Exact evaluation of the Hessian . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.4.6 Fast multiplication by the Hessian . . . . . . . . . . . . . . 254
5.5 Regularization in Neural Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.5.1 Consistent Gaussian priors . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
5.5.2 Early stopping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
5.5.3 Invariances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.5.4 Tangent propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
5.5.5 Training with transformed data . . . . . . . . . . . . . . . . 265
5.5.6 Convolutional networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
5.5.7 Soft weight sharing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
5.6 Mixture Density Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
5.7 Bayesian Neural Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
5.7.1 Posterior parameter distribution . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.7.2 Hyperparameter optimization . . . . . . . . . . . . . . . . 280
5.7.3 Bayesian neural networks for classification . . . . . . . . . 281
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
6 Kernel Methods 291
6.1 Dual Representations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
6.2 Constructing Kernels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
6.3 Radial Basis Function Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
6.3.1 Nadaraya-Watson model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
6.4 Gaussian Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
6.4.1 Linear regression revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
6.4.2 Gaussian processes for regression . . . . . . . . . . . . . . 306
6.4.3 Learning the hyperparameters . . . . . . . . . . . . . . . . 311
6.4.4 Automatic relevance determination . . . . . . . . . . . . . 312
6.4.5 Gaussian processes for classification . . . . . . . . . . . . . 313
6.4.6 Laplace approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
6.4.7 Connection to neural networks . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
7 Sparse Kernel Machines 325
7.1 Maximum Margin Classifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
7.1.1 Overlapping class distributions . . . . . . . . . . . . . . . . 331
7.1.2 Relation to logistic regression . . . . . . . . . . . . . . . . 336
7.1.3 Multiclass SVMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
7.1.4 SVMs for regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
7.1.5 Computational learning theory . . . . . . . . . . . . . . . . 344
7.2 Relevance Vector Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
7.2.1 RVM for regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
7.2.2 Analysis of sparsity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
7.2.3 RVM for classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
8 Graphical Models 359
8.1 Bayesian Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
8.1.1 Example: Polynomial regression . . . . . . . . . . . . . . . 362
8.1.2 Generative models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
8.1.3 Discrete variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
8.1.4 Linear-Gaussian models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
8.2 Conditional Independence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
8.2.1 Three example graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
8.2.2 D-separation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
8.3 Markov Random Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
8.3.1 Conditional independence properties . . . . . . . . . . . . . 383
8.3.2 Factorization properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
8.3.3 Illustration: Image de-noising . . . . . . . . . . . . . . . . 387
8.3.4 Relation to directed graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
8.4 Inference in Graphical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
8.4.1 Inference on a chain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
8.4.2 Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
8.4.3 Factor graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
8.4.4 The sum-product algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
8.4.5 The max-sum algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
8.4.6 Exact inference in general graphs . . . . . . . . . . . . . . 416
8.4.7 Loopy belief propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
8.4.8 Learning the graph structure . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
9 Mixture Models and EM 423
9.1 K-means Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
9.1.1 Image segmentation and compression . . . . . . . . . . . . 428
9.2 Mixtures of Gaussians . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
9.2.1 Maximum likelihood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
9.2.2 EM for Gaussian mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
9.3 An Alternative View of EM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
9.3.1 Gaussian mixtures revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
9.3.2 Relation to K-means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
9.3.3 Mixtures of Bernoulli distributions . . . . . . . . . . . . . . 444
9.3.4 EM for Bayesian linear regression . . . . . . . . . . . . . . 448
9.4 The EM Algorithm in General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
10 Approximate Inference 461
10.1 Variational Inference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
10.1.1 Factorized distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
10.1.2 Properties of factorized approximations . . . . . . . . . . . 466
10.1.3 Example: The univariate Gaussian . . . . . . . . . . . . . . 470
10.1.4 Model comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
10.2 Illustration: Variational Mixture of Gaussians . . . . . . . . . . . . 474
10.2.1 Variational distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
10.2.2 Variational lower bound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
10.2.3 Predictive density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
10.2.4 Determining the number of components . . . . . . . . . . . 483
10.2.5 Induced factorizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
10.3 Variational Linear Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
10.3.1 Variational distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
10.3.2 Predictive distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
10.3.3 Lower bound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
10.4 Exponential Family Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
10.4.1 Variational message passing . . . . . . . . . . . . . . . . . 491
10.5 Local Variational Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
10.6 Variational Logistic Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
10.6.1 Variational posterior distribution . . . . . . . . . . . . . . . 498
10.6.2 Optimizing the variational parameters . . . . . . . . . . . . 500
10.6.3 Inference of hyperparameters . . . . . . . . . . . . . . . . 502
10.7 Expectation Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505
10.7.1 Example: The clutter problem . . . . . . . . . . . . . . . . 511
10.7.2 Expectation propagation on graphs . . . . . . . . . . . . . . 513
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
11 Sampling Methods 523
11.1 Basic Sampling Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
11.1.1 Standard distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
11.1.2 Rejection sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
11.1.3 Adaptive rejection sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
11.1.4 Importance sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532
11.1.5 Sampling-importance-resampling . . . . . . . . . . . . . . 534
11.1.6 Sampling and the EM algorithm . . . . . . . . . . . . . . . 536
11.2 Markov Chain Monte Carlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
11.2.1 Markov chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
11.2.2 The Metropolis-Hastings algorithm . . . . . . . . . . . . . 541
11.3 Gibbs Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
11.4 Slice Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
11.5 The Hybrid Monte Carlo Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
11.5.1 Dynamical systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
11.5.2 Hybrid Monte Carlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
11.6 Estimating the Partition Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
12 Continuous Latent Variables 559
12.1 Principal Component Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
12.1.1 Maximum variance formulation . . . . . . . . . . . . . . . 561
12.1.2 Minimum-error formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
12.1.3 Applications of PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
12.1.4 PCA for high-dimensional data . . . . . . . . . . . . . . . 569
12.2 Probabilistic PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570
12.2.1 Maximum likelihood PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574
12.2.2 EM algorithm for PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
12.2.3 Bayesian PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
12.2.4 Factor analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583
12.3 Kernel PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586
12.4 Nonlinear Latent Variable Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
12.4.1 Independent component analysis . . . . . . . . . . . . . . . 591
12.4.2 Autoassociative neural networks . . . . . . . . . . . . . . . 592
12.4.3 Modelling nonlinear manifolds . . . . . . . . . . . . . . . . 595
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
13 Sequential Data 605
13.1 Markov Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
13.2 Hidden Markov Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
13.2.1 Maximum likelihood for the HMM . . . . . . . . . . . . . 615
13.2.2 The forward-backward algorithm . . . . . . . . . . . . . . 618
13.2.3 The sum-product algorithm for the HMM . . . . . . . . . . 625
13.2.4 Scaling factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627
13.2.5 The Viterbi algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629
13.2.6 Extensions of the hidden Markov model . . . . . . . . . . . 631
13.3 Linear Dynamical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
13.3.1 Inference in LDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638
13.3.2 Learning in LDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
13.3.3 Extensions of LDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
13.3.4 Particle filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646
14 Combining Models 653
14.1 Bayesian Model Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654
14.2 Committees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655
14.3 Boosting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
14.3.1 Minimizing exponential error . . . . . . . . . . . . . . . . 659
14.3.2 Error functions for boosting . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
14.4 Tree-based Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663
14.5 Conditional Mixture Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666
14.5.1 Mixtures of linear regression models . . . . . . . . . . . . . 667
14.5.2 Mixtures of logistic models . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
14.5.3 Mixtures of experts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
Appendix A Data Sets 677
Appendix B Probability Distributions 685
Appendix C Properties of Matrices 695
Appendix D Calculus of Variations 703
Appendix E LagrangeMultipliers 707
References 711
· · · · · · (收起)
1.1 Example: Polynomial Curve Fitting . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Probability Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.1 Probability densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.2 Expectations and covariances . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.3 Bayesian probabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2.4 The Gaussian distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.2.5 Curve fitting re-visited . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.2.6 Bayesian curve fitting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.3 Model Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.4 The Curse of Dimensionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.5 Decision Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.5.1 Minimizing the misclassification rate . . . . . . . . . . . . 39
1.5.2 Minimizing the expected loss . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.5.3 The reject option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.5.4 Inference and decision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.5.5 Loss functions for regression . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.6 Information Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.6.1 Relative entropy and mutual information . . . . . . . . . . 55
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2 Probability Distributions 67
2.1 Binary Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.1.1 The beta distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.2 Multinomial Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.2.1 The Dirichlet distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.3 The Gaussian Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.3.1 Conditional Gaussian distributions . . . . . . . . . . . . . . 85
2.3.2 Marginal Gaussian distributions . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.3.3 Bayes’ theorem for Gaussian variables . . . . . . . . . . . . 90
2.3.4 Maximum likelihood for the Gaussian . . . . . . . . . . . . 93
2.3.5 Sequential estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
2.3.6 Bayesian inference for the Gaussian . . . . . . . . . . . . . 97
2.3.7 Student’s t-distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2.3.8 Periodic variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.3.9 Mixtures of Gaussians . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
2.4 The Exponential Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
2.4.1 Maximum likelihood and sufficient statistics . . . . . . . . 116
2.4.2 Conjugate priors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.4.3 Noninformative priors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2.5 Nonparametric Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.5.1 Kernel density estimators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
2.5.2 Nearest-neighbour methods . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3 Linear Models for Regression 137
3.1 Linear Basis Function Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
3.1.1 Maximum likelihood and least squares . . . . . . . . . . . . 140
3.1.2 Geometry of least squares . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.1.3 Sequential learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
3.1.4 Regularized least squares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
3.1.5 Multiple outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.2 The Bias-Variance Decomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
3.3 Bayesian Linear Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
3.3.1 Parameter distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
3.3.2 Predictive distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
3.3.3 Equivalent kernel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
3.4 Bayesian Model Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
3.5 The Evidence Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
3.5.1 Evaluation of the evidence function . . . . . . . . . . . . . 166
3.5.2 Maximizing the evidence function . . . . . . . . . . . . . . 168
3.5.3 Effective number of parameters . . . . . . . . . . . . . . . 170
3.6 Limitations of Fixed Basis Functions . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4 Linear Models for Classification 179
4.1 Discriminant Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4.1.1 Two classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4.1.2 Multiple classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
4.1.3 Least squares for classification . . . . . . . . . . . . . . . . 184
4.1.4 Fisher’s linear discriminant . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
4.1.5 Relation to least squares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
4.1.6 Fisher’s discriminant for multiple classes . . . . . . . . . . 191
4.1.7 The perceptron algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
4.2 Probabilistic Generative Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
4.2.1 Continuous inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
4.2.2 Maximum likelihood solution . . . . . . . . . . . . . . . . 200
4.2.3 Discrete features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
4.2.4 Exponential family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
4.3 Probabilistic Discriminative Models . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
4.3.1 Fixed basis functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.3.2 Logistic regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
4.3.3 Iterative reweighted least squares . . . . . . . . . . . . . . 207
4.3.4 Multiclass logistic regression . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
4.3.5 Probit regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
4.3.6 Canonical link functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
4.4 The Laplace Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
4.4.1 Model comparison and BIC . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
4.5 Bayesian Logistic Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.5.1 Laplace approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.5.2 Predictive distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5 Neural Networks 225
5.1 Feed-forward Network Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
5.1.1 Weight-space symmetries . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
5.2 Network Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
5.2.1 Parameter optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
5.2.2 Local quadratic approximation . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.2.3 Use of gradient information . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.2.4 Gradient descent optimization . . . . . . . . . . . . . . . . 240
5.3 Error Backpropagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
5.3.1 Evaluation of error-function derivatives . . . . . . . . . . . 242
5.3.2 A simple example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.3.3 Efficiency of backpropagation . . . . . . . . . . . . . . . . 246
5.3.4 The Jacobian matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.4 The Hessian Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
5.4.1 Diagonal approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
5.4.2 Outer product approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
5.4.3 Inverse Hessian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.4.4 Finite differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.4.5 Exact evaluation of the Hessian . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.4.6 Fast multiplication by the Hessian . . . . . . . . . . . . . . 254
5.5 Regularization in Neural Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.5.1 Consistent Gaussian priors . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
5.5.2 Early stopping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
5.5.3 Invariances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5.5.4 Tangent propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
5.5.5 Training with transformed data . . . . . . . . . . . . . . . . 265
5.5.6 Convolutional networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
5.5.7 Soft weight sharing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
5.6 Mixture Density Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
5.7 Bayesian Neural Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
5.7.1 Posterior parameter distribution . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.7.2 Hyperparameter optimization . . . . . . . . . . . . . . . . 280
5.7.3 Bayesian neural networks for classification . . . . . . . . . 281
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
6 Kernel Methods 291
6.1 Dual Representations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
6.2 Constructing Kernels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
6.3 Radial Basis Function Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
6.3.1 Nadaraya-Watson model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
6.4 Gaussian Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
6.4.1 Linear regression revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
6.4.2 Gaussian processes for regression . . . . . . . . . . . . . . 306
6.4.3 Learning the hyperparameters . . . . . . . . . . . . . . . . 311
6.4.4 Automatic relevance determination . . . . . . . . . . . . . 312
6.4.5 Gaussian processes for classification . . . . . . . . . . . . . 313
6.4.6 Laplace approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
6.4.7 Connection to neural networks . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
7 Sparse Kernel Machines 325
7.1 Maximum Margin Classifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
7.1.1 Overlapping class distributions . . . . . . . . . . . . . . . . 331
7.1.2 Relation to logistic regression . . . . . . . . . . . . . . . . 336
7.1.3 Multiclass SVMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
7.1.4 SVMs for regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
7.1.5 Computational learning theory . . . . . . . . . . . . . . . . 344
7.2 Relevance Vector Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
7.2.1 RVM for regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
7.2.2 Analysis of sparsity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
7.2.3 RVM for classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
8 Graphical Models 359
8.1 Bayesian Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
8.1.1 Example: Polynomial regression . . . . . . . . . . . . . . . 362
8.1.2 Generative models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
8.1.3 Discrete variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
8.1.4 Linear-Gaussian models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
8.2 Conditional Independence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
8.2.1 Three example graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
8.2.2 D-separation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
8.3 Markov Random Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
8.3.1 Conditional independence properties . . . . . . . . . . . . . 383
8.3.2 Factorization properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
8.3.3 Illustration: Image de-noising . . . . . . . . . . . . . . . . 387
8.3.4 Relation to directed graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
8.4 Inference in Graphical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
8.4.1 Inference on a chain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
8.4.2 Trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
8.4.3 Factor graphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
8.4.4 The sum-product algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
8.4.5 The max-sum algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
8.4.6 Exact inference in general graphs . . . . . . . . . . . . . . 416
8.4.7 Loopy belief propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
8.4.8 Learning the graph structure . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
9 Mixture Models and EM 423
9.1 K-means Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
9.1.1 Image segmentation and compression . . . . . . . . . . . . 428
9.2 Mixtures of Gaussians . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
9.2.1 Maximum likelihood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
9.2.2 EM for Gaussian mixtures . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
9.3 An Alternative View of EM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
9.3.1 Gaussian mixtures revisited . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
9.3.2 Relation to K-means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
9.3.3 Mixtures of Bernoulli distributions . . . . . . . . . . . . . . 444
9.3.4 EM for Bayesian linear regression . . . . . . . . . . . . . . 448
9.4 The EM Algorithm in General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
10 Approximate Inference 461
10.1 Variational Inference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
10.1.1 Factorized distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
10.1.2 Properties of factorized approximations . . . . . . . . . . . 466
10.1.3 Example: The univariate Gaussian . . . . . . . . . . . . . . 470
10.1.4 Model comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
10.2 Illustration: Variational Mixture of Gaussians . . . . . . . . . . . . 474
10.2.1 Variational distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
10.2.2 Variational lower bound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
10.2.3 Predictive density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
10.2.4 Determining the number of components . . . . . . . . . . . 483
10.2.5 Induced factorizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
10.3 Variational Linear Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
10.3.1 Variational distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
10.3.2 Predictive distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
10.3.3 Lower bound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
10.4 Exponential Family Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490
10.4.1 Variational message passing . . . . . . . . . . . . . . . . . 491
10.5 Local Variational Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
10.6 Variational Logistic Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
10.6.1 Variational posterior distribution . . . . . . . . . . . . . . . 498
10.6.2 Optimizing the variational parameters . . . . . . . . . . . . 500
10.6.3 Inference of hyperparameters . . . . . . . . . . . . . . . . 502
10.7 Expectation Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505
10.7.1 Example: The clutter problem . . . . . . . . . . . . . . . . 511
10.7.2 Expectation propagation on graphs . . . . . . . . . . . . . . 513
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
11 Sampling Methods 523
11.1 Basic Sampling Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
11.1.1 Standard distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
11.1.2 Rejection sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
11.1.3 Adaptive rejection sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
11.1.4 Importance sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532
11.1.5 Sampling-importance-resampling . . . . . . . . . . . . . . 534
11.1.6 Sampling and the EM algorithm . . . . . . . . . . . . . . . 536
11.2 Markov Chain Monte Carlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
11.2.1 Markov chains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
11.2.2 The Metropolis-Hastings algorithm . . . . . . . . . . . . . 541
11.3 Gibbs Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
11.4 Slice Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
11.5 The Hybrid Monte Carlo Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
11.5.1 Dynamical systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
11.5.2 Hybrid Monte Carlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
11.6 Estimating the Partition Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
12 Continuous Latent Variables 559
12.1 Principal Component Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
12.1.1 Maximum variance formulation . . . . . . . . . . . . . . . 561
12.1.2 Minimum-error formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
12.1.3 Applications of PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565
12.1.4 PCA for high-dimensional data . . . . . . . . . . . . . . . 569
12.2 Probabilistic PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570
12.2.1 Maximum likelihood PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574
12.2.2 EM algorithm for PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
12.2.3 Bayesian PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
12.2.4 Factor analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583
12.3 Kernel PCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586
12.4 Nonlinear Latent Variable Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
12.4.1 Independent component analysis . . . . . . . . . . . . . . . 591
12.4.2 Autoassociative neural networks . . . . . . . . . . . . . . . 592
12.4.3 Modelling nonlinear manifolds . . . . . . . . . . . . . . . . 595
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
13 Sequential Data 605
13.1 Markov Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
13.2 Hidden Markov Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
13.2.1 Maximum likelihood for the HMM . . . . . . . . . . . . . 615
13.2.2 The forward-backward algorithm . . . . . . . . . . . . . . 618
13.2.3 The sum-product algorithm for the HMM . . . . . . . . . . 625
13.2.4 Scaling factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627
13.2.5 The Viterbi algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629
13.2.6 Extensions of the hidden Markov model . . . . . . . . . . . 631
13.3 Linear Dynamical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635
13.3.1 Inference in LDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638
13.3.2 Learning in LDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642
13.3.3 Extensions of LDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
13.3.4 Particle filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646
14 Combining Models 653
14.1 Bayesian Model Averaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654
14.2 Committees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655
14.3 Boosting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
14.3.1 Minimizing exponential error . . . . . . . . . . . . . . . . 659
14.3.2 Error functions for boosting . . . . . . . . . . . . . . . . . 661
14.4 Tree-based Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663
14.5 Conditional Mixture Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666
14.5.1 Mixtures of linear regression models . . . . . . . . . . . . . 667
14.5.2 Mixtures of logistic models . . . . . . . . . . . . . . . . . 670
14.5.3 Mixtures of experts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
Appendix A Data Sets 677
Appendix B Probability Distributions 685
Appendix C Properties of Matrices 695
Appendix D Calculus of Variations 703
Appendix E LagrangeMultipliers 707
References 711
· · · · · · (收起)
读后感
评分
赞扬已经够多了，引用黄亮的话来说下这本书不好的地方。 “这书把machine learning搞得太复杂太琐碎了，而迷失了其数学真意。其数学真意应该是简单统一的几何意义，而不是满屏的公式。另外这书理论深度不够，很多重要但简单的证明没讲. 简言之，这书是电子工程师写的，不是给...
评分断断续续看到现在大概完成了前11章，其间收集了一些资料，书评等完整看过之后再补上。 PRML的数学不是很大问题，因为很多用到的技巧都给出了(大量出现在第2章，少量出现在第8章)，或者是以附注的形式添加到了习题中，而习题是有答案的。 主要障碍是书中的错误很多，有英文版错...
评分个人认为这是机器学习领域必读的一本书，甚至是目前最好的书。但这本书太过于 Bayesian, 作者对任何算法都试图从概率和 Bayesian 的角度来进行解释。这本书不适合作为第一本教材，因为其为了将书中内容串联起来，忽视了这些内容的本来面貌，我印象比较深刻的地方有：第1.2.5节...
评分两年多以前有个Machine Learning课以PRML为参考书，当时就觉得这书相当的好。可惜一直以来没认真读完。最近稍闲终于重新读了一遍，比较有收获。 这书给人的最大的印象可能是everything has a Bayesian version或者说everything can be Bayesianized，比如PRML至少给出了以下Bay...
评分用户评价
评分
结构清晰，内容齐全，是初学者不可多得的好书。
评分教材。作者开直升机的。不适合初学者，david barber即将出版的新书Bayesian Reasoning and Machine Learning更适合。
评分快看完了，近期不准备再读了。就是纯粹从bayesian角度开讲机器学习，确实是很有深度的一本书。不过The Element of Statistical Learning出第二版了，我觉得最好还是那本吧
评分毫无疑问，PRML实乃入门必读之圣书！！！花了一周时间又把公式推了一遍，欲罢不能。另推：David Barber 2012出的Bayesian Reasoning and Machine Learning，其中的Approximate inference部分比PRML讲的好并详述一些最新进展，讨论了几种bound之间的tightening关系。如果想要了解Advanced一点的topic，还可以看Kevin Murphy新出的那本，囊括了更多近年的hot topic入门简介包括deep learning。btw，Kevin现在已经离开UBC，跑到google做knowledge graph，对下一代搜索引擎的query语义理解很有帮助，B厂内部也刚开始无声无息的做这方面的项目。
评分: TP391.4/B622
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