Introduction to Semi-Supervised Learning

Introduction to Semi-Supervised Learning pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Morgan and Claypool Publishers
作者:Xiaojin Zhu
出品人:
页数:130
译者:
出版时间:2009-6-29
价格:USD 40.00
装帧:Paperback
isbn号码:9781598295474
丛书系列:
图书标签:
  • 机器学习
  • 半监督学习
  • 数据分析
  • 算法
  • 数据挖掘
  • 计算机
  • CS
  • 模式识别
  • Semi-Supervised Learning
  • Machine Learning
  • Deep Learning
  • Classification
  • Clustering
  • Data Mining
  • Supervised Learning
  • Unsupervised Learning
  • Pattern Recognition
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具体描述

Semi-supervised learning is a learning paradigm concerned with the study of how computers and natural systems such as humans learn in the presence of both labeled and unlabeled data. Traditionally, learning has been studied either in the unsupervised paradigm (e.g., clustering, outlier detection) where all the data are unlabeled, or in the supervised paradigm (e.g., classification, regression) where all the data are labeled. The goal of semi-supervised learning is to understand how combining labeled and unlabeled data may change the learning behavior, and design algorithms that take advantage of such a combination. Semi-supervised learning is of great interest in machine learning and data mining because it can use readily available unlabeled data to improve supervised learning tasks when the labeled data are scarce or expensive. Semi-supervised learning also shows potential as a quantitative tool to understand human category learning, where most of the input is self-evidently unlabeled. In this introductory book, we present some popular semi-supervised learning models, including self-training, mixture models, co-training and multiview learning, graph-based methods, and semi-supervised support vector machines. For each model, we discuss its basic mathematical formulation. The success of semi-supervised learning depends critically on some underlying assumptions. We emphasize the assumptions made by each model and give counterexamples when appropriate to demonstrate the limitations of the different models. In addition, we discuss semi-supervised learning for cognitive psychology. Finally, we give a computational learning theoretic perspective on semi-supervised learning, and we conclude the book with a brief discussion of open questions in the field. Table of Contents: Introduction to Statistical Machine Learning / Overview of Semi-Supervised Learning / Mixture Models and EM / Co-Training / Graph-Based Semi-Supervised Learning / Semi-Supervised Support Vector Machines / Human Semi-Supervised Learning / Theory and Outlook

《机器学习的革命》 引言:开启智能时代的新篇章 在信息爆炸的今天,数据以前所未有的速度增长,为我们理解世界、解决复杂问题提供了宝贵的资源。然而,海量数据中蕴藏的智慧并非取之即来,如何有效地从数据中学习,尤其是当标记数据稀缺或成本高昂时,成为了制约人工智能发展的关键瓶颈。本书《机器学习的革命》正是为了应对这一挑战而生,它将带领读者深入探索驱动当今人工智能浪潮的核心技术——机器学习。 第一章:机器学习的基石——数据与算法的对话 本章将为读者打下坚实的机器学习基础。我们将从数据本身出发,探讨不同类型的数据(如数值型、类别型、文本型、图像型等)及其预处理方法,包括数据清洗、特征工程、数据归一化等,这些步骤是保证模型性能的关键。随后,我们将系统介绍几种基础但强大的机器学习算法,如线性回归、逻辑回归、决策树、支持向量机(SVM)等。我们会详细解析这些算法的原理、适用场景、优缺点,并通过直观的例子和简单的数学推导,帮助读者理解它们是如何从数据中学习规律的。此外,本章还将触及模型评估的基本概念,如准确率、召回率、F1分数、交叉验证等,使读者能够客观地评估模型的性能。 第二章:深度学习的崛起——神经网络的奥秘 近年来,深度学习的飞速发展极大地推动了机器学习的进步。本章将聚焦于深度学习的核心——人工神经网络。我们将从最简单的感知机讲起,逐步介绍多层感知机(MLP)的结构,以及前向传播和反向传播算法的工作原理。读者将了解到激活函数的选择、损失函数的定义以及优化器(如梯度下降、Adam等)的作用。 随后,我们将深入探讨几种在实际应用中极为成功的神经网络架构: 卷积神经网络(CNNs): 重点介绍其在图像识别、目标检测等视觉任务中的强大能力,解析卷积层、池化层、全连接层等关键组件的设计思路及其如何捕捉空间特征。 循环神经网络(RNNs)及其变种(LSTM, GRU): 探讨其在处理序列数据(如文本、时间序列)中的优势,理解其如何通过引入“记忆”来解决长距离依赖问题。 Transformer模型: 介绍其在自然语言处理(NLP)领域掀起的革命,特别是其自注意力机制如何并行处理序列信息,以及它在机器翻译、文本生成等任务中的突破性表现。 本章还将讨论深度学习中的一些重要挑战,如过拟合、欠拟合、梯度消失/爆炸等,并介绍相应的正则化技术(如Dropout、Batch Normalization)和优化策略。 第三章:无监督学习的探索——发现隐藏的结构 在许多实际场景中,我们拥有大量未标记的数据,而如何从中提取有价值的信息是无监督学习的核心任务。本章将引导读者探索无监督学习的奇妙世界。 聚类算法: 我们将详细介绍K-Means、DBSCAN、层次聚类等经典的聚类算法,理解它们如何根据数据的相似性将数据点划分到不同的簇中,并探讨评价聚类结果的指标。 降维技术: 随着数据维度的增加,计算量和存储成本也随之增加,同时可能引入噪声。本章将介绍主成分分析(PCA)等线性降维方法,以及t-SNE、UMAP等非线性降维方法,理解它们如何找到数据的主要变化方向,保留关键信息,同时降低数据的维度,便于可视化和后续处理。 关联规则挖掘: 介绍Apriori算法等,用于发现数据项之间的有趣关系,例如在购物篮分析中发现哪些商品经常被一起购买。 异常检测: 讨论如何识别数据集中与大部分数据显著不同的异常点,这在欺诈检测、工业故障诊断等领域有着广泛应用。 第四章:强化学习的实践——智能体的学习之路 强化学习是机器学习的一个独立分支,它关注的是智能体(agent)如何在与环境的交互中学习最优策略,以最大化累积奖励。本章将带领读者走进强化学习的世界。 马尔可夫决策过程(MDP): 详细介绍MDP的组成要素(状态、动作、奖励、转移概率),理解其作为强化学习问题建模的基础。 价值函数与策略函数: 解释贝尔曼方程,以及如何通过学习价值函数(状态价值和状态-动作价值)或策略函数来指导智能体的行为。 Q-Learning与SARSA: 介绍这两种经典的无模型(model-free)强化学习算法,理解它们如何通过试错来学习最优策略。 深度强化学习: 探讨如何结合深度学习技术来处理高维状态空间和动作空间,介绍Deep Q-Networks(DQN)、Policy Gradient方法(如REINFORCE、Actor-Critic)等,并展望其在游戏(如AlphaGo)、机器人控制、自动驾驶等领域的应用前景。 第五章:模型部署与伦理考量 学习了各种机器学习算法后,如何将训练好的模型投入实际应用,并考虑相关的伦理问题,是至关重要的。本章将涵盖: 模型部署: 介绍模型部署的常见流程,包括模型保存、API接口设计、容器化部署(如Docker)、云平台部署(如AWS SageMaker, Google AI Platform)等。 模型监控与维护: 探讨模型在部署后如何进行性能监控,识别模型漂移,并进行模型的更新和迭代。 公平性、可解释性与隐私: 讨论机器学习模型中的伦理挑战,包括算法偏见、模型的可解释性问题(如LIME, SHAP),以及如何在训练和使用模型时保护用户隐私(如差分隐私)。 结语:拥抱智能的未来 《机器学习的革命》旨在为读者提供一个全面、深入的学习路径,从基础概念到前沿技术,从理论到实践。通过本书的学习,读者将能够深刻理解机器学习的强大之处,掌握构建和应用智能系统的基本技能,并为迎接更加智能化的未来做好准备。本书适合对人工智能、数据科学、计算机科学感兴趣的学生、研究人员和从业者阅读。

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读后感

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用户评价

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总的来说,《Introduction to Semi-Supervised Learning》是一本让我又爱又恨的书。我爱它深入的理论分析,但恨它糟糕的实践指导。在理论方面,作者无疑是下了功夫的,他对半监督学习的各个方面都进行了细致的探讨,尤其是在算法的数学原理和理论基础方面,本书给出了非常详尽的阐述。例如,书中关于图论在半监督学习中的应用,以及各种核方法的原理,都有比较深入的讲解,这对于希望深入理解这些技术底层的读者来说,无疑是很有价值的。我学到了一些我在其他地方从未接触过的理论细节,并且对于一些经典的半监督学习算法有了更深刻的认识。然而,这本书在实际应用层面就显得力不从心了。它几乎没有提供任何关于如何实现这些算法的指导,也没有给出任何实际的代码示例。所有的数据集和实验都显得非常理论化,让人很难将其与现实世界中的问题联系起来。我尝试着去寻找一些关于如何将书中理论应用于实际问题的线索,但几乎一无所获。很多时候,我读完一大段理论,然后就陷入了“所以呢?”的境地。我需要花费大量的时间和精力去寻找相关的工具和库,去尝试自己动手实现,才能将书中的知识转化为实际的能力。这本书更像是一本研究文献的集合,而不是一本真正意义上的教科书。

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这本《Introduction to Semi-Supervised Learning》在我手里感觉像一本精心打磨的艺术品,它并非追求速成的实用主义,而是沉浸在理论的优雅和深邃之中。作者的写作风格十分学术,行文之间流露出严谨的逻辑和对知识的敬畏。他对于半监督学习的起源、发展脉络以及各个流派的演变,都进行了详尽的梳理。每一章节的引入都像是一场精心设计的铺垫,层层递进,将读者引入一个更加广阔的理论视野。我在阅读过程中,时常会停下来,思考作者提出的每一个观点,咀嚼他所引用的每一篇论文。书中对于数学公式的推导,虽然有时候显得略为繁琐,但每一步都力求严谨,让我能够清晰地看到理论是如何从基本原理推导出来的。对于一些核心的算法,作者不仅给出了数学描述,还深入探讨了其背后的直观理解,虽然这种理解有时需要读者投入相当的精力去消化。我尤其欣赏书中对于一些关键问题的探讨,比如“如何平衡标签信息的利用和未标注数据的价值?”、“不同半监督学习方法的优势与局限性是什么?”等等,这些问题直击要害,激发了我的深度思考。这本书更像是一本提供思想的哲学著作,而不是一本操作指南。它不会告诉你“如何使用Python实现一个半监督分类器”,而是告诉你“为什么需要半监督分类器,它的理论基础是什么,以及未来可能的发展方向”。对于那些渴望深入理解半监督学习底层原理的研究者来说,这本书无疑是一份宝贵的精神食粮。

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对于我来说,这本书提供了一种完全出乎意料的学习体验。它没有像大多数技术书籍那样,从“这是什么”、“为什么需要它”、“如何使用它”这样的实用角度切入,而是从一个更加宏观、更加哲学的高度来审视半监督学习。作者似乎对这门学科的历史演进和理论根基有着极深的迷恋,并试图将这种迷恋传递给读者。书中的每一句话都经过深思熟虑,充满了思辨的色彩。他没有急于给出所谓的“解决方案”或“最佳实践”,而是引导读者去思考问题的本质,去探究事物发生的根本原因。例如,在讨论“自举法”(bootstrapping)在半监督学习中的应用时,作者并没有直接给出具体的实现步骤,而是深入探讨了“信息不完全性”与“模型迭代”之间的辩证关系,以及这种关系如何影响学习的进程。这种写作风格对我来说是一种挑战,但也带来了前所未有的启发。我需要不断地停下来,反思作者的论点,并将其与我已有的知识体系进行整合。书中的一些观点,虽然初看可能有些晦涩,但随着阅读的深入,会逐渐显露出其深刻的洞察力。它不像一本速成手册,更像是一坛陈年的老酒,需要慢慢品味,才能体会到其中的醇厚。我感觉自己不仅仅是在学习一个技术,更是在学习一种思考问题的方式。

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这本书简直是我最近几个月来读到的最令人沮丧的教科书了,不是因为内容太难,而是因为它的叙述方式简直像是在试图把读者逼疯。开篇花了足足三十页来介绍“什么是机器学习”,仿佛读者连电脑都不会开一样。然后,在讲到半监督学习的核心概念时,又用一种极其晦涩的语言,夹杂着我根本没听说过的缩写词,把本来就有些抽象的概念变得更加扑朔迷离。我花了大量时间去查阅那些缩写词的意思,结果发现它们在接下来的章节里几乎就没有出现过,简直是浪费生命。更让人恼火的是,本书的例子寥寥无几,而且那些例子也设计得极其糟糕,根本无法帮助理解理论。比如,在介绍标签传播算法时,它给出了一个简单的图,然后就说“显而易见,节点的标签会沿着图的边传播”。显而易见?我看着那个图,完全不知道是怎么传播的,需要多少步,什么样的权重。我真的怀疑作者在写这本书的时候,是不是根本没有考虑过读者会是怎样一个学习者。这本书的排版也令人抓狂,行距窄得像在挤牙膏,字体又小,阅读起来眼睛十分疲劳,常常需要眯着眼睛才能看清楚。整体感觉就是,这本书像是一堆堆堆砌起来的理论,缺乏了连接和指导,读者需要自己去钻研,去猜,去摸索。我原本是想通过这本书快速掌握半监督学习,结果却把自己弄得更加迷茫。

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我必须承认,在翻开这本书之前,我对半监督学习的了解仅限于一些零散的概念。然而,在读完这本书的相当一部分内容后,我感觉自己仿佛置身于一片信息的海洋,却又找不到北。书中充斥着各种专业术语和复杂的数学模型,而且这些模型并没有得到充分的解释。例如,在介绍一种新的算法时,作者直接抛出了一堆公式,然后就跳转到下一个话题,完全没有对公式中的各个变量、参数以及它们之间的关系做任何铺垫性的解释。这让我非常困惑,因为我需要花费大量的精力去回忆和查找之前章节的内容,甚至需要去查阅其他的资料才能勉强理解。本书的组织结构也显得有些混乱,章节之间的联系并不紧密,有时候感觉像是把几篇独立的研究论文拼凑在一起。而且,即使是同一章节内部,不同段落之间的逻辑跳跃也很大,让我难以形成连贯的理解。最令人沮丧的是,书中提供的所有例子都极其抽象,要么是纯粹的数学模型,要么是一些我从未接触过的领域中的概念,这使得我很难将书中的理论与实际应用联系起来。我感觉自己像是在爬一座陡峭的山,每一步都异常艰难,而且山顶在哪里,我却完全看不到。我期望这本书能够给我一条清晰的学习路径,但事实是,它给我的是一堆需要自己去解构的难题。

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完备记录了跨越整个decade的东西,但这个时代几乎已经过去了

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完备记录了跨越整个decade的东西,但这个时代几乎已经过去了

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说实话,介绍计算机算法的书很难评论,尤其是对于身处算法领域外的人而言,但是作为应用实践者,在茫茫多的算法书中指摘出自己的心仪之作仍不失为一种浪(强)漫(迫)感(症)。倘若你有机会了解一下机器学习的基础信息,会发现算法实现主要分为监督、无监督和强化三种学习范式,而近年来多位专业大牛则纷纷强调后两者。相比之下,半监督学习有点悲摧,虽然顶着“人类学习机制的最大可能性”这类帽子,可最为缺少关爱的样子,也许是由于其实现难度往往取决于监督或无监督的进展(也就是在这两者基础上改成半监督)。在为数不多的半监督学习相关书籍中,这本书的质量可算是上乘,全彩图,一共才130页,每一个具体算法配一个正面例子,加上许多的负面例子,将“算法表现取决于分析者对数据信息本质作出的假设与算法本身的匹配程度”的道理说了个明白。

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对我来说核心问题是即使读完了也不知道应该用在哪里……望天

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对我来说核心问题是即使读完了也不知道应该用在哪里……望天

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