Математические методы распознавания образов (курс лекций, В.В.Китов)
Материал из MachineLearning.
Курс посвящен алгоритмам машинного обучения (machine learning), которые сами настраиваются на известных данных, выделяя их характерную структуру и взаимосвязи между ними, для их компактного описания, визуализации и последующего предсказания новых аналогичных данных. Основной акцент курса сделан на задачах предсказания дискретных величин (классификация) и непрерывных величин (регрессия), хотя в курсе также рассматриваются смежные области - эффективное снижение размерности пространства, выделение наиболее значимых признаков для предсказания, методы оценивания и сравнения вероятностных распределений, рекомендательные системы и планирование экспериментов.
Лектор: Виктор Китов
Семинарист: Евгений Соколов
Курс читается студентам 3 курса кафедры «Математические методы прогнозирования» ВМиК МГУ, магистрам, зачисленным на эту кафедру, и не проходивших ранее аналогичных курсов, а также для всех желающих. На материал данного курса опираются последующие кафедральные курсы.
По изложению, рассматриваются математические основы методов, лежащие в их основе предположения о данных, взаимосвязи методов между собой и особенности их практического применения.
Курс сопровождается семинарами, раскрывающими дополнительные темы курса и отрабатывающими навыки практического применения рассматриваемых методов. Практическое использование методов машинного обучения в основном будет вестись с использованием языка python и соответствующих библиотек для научных вычислений.
От студентов требуются знания линейной алгебры, математического анализа и теории вероятностей. Знание математической статистики, методов оптимизации и какого-либо языка программирования желательно, но не обязательно.
- Курс во многом пересекается с курсом К.В.Воронцова по машинному обучению, с которым также рекомендуется ознакомиться.
- Анонимные отзывы и комментарии по лекциям можно оставлять здесь.
Экзамен (зимняя экзаменационная сессия)
Пройдет 15 января (воскресенье) в 9-00 в ауд. 510.
Программа курса
Первый семестр
Основные понятия и примеры прикладных задач.
Метрические методы регрессии и классификации.
Скачать презентацию (KNN базовый, eng)
Скачать презентацию (Оптимизация KNN, eng)
Линейные методы снижения размерности.
+ вывод решения для задачи линейной регрессии методом наименьших квадратов. L1 и L2 регуляризация, вывод решения регрессии с L2 регуляризацией. Свойства существования и единственности решений.
Сингулярное разложение.
+разреженное кодирование, доказательство существования SVD разложения и доказательство оптимальности (по норме Фробениуса) приближения матрицы сокращенным SVD разложением.
Методы решающих деревьев.
+семинар: Random Forest
Оценивание моделей.
+ROC кривая для случайного классификатора.
Классификация линейными методами.
Метод опорных векторов.
Обобщение методов через ядра.
Байесовская теория классификации.
+доказательство, что Байесовское правило минимальной ошибки действительно приводит к минимизации вероятности неправильной классификации.
+ предположение наивного Байеса.
+ модель Бернулли
+ Мультиномиальная модель
+ особенности работы с текстами (лемматизация, биграммы, извлечение коллокаций)
Ядерное сглаживание для оценки плотности.
Задачи регрессии.
Второй семестр
Ансамбли алгоритмов
Бустинг.
xgBoost.
Методы отбора признаков.
Свойства выпуклых функций. Неравенство Йенсена.
Расстояние Кульбака-Лейблера, его неотрицательность.
EM-алгоритм.
Смеси распределений, их оценивание через EM-алгоритм
Тематическое моделирование
Кластеризация
Отбор признаков для кластеризации
Нейросети
Рекомендательные системы.
+отбор признаков для кластеризации +алгоритм обратного распространения ошибки +dropout