Datawhale X 李宏毅苹果书 AI夏令营｜机器学习基础之案例学习

机器学习（Machine Learning, ML）：机器具有学习的能力，即让机器具备找一个函数的能力

函数不同，机器学习的类别不同：

回归（regression）：找到的函数的输出是一个数值或标量（scalar）。例如：机器学习预测某一个时间段内的PM2.5，机器要找到一个函数f，输入是跟PM2.5有关的的指数，输出是明天中午的P M2.5的值。

分类（classification）：让机器做选择题，先准备一些选项（类别class），机器要找到的的函数会从设定好的选项里边选择一个当作输出。例如：在邮箱账户里设置垃圾邮件检测规则，这套规则就可以看作输出邮件是否为垃圾邮件的函数

除了回归和分类还有结构化学习（structured learning），机器不仅要做选择题或者输出一个数字，还要产生一个有结构的结果，比如一张图或者一篇文章等。让机器产生有结构的结果的学习过程称为结构化学习。

机器学习的3个过程：

Step1: 写出带有未知参数（parameter）的函数，这个函数称为模型（model）。模型在机器学习中就是一个带有未知参数的函数，特征（feature）是这个函数里边已知的信息，w为权重，b为偏置。

Step2: 定义损失（loss），损失也是一个函数，记为L(b, w) 用于评判模型的参数是否合适。

真实值称为标签（Label）

估测值跟真实值之间的差距

计算二者差的绝对值称为平均绝对误差（Mean Absolute Error, MAE） e=|ŷ-y|

计算二者差的平方称为均方误差（Mean Squared Error, MSE）e=(ŷ-y)2

其中的y和ŷ都是概率分布，这个时候可能会选择计算交叉熵（cross entropy）

Step3: 解一个优化问题，即找到最好的一对（w, b），使损失L的值最小，用（w*, b*）,代表最好的一对（w, b）

线性回归：

• 损失函数：均方误差（Mean Squared Error，MSE）
• L关于w的方程：

• L关于w的偏导数：

逻辑回归：

• 损失函数：交叉熵损失（Cross-Entropy Loss）
• L关于w的方程：

• L关于w的偏导数