机器学习作为人工智能的一个重要分支,在当今的科技领域发挥着至关重要的作用。其中,有许多常见的模型被广泛应用于各个领域。以下将详细介绍一些机器学习常见模型。
目录
线性回归模型
逻辑回归模型
支持向量机
决策树
随机森林
K 近邻算法
朴素贝叶斯算法
长短期记忆网络(LSTM)
深度信念网络(DBN)
线性回归模型:就像我们找一条直线,让它尽可能地靠近一些数据点。比如我们想知道房子的价格和面积、房间数量这些因素之间的关系,就可以用线性回归模型来找出一条直线表示它们的关系。它在预测经济趋势、股票价格等方面会用到,但要先把数据处理好,比如去掉那些很奇怪的数据点,让数据更规范。
逻辑回归模型:别看名字里有“回归”,其实它是用来分类的。它会把一些特征算出来的结果,通过一个特殊的函数变成 0 到 1 之间的数,这个数表示属于某一类的概率。比如判断邮件是不是垃圾邮件,就可以用它算出来邮件是垃圾邮件的概率。在医学诊断病人是否患病、评估一个人信用好不好等方面都能用,但遇到复杂的分类问题,效果可能不如其他模型。
支持向量机:它的想法是找一个平面(在高维空间里叫超平面),把不同类别的数据分开,而且让它们之间的间隔最大。如果数据不能直接分开,就把数据转换到更高维的空间,让它们能分开。像在图像识别区分不同的图像、文本分类判断文章属于什么类别等方面很厉害,不过计算起来有点复杂,处理大量数据时可能要花较长时间训练。
决策树:决策树就像一本“决策指南”。假如你要决定周末做什么,它会一步步问你问题,比如“天气好吗?”如果回答“是”,它接着问“想出门吗?”根据你的回答,引导你做出最后的决策。在数据处理中,决策树会对数据的特征进行提问,根据不同的答案把数据分到不同分支,最后每个分支的终点(叶子节点)就是一个决策结果,比如判断一个动物是猫还是狗,就通过问“有没有四条腿”“会不会喵喵叫”等问题来确定。
随机森林:它是由很多个决策树组成的。训练的时候,随机地选一些样本和特征来建这些决策树。预测的时候,把这些决策树的结果综合起来。在生物信息学研究生物数据、金融领域分析数据等方面都常用。它比较准确、稳定,不太容易过拟合,不过训练大量数据时也挺费时间的。
K 近邻算法:当我们要预测一个新样本属于哪一类或者它的值是多少时,就计算这个新样本和训练集中所有样本的距离,找离它最近的 K 个样本,然后看这 K 个样本属于什么类别或者它们的值是多少,通过投票或者求平均的方式来确定新样本的类别或值。比如在图像识别中判断新图像属于哪一类,或者推荐系统给用户推荐东西时都可能用到。它简单好懂,但是计算量很大,处理大量数据时速度会慢。
朴素贝叶斯算法:它是基于一个叫贝叶斯定理的东西,还假设各个特征之间是相互独立的(虽然实际中不一定完全成立)。它通过计算每个类别在训练数据中的概率,以及每个特征在各个类别下的概率,来算出一个新样本属于各个类别的概率,选概率最大的那个类别作为结果。在文本分类把文章分类,或者过滤垃圾邮件等方面用得很多,计算起来简单、速度快。
长短期记忆网络(LSTM) :LSTM是处理顺序数据的“记忆大师”,比如处理文字、时间序列数据。它会按照顺序读取数据,而且能记住很久之前的数据信息。每来一个新数据,它会决定是记住之前的信息,还是更新记忆,就像我们读文章,读到后面还能记得前面的内容,然后综合起来理解。比如预测一句话的下一个词,它能根据前面出现的词来准确猜测。
深度信念网络(DBN) :它是由多个受限玻尔兹曼机叠在一起组成的深度学习模型。通过一层一层地训练和调整,能学习到数据的特征。在图像识别、语音识别等领域都有应用,比如自动学习图像的特征来对图像分类。