目 錄
第1章 數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí) 1
1.1 數(shù)據(jù) 1
1.1.1　數(shù)據(jù)的來(lái)源 1
1.1.2　數(shù)據(jù)的類型 3
1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的任務(wù) 4
1.3 機(jī)器學(xué)習(xí)的場(chǎng)景 4
1.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理 5
1.4.1　歸一化 6
1.4.2　標(biāo)準(zhǔn)化 8
1.4.3　缺失值填充 8
1.5 機(jī)器學(xué)習(xí)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo) 9
1.6 本書(shū)的主要內(nèi)容框架 10
1.7 參考文獻(xiàn) 10
1.8 習(xí)題 11
第2章 數(shù)據(jù)可視化 12
2.1 基本類型 13
2.1.1　餅狀圖 13
2.1.2　柱狀圖 14
2.1.3　南丁格爾玫瑰圖 16
2.1.4　折線圖 17
2.1.5　雷達(dá)圖 18
2.1.6　平行坐標(biāo)圖 20
2.1.7　桑基圖 22
2.1.8　弦圖 23
2.1.9　散點(diǎn)圖 25
2.2 基本構(gòu)成元素和設(shè)計(jì)思路 26
2.3 參考文獻(xiàn) 27
2.4 習(xí)題 28
第3章 圖像特征提取 29
3.1 灰度圖像 30
3.1.1　圖像的數(shù)字表示 30
3.1.2　灰度圖像的數(shù)字表示 31
3.2 LBP 33
3.3 顏色特征提取 36
3.3.1　RGB顏色模型 37
3.3.2　HSV顏色模型 37
3.4 HSV特征提取 39
3.5 拓展知識(shí)點(diǎn) 42
3.6 參考文獻(xiàn) 43
3.7 習(xí)題 44


第4章 數(shù)據(jù)分類——KNN分類 45
4.1 分類 45
4.2 KNN分類 46
4.3 分類結(jié)果的評(píng)價(jià)指標(biāo) 50
4.4 拓展知識(shí)點(diǎn) 51
4.5 參考文獻(xiàn) 53
4.6 習(xí)題 53
第5章 K-means聚類 54
5.1 聚類問(wèn)題的闡述 54
5.2 K-means算法的基本原理 55
5.2.1　數(shù)據(jù)樣本之間的相似性度量 55
5.2.2　K-means算法的基本步驟 58
5.2.3　K-means算法的特點(diǎn) 63
5.3 聚類結(jié)果的評(píng)價(jià)指標(biāo) 65
5.3.1　聚類算法常見(jiàn)的內(nèi)部評(píng)價(jià)指標(biāo) 66
5.3.2　聚類算法常見(jiàn)的外部評(píng)價(jià)指標(biāo) 68
5.4 拓展知識(shí)點(diǎn)：K-means算法的應(yīng)用 69
5.5 參考文獻(xiàn) 69
5.6 習(xí)題 70
第6章 綜合應(yīng)用案例——人機(jī)交互的數(shù)據(jù)可視化 71
6.1 聚類與人機(jī)交互的數(shù)據(jù)可視化 71
6.2 K-means聚類的交互數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)要點(diǎn) 75
6.3 參考文獻(xiàn) 75
6.4 習(xí)題 75
第7章 線性回歸與正則化 76
7.1 線性回歸的問(wèn)題定義 76
7.2 線性回歸的求解 78
7.2.1　損失函數(shù) 78
7.2.2　線性回歸的解 80
7.3 正則化線性回歸 83
7.3.1　正則化的作用 83
7.3.2　L2正則化——嶺回歸 84
7.3.3　L1正則化——Lasso回歸 84
7.4 R2度量——衡量回歸擬合效果的重要指標(biāo) 85
7.4.1　R2度量的引出 85
7.4.2　線性回歸中的R2度量 86
7.5 參考文獻(xiàn) 87
7.6 習(xí)題 88
第8章 邏輯回歸 89
8.1 邏輯回歸模型 89
8.2 多分類的Softmax回歸模型 96
8.3 參考文獻(xiàn) 97
8.4 習(xí)題 98


第9章 線性降維——主成分分析 99
9.1 特征選擇與特征提取 99
9.2 度量視角的PCA 101
9.3 信息視角的PCA 104
9.4 概率統(tǒng)計(jì)視角的PCA 104
9.5 參考文獻(xiàn) 108
9.6 習(xí)題 109
第10章 非線性降維及其應(yīng)用 110
10.1 局部線性嵌入 111
10.2 拉普拉斯特征映射 118
10.3 LE的相關(guān)應(yīng)用 120
10.4 降維方法的思維拓展 120
10.5 參考文獻(xiàn) 121
10.6 習(xí)題 121
第11章 核函數(shù)及其應(yīng)用 122
11.1 線性可分與高維映射 122
11.2 核函數(shù) 124
11.3 核回歸 126
11.4 核PCA 129
11.5 拓展知識(shí)點(diǎn) 132
11.6 參考文獻(xiàn) 133
11.7 習(xí)題 133
第12章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 134
12.1 神經(jīng)元模型 134
12.1.1　神經(jīng)元 134
12.1.2　Rosenblatt感知機(jī) 139
12.1.3　異或問(wèn)題 140
12.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 143
12.2.1　遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 144
12.2.2　前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 144
12.3 參考文獻(xiàn) 153
12.4 習(xí)題 153
第13章 反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 155
13.1 梯度下降法 156
13.2 隨機(jī)梯度下降法 159
13.3 反向傳播 160
13.4 梯度消失 166
13.5 參考文獻(xiàn) 167
13.6 習(xí)題 168
第14章 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 169
14.1 “深度”的意義 169
14.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本操作 170
14.2.1　卷積 171
14.2.2　池化 172
14.2.3　激活 172
14.3 經(jīng)典卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 173
14.3.1　AlexNet 174
14.3.2　VGG 176
14.3.3　GoogLeNet 177
14.3.4　ResNet 177
14.3.5　SENet 178
14.4 參考文獻(xiàn) 179
14.5 習(xí)題 179