这个可访问的文本/参考提供了从工程角度对概率图模型(PGMs)的一般介绍。这本书涵盖了每一个PGMs的主要类的基础知识,包括表示、推理和学习原则,并回顾了每种类型模型的实际应用。这些应用来自广泛的学科领域,突出了贝叶斯分类器、隐马尔可夫模型、贝叶斯网络、动态和时态贝叶斯网络、马尔可夫随机域、影响图和马尔可夫决策过程的多种用途。

提出了一个统一的框架,包括所有的主要类别的PGMs;描述不同技术的实际应用;检视该领域的最新发展,包括多维贝叶斯分类器、相关图模型和因果模型;在每一章的结尾提供练习,进一步阅读的建议,和研究或编程项目的想法。

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相关内容

概率图模型是图灵奖获得者Pearl开发出来的用图来表示变量概率依赖关系的理论。概率图模型理论分为概率图模型表示理论,概率图模型推理理论和概率图模型学习理论。

在复杂的以人为中心的系统中,每天的决策都具有决策相关信息不完全的特点。现有决策理论的主要问题是,它们没有能力处理概率和事件不精确的情况。在这本书中,我们描述了一个新的理论的决策与不完全的信息。其目的是将决策分析和经济行为的基础从领域二价逻辑转向领域模糊逻辑和Z约束,从行为决策的外部建模转向组合状态的框架。

这本书将有助于在模糊逻辑,决策科学,人工智能,数学经济学,和计算经济学的专业人员,学者,经理和研究生。

读者:专业人士,学者,管理者和研究生在模糊逻辑,决策科学,人工智能,数学经济学,和计算经济学。

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自动驾驶一直是人工智能应用中最活跃的领域。几乎在同一时间,深度学习的几位先驱取得了突破,其中三位(也被称为深度学习之父)Hinton、Bengio和LeCun获得了2019年ACM图灵奖。这是一项关于采用深度学习方法的自动驾驶技术的综述。我们研究了自动驾驶系统的主要领域,如感知、地图和定位、预测、规划和控制、仿真、V2X和安全等。由于篇幅有限,我们将重点分析几个关键领域,即感知中的二维/三维物体检测、摄像机深度估计、数据、特征和任务级的多传感器融合、车辆行驶和行人轨迹的行为建模和预测。

https://arxiv.org/abs/2006.06091

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【导读】《机器学习:贝叶斯和优化的视角》是雅典大学信息学和通信系的教授Sergios Theodoridis的经典著作,对所有主要的机器学习方法和新研究趋势进行了深入探索,涵盖概率和确定性方法以及贝叶斯推断方法。非常值得学习。

Sergios Theodoridis教授是雅典大学信息学和通信系的教授,香港中文大学(深圳)客座教授。他的研究领域是信号处理和机器学习。他的研究兴趣是自适应算法,分布式和稀疏性感知学习,机器学习和模式识别,生物医学应用中的信号处理和学习以及音频处理和检索。

他的几本著作与合著蜚声海内外,包括《机器学习:贝叶斯和优化的视角》以及畅销书籍《模式识别》。他是2017年EURASIP Athanasios Papoulis奖和2014年EURASIP Meritorious Service奖的获得者。

http://cgi.di.uoa.gr/~stheodor/

机器学习:贝叶斯和优化方法

本书对所有主要的机器学习方法和新研究趋势进行了深入探索,涵盖概率和确定性方法以及贝叶斯推断方法。其中,经典方法包括平均/小二乘滤波、卡尔曼滤波、随机逼近和在线学习、贝叶斯分类、决策树、逻辑回归和提升方法等,新趋势包括稀疏、凸分析与优化、在线分布式算法、RKH空间学习、贝叶斯推断、图模型与隐马尔可夫模型、粒子滤波、深度学习、字典学习和潜变量建模等。全书构建了一套明晰的机器学习知识体系,各章内容相对独立,物理推理、数学建模和算法实现精准且细致,并辅以应用实例和习题。本书适合该领域的科研人员和工程师阅读,也适合学习模式识别、统计/自适应信号处理和深度学习等课程的学生参考。

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高斯过程(GPs)为核机器的学习提供了一种有原则的、实用的、概率的方法。在过去的十年中,GPs在机器学习社区中得到了越来越多的关注,这本书提供了GPs在机器学习中理论和实践方面长期需要的系统和统一的处理。该书是全面和独立的,针对研究人员和学生在机器学习和应用统计学。

这本书处理监督学习问题的回归和分类,并包括详细的算法。提出了各种协方差(核)函数,并讨论了它们的性质。从贝叶斯和经典的角度讨论了模型选择。讨论了许多与其他著名技术的联系,包括支持向量机、神经网络、正则化网络、相关向量机等。讨论了包括学习曲线和PAC-Bayesian框架在内的理论问题,并讨论了几种用于大数据集学习的近似方法。这本书包含说明性的例子和练习,和代码和数据集在网上是可得到的。附录提供了数学背景和高斯马尔可夫过程的讨论。

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概率图模型是机器学习中的一种技术,它使用图论的概念来简明地表示和最佳地预测数据问题中的值。

图模型为我们提供了在数据中发现复杂模式的技术,广泛应用于语音识别、信息提取、图像分割和基因调控网络建模等领域。

这本书从概率论和图论的基础开始,然后继续讨论各种模型和推理算法。所有不同类型的模型都将与代码示例一起讨论,以创建和修改它们,并在它们上运行不同的推理算法。有一整章是关于朴素贝叶斯模型和隐马尔可夫模型的。这些模型已经通过实际例子进行了详细的讨论。

你会学到什么

  • 掌握概率论和图论的基本知识
  • 使用马尔可夫网络
  • 实现贝叶斯网络
  • 图模型中的精确推理技术,如变量消除算法
  • 了解图模型中的近似推理技术,如消息传递算法

图模型中的示例算法 通过真实的例子来掌握朴素贝叶斯的细节 使用Python中的各种库部署PGMs 获得隐马尔可夫模型的工作细节与现实世界的例子

详细 概率图模型是机器学习中的一种技术,它使用图论的概念来简洁地表示和最佳地预测数据问题中的值。在现实问题中,往往很难选择合适的图模型和合适的推理算法,这对计算时间和精度有很大的影响。因此,了解这些算法的工作细节是至关重要的。

这本书从概率论和图论的基础开始,然后继续讨论各种模型和推理算法。所有不同类型的模型都将与代码示例一起讨论,以创建和修改它们,并在它们上运行不同的推理算法。有一个完整的章节专门讨论最广泛使用的网络朴素贝叶斯模型和隐马尔可夫模型(HMMs)。这些模型已经通过实际例子进行了详细的讨论。

风格和方法 一个易于遵循的指南,帮助您理解概率图模型使用简单的例子和大量的代码例子,重点放在更广泛使用的模型。

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本文采用了一种独特的机器学习方法,它包含了对进行研究、开发产品、修补和玩耍所必需的所有基本概念的全新的、直观的、但又严谨的描述。通过优先考虑几何直观,算法思维,和实际应用的学科,包括计算机视觉,自然语言处理,经济学,神经科学,推荐系统,物理,和生物学,这篇文章为读者提供了一个清晰的理解基础材料以及实际工具需要解决现实世界的问题。通过深入的Python和基于MATLAB/ octave的计算练习,以及对前沿数值优化技术的完整处理,这是学生的基本资源,也是从事机器学习、计算机科学、电子工程、信号处理和数值优化的研究人员和实践者的理想参考。其他资源包括补充讨论主题、代码演示和练习,可以在官方教材网站mlrefined.com上找到。

  • 建立在清晰的几何直觉上的讲述
  • 最先进的数值优化技术的独特处理
  • 逻辑回归和支持向量机的融合介绍
  • 将功能设计和学习作为主要主题
  • 通过函数逼近的视角,先进主题的无与伦比的呈现
  • 深度神经网络和核方法的细化描述
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对因果推理的简明和自成体系的介绍,在数据科学和机器学习中越来越重要。

因果关系的数学化是一个相对较新的发展,在数据科学和机器学习中变得越来越重要。这本书提供了一个独立的和简明的介绍因果模型和如何学习他们的数据。在解释因果模型的必要性,讨论潜在的因果推论的一些原则,这本书教读者如何使用因果模型:如何计算干预分布,如何从观测推断因果模型和介入的数据,和如何利用因果思想经典的机器学习问题。所有这些主题都将首先以两个变量的形式进行讨论,然后在更一般的多元情况下进行讨论。对于因果学习来说,二元情况是一个特别困难的问题,因为经典方法中用于解决多元情况的条件独立不存在。作者认为分析因果之间的统计不对称是非常有意义的,他们报告了他们对这个问题十年来的深入研究。

本书对具有机器学习或统计学背景的读者开放,可用于研究生课程或作为研究人员的参考。文本包括可以复制和粘贴的代码片段、练习和附录,其中包括最重要的技术概念摘要。

首先,本书主要研究因果关系推理子问题,这可能被认为是最基本和最不现实的。这是一个因果问题,需要分析的系统只包含两个可观测值。在过去十年中,作者对这个问题进行了较为详细的研究。本书整理这方面的大部分工作,并试图将其嵌入到作者认为对研究因果关系推理问题的选择性至关重要的更大背景中。尽管先研究二元(bivariate)案例可能有指导意义,但按照章节顺序,也可以直接开始阅读多元(multivariate)章节;见图一。

第二,本书提出的解决方法来源于机器学习和计算统计领域的技术。作者对其中的方法如何有助于因果结构的推断更感兴趣,以及因果推理是否能告诉我们应该如何进行机器学习。事实上,如果我们不把概率分布描述的随机实验作为出发点,而是考虑分布背后的因果结构,机器学习的一些最深刻的开放性问题就能得到最好的理解。
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