MATLAB机器学习

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1、武汉理工大学校园行©2017TheMathWorks,Inc.1MATLAB是什么？3MATLAB是什么？MATLAB®是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的科学计算语言和编程环境。全球数以百万计的工程师和科学家使用MATLAB®来分析和设计可改变世界的系统和产品。4MATLAB是数学语言KalmanFilterPredictedstateandcovarianceEstimationEstimatedstateandcovarianceEstimatedmeasurements5MATLAB丰富的工具箱6MATLAB数据分析©2017TheMat

2、hWorks,Inc.7LIGO观测证实了引力波的存在•检测到两个黑洞相撞•测量被扭曲了尺度为质子直径4/1000的空间•验证了100多年前的爱因斯坦理论•MATLAB被用于–LIGO系统建模与设计–生成激励波形–数据与观察结果的比较–新LIGO系统的数据分析“这个实验是人类历史上最伟大的技术成就之一。”–MattStrassler,理论物理学家8MATLAB与物理学激光干涉引力波天文台（LaserInterferometerGravitationalWaveObservatory(LIGO)LIGO）9为什么需要数据分析？将大量复杂数据转化为可操作的信息描述•发

3、生了什么？诊断•为什么会发生？数据决策预测•将会发生什么?规范•应该做什么?10MATLAB令数据分析变得简单数据获取与探索数据预处理开发预测模型分析结果分享与实现文件处理散乱的数据数学建模桌面Apps数据库数据压缩与转换参数优化企业级系统集成传感器特征提取模型验证嵌入式系统与硬件11数据处理与模型开发数据预处理开发预测模型处理散乱的数据数学建模数理统计数据压缩与转换参数优化局部、全局优化特征提取模型验证曲线曲面拟合12数据处理与模型开发MATLAB协助各领域专家从容应对数据科学▪统计–交互式图形的统计绘图Apps代码–描述性统计–特征变换与特征选择–机器学习▪优

4、化–线性规划、非线性优化–全局搜索、多初始点–模式搜索、遗传算法▪Apps简单易用▪MATLAB代码自动生成▪广泛领域的工具，以方便特定领域▪大数据高速运算▪拟合的分析–曲线曲面拟合▪案例和视频协助快速入门–线性与非线性回归13机器学习与深度学习14机器学习无所不在解决方案太复杂，无法通过手写规则或公式实现学习复杂的非线性关系语音识别对象识别发动机健康检测解决方案需要适应不断变化的数据随新数据可用实时更新天气预测能源符合预测股票市场预测解决方案需要规模化从大规模数据中有效的学习物联网分析出租车使用与调度航班延误15什么是机器学习？机器学习是使用数据，并且创建一个程

5、序来执行任务。训练数据特征提取测试数据机器学习模型：分类“猫”16机器学习分类算法类型学习类型•输出是类别（true，false）（红色，蓝Classification色，绿色）之间的选择。SupervisedLearningRegression•输出是一个实数（温度、股票价格）基于输入输出数据开发Machine预测模型LearningUnsupervised•没有输出——只从输入数据中找到自然ClusteringLearning分组和模式仅对输入数据进行分组或解释17机器学习分类算法类型学习类型SupportDiscriminantNearestClassifi

6、cationVectorNaiveBayesAnalysisNeighborMachinesSupervisedLearning支持向量机判别分析朴素贝叶斯最近邻LinearSVR,EnsembleDecisionNeuralRegressionRegressionGPRMethodsTreesNetworks基于输入输出数据开GLMMachine发预测模型线性回归支持向量回归组合方法决策树神经网络LearningkMeans,kmedoidsGaussianUnsupervisedHierarchicalClusteringFuzzyC-MeansMixture

7、LearningNeuralHiddenMarkovNetworksModel仅对输入数据进行分组或解释K均值分层聚类高斯混合模型神经网络隐马尔科夫模型18选择模型与算法的挑战ClassificationLearner1.我应该选择哪个算法？2.需要自己开发及其学习算法吗？3.如何比较不同算法的结果？RegressionLearner4.如何将新的数据应用到选择的模型？5.在开发过程中如何理解算法？19机器学习：交互式应用程序——无编程20机器学习：不知道哪种算法——全部尝试21机器学习：为选定的模型生成代码“如果没有这个图形App，我不会想要尝试机器学习”22还

8、有更多的M