前言    WHY？AI是从策略出发，简单可描述（可以用清晰的规则和算法取实现）的任务，让机器去执行。我们希望复杂难以描述的任务（如无人驾驶，语音识别等情况复杂，需要推理和抽象化的任务）也可以由机器去实现，ML/DL是从数据驱动出发。数据挖掘、模式识别、机器学习和神经网络都是用来解决这些复杂的情况下的任务（几者之间互相联系，相关关联，甚至区别不大）。

一、模式识别

解决问题：如何让机器做与人感知相关的任务？认知模型、区分模式，从而形成正确的判决（聚类与系统推荐）

①类人的观察②感知环境中感兴趣的部分（特征抽取与整合）③作出与人推理相近的判决。

举例：如何区分两种鱼？

典型的决策机制

• 选择可分类的有用特征（鱼脸？特征抽取困难；鱼的味道？长度？宽？形状等等）
• 可测量的稳定特征（鱼的亮度，受光照的影响；长度是一个稳定的可测量特征）
• 步骤：获得图像、分离鱼、进行测量、作出判断。

特征选择

我们知道两种鱼的长度一般不一样，可以作为区分的特征，需要选择长度的阈值，同时，我们也可以看到一般鱼的长度是不一样，但是并不是严格不同，即长度不能完全区分两种鱼，此时我们考虑尝试其他的特征。机器学习中①并不存在单一特征可以区分类别，采用多个特征进行组合分析（整个情况就更加复杂）②假定各个特征之间独立，尽可能选择特征之间互相独立的特征（避免相关性，但是往往实际中，特征之间是相关的，如身高和体重），尽可能考虑多的特征。

特征维数变多出现的问题：一是模型更加复杂（容易过拟合）。二是学习的效率下降。

期望提取的特征：能够区分类别，选择好的特征能够正确区分类别（差的特征可能无法区别类别）

特征提取的方法有两种：一种是Feature extraction 即特征映射？通过函数映射到新的特征空间，新的特征空间采用矢量表示特征，可以体现或者容易比较两者（两者只类别还是特征之间呢？）之间的相关性。另一种是特征选择，在若干特征中选择一部分。

 tradeoff：依据判别结果所付出的代价对模型进行调整（例如：salmon的价格高于sea bass时，我们把分类曲线往左移，那么对于salmon的判断基本不会出错，不会发生顾客用高价钱买到的却是sea bass，不会有上当受骗的嫌疑。有可能使用低价钱买到salmon（salmon被判定为sea bass时），这个时候顾客就会很高兴，下次会继续过来这里买鱼，即我们希望salmon的正确率一定要保证）

模型好坏的度量：

（ROC与AUC？）

二、机器学习

 机器可以替代人的技能

机器学习是使用大量数据去学习模型。机器考虑特征与结果的相关性比人要好，人可以考虑影响结果的2到3个特征，机器可以考虑很多个影响因素。

为什么用机器学习？从特定的样例中学习数据的一般模型，数据丰富且便宜，知识少而昂贵。建立一个模型去很好并且有效的近似数据

机器学习模型：

1、监督学习（决策树、前向神经网络和反向传播）  有监督模型的优点是提供标签，准确率高。

2、无监督学习（聚类、关联分析）  无监督学习不需要标签，所以数据数量可以很大很大，优点是适用大数据。

3、Reinforcement learning   http://www.cse.unsw.edu.au/~cs9417ml/RL1/applet.html

机器学习的输出：

三、神经网络

神经元

 神经网络

神经网路主要是学习权重，怎么样得到好的权重去完成任务（怎么修改权重？谁先改？）。生物依据，只是概念上一样，功能上并不同。同一层之间不相连接，彼此之间改变互不影响，模型简单。隐藏层（hidden）：我们不能确定它应该输出是怎么样，不能预测它真实的输出。输入和输出是可以得到预测的输入与输出，并且可以与真实的输出进行对比。

Why Deep Learning？

Deep Learning可以通过input对每一层学习得到的进行解释，隐藏层可以解释（如某一层表示边缘，即每一层都有一定的归结，DL往往每一层可以表示出来，区分DL与传统NN的区别）

区别与关系

 原来知道哪些特征好，就用那些特征，现在不知道，让它自己学习哪些特征好（特征   →   学习新的特征）。

2017/7/19 朱兴全教授学术讲座观点与总结第一讲