Андреас Мюллер, Сара Гвидо - Введение в машинное обучение с помощью Python. Руководство для специалистов по работе с данными (2017)

ПРЕДИСЛОВИЕ
Кому стоит прочитать эту книгу
Почему мы написали эту книгу
Структура книги
Онлайн-ресурсы
Типографские соглашения
Использование примеров программного кода
Благодарности
ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ
Зачем нужно использовать машинное обучение?
Задачи, которые можно решить с помощью машинного обучения
Постановка задач и знакомство с данными
Почему нужно использовать Python?
scikit-learn
Установка scikit-learn
Основные библиотеки и инструменты
Jupyter Notebook
NumPy
SciPy
matplotlib
pandas
mglearn
Сравнение Python 2 и Python 3
Версии библиотек, используемые в этой книге
Первый пример: классификация сортов ириса
Загружаем данные
Метрики эффективности: обучающий и тестовый наборы
Сперва посмотрите на Ваши данные
Построение вашей первой модели: метод k ближайших соседей
Получение прогнозов
Оценка качества модели
Выводы и перспективы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ С УЧИТЕЛЕМ
Классификация и регрессия
Обобщающая способность, переобучение и недообучение
Взаимосвязь между сложностью модели и размером набора данных
Алгоритмы машинного обучения с учителем 45 Некоторые наборы данных
Метод k ближайших соседей
Линейные модели
Наивные байесовские классификаторы
Деревья решений
Ансамбли деревьев решений
Ядерный метод опорных векторов
Нейронные сети (глубокое обучение)
Оценки неопределенности для классификаторов
Решающая функция
Прогнозирование вероятностей
Неопределенность в мультиклассовой классификации
Выводы и перспективы
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ БЕЗ УЧИТЕЛЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ
Типы машинного обучения без учителя
Проблемы машинного обучения без учителя
Предварительная обработка и масштабирование
Различные виды предварительной обработки
Применение преобразований данных
Масштабирование обучающего и тестового наборов одинаковым образом
Влияние предварительной обработки на машинное обучение с учителем
Снижение размерности, выделение признаков и множественное обучение
Анализ главных компонент (PCA)
Факторизация неотрицательных матриц (NMF)
Множественное обучение с помощью алгоритма t-SNE
Кластеризация
Кластеризация k-средних
Агломеративная кластеризация
DBSCAN
Сравнение и оценка качества алгоритмов кластеризации
Выводы по методам кластеризации
Выводы и перспективы
ГЛАВА 4. ТИПЫ ДАННЫХ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ
Категориальные переменные
Прямое кодирование (дамми-переменные)
Числа можно закодировать в виде категорий
Биннинг, дискретизация, линейные модели и деревья
Взаимодействия и полиномы
Одномерные нелинейные преобразования
Автоматический отбор признаков
Одномерные статистики
Отбор признаков на основе модели
Итеративный отбор признаков
Применение экспертных знаний
Выводы и перспективы
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА И УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА МОДЕЛИ
Перекрестная проверка
Перекрестная проверка в scikit-learn
Преимущества перекрестной проверки
Стратифицированная k-блочная перекрестная проверка и другие стратегии
Решетчатый поиск
Простой решетчатый поиск
Опасность переобучения параметров и проверочный набор данных
Решетчатный поиск с перекрестной проверкой
Метрики качества модели и их вычисление
Помните о конечной цели
Метрики для бинарной классификации
Метрики для мультиклассовой классификации
Метрики регрессии
Использование метрик оценки для отбора модели
Выводы и перспективы
ГЛАВА 6. ОБЪЕДИНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ В ЦЕПОЧКИ И КОНВЕЙЕРЫ
Отбор параметров с использованием предварительной обработки
Построение конвейеров
Использование конвейера, помещенного в объект GridSearchCV
Общий интерфейс конвейера
Удобный способ построения конвейеров с помощью функции make_pipeline
Работа с атрибутами этапов
Работа с атрибутами конвейера, помещенного в объект GridSearchCV
Находим оптимальные параметры этапов конвейера с помощью решетчатого поиска
Выбор оптимальной модели с помощью решетчатого поиска
Выводы и перспективы
ГЛАВА 7. РАБОТА С ТЕКСТОВЫМИ ДАННЫМИ
Строковые типы данных
Пример применения: анализ тональности киноотзывов
Представление текстовых данных в виде «мешка слов»
Применение модели «мешка слов» к синтетическому набору данных
Модель «мешка слов» для киноотзывов
Стоп-слова
Масштабирование данных с помощью tf-idf
Исследование коэффициентов модели
Модель «мешка слов» для последовательностей из нескольких слов (n-грамм)
Продвинутая токенизация, стемминг и лемматизация
Моделирование тем и кластеризация документов
Латентное размещение Дирихле
Выводы и перспективы
ГЛАВА 8. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ
Общий подход к решению задач машинного обучения
Вмешательство человека в работу модели
От прототипа к производству
Тестирование производственных систем
Создание своего собственного класса Estimator
Куда двигаться дальше
- Теория
- Другие фреймворки и пакеты машинного обучения
- Ранжирование, рекомендательные системы и другие виды обучения
- Вероятностное моделирование, теория статистического вывода и вероятностное программирование
- Нейронные сети
- Масштабирование на больших наборах данных
- Оттачивание навыков