機(jī)器學(xué)習(xí)與精據(jù)挖掘：方法和應(yīng)用

第1部分 基 本 概 念
第1章 機(jī)器學(xué)習(xí)方法概述 （2）
1.1 導(dǎo)論 （2）
1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù) （4）
1.2.1 認(rèn)知觀點(diǎn) （5）
1.2.2 表示問題 （7）
1.3 泛化空間的搜索 （11）
1.3.1 學(xué)習(xí)的歸納本質(zhì) （11）
1.3.2 窮盡搜索 （13）
1.3.3 啟發(fā)式搜索 （14）
1.4 學(xué)習(xí)經(jīng)典任務(wù) （16）
1.4.1 分而治之學(xué)習(xí)法 （16）
1.4.2 主動(dòng)覆蓋：AQ學(xué)習(xí) （24）
1.4.3 學(xué)習(xí)算法評(píng)估 （27）
1.5 如何利用謂詞邏輯 （29）
1.5.1 從關(guān)系中學(xué)習(xí)Horn子句 （30）
1.5.2 反轉(zhuǎn)歸并 （34）
1.5.3 理論修正 （36）
1.5.4 構(gòu)造歸納 （38）
1.6 人工發(fā)現(xiàn) （40）
1.6.1 概念形成 （41）
1.6.2 尋找自然定律 （46）
1.6.3 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn) （49）
1.7 如何處理搜索空間過大 （50）
1.7.1 類比提供搜索啟發(fā) （50）
1.7.2 基于示例學(xué)習(xí) （51）
1.8 機(jī)器學(xué)習(xí)的近鄰 （53）
1.8.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) （53）
1.8.2 遺傳算法 （55）
1.9 混合系統(tǒng)與多策略學(xué)習(xí) （57）
1.9.1 熵網(wǎng)絡(luò) （58）
1.9.2 基于知識(shí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) （59）
1.9.3 AQ泛化中的遺傳搜索 （60）
1.9.4 GA與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合 （61）
1.10 展望 （61）
參考文獻(xiàn) （62）
第2章 數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)：對(duì)問題和多策略方法的回顧 （65）
2.1 前言 （65）
2.2 機(jī)器學(xué)習(xí)與多策略數(shù)據(jù)分析 （67）
2.2.1 從具體實(shí)例中抽取通用規(guī)則 （68）
2.2.2 概念聚類 （72）
2.2.3 構(gòu)造性歸納 （73）
2.2.4 選擇最有代表性的樣本 （74）
2.2.5 定性與定量結(jié)合的發(fā)現(xiàn) （75）
2.2.6 定性預(yù)測(cè) （75）
2.2.7 基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法的總結(jié) （77）
2.3 數(shù)據(jù)分析任務(wù)中的分類 （78）
2.4 INLEN中各操作的集成 （81）
2.5 聚類和學(xué)習(xí)操作的說明 （84）
2.6 數(shù)據(jù)與規(guī)則的可視化 （86）
2.7 結(jié)構(gòu)屬性的規(guī)則學(xué)習(xí) （89）
2.8 從決策規(guī)則中學(xué)習(xí)決策結(jié)構(gòu) （91）
2.9 表示空間的自動(dòng)改善 （93）
2.9.1 確定最相關(guān)的屬性 （93）
2.9.2 新屬性的產(chǎn)生 （94）
2.10 應(yīng)用展示：經(jīng)濟(jì)與人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的發(fā)現(xiàn) （94）
2.10.1 背景 （94）
2.10.2 實(shí)驗(yàn)1：多操作的集成 （95）
2.10.3 實(shí)驗(yàn)2：子群中的異常識(shí)別 （96）
2.10.4 實(shí)驗(yàn)3：利用結(jié)構(gòu)屬性 （97）
2.10.5 實(shí)驗(yàn)4：利用構(gòu)造性歸納運(yùn)算操作 （99）
2.11 總結(jié) （100）
參考文獻(xiàn)
（101）
第3章 機(jī)器學(xué)習(xí)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用 （102）
3.1 前言 （102）
3.2 規(guī)則歸納在多個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用 （103）
3.2.1 提高化工過程控制中的產(chǎn)量 （103）
3.2.2 信用評(píng)估決策 （104）
3.2.3 機(jī)械設(shè)備故障診斷 （105）
3.2.4 天體對(duì)象的自動(dòng)分類 （106）
3.2.5 監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)乳液的質(zhì)量 （107）
3.2.6 減少照排印刷時(shí)的條紋現(xiàn)象 （107）
3.2.7 改善油氣分離質(zhì)量 （108）
3.2.8 預(yù)防電力變壓器故障 （109）
3.2.9 規(guī)則歸納在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 （110）
3.3 規(guī)則歸納的其他應(yīng)用研究 （110）
3.3.1 填表工作的自動(dòng)化 （111）
3.3.2 支持知識(shí)庫(kù)維護(hù) （111）
3.3.3 航天飛機(jī)引擎的測(cè)試 （112）
3.3.4 嚴(yán)重暴風(fēng)雨的預(yù)報(bào) （112）
3.3.5 直升機(jī)葉片的修理 （112）
3.3.6 預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) （113）
3.3.7 鋼廠調(diào)度自動(dòng)化 （113）
3.3.8 更多應(yīng)用及其相關(guān)方法 （113）
3.4 若干策略和經(jīng)驗(yàn) （114）
3.4.1 問題的明確描述 （114）
3.4.2 確定表示方法 （115）
3.4.3 訓(xùn)練數(shù)據(jù)的收集 （115）
3.4.4 評(píng)估學(xué)習(xí)獲得的知識(shí) （116）
3.4.5 知識(shí)庫(kù)的具體應(yīng)用 （116）
3.4.6 機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用的效能來源 （117）
參考文獻(xiàn) （118）
第4章 歸納邏輯編程的應(yīng)用 （120）
4.1 前言 （120）
4.2 ILP方法與其他機(jī)器學(xué)習(xí)方法的比較 （122）
4.3 預(yù)測(cè)化合物的誘變性 （123）
4.4 放電機(jī)器中的技能重建 （125）
4.4.1 表示方法的設(shè)計(jì) （125）
4.4.2 學(xué)習(xí)結(jié)果和專家評(píng)估 （126）
4.5 ILP的一些其他應(yīng)用 （128）
4.6 總結(jié) （130）
參考文獻(xiàn) （131）
第2部分 設(shè)計(jì)與工程
第5章 機(jī)器學(xué)習(xí)在有限元計(jì)算中的應(yīng)用 （134）
5.1 簡(jiǎn)介 （134）
5.2 向FEM產(chǎn)生器添加一個(gè)專家系統(tǒng) （136）
5.3 學(xué)習(xí)問題. 實(shí)例和背景知識(shí) （137）
5.3.1 問題的關(guān)系特性 （137）
5.3.2 實(shí)例來源 （137）
5.3.3 正面實(shí)例 （138）
5.3.4 反面實(shí)例 （139）
5.3.5 背景知識(shí) （139）
5.3.6 學(xué)習(xí)集概要 （141）
5.4 以前的實(shí)驗(yàn) （142）
5.4.1 GOLEM的實(shí)驗(yàn) （142）
5.4.2 FOIL的實(shí)驗(yàn) （143）
5.4.3 mFOIL的實(shí)驗(yàn) （144）
5.4.4 CLAUDIEN的實(shí)驗(yàn) （144）
5.4.5 MILP的實(shí)驗(yàn) （144）
5.4.6 FOSSIL的實(shí)驗(yàn) （145）
5.4.7 屬性值算法的實(shí)驗(yàn) （145）
5.5 選擇一個(gè)合適的學(xué)習(xí)算法 （145）
5.6 根據(jù)CLAUDIEN學(xué)習(xí) （147）
5.7 歸納的規(guī)則的后期處理 （150）
5.8 結(jié)果 （152）
5.8.1 知識(shí)庫(kù)與ES Shell （152）
5.8.2 對(duì)專家系統(tǒng)的評(píng)價(jià) （153）
5.9 總結(jié) （156）
參考文獻(xiàn) （157）
第6章 歸納學(xué)習(xí)和基于事例的推理在工業(yè)機(jī)器故障檢測(cè)方面的應(yīng)用 （159）
6.1 簡(jiǎn)介 （159）
6.2 歸納學(xué)習(xí)與基于事例的推理 （160）
6.3 更好地利用經(jīng)驗(yàn) （162）
6.4 應(yīng)用 （162）
6.4.1 CFM 56-3引擎的故障檢測(cè) （163）
6.4.2 機(jī)器人軸心的故障檢測(cè) （165）
參考文獻(xiàn) （168）
第7章 經(jīng)驗(yàn)裝配序列規(guī)劃：多策略構(gòu)造學(xué)習(xí)方法 （170）
7.1 前言 （170）
7.2 NOMAD中的表示與規(guī)劃 （172）
7.3 多策略構(gòu)造學(xué)習(xí) （176）
7.4 NOMAD的學(xué)習(xí)場(chǎng)景 （177）
7.5 與先前研究進(jìn)行比較 （181）
7.6 結(jié)束語 （183）
參考文獻(xiàn) （184）
第8章 歸納學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)入門：關(guān)于防摩擦軸承系統(tǒng)的
設(shè)計(jì)方法和實(shí)例研究 （186）
8.1 導(dǎo)論 （186）
8.2 一種學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)規(guī)則的方法 （187）
8.2.1 概述 （187）
8.2.2 學(xué)習(xí)規(guī)則集的經(jīng)驗(yàn)性錯(cuò)誤 （188）
8.2.3 應(yīng)用已學(xué)習(xí)到的規(guī)則處理新例子 （189）
8.3 一個(gè)示范問題的描述 （189）
8.4 歸納方法的應(yīng)用 （191）
8.4.1 變量的定性值 （192）
8.5 訓(xùn)練與事件測(cè)試 （193）
8.5.1 設(shè)計(jì)知識(shí)源 （193）
8.5.2 樣本數(shù)據(jù)庫(kù) （194）
8.6 結(jié)果分析 （194）
8.6.1 從訓(xùn)練樣本中學(xué)習(xí)規(guī)則 （195）
8.6.2 以遞增學(xué)習(xí)方法評(píng)估預(yù)備樣本 （196）
8.6.3 得到結(jié)果的可信度 （197）
8.7 總結(jié) （199）
參考文獻(xiàn) （200）
第3部分 文本. 圖像和音樂模式的測(cè)定
第9章 找出文本之間的關(guān)聯(lián) （202）
9.1 介紹 （202）
9.2 FACT系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （204）
9.3 關(guān)聯(lián) （207）
9.4 查詢語言 （208）
9.5 查詢操作 （210）
9.6 關(guān)系表達(dá)式 （213）
9.7 對(duì)新聞數(shù)據(jù)運(yùn)用FACT系統(tǒng) （213）
9.8 總結(jié) （216）
參考文獻(xiàn) （217）
第10章 學(xué)習(xí)圖像中的模式 （220）
10.1 導(dǎo)論 （220）
10.2 計(jì)算機(jī)視覺中機(jī)器學(xué)習(xí)的研究工作 （221）
10.3 室外場(chǎng)景彩色圖像的語義解釋 （224）
10.3.1 MIST方法 （224）
10.3.2 實(shí)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （226）
10.4 檢查行李X光圖像中的引爆雷管 （229）
10.4.1 預(yù)備知識(shí) （229）
10.4.2 問題描述 （231）
10.4.3 方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （232）
10.5 視頻圖像序列中的動(dòng)作識(shí)別 （234）
10.5.1 來自動(dòng)作的功能 （234）
10.5.2 運(yùn)動(dòng)的計(jì)算 （236）
10.5.3 實(shí)驗(yàn) （238）
10.6 結(jié)論與未來的研究 （242）
10.6.1 室外場(chǎng)景彩色圖像的語義解釋 （242）
10.6.2 行李X管圖像中的引爆雷管檢測(cè) （242）
10.6.3 識(shí)別視頻圖像序列中的動(dòng)作 （242）
10.6.4 在視覺系統(tǒng)中結(jié)合學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn) （243）
參考文獻(xiàn) （244）
第11章 機(jī)器學(xué)習(xí)在音樂研究領(lǐng)域的應(yīng)用：深入音樂
表達(dá)現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)調(diào)查 （246）
11.1 介紹 （246）
11.2 學(xué)習(xí)對(duì)象：富有表現(xiàn)力的音樂演奏 （248）
11.3 背景知識(shí)的特性和價(jià)值 （248）
11.4 方法一：在音樂符號(hào)的層次上學(xué)習(xí) （250）
11.4.1 目標(biāo)概念 （251）
11.4.2 定性的領(lǐng)域理論 （251）
11.4.3 IBL-SMART學(xué)習(xí)算法 （254）
11.4.4 實(shí)驗(yàn) （255）
11.5 方法二：在結(jié)構(gòu)層次上學(xué)習(xí) （258）
11.5.1 實(shí)驗(yàn) （260）
11.6 對(duì)真實(shí)藝術(shù)的演奏的一次機(jī)器學(xué)習(xí)分析 （263）
11.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論 （266）
11.7.1 定量的分析 （267）
11.7.2 對(duì)于音樂理論有用的定性結(jié)果 （269）
11.8 總結(jié) （269）
參考文獻(xiàn) （270）
第4部分 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)
第12章 網(wǎng)頁(yè)哨兵：萬維網(wǎng)頁(yè)學(xué)習(xí)者 （274）
12.1 概述 （274）
12.2 網(wǎng)頁(yè)哨兵 （274）
12.3 學(xué)習(xí) （280）
12.3.1 該學(xué)些什么 （280）
12.3.2 怎樣描述Pages, Links和Goals （280）
12.3.3 應(yīng)該用什么樣的學(xué)習(xí)方法 （282）
12.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （283）
12.4.1 UserChoice？能學(xué)習(xí)到多精確的程度 （283）
12.4.2 犧牲覆蓋率能改進(jìn)準(zhǔn)確率嗎 （285）
12.5 總結(jié) （286）
參考文獻(xiàn) （287）
第13章 計(jì)算機(jī)病毒的生物啟發(fā)式防御 （288）
13.1 介紹 （288）
13.2 背景 （289）
13.2.1 計(jì)算機(jī)病毒 （289）
13.2.2 病毒的檢測(cè). 清除和分析 （290）
13.3 病毒種類的檢測(cè) （291）
13.3.1 特征選取 （294）
13.3.2 分類器的訓(xùn)練和性能 （295）
13.4 計(jì)算機(jī)免疫系統(tǒng) （296）
13.4.1 未知檢測(cè) （298）
13.4.2 掃描已知病毒 （299）
13.4.3 清除病毒 （300）
13.4.4 誘餌 （300）
13.4.5 病毒自動(dòng)分析 （301）
13.4.6 自動(dòng)特征抽取 （302）
13.4.7 免疫的記憶 （304）
13.4.8 用自我復(fù)制對(duì)付自我復(fù)制 （304）
13.5 結(jié)論與展望 （305）
參考文獻(xiàn) （306）
第14章 控制技術(shù)的行為復(fù)制 （308）
14.1 引言 （308）
14.2 行為復(fù)制 （310）
14.3 桿平衡 （311）
14.3.1 問題 （311）
14.3.2 桿的選擇 （312）
14.3.3 時(shí)間延遲 （312）
14.3.4 清除效果 Clean-up Effect （312）
14.3.5 敏感性 （313）
14.3.6 歸納規(guī)則的透明性 （314）
14.4 學(xué)習(xí)飛行 （314）
14.4.1 問題 （314）
14.4.2 樣本選擇 （315）
14.4.3 時(shí)間延遲 （315）
14.4.4 清除效果 （316）
14.4.5 敏感性 （316）
14.4.6 歸納規(guī)則的透明度 （317）
14.5 集裝箱起重機(jī) （317）
14.5.1 問題 （317）
14.5.2 選擇例子 （318）
14.5.3 時(shí)間延遲 （319）
14.5.4 清除效果 （319）
14.5.5 敏感性 （320）
14.5.6 推導(dǎo)規(guī)則的透明度 （321）
14.6 生產(chǎn)線調(diào)度 （322）
14.6.1 問題 （322）
14.6.2 樣本的選擇 （322）
14.6.3 時(shí)延 （322）
14.6.4 清除效果 （323）
14.6.5 敏感性 （323）
14.6.6 歸納規(guī)則的透明度 （323）
14.7 討論 （323）
參考文獻(xiàn) （325）
第15章 空中交通控制一階知識(shí)的獲取 （327）
15.1 引言 （327）
15.2 基于知識(shí)的關(guān)系歸納 （330）
15.2.1 零階與一階表示的對(duì)比 （330）
15.2.2 OGUST介紹 （333）
15.3 ATC的應(yīng)用 （341）
15.3.1 簡(jiǎn)介 （341）
15.3.2 選擇表示語言 （341）
15.3.3 確定要學(xué)習(xí)的概念 （341）
15.3.4 獲取例子并重寫它們 （342）
15.3.5 用Horn子句重寫背景知識(shí) （353）
15.3.6 算法對(duì)結(jié)構(gòu)化對(duì)象的應(yīng)用 （355）
15.3.7 重寫歸納 （357）
15.4 總結(jié) （360）
參考文獻(xiàn) （362）
第5部分 醫(yī)學(xué)和生物學(xué)
第16章 機(jī)器學(xué)習(xí)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用 （366）
16.1 介紹 （366）
16.2 醫(yī)學(xué)診斷 （367）
16.3 醫(yī)生與機(jī)器學(xué)習(xí)診斷結(jié)果的比較 （368）
16.4 選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng) （370）
16.4.1 機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的具體要求 （371）
16.4.2 測(cè)試的算法描述 （372）
16.4.3 醫(yī)學(xué)問題上算法效果的比較 （374）
16.4.4 醫(yī)學(xué)診斷的實(shí)用性 （375）
16.5 實(shí)踐中的認(rèn)同 （378）
16.6 總結(jié) （379）
參考文獻(xiàn) （381）
第17章 學(xué)習(xí)對(duì)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)進(jìn)行分類 （383）
17.1 介紹 （383）
17.2 兩個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 （384）
17.2.1 睡眠分類 （384）
17.2.2 從腦電波信號(hào)中識(shí)別肌肉運(yùn)動(dòng)指令 （386）
17.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始化的決策樹方法 （388）
17.3.1 TBNN基本思想 （389）
17.3.2 初始化權(quán)值和相鄰層的完全連接 （390）
17.3.3 弱化間隔和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的微調(diào) （392）
17.4 基于樹的RBF網(wǎng)絡(luò)初始化 （393）
17.4.1 RBF網(wǎng)絡(luò)及其參數(shù) （393）
17.4.2 基于參數(shù)設(shè)置的決策樹 （395）
17.5 試驗(yàn) （396）
17.6 討論 （399）
參考文獻(xiàn) （401）
第18章 機(jī)器學(xué)習(xí)在河流水質(zhì)的生物分類中的應(yīng)用 （402）
18.1 簡(jiǎn)介 （402）
18.2 英國(guó)河流生物分類中的規(guī)則學(xué)習(xí) （404）
18.2.1 數(shù)據(jù) （405）
18.2.2 實(shí)驗(yàn) （406）
18.3 對(duì)斯洛文尼亞河流數(shù)據(jù)的分析 （410）
18.3.1 理化參數(shù)對(duì)選定生物體的影響 （412）
18.3.2. 生物分類 （416）
18.4 討論 （419）
參考文獻(xiàn) （421）