Verfügbarkeit: Einführung in Machine Learning mit Python

Einführung in Machine Learning mit Python: Praxiswissen Data Science

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Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Müller, Andreas Christian (VerfasserIn), Guido, Sarah (VerfasserIn)
Weitere beteiligte Personen:	Rother, Kristian 1977- (ÜbersetzerIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch Englisch
Veröffentlicht:	Heidelberg O'Reilly 2017
Ausgabe:	1. Auflage
Schlagwörter:	Datenanalyse Python 2.7 Maschinelles Lernen Big Data Python 3.0 Python > Programmiersprache
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Umfang:	XIII, 362 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.5 cm
ISBN:	9783960090496 3960090498

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adam_text	Titel: Einführung in Machine Learning mit Python Autor: Müller, Andreas Christian Jahr: 2017 Inhalt Vorwort ...................................................................................... IX 1 Einführung................................................................................... 1 Warum Machine Learning?................................................................. 1 Welche Probleme kann Machine Learning lösen?........................ 2 Ihre Aufgabe und Ihre Daten kennen ............................................. 5 Warum Python?................................................................................... 5 scikit-learn........................................................................................... 6 Installieren von scikit-learn............................................................. 6 Grundlegende Bibliotheken und Werkzeuge....................................... 7 Jupyter Notebook........................................................................... 8 NumPy........................................................................................... 8 SciPy............................................................................................... 8 matplotlib....................................................................................... 10 pandas............................................................................................. 10 mglearn........................................................................................... 11 Python 2 versus Python 3 ................................................................... 12 In diesem Buch verwendete Versionen ............................................... 13 Eine erste Anwendung: Klassifizieren von Iris-Spezies ...................... 14 Die Daten kennenlernen................................................................. 15 Erfolg nachweisen: Trainings- und Testdaten.............................. 17 Das Wichtigste zuerst: Sichten Sie Ihre Daten.............................. 19 Ihr erstes Modell konstruieren: k-nächste-Nachbarn.................... 21 Vorhersagen treffen......................................................................... 22 Evaluieren des Modells................................................................... 23 Zusammenfassung und Ausblick......................................................... 23 2 Überwachtes Lernen....................................................................... 27 Klassifikation und Regression............................................................. 27 Verallgemeinerung, Overfitting und Underfitting ............................. 28 Zusammenhang zwischen Modellkomplexität und Größe des Datensatzes............................................................................. 31 Algorithmen zum überwachten Lernen ............................................. 32 Einige Beispieldatensätze............................................................... 32 k-nächste-Nachbarn....................................................................... 36 Lineare Modelle............................................................................. 45 Naive Bayes-Klassifikatoren........................................................... 66 Entscheidungsbäume..................................................................... 68 Ensembles von Entscheidungsbäumen......................................... 80 Support Vector Machines mit Kernel............................................. 88 Neuronale Netze (Deep Learning)................................................. 99 Schätzungen der Unsicherheit von Klassifikatoren............................. 112 Die Entscheidungsfunktion........................................................... 113 Vorhersagen von Wahrscheinlichkeiten....................................... 116 Unsicherheit bei der Klassifikation mehrerer Kategorien.............. 118 Zusammenfassung und Ausblick....................................................... 120 3 Unüberwachtes Lernen und Vorverarbeitung....................................... 123 Arten von unüberwachtem Lernen..................................................... 123 Herausforderungen beim unüberwachten Lernen ............................ 124 Vorverarbeiten und Skalieren............................................................. 124 Unterschiedliche Möglichkeiten der Vorverarbeitung.................. 125 Anwenden von Datentransformationen......................................... 126 Trainings- und Testdaten in gleicher Weise skalieren.................. 128 Die Auswirkungen der Vorverarbeitung auf überwachtes Lernen............................................................................................ 130 Dimensionsreduktion, Extraktion von Merkmalen und Manifold Learning............................................................................. 132 Hauptkomponentenzerlegung (PCA) ........................................... 132 Nicht-negative-Matrix-Faktorisierung (NMF)............................... 147 Manifold Learning mit t-SNE......................................................... 154 Clusteranalyse..................................................................................... 158 k-Means-Clustering....................................................................... 158 Agglomeratives Clustering............................................................. 169 DBSCAN........................................................................................ 174 Vergleichen und Auswerten von Clusteralgorithmen.................. 178 Zusammenfassung der Clustering-Methoden............................... 192 Zusammenfassung und Ausblick....................................................... 193 4 Repräsentation von Daten und Merkmalsgenerierung.......................... 195 KategorischeVariablen....................................................................... 196 One-Hot-Kodierung (Dummy-Variablen)..................................... 197 Zahlen können kategorische Daten kodieren................................. 202 Binning, Diskretisierung, lineare Modelle und Bäume ...................... 204 Interaktionen und Polynome............................................................... 208 Univariate nichtlineare Transformation ............................................. 214 Automatische Auswahl von Merkmalen............................................. 218 Univariate Statistiken..................................................................... 218 Modellbasierte Auswahl von Merkmalen....................................... 221 Iterative Auswahl von Merkmalen................................................. 222 Berücksichtigen von Expertenwissen................................................... 224 Zusammenfassung und Ausblick......................................................... 233 5 Evaluierung und Verbesserung von M 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behalten............................................................. 260 Metriken zur binären Klassifikation............................................... 261 Metriken zur Klassifikation mehrerer Kategorien.......................... 282 Regressionsmetriken....................................................................... 284 Verwenden von Metriken zur Modellauswahl.............................. 285 Zusammenfassung und Ausblick......................................................... 287 6 Verkettete Algorithmen und Pipelines............................................... 289 Parameterauswahl mit Vorverarbeitung............................................. 290 Erstellen von Pipelines......................................................................... 292 Pipelines zur Gittersuche einsetzen..................................................... 293 Die allgemeine Pipeline-Schnittstelle................................................... 296 Bequemes Erstellen von Pipelines mit make_pipeline.................. 297 Zugriff auf Attribute von Schritten................................................. 298 Zugriff auf Attribute in einer Pipeline mit Gittersuche.................. 299 Gittersuche für Vorverarbeitungsschritte und Modellparameter . . . . 300 Gittersuche nach dem richtigen M odell............................................. 303 Zusammenfassung und Ausblick....................................................... 304 7 Verarbeiten von T extdaten.............................................................. 307 Arten von als Strings repräsentierter Daten ....................................... 307 Anwendungsbeispiel: Meinungsanalyse zu Filmbewertungen.......... 309 Repräsentation von Text als Bag-of-Words ....................................... 311 Anwenden von Bag-of-Words auf einen einfachen Datensatz. . . . 313 Bag-of-Words der Filmbewertungen............................................. 314 Stoppwörter........................................................................................ 318 Umskalieren der Daten mit tf-idf....................................................... 319 Untersuchen der Koeffizienten des Modells....................................... 322 Bag-of-Words mit mehr als einem Wort (n-Gramme) ...................... 323 Fortgeschrittene Tokenisierung, Stemming und Lemmatisierung . . . 327 Modellierung von Themen und Clustering von Dokumenten.......... 331 Latent Dirichlet Allocation............................................................. 331 Zusammenfassung und Ausblick....................................................... 338 8 Zusammenfassung und weiterführende Ressourcen.............................. 341 Herangehensweise an eine Fragestellung beim maschinellen Lernen . 341 Der menschliche Faktor................................................................. 342 Vom Prototyp zum Produktivsystem................................................. 343 Testen von Produktivsystemen........................................................... 344 Konstruieren eines eigenen Estimators............................................... 344 Wie geht es von hier aus weiter?......................................................... 345 Theorie............................................................................................ 345 Andere Umgebungen und Programmpakete zum maschinellen Lernen............................................................................................ 346 Ranking, Empfehlungssysteme und andere Arten von Lernen . . . 347 Probabilistische Modellierung, Inferenz und probabilistische Programmierung........................................................................... 347 Neuronale N etze........................................................................... 348 Skalieren auf größere Datensätze................................................... 349 Verfeinern Sie Ihre Fähigkeiten..................................................... 350 Schlussbemerkung............................................................................. 351 Index.......................................................................................... 353
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