機器學習到底是什麼,如何使用這項技術?

1. 人工智能與機器學習

一個常常讓大衆感到困惑的問題是:人工智能(AI),機器學習(ML),深度學習(DL),機器視覺(CV)以及自然語言處理(NLP)之間是什麼關係?

從科普角度粗略地說,人工智能涵蓋了其他所有概念[圖1],而機器學習是人工智能的一個子方向,而深度學習又是機器學習中的一類方法。至於機器視覺與自然語言處理,它們是人工智能領域的兩個具體應用,而且往往會用到深度學習。

圖1. 人工智能與相關概念間的關係

2. 什麼是機器學習?

越是簡單的概念其實越難解釋。比如有人提到機器學習問題事實上是一個「優化問題」,有人認爲是機器學習是一個「編程概念」,也有人認爲現階段的機器學習是「統計推斷」。

從不同的角度看,這些說法都有道理。我個人比較喜歡Tom Mitchell對於「學習任務」的定義[1]:

每個機器學習都可以被精準地定義爲:1) 任務T;2) 訓練過程E;3) 模型表現P。而學習過程則可以被拆解爲「爲了實現任務T」,我們「通過訓練過程E」,逐步「提高表現P」的一個過程。

比如我們想要做一個模型來判斷一張圖片是貓還是狗(任務T)。爲了提高模型的準確度(模型表現P),我們不斷給模型提供圖片讓其學習貓與狗的區別(訓練過程E)。在這個學習過程中,我們所得到的最終模型就是機器學習的產物,而訓練過程就是學習過程。「機器學習」和「人類學習」是可以做類比的。套用剛纔的公式:爲了在高考中得到高分(任務T),小王每天做10套模擬題(訓練E),並不斷參加模考檢測自己的錯誤率(評估P)。

但除了相似性以外,機器與人

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