ويمسال ايل 92-93 يادگيری ماشيه ( 44-777گريٌ ديم) مذرس :سليماوی تمريه سری ديم :دستٍبىذَای مبتىی بر تابع َسيىٍ ي دستٍبىذَای احتمالی مًعذ تحًيل تمريه دستی 74 :آبان ( 92قبل از 72ظُر) ومرٌ724+74 : مًعذ تحًيل پيادٌسازی ي گسارش 27 :آبان 92 سًال 72( 7ومرٌ) :پرسپترين ∑ ًَضت ،تاتغ ضرر ()loss ً 3( .1.1ورُ) ًطاى دّيذ تاتغ ّسيٌِ پرسپترٍى را هیتَاى تِ صَرت در ايي حالت را ترای ٍ تر حسة رسن ًواييذ. .1.1ديگان پرسپترين :قاًَى تِرٍزرساًی تردار ٍزى در پرسپترٍى را در ًظر تگيريذ: ً 3( .aورُ) ًطاى دّيذ کِ در دستِتٌذ پرسپترٍى ،تردار ٍزى ًَضت .ضراية ∑ را در ترکية خغی ً 4( .bورُ) قاًَى تاال ترای تِرٍزرساًی تردار ٍزى را هیتَاى تِ صَرت ترکية خغی دادُّا هطخص کٌيذ. در چِ حالتی هیتَاًذ تا قاًَى زير ترای تِرٍزرساًی هؼادل تاضذ: ∑ تِجای قاًَى اصلی تِرٍز رساًی تردار ٍزى ً 1( .cورُ) استفادُ از قاًَى تِرٍزرساًی هقادير چِ هسيتی هیتَاًذ ايجاد ًوايذ؟ سًال 25( 2ومرٌ) :دستٍبىذی احتمالی .1.1يک هسالِ دستِتٌذی تِ دٍ دستِ در حالتیکِ يک ٍيژگی ٍجَد دارد ،را در ًظر تگيريذ .فرض کٌيذ احتوال پيطيي ٍ ( )priorدستِ اٍل ٍ دٍم تِ ترتية تراتر است. ً 4( .aورُ) در صَرتی کِ تذاًين تَزيغّای ضرعی دستِّا گاٍسیّای تا هياًگييّای هتفاٍت ٍارياًس تراتر 𝜎 تِ صَرت 𝜎 𝜎 ٍ ٍ ٍ است ،راتغِی هرتَط تِ هرز دٍ دستِ را ترای قاًَى تصوين تيس هطخص ًواييذ. ً 4( .bورُ) چٌاىچِ در تٌذ ( )aاز هاتريس ضرر ( )lossزير استفادُ ضَد هرز تصوين حاصل چگًَِ خَاّذ تَد؟ ًتيجِ تِ دست آهذُ را تَصيف ًواييذ. ] [ تؼذی فرض کٌيذ تَزيغّای ً 5( .1.1ورُ) در يک دستِتٌذ احتوالی هَلذ ( )generativeتا دٍ دستِ در يک فضای ٍيژگی ضرعی دستِّا تِ صَرت گاٍسیّای تا هياًگيي ٍ هاتريس کٍَارياًس هرتَط تِ خَد تِ صَرت ٍ در ًظر گرفتِ ضًَذ .چٌاىچِ هجوَػِ دادُّای آهَزش }) ({ ٍ 𝜋 در ًظر گرفتِ ضَد .هقادير پاراهترّا را تا استفادُ فرض ضَد ٍ ترای احتوال پيطيي دستِّا ّن يک پاراهتر از دادُّای آهَزش از عريق MLتؼييي ًواييذ. .3.1دستِ تٌذ Naïve Bayes ً 5( .aورُ) يک هسالِی دستِتٌذی تِ دٍ دستِ تا احتوال پيطيي ٍيژگی آى ضاهل دٍ ٍيژگی پيَستِ ٍيژگیّا گاٍسی فرض ضَد ٍ ٍ را در ًظر تگيريذ کِ فضای تاضذ .چٌاىچِ چگالی احتوال ضرعی دستِّا رٍی ّر کذام 𝜎 .هؼادلِ هرز دستِتٌذ Naïve Bayesرا پيذا کٌيذ .ايي هرز در چِ ضرايغی خغی خَاّذ تَد؟ ً 7( .bورُ) در يک هسالِی دستِتٌذی تا دٍ دستِ کِ فضای ٍيژگی آى ضاهل ٍيژگی دٍدٍيی (تا تَزيغ ترًَلی) استً ،طاى دّيذ هرز تصويوی کِ تَسظ Naïve Bayesتِدست هیآيذ ،يک هرز خغی است. سًال )44( :3پيادٌسازی Logistic Regressionي Naïve Bayesدر تشخيص spam در ايي سَال قصذ دارين ػولکرد رٍشّای احتوالی Naïve Bayes ٍ Logistic Regressionرا تر رٍی پايگاُدادُ 1 spambase ترای تطخيص ايويلّای اسپن هَرد تررسی قرار دّين .ايي پايگاُ دادُ ضاهل 4661ايويل ٍ ٍ 57يژگی تِ ضرح زير است: ٍيژگی :48-1درصذ استفادُ از فْرستی از کلوات از پيص تؼييي ضذُ در هتي ايويل از قثيل ” “freeو ... ٍيژگی :54-49در صذ استفادُ از فْرستی از کاراکترّای از پيصتؼييي ضذُ در هتي ايويل از قثيل ٍيژگی :55هياًگيي عَل جوالت کاهل ٍ تواهاً تا حرٍف تسرگ (هياًگيي )4.9 ٍيژگی :56عَل تسرگتريي جولِ کاهل ٍ تواهاً تا حرٍف تسرگ (هياًگيي )51.6 ٍيژگی :57هجوَع عَل جوالت کاهل ٍ تواهاً تا حرٍف تسرگ (هياًگيي )181.1 ; ( [ ! $ # .1.3در ايي تخص ّذف پيادُسازی ٍ Logistic Regressionتررسی ًتايج آى تر رٍی هجوَ دادُ spamاست ( ): ً 4( .aورُ) کذّای هَجَد ترای آهَزش ٍ استفادُ از دستِتٌذ Logistic Regressionتذٍى جولِ هٌظنسازی ( )regularizationرا تکويل ًواييذ. ً 4( .bورُ) کذ تٌذ ( )aترای آهَزش را تِ گًَِای گسترش دّيذ کِ اهکاى اضافِ ضذى جولِ هٌظنسازی تِ صَرت ‖ ‖ را ًيس در فرايٌذ يادگيری فراّن ًوايذ. ً 9( .cورُ) ّريک از پيص پردازش ّای زير را تِ عَر جذاگاًِ در ًظر تگيريذ: .Iهياًگيي ّر ٍيژگی را صفر ٍ ٍارياًس آى را ً 1واييذ .تِ ػثارت ديگر تِ ازای ّر ٍيژگی هياًگيي ٍ اًحراف استاًذارد هقادير آى رٍی کل هجوَػِ دادُّای آهَزش را تِ دست آٍريذ .سپس تِ ازای تکتک دادُّا از هقذار ّر ٍيژگی آىّا هياًگيي هرتَعِ را کن کردُ ٍ ًتيجِ را تر اًحراف استاًذارد هرتَط تِ آى ٍيژگی تقسين ًواييذ. ftp://ftp.ics.uci.edu/pub/machine-learning-databases/spambase/ 1 .IIاز تثذيل دٍدٍيی ( استفادُ کٌيذ .تِ ػثارت ديگر تِ ازای ّر ٍيژگی اگر هقذار آى هثثت ) تَد تا يک ٍگرًِ تا صفر جايگسيي کٌيذ. خغا رٍی دادُّای آهَزش ٍ آزهَى را در ّر سِ هَرد تذٍى پيصپردازش ،تا پيصپردازش ٍ Iپيصپردازش IIدر حالتیکِ ضرية جولِ هٌظنسازی استفادُ تا از CV 𝜆ٍ 𝜆 تاضذ ،هحاسثِ ٍ گسارش ًواييذ .سپس هقذار 𝜆 را از 10-fold تيي هقادير هجوَػِ 𝜆 تؼييي ًواييذ .در ًْايت خغاّا را در يک جذٍل تِ صَرت زير خالصِ ًوَدُ ٍ ًتايج را تحليل ًواييذ. Without preprocess Preprocess II Preprocess I Test error Train error Test error Train error Test error Train error Test error Train error Test error Train error Test error Train error Test error Train error Test error Train error Test error Train error 𝜆 𝜆 𝜆, 10-fold CV .1.3در ايي سَال قصذ دارين تا استفادُ از دستِتٌذ Naïve Bayesدادُّای هرتَعِ را دستِتٌذی ًوايين. .aفرض کٌيذ تؼذاد کل دادُّا، تؼذاد دادُّای هَجَد در دستِ ، تؼذاد دادُّايی از دستِ کِ ٍيژگی آى غير صفر است ،تاضٌذ .ترای ايي هٌظَر از دادُّای تثذيل ضذُ تِ صَرت دٍدٍيی در سَال قثل استفادُ هیکٌين .چٌاىچِ ترای تخويي تَزيغ پيطيي دستِّا ٍ ّوچٌيي تَزيغ ضرعی دستِّا از MLاستفادُ ضَد ٍ تَزيغ ٍيژگیّا ترًَلی در ًظر گرفتِ ضَد ،تَزيغ پيطيي تخويي زدُ ضذُ تِ صَرت ⁄ ⁄ ̂𝜋 ٍ پاراهترّای تخويي زدُ ضذُ ترای چگالی ضرعی دستِّا تِ صَرت ̂ در هیآيذ. ً 6( .Iورُ) تا استفادُ از تخوييّای هؼرفی ضذُ ،دستِتٌذ Naïve Bayesرا تِگًَِای پيادُسازی ًواييذ کِ در فاز آهَزش ايي تخوييّا را تِ ازای ًوًَِّای آهَزش هحاسثِ ًوايذ ٍ در فاز دستِتٌذی تِ ازای دريافت يک هجوَػِ دادُ ٍ ّوچٌيي پاراهترّايی کِ در فاز آهَزش پيذا ضذُاًذ ،ضوارُ دستِ دادُّا را هطخص ًوايذً .تايج دستِتٌذ Naïve Bayesپيادُسازی ضذُ را رٍی هجوَػِ آهَزش ٍ آزهَى هطخص ًواييذ. ً 4( .IIورُ) هطکل استفادُ از تخويي ̂ تا استفادُ از راتغِ تياى ضذُ در تٌذ ( )aرا تياى کٌيذ .راُحلی تِ هٌظَر رفغ ايي هطکل ارائِ ًواييذ. .bاگر ترخالف تٌذ aدادُّا دٍدٍيی ًطًَذ ٍ چگالّای ضرعی دستِّا رٍی ٍيژگیّا هختلف تَزيغ گاٍسی هذل ضَد. ً 1( .Iورُ) اتتذا پاراهترّايی کِ تايذ تخويي زدُ ضًَذ ٍ ًحَُی تخويي آىّا را هطخص ًواييذ. تا ً 4( .IIورُ) تا استفادُ از تخوييّای تِدست آهذُ در تٌذ قثل ،دستِتٌذ Naïve Bayesرا تِگًَِای پيادُسازی ًواييذ کِ در فاز آهَزش ايي تخوييّا را تِ ازای ًوًَِّای آهَزش هحاسثِ ًوايذ ٍ در فاز دستِتٌذی تِ ازای دريافت يک هجوَػِ دادُ ٍ ّوچٌيي پاراهترّايی کِ در فاز آهَزش پيذا ضذُاًذ ،ضوارُ دستِ دادُّا را هطخص ًوايذ. ً 3( .IIIورُ) ًتايج دستِتٌذ Naïve Bayesپيادُسازی ضذُ را رٍی هجوَػِ آهَزش ٍ آزهَى هطخص ًواييذ ٍ تا ًتيجِ تِ دست آهذُ در قسوت )a( 1.3هقايسِ ًواييذ. ً 4( .3.3ورُ) ًتايج تِ دست آهذُ در قسوت 1.3 ٍ 1.3را هقايسِ ٍ تحليل ًواييذ. سًال 28( :4ومرٌ) SVMي َستٍ ()kernel .1.5هسالِ تْيٌِسازی SVMحاضيِ ًرم ()soft-margin ً 5( .aورُ) فرم دٍگاى ( )dualهسالِی تْيٌِسازی اصلی ( SVM )primalحاضيِ ًرم را پيذا کٌيذ. ً 5( .bورُ) تا استفادُ از فرم دٍگاى تِ دست آهذُ در تٌذ ٍ aضرايظ ً KKTطاى دّيذ کِ ًوًَِّای تا دقيقاً رٍی اترصفحِّای حاضيِ ٍاقغ هیضًَذ ٍ ًوًَِّای تا درٍى حاضيِ قرار هیگيرًذ يا از آى رد هیضًَذ. .1.5دادُّای زير را در ًظر تگيريذ: ً 3( .aورُ) تِ صَرت تقريثی ًطاى دّيذ کِ ترای هرز دٍ دستِ تِ چِ صَرت در هیآيذ .تردارّای پطتيثاى ( )support vectorsرا در ايي حالت هطخص ًواييذ. ً 3( .bورُ) تا کاّص هقذار تِ سوت هقادير کَچک ٍ کَچکتر هرز ٍ حاضيِّا تِ چِ صَرت تغيير هیکٌٌذ؟ ً 4( .3.5ورُ) يک هسالِی دستِتٌذی تِ دٍ دستِ را در ًظر تگيريذ .فرض کٌيذ دادُّای آهَزش تٌْا يک ٍيژگی دارًذ ٍ ًوًَِّای آهَزش را هیتَاى در تازُ رٍی هحَر حقيقی هقذار ٍيژگی تصَر کرد کِ ترچسة ًوًَِّای ّر دٍ تازُ هتَالی ًاتراتر است (ضکل زير هثالی ترای است) .چٌاىچِ تخَاّين از Kernel SVMتا ّستِی چٌذجولِای ترای ايي دادُّا استفادُ ًوايين ،حذاقل چِ درجِ ّستِای را ترای ايي هٌظَر هٌاسة هیداًيذ؟ تَضيح دّيذ. ً 4( .4.5ورُ) ًطاى دّيذ ضرب دٍ تاتغ ّستِی هؼتثر ٍ يک تاتغ ّستِی هؼتثر ّست. .5.5درستی يا ًادرستی گسارُّای زير را تا تَضيح هختصر هطخص ًواييذ: ً 1( .aورُ) در SVMحاضيِ ًرم تا افسايص پاراهتر حاضيِ جذاسازی دٍ دستِ افسايص هیياتذ ٍ خغای آهَزش کاّص هیياتذ. ً 1( .bورُ) ّستِ ( )kernelگاٍسی تا پاراهتر 𝜎 را در ًظر تگيريذ .در حالت کلی از تيي هقادير هختلف پاراهتر 𝜎 ترای ّستِ گاٍسی ،هقذاری کِ هٌجر تِ حاضيِی تسرگتر هیضَد ،هقذار تْتری است. سًال 25( 5ومرٌ) :پيادٌسازی SVM پايگاُدادُ MNIST1ضاهل ارقام دست ًَضتِ کِ در فايل " " MNISTدر اختيار ضوا قرار گرفتِ ،را در ًظر تگيريذّ .ر ػذد در يک تصَير تِ اتؼاد رخيرُ ضذُ استّ .ر سغر دادُ هَجَد در فايل دادُ MNISTحاصل ترداری کردى يک تصَير است کِ در اًتْای آى هطخص ضذُ است کِ ايي تصَير هرتَط تِ کذاميک از ارقام 0تا 9تَدُ است (تٌاترايي از ستَىّای 1تا 784ترای ٍيژگیّای دادُ ٍ از ستَى 785ترای ترچسة استفادُ ًواييذ) .ترای از 5666دادُی اٍل ترای آهَزش ٍ از هاتقی دادُّا ترای آزهَى دستِتٌذ استفادُ ضَد .ترای ايي سَال الزم است پيادُسازی SVMرا (کِ در اختيار ضوا قرار گرفتِ است) کاهل ًواييذ .قثل از استفادُ از دادُّا ّوِی ٍيژگیّا را (کِ هحذٍدُضاى تيي 155 ٍ 6است) را تر 155تقسين کٌيذ. .1.5در ايي تخصّ ،ذف استفادُ از رٍش hard-margin SVMترای تفکيک تيي رقنّای 9 ٍ 1در تصاٍير است .تؼذادی از تصاٍير هَجَد در پايگاُ دادُ ترای ايي ارقام را در ضکل زير هطاّذُ هیکٌيذ. http://yann.lecun.com/exdb/mnist/ 2 ً 4( .aورُ) در کذ دادُ ضذُ تغييرات الزم را تِگًَِای اػوال ًواييذ کِ تِ پيادُسازی دستِتٌذ SVMدر فضای ٍيژگی اصلی (هؼادل تا تِکارگيری ّستِی خغی hard-margin ) ضَد .درصذ خغای دستِتٌذ حاصل رٍی ًوًَِّای آهَزش ٍ آزهَى را تِ دست آٍريذ. ً 5( .bورُ) تر خالف تٌذ aاز ّستِی گاٍسی استفادُ ًواييذ ٍ هقذار پاراهتر پٌْای پٌجرُ 𝜎 را از تيي هجوَػِ را تا استفادُ از 5-fold CVتؼييي ًواييذ .درصذ خغای هقادير دستِتٌذ حاصل را رٍی ًوًَِّای آهَزش ،اػتثارسٌجی ٍ آزهَى گسارش ًواييذ. ً 3( .cورُ) ترای دستِتٌذ حاصل در تٌذ bتِ ازای ّر دستِ 5تا از تصاٍير آزهًَی کِ تِ ًادرستی دستِتٌذی ضذُاًذ را در يک ضکل ًطاى دّيذ. .1.5در ايي تخص ّذف استفادُ از SVMحاضيِ ًرم ( ٍ )soft-marginايجاد قاتليت دستِتٌذی تا تؼذاد دستِّای است .ترای ايي هٌظَر از تثذيل هسالِ تِ هسائل دستِتٌذی دٍ دستِای از عريق رٍيکرد one vs. oneاستفادُ ًواييذ. فرض کٌيذ تاضذ. را کِ قاتليت دستِتٌذی چٌذ ً 5( .aورُ) SVMحاضيِ ًرم ( )soft-marginتا ّستِی خغی دستِای را تِ هٌظَر دستِتٌذی ّر 16رقن داضتِ تاضذ ،پيادُسازی کٌيذ .درصذ خغای دستِتٌذ حاصل را رٍی ًوًَِّای آهَزش ٍ آزهَى گسارش ًواييذ. ً 5( .bورُ) SVMحاضيِ ًرم ( )soft-marginتا ّستِی گاٍسی ) ‖ ‖ ( ٍ قاتليت دستِتٌذی چٌذ دستِای را هطاتْاً پيادُسازی ًواييذ .هقذار پاراهتر پٌْای پٌجرُ را از تيي هجوَػِ هقادير تا استفادُ از 5-fold CVتؼييي ًواييذ .درصذ خغای دستِتٌذ حاصل را رٍی ًوًَِّای آهَزش ،اػتثارسٌجی ٍ آزهَى گسارش ًواييذ. ً 3( .cورُ) ًتايج تِدست آهذُ در تٌذ b ٍ aرا هقايسِ ٍ تحليل ًواييذ.
© Copyright 2025 Paperzz