Читать книгу Python Machine Learning - Vahid Mirjalili - Страница 7
ОглавлениеÍndice
Sobre los autores
A quién va dirigido este libro
Descargar el código de ejemplo y las imágenes en color de este libro
Capítulo 1: Dar a los ordenadores el poder de aprender de los datos
Crear máquinas inteligentes para transformar datos en conocimiento
Los tres tipos de aprendizaje automático
Hacer predicciones sobre el futuro con el aprendizaje supervisado
Clasificación para predecir etiquetas de clase
Regresión para predecir resultados continuos
Resolver problemas interactivos con aprendizaje reforzado
Descubrir estructuras ocultas con el aprendizaje sin supervisión
Encontrar subgrupos con el agrupamiento
Reducción de dimensionalidad para comprimir datos
Introducción a la terminología básica y las notaciones
Una hoja de ruta para crear sistemas de aprendizaje automático
Preprocesamiento: Dar forma a los datos
Entrenar y seleccionar un modelo predictivo
Evaluar modelos y predecir instancias de datos no vistos
Utilizar Python para el aprendizaje automático
Utilizar la distribución y el gestor de paquetes Anaconda de Python
Paquetes para cálculo científico, ciencia de datos y aprendizaje automático
Capítulo 2: Entrenar algoritmos simples de aprendizaje automático para clasificación
Neuronas artificiales: un vistazo a los inicios del aprendizaje automático
La regla de aprendizaje del perceptrón
Implementar un algoritmo de aprendizaje de perceptrón en Python
Una API perceptrón orientada a objetos
Entrenar un modelo de perceptrón en el conjunto de datos Iris
Neuronas lineales adaptativas y la convergencia del aprendizaje
Minimizar funciones de coste con el descenso de gradiente
Mejorar el descenso de gradiente mediante el escalado de características
Aprendizaje automático a gran escala y descenso de gradiente estocástico
Capítulo 3: Un recorrido por los clasificadores de aprendizaje automático con scikit-learn
Elegir un algoritmo de clasificación
Primeros pasos con scikit-learn:entrenar un perceptrón
Modelar probabilidades de clase mediante regresión logística
Intuición en regresión logística y probabilidades condicionales
Aprender los pesos de la función de coste logística
Convertir una implementación Adaline en un algoritmo para regresión logística
Entrenar un modelo de regresión logística con scikit-learn
Abordar el sobreajuste con la regularización
Margen de clasificación máximo con máquinas de vectores de soporte
Tratar un caso separable no lineal con variables flexibles
Implementaciones alternativas en scikit-learn
Resolver problemas no lineales con una SVM kernelizada
Métodos kernel para datos inseparables lineales
El truco de kernel para encontrar hiperplanos separados en un espacio de mayor dimensionalidad
Aprendizaje basado en árboles de decisión
Maximizar la ganancia de información: sacar el mayor partido de tu inversión
Combinar árboles de decisión múltiples mediante bosques aleatorios
K-vecinos más cercanos: un algoritmo de aprendizaje vago
Capítulo 4: Generar buenos modelos de entrenamiento: preprocesamiento de datos
Eliminar muestras o características con valores ausentes
Entender la API de estimador de scikit-learn
Trabajar con datos categóricos
Características nominales y ordinales
Crear un conjunto de datos de ejemplo
Mapear características ordinales
Realizar una codificación en caliente sobre características nominales
Dividir un conjunto de datos en conjuntos de prueba y de entrenamiento individuales
Ajustar las características a la misma escala
Seleccionar características significativas
Una interpretación geométrica de la regularización L2
Soluciones dispersas con la regularización L1
Algoritmos de selección de características secuenciales
Evaluar la importancia de las características con bosques aleatorios
Resumen
Capítulo 5: Comprimir datos mediante la reducción de dimensionalidad
Reducción de dimensionalidad sin supervisión mediante el análisis de componentes principales
Los pasos esenciales que se esconden detrás del análisis de componentes principales
Extraer los componentes principales paso a paso
Varianza total y explicada
Transformación de características
Análisis de componentes principales en scikit-learn
Compresión de datos supervisada mediante análisis discriminante lineal
Análisis de componentes principales frente a análisis discriminante lineal
Cómo funciona interiormente el análisis discriminante lineal
Calcular las matrices de dispersión
Seleccionar discriminantes lineales para el nuevo subespacio de características
Proyectar muestras en el nuevo espacio de características
ADL con scikit-learn
Utilizar el análisis de componentes principales con kernels para mapeos no lineales
Funciones kernel y el truco del kernel
Implementar un análisis de componentes principales con kernels en Python
Ejemplo 1: separar formas de media luna
Ejemplo 2: separar círculos concéntricos
Proyectar nuevos puntos de datos
Análisis de componentes principales con kernel en scikit-learn
Resumen
Capítulo 6: Aprender las buenas prácticas para la evaluación de modelos y el ajuste de hiperparámetros
Simplificar flujos de trabajo con pipelines
Combinar transformadores y estimadores en un pipeline
Utilizar la validación cruzada de K iteraciones para evaluar el rendimiento de un modelo
El método de retención
Validación cruzada de k iteraciones
Depurar algoritmos con curvas de validación y aprendizaje
Diagnosticar problemas de sesgo y varianza con curvas de aprendizaje
Resolver el sobreajuste y el subajuste con curvas de validación
Ajustar los modelos de aprendizaje automático con la búsqueda de cuadrículas
Ajustar hiperparámetros con la búsqueda de cuadrículas
Selección de algoritmos con validación cruzada anidada
Observar diferentes métricas de evaluación de rendimiento
Leer una matriz de confusión
Optimizar la exactitud y la exhaustividad de un modelo de clasificación
Representar una característica operativa del receptor
Métricas de calificación para clasificaciones multiclase
Tratar con el desequilibrio de clases
Resumen
Capítulo 7: Combinar diferentes modelos para el aprendizaje conjunto
Aprender con conjuntos
Combinar clasificadores mediante el voto mayoritario
Implementar un sencillo clasificador de voto mayoritario
Utilizar el principio de voto mayoritario para hacer predicciones
Evaluar y ajustar el clasificador conjunto
Bagging: construir un conjunto de clasificadores a partir de muestras bootstrap
El bagging resumido
Aplicar el bagging para clasificar muestras en el conjunto de datos Wine
Potenciar los clasificadores débiles con el boosting adaptado
Cómo trabaja el boosting
Aplicar AdaBoost con scikit-learn
Resumen
Capítulo 8: Aplicar el aprendizaje automático para el análisis de sentimiento
Preparar los datos de críticas de cine de IMDb para el procesamiento de texto
Obtener el conjunto de datos de críticas de cine
Preprocesar el conjunto de datos de películas en un formato adecuado
Introducir el modelo «bolsa de palabras»
Transformar palabras en vectores de características
Relevancia de las palabras mediante frecuencia de término–frecuencia inversa de documento
Limpiar datos textuales
Procesar documentos en componentes léxicos
Entrenar un modelo de regresión logística para clasificación de documentos
Trabajar con datos más grandes: algoritmos online y aprendizaje out-of-core
Modelado de temas con Latent Dirichlet Allocation
Descomponer documentos de textos con LDA
LDA con scikit-learn
Resumen
Capítulo 9: Incrustar un modelo de aprendizaje automático en una aplicación web
Serializar estimadores de scikit-learn ajustados
Configurar una base de datos SQLite para el almacenamiento de datos
Desarrollar una aplicación web con Flask
Nuestra primera aplicación web con Flask
Validación y renderizado de formularios
Configurar la estructura del directorio
Implementar una macro mediante el motor de plantillas Jinja2
Añadir estilos con CSS
Crear la página resultante
Convertir el clasificador de críticas de cine en una aplicación web
Archivos y carpetas: observar el árbol de directorios
Implementar la aplicación principal como app.py
Preparar el formulario de críticas
Crear una plantilla de página de resultados
Desplegar la aplicación web en un servidor público
Crear una cuenta de PythonAnywhere
Cargar la aplicación del clasificador de películas
Actualizar el clasificador de películas
Resumen
Capítulo 10: Predicción de variables de destino continuas con análisis de regresión
Introducción a la regresión lineal
Regresión lineal simple
Regresión lineal múltiple
Explorar el conjunto de datos Housing
Cargar el conjunto Housing en un marco de datos
Visualizar las características importantes de un conjunto de datos
Observar las relaciones mediante una matriz de correlación
Implementar un modelo de regresión lineal de mínimos cuadrados ordinarios
Resolver la regresión para parámetros de regresión con el descenso del gradiente
Estimar el coeficiente de un modelo de regresión con scikit-learn
Ajustar un modelo de regresión robusto con RANSAC
Evaluar el rendimiento de los modelos de regresión lineal
Utilizar métodos regularizados para regresión
Convertir un modelo de regresión lineal en una curva: la regresión polinomial
Añadir términos polinomiales con scikit-learn
Modelar relaciones no lineales en el conjunto de datos Housing
Tratar con relaciones no lineales mediante bosques aleatorios
Regresión de árbol de decisión
Regresión con bosques aleatorios
Resumen
Capítulo 11: Trabajar con datos sin etiquetar: análisis de grupos
Agrupar objetos por semejanza con k-means
Agrupamiento k-means con scikit-learn
Una manera más inteligente de colocar los centroides de los grupos iniciales con k-means++
Agrupamiento pesado frente a no pesado
Utilizar el método elbow para encontrar el número óptimo de grupos
Cuantificar la calidad del agrupamiento mediante gráficos de silueta
Organizar agrupamientos como un árbol jerárquico
Agrupar los grupos de manera ascendente
Realizar agrupamientos jerárquicos en una matriz de distancias
Adjuntar dendrogramas a un mapa de calor
Aplicar un agrupamiento aglomerativo con scikit-learn
Ubicar regiones de alta densidad con DBSCAN
Resumen
Capítulo 12: Implementar una red neuronal artificial multicapa desde cero
Modelar funciones complejas con redes neuronales artificiales
Resumen de una red neuronal de una capa
Activar una red neuronal mediante la propagación hacia delante
Clasificar dígitos manuscritos
Obtener el conjunto de datos MNIST
Implementar un perceptrón multicapa
Entrenar una red neuronal artificial
Calcular la función de coste logística
Desarrollar tu intuición para la propagación hacia atrás
Entrenar redes neuronales mediante la propagación hacia atrás
Sobre la convergencia en redes neuronales
Unas últimas palabras sobre la implementación de redes neuronales
Resumen
Capítulo 13: Paralelización de entrenamiento de redes neuronales con TensorFlow
TensorFlow y rendimiento de entrenamiento
¿Qué es TensorFlow?
Cómo aprenderemos TensorFlow
Primeros pasos con TensorFlow
Trabajar con estructuras de matriz
Desarrollar un modelo simple con la API de bajo nivel de TensorFlow
Entrenar redes neuronales eficazmente con las API de alto nivel de TensorFlow
Crear redes neuronales multicapa mediante la API Layers de TensorFlow
Desarrollar una red neuronal multicapa con Keras
Elegir funciones de activación para redes multicapa
Resumen de la función logística
Estimar probabilidades de clase en clasificaciones multiclase con softmax
Ampliar el espectro de salida con una tangente hiperbólica
Activación de la unidad lineal rectificada
Resumen
Capítulo 14: Ir más lejos: la mecánica de TensorFlow
Características clave de TensorFlow
Rango y tensores de TensorFlow
Cómo obtener la dimensión y la forma de un tensor
Entender los grafos computacionales de TensorFlow
Marcadores de posición en TensorFlow
Definir marcadores de posición
Alimentar marcadores de posición con datos
Definir marcadores de posición para matrices de datos con diferentes tamaños de lote
Variables en TensorFlow
Definir variables
Inicializar variable
Alcance de la variable
Reutilizar variables
Crear un modelo de regresión
Ejecutar objetos en un grafo de TensorFlow mediante sus nombres
Almacenar y restablecer un modelo en TensorFlow
Transformar tensores como matrices de datos multidimensionales
Utilizar la mecánica de control de flujopara crear grafos
Visualizar el grafo con TensorBoard
Ampliar tu experiencia en TensorBoard
Resumen
Capítulo 15: Clasificar imágenes con redes neuronales convolucionales profundas
Bloques de construcción de redes neuronales convolucionales
Entender las CNN y conocer las jerarquías de características
Realizar convoluciones discretas
Realizar una convolución discreta en una dimensión
El efecto del relleno de ceros en una convolución
Determinar el tamaño de la salida de convolución
Realizar un convolución discreta en 2D
Submuestreo
Juntarlo todo para crear una CNN
Trabajar con entradas múltiples o canales de color
Regularizar una red neuronal con la eliminación
Implementar una red neuronal convolucional profunda con TensorFlow
La arquitectura de una CNN multicapa
Cargar y preprocesar los datos
Implementar una CNN en la API de TensorFlow de bajo nivel
Implementar una CNN en la API Layers de TensorFlow
Resumen
Capítulo 16: Modelado de datos secuenciales mediante redes neuronales recurrentes
Introducir datos secuenciales
Modelar datos secuenciales: el orden sí importa
Representar secuencias
Las diferentes categorías del modelado de secuencias
RNN para modelar secuencias
Entender la estructura y el flujo de una RNN
Calcular activaciones en una RNN
Los retos del aprendizaje de interacciones de largo alcance
Unidades de LSTM
Implementar una RNN multicapa para modelar secuencias en TensorFlow
Proyecto uno: crear un análisis de sentimiento de las críticas de películas IMDb con RNN multicapa
Preparar los datos
Embedding
Construir un modelo de RNN
El constructor de la clase SentimentRNN
El método build
Paso 1: definir celdas RNN multicapa
Paso 2: definir los estados iniciales para las celdas RNN
Paso 3: crear la RNN utilizando las celdas RNN y sus estados
El método train
El método predict
Instanciar la clase SentimentRNN
Entrenar y optimizar el análisis de sentimiento de un modelo RNN
Proyecto dos: implementar una RNN para el modelado de lenguaje a nivel de carácter en TensorFlow
Preparar los datos
Construir un modelo RNN a nivel de carácter
El constructor
El método build
El método train
El método sample
Crear y entrenar el modelo CharRNN
El modelo CharRNN en el modo de muestreo
Resumen del capítulo y del libro
