機(jī)器學(xué)習(xí)算法及其應(yīng)用
定 價(jià):58 元
- 作者:吳梅梅 著
- 出版時(shí)間:2020/7/1
- ISBN:9787111654230
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP181
- 頁碼:146
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
隨著數(shù)字音樂內(nèi)容的迅速增長(zhǎng)以及人們對(duì)音樂鑒賞需求的日益提升,音樂信息的分類檢索及個(gè)性化推薦受到廣大網(wǎng)民和有關(guān)從業(yè)人員越來越廣泛的關(guān)注,并成為研究及應(yīng)用的新熱點(diǎn)。 本書系統(tǒng)地闡述了機(jī)器學(xué)習(xí)中的常用分類與推薦方法,介紹了網(wǎng)絡(luò)音樂自動(dòng)分類與推薦的理論基礎(chǔ),重點(diǎn)探討了SVM 和KNN 分類算法的改進(jìn),以及協(xié)同過濾推薦算法和基于馬爾可夫模型推薦算法的改進(jìn),并對(duì)改進(jìn)后的算法應(yīng)用到音樂自動(dòng)分類和個(gè)性化推薦領(lǐng)域進(jìn)行了探索性研究。
本書展現(xiàn)了機(jī)器學(xué)習(xí)常用算法的原理、改進(jìn)及應(yīng)用案例,適合機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘及大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的專業(yè)人員閱讀。
機(jī)器學(xué)習(xí)(MachineLearningML)是一門多領(lǐng)域交叉學(xué)科,涉及概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、逼近論凸分析和算法復(fù)雜度理論等多門學(xué)科。機(jī)器學(xué)習(xí)專門研究計(jì)算機(jī)怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為,以獲取新的知識(shí)或技能,重新組織已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能,它是人工智能的核心,是使計(jì)算機(jī)具有智能的根本途徑,其應(yīng)用遍及人工智能的各個(gè)領(lǐng)域。
網(wǎng)絡(luò)音樂現(xiàn)在已成為僅次于即時(shí)通信、搜索引擎的第三大互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。隨著數(shù)字音樂內(nèi)容的迅速增長(zhǎng)以及人們對(duì)音樂鑒賞需求的增強(qiáng),音樂信息的分類檢索受到了越來越多的關(guān)注,人工分類標(biāo)注已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的更新速度,無法滿足互聯(lián)網(wǎng)對(duì)海量音樂數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、欣賞、研究的新要求,越來越龐大的數(shù)字音樂數(shù)據(jù)庫(kù)需要智能化的分類管理和存儲(chǔ),音樂分類系統(tǒng)受到了廣大網(wǎng)民和有關(guān)從業(yè)人員越來越廣泛的關(guān)注。面對(duì)網(wǎng)絡(luò)音樂資源的爆炸式增長(zhǎng),如何從海量數(shù)字音樂資源中準(zhǔn)確、高效地為用戶推送其感興趣的高質(zhì)量音樂內(nèi)容,并為其構(gòu)建滿足個(gè)人喜好的播放列表已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)問題。音樂分類系統(tǒng)和個(gè)性化音樂推薦系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為理論研究和實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)新熱點(diǎn)。
將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)音樂自動(dòng)分類,不僅可以節(jié)省大量的人力和物力,而且不會(huì)由于人的主觀因素造成分類不準(zhǔn)確的情況,從而提高分類的準(zhǔn)確率。將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于音樂推薦,可以使用戶從海量的網(wǎng)絡(luò)音樂中快速找到自己感興趣的音樂,并且有著不錯(cuò)的準(zhǔn)確率和召回率。
本書主要可以分為兩大部分:第1部分( 第1~4章)為基礎(chǔ)部分,第2部分(第5~8章)為應(yīng)用部分,各章主要內(nèi)容如下:
第1章機(jī)器學(xué)習(xí)簡(jiǎn)介。介紹了機(jī)器學(xué)習(xí)的概念、機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀;機(jī)器學(xué)習(xí)的分類,并從學(xué)習(xí)方式的維度將機(jī)器學(xué)習(xí)分為有監(jiān)督學(xué)習(xí)、無監(jiān)督學(xué)習(xí)、半監(jiān)督學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)4類,介紹了各類的特點(diǎn)、適用問題以及學(xué)習(xí)過程;最后列舉了常用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。
第2章音樂、數(shù)字音樂與網(wǎng)絡(luò)音樂。介紹了音樂的藝術(shù)形式、產(chǎn)生、發(fā)展及音樂的要素,數(shù)字音樂的存儲(chǔ)與表示,網(wǎng)絡(luò)音樂的發(fā)展與特征。
第3章網(wǎng)絡(luò)音樂的分類與推薦基礎(chǔ)。介紹了音樂信息檢索的幾大要素,音樂不同維度的分類方式,網(wǎng)絡(luò)音樂自動(dòng)分類與推薦的研究現(xiàn)狀。
第4章機(jī)器學(xué)習(xí)中的分類與推薦算法。介紹了機(jī)器學(xué)習(xí)中的分類算法,主要包括樸素貝葉斯、決策樹、K-近鄰、支持向量機(jī)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),具體介紹了每種算法的概念、原理及學(xué)習(xí)過程,介紹了機(jī)器學(xué)習(xí)中的推薦方法,包括基于內(nèi)容的推薦、協(xié)同過濾推薦、基于馬爾可夫模型的推薦和混合推薦,具體介紹了每種推薦方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn),以及推薦算法評(píng)價(jià)指標(biāo)。
第5章基于支持向量機(jī)的音樂流派分類,提出了一種基于SVM分類器的音樂流派自動(dòng)分類方法。該方法在特征選擇的過程中將過濾式特征選擇(Relif F) 法和封裝式特征選擇(SFS) 算法兩種算法結(jié)合在一起,結(jié)合SVM分類器進(jìn)行音樂流派分類,可以獲得較高的分類準(zhǔn)確率以及計(jì)算效率。
第6章基于K-近鄰的音樂流派自動(dòng)分類,提出了一種DW-KNN算法進(jìn)行音樂流派自動(dòng)分類。該算法在傳統(tǒng)KNN算法上進(jìn)行了兩方面的改進(jìn),可以有效地解決傳統(tǒng)KNN算法在分類過程中忽略屬性與類別的相關(guān)程度的問題,以及在類別判斷過程中只考慮近鄰樣本的個(gè)數(shù)而忽略了近鄰樣本與待分類樣本之間存在的相似性差異的問題。
第7章基于社交網(wǎng)絡(luò)與協(xié)同過濾的推薦算法,提出了一種將社交網(wǎng)絡(luò)與協(xié)同過濾相結(jié)合的音樂推薦算法,該算法將社交網(wǎng)絡(luò)中社交關(guān)系屬性融入了推薦系統(tǒng)中,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的協(xié)同過濾中沒有考慮社交屬性的缺陷,可以有效緩解無歷史行為數(shù)據(jù)用戶的冷啟動(dòng)問題。
第8章基于用戶即時(shí)興趣的推薦算法,提出了一種基于用戶即時(shí)興趣的歌曲推薦算法,該算法基于用戶的即時(shí)行為進(jìn)行在線推薦,將一階馬爾可夫模型與協(xié)同過濾推薦思想相結(jié)合,構(gòu)造歌曲間的轉(zhuǎn)移概率矩陣用于生成推薦,同時(shí)考慮了時(shí)間因素對(duì)推薦結(jié)果的影響。
最后,值此書稿完成之際謹(jǐn)向所有給予我?guī)椭呐笥押图胰吮硎局孕牡母兄x!感謝機(jī)械工業(yè)出版社為本書付出不懈努力的工作人員和相關(guān)人士,是你們的專業(yè)使得本書順利出版!感謝朋友們提供無私的支持和幫助,與你們的探討與交流總是不斷地給我啟發(fā)和激勵(lì)!感謝家人對(duì)我的支持、理解、包容和鼓勵(lì),你們無私的愛給予我最大的支持和動(dòng)力!最后特別感謝我的女兒暄暄,感謝你在媽媽整天埋頭寫書沒有太多時(shí)間陪伴你的情況下,仍然最愛媽媽。寶貝,媽媽也最愛你!
吳梅梅
吳梅梅(1980—),工學(xué)博士,中國(guó)傳媒大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與智能媒體學(xué)院副教授,碩士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期致力于大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)算法及網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù)研究。近年來主持并參與了多項(xiàng)和省部級(jí)研究課題,發(fā)表過多篇SCI、EI論文,并擁有多項(xiàng)發(fā)明專利。
前言
第1章 機(jī)器學(xué)習(xí)簡(jiǎn)介1
。.1 機(jī)器學(xué)習(xí)的概念1
1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展2
。.3 機(jī)器學(xué)習(xí)的研究現(xiàn)狀3
1.3.1 傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)的研究現(xiàn)狀4
1.3.2 大數(shù)據(jù)環(huán)境下機(jī)器學(xué)習(xí)的研究現(xiàn)狀5
。.4 機(jī)器學(xué)習(xí)的分類5
1.4.1 有監(jiān)督學(xué)習(xí)6
。.4.2 無監(jiān)督學(xué)習(xí)7
1.4.3 半監(jiān)督學(xué)習(xí)8
1.4.4 強(qiáng)化學(xué)習(xí)9
。.5 本章小結(jié)11
第2章 音樂、數(shù)字音樂與網(wǎng)絡(luò)音樂12
。.1 音樂的藝術(shù)形式12
。.2 音樂的產(chǎn)生及發(fā)展14
2.3 音樂的要素15
。.4 音樂的存儲(chǔ)與表示17
2.4.1 數(shù)字音樂及其特點(diǎn)17
2.4.2 數(shù)字音樂文件的特點(diǎn)和格式19
。.5 網(wǎng)絡(luò)音樂的發(fā)展20
。.6 網(wǎng)絡(luò)音樂的特征22
。.7 本章小結(jié) 23
第3章 網(wǎng)絡(luò)音樂的分類與推薦基礎(chǔ) 24
3.1 基于內(nèi)容的音樂信息檢索24
3.1.1 音高與旋律25
3.1.2 音樂節(jié)奏26
。.1.3 音樂和聲 28
。.2 音樂的分類 29
3.2.1 按表達(dá)方式分類 30
。.2.2 按旋律風(fēng)格分類 31
。.2.3 從音樂的歷史角度分類 32
。.2.4 按音樂流派分類 36
3.3 網(wǎng)絡(luò)音樂的自動(dòng)分類 40
。.4 網(wǎng)絡(luò)音樂推薦算法綜述 42
。.5 本章小結(jié) 44
第4章 機(jī)器學(xué)習(xí)中的分類與推薦算法 45
。.1 樸素貝葉斯 45
。.2 決策樹 47
。.3。耄 50
4.4 支持向量機(jī) 51
。.5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 53
。.6 基于內(nèi)容的推薦 57
。.7 協(xié)同過濾推薦 60
。.8 基于馬爾可夫模型的推薦 62
4.9 混合推薦64
。.10 推薦算法評(píng)價(jià) 64
。.11 本章小結(jié) 66
第5章 基于支持向量機(jī)的音樂流派分類 67
。.1 音樂的數(shù)字描述 68
。.2 特征提取 70
。.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理 71
。.2.2 聲學(xué)特征量 72
。.3 特征選擇77
。.3.1。遥澹欤椋澹妫疲罚
5.3.2 順序前進(jìn)法79
5.3.3 ReliefF與SFS相結(jié)合的特征選擇算法80
。.4 SVM分類器81
5.4.1 線性可分支持向量機(jī)82
5.4.2 線性支持向量機(jī)83
5.4.3 非線性支持向量機(jī)85
5.4.4 數(shù)值求解87
5.4.5。遥澹欤椋澹妫-SFSSVM分類實(shí)現(xiàn)88
。.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析88
。.5.1 實(shí)驗(yàn)工具88
。.5.2 數(shù)據(jù)集89
。.5.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)證方法89
5.5.4 實(shí)驗(yàn)方法89
。.5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析90
。.6 可擴(kuò)展性分析94
5.7 本章小結(jié)95
第6章 基于k-近鄰的音樂流派自動(dòng)推薦分類96
。.1 k-近鄰算法的理論基礎(chǔ)96
。.1.1 k-近鄰算法96
6.1.2。-近鄰算法模型97
。.2 算法的實(shí)現(xiàn)步驟及復(fù)雜度分析99
。.3 DW-KNN算法99
6.3.1。耍危嗡惴ǖ母倪M(jìn)100
6.3.2 二次加權(quán)KNN (DW-KNN)分類算法102
6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析103
。.4.1 實(shí)驗(yàn)方法103
。.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析104
。.5 可擴(kuò)展性分析107
。.6。遥澹欤椋澹妫-SFSSVM與DW-KNN的對(duì)比108
。.7 本章小結(jié)108
第7章 基于社交網(wǎng)絡(luò)與協(xié)同過濾的音樂推薦110
。.1 協(xié)同過濾推薦算法110
。.1.1 基于用戶的協(xié)同過濾推薦算法111
7.1.2 基于項(xiàng)目的協(xié)同過濾推薦算法111
。.1.3 基于用戶與基于項(xiàng)目的協(xié)同過濾推薦算法比較112
。.1.4 協(xié)同過濾中存在的問題113
。.2。樱椋恚遥幔睿胨惴ǎ保保
。.2.1 SimRank算法思想114
。.2.2。樱椋恚遥幔睿胨惴鞒蹋保保
7.3 社交網(wǎng)絡(luò)的形成機(jī)制與表示方法116
7.4 構(gòu)建用戶的信任集合進(jìn)行推薦116
7.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析118
7.5.1 數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)集118
。.5.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)119
。.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析120
7.6 本章小結(jié)121
第8章 基于用戶即時(shí)興趣的音樂推薦96
。.1 相關(guān)研究122
。.2 馬爾可夫模型理論基礎(chǔ)123
。.3 基于用戶即時(shí)行為的改進(jìn)一階馬爾可夫音樂推薦模型124
。.3.1 問題描述124
。.3.2 指數(shù)衰減125
。福常场≈笖(shù)衰減的馬爾可夫模型125
8.3.4 協(xié)同過濾的一階馬爾可夫推薦126
。.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析129
。.5 可擴(kuò)展性分析131
。.6 本章小結(jié)131
附錄132
附錄A。遥澹欤椋澹妫-SFSSVM分類參考代碼132
附錄B DW-KNN算法參考代碼134
附錄C 各分類算法的比較參考代碼140
參考文獻(xiàn) 145