MATLAB机器学习实战:从基础到应用的机器学习之旅

发布时间: 2024-06-15 02:22:01 阅读量: 171 订阅数: 47
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MATLAB从入门到算法实践

![MATLAB机器学习实战:从基础到应用的机器学习之旅](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e6aa2f21ba555e4f716f64e1c0d6a3ac.png) # 1. 机器学习基础** 机器学习是一种人工智能技术,它使计算机能够从数据中学习,而无需明确编程。机器学习算法可以识别数据中的模式和关系,并根据这些模式对新数据做出预测或决策。 机器学习分为两大类:监督式学习和非监督式学习。监督式学习涉及使用标记数据(即已知输入和输出的数据)来训练算法。非监督式学习涉及使用未标记数据(即仅包含输入数据的数据)来发现数据中的隐藏结构或模式。 # 2. MATLAB机器学习工具箱** **2.1 MATLAB机器学习工具箱简介** MATLAB机器学习工具箱是一个功能强大的集合,提供了一系列用于数据预处理、特征工程、机器学习算法和模型评估的函数和工具。它使MATLAB用户能够轻松地开发和部署机器学习解决方案。 **2.2 数据预处理和特征工程** 数据预处理是机器学习工作流程中至关重要的一步。MATLAB机器学习工具箱提供了各种函数来执行数据预处理任务,包括: * **数据导入和导出:** `readtable()`、`writetable()` * **数据清理:** `ismissing()`、`isnan()`、`isinf()` * **数据转换:** `normalize()`、`standardize()` * **特征选择:** `corrcoef()`、`pca()` 特征工程涉及创建新特征或转换现有特征,以提高机器学习模型的性能。MATLAB机器学习工具箱提供了以下功能来执行特征工程: * **特征创建:** `discretize()`、`onehotencode()` * **特征选择:** `fscore()`、`sequentialfs()` * **特征缩放:** `rescale()`、`minmax()` **2.3 机器学习算法** MATLAB机器学习工具箱包含广泛的机器学习算法,涵盖监督式学习和非监督式学习。 **2.3.1 监督式学习** 监督式学习算法从带标签的数据中学习,预测新数据的输出。MATLAB机器学习工具箱提供了以下监督式学习算法: * **回归:** 线性回归(`fitlm()`)、非线性回归(`fitnlm()`) * **分类:** 逻辑回归(`fitglm()`)、支持向量机(`fitcsvm()`) **2.3.2 非监督式学习** 非监督式学习算法从未标记的数据中学习,发现数据中的模式和结构。MATLAB机器学习工具箱提供了以下非监督式学习算法: * **聚类:** K-均值聚类(`kmeans()`)、层次聚类(`clusterdata()`) * **降维:** 主成分分析(`pca()`)、线性判别分析(`lda()`) **代码示例:** ``` % 导入数据 data = readtable('data.csv'); % 数据预处理 data.Age = normalize(data.Age); data.Gender = onehotencode(data.Gender); % 训练线性回归模型 model = fitlm(data, 'y ~ x1 + x2 + x3'); % 预测新数据 new_data = [10, 20, 30]; prediction = predict(model, new_data); ``` **逻辑分析:** 此代码示例演示了使用MATLAB机器学习工具箱执行机器学习工作流程。它首先导入数据,然后执行数据预处理,包括归一化和独热编码。接下来,它训练了一个线性回归模型,并使用新数据进行预测。 # 3.1 回归分析 回归分析是一种监督式机器学习算法,用于建立目标变量和一个或多个自变量之间的关系。目标变量是连续的,可以预测。自变量可以是连续的或离散的。 ### 3.1.1 线性回归 线性回归是一种回归分析技术,它建立了一个线性方程来描述目标变量和自变量之间的关系。线性方程的形式为: ``` y = β0 + β1x1 + β2x2 + ... + βnxn ``` 其中: * y 是目标变量 * x1, x2, ..., xn 是自变量 * β0 是截距 * β1, β2, ..., βn 是回归系数 **代码块:** ```matlab % 导入数据 data = importdata('data.csv'); % 分离特征和目标变量 X = data ```
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