علوم داده

الگوریتم های یادگیری ماشین رایج با SciPy

اگرچه SciPy کتابخانه ای برای پردازش تصویر و محاسبات علمی است، اما می توان از برخی از توابع آن برای پیاده سازی الگوریتم های یادگیری ماشین استفاده کرد.

در اینجا چند نمونه از الگوریتم های یادگیری ماشین رایج که می توانید با SciPy پیاده سازی کنید آورده شده است:

1. رگرسیون خطی:

رگرسیون خطی الگوریتمی است که برای پیش بینی یک متغیر پیوسته بر اساس یک یا چند متغیر ورودی استفاده می شود. می توانید از توابع scipy.optimize.minimize() و scipy.stats.linregress() برای پیاده سازی رگرسیون خطی در SciPy استفاده کنید.

Python
from scipy.optimize import minimize
from scipy.stats import linregress

# Define the data
X = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [2, 4, 5, 4, 5]

# Define the loss function
def squared_error(params):
    w, b = params
    return np.sum((y - (w * X + b)) ** 2)

# Minimize the loss function
initial_guess = [0, 0]  # Initialize weights and bias
result = minimize(squared_error, initial_guess)

# Extract the fitted parameters
w, b = result.x
print("Fitted parameters:", w, b)

# Make predictions
new_X = [6, 7]
predictions = w * new_X + b
print("Predictions:", predictions)

2. طبقه بندی کننده k نزدیک ترین همسایه (k-NN):

k-NN الگوریتمی است که برای طبقه بندی نقاط داده جدید بر اساس شباهت آنها به نقاط داده موجود در مجموعه داده آموزش استفاده می شود. می توانید از توابع scipy.spatial.distance.cdist() و scipy.stats.mode() برای پیاده سازی k-NN در SciPy استفاده کنید.

Python
from scipy.spatial.distance import cdist
from scipy.stats import mode

# Define the training data
X_train = [[1, 2], [3, 4], [5, 6], [7, 8]]
y_train = [0, 1, 1, 0]

# Define the new data point to classify
new_X = [9, 10]

# Compute distances to all training points
distances = cdist([new_X], X_train, metric='euclidean')

# Find the k nearest neighbors
k = 3  # Number of nearest neighbors
nearest_neighbors = np.argmin(distances, axis=1)[:k]

# Get the class labels of the nearest neighbors
nearest_neighbors_labels = y_train[nearest_neighbors]

# Predict the class of the new data point
predicted_class = mode(nearest_neighbors_labels)[0]
print("Predicted class:", predicted_class)

3. خوشه بندی k-means:

خوشه بندی k-means الگوریتمی است که برای گروه بندی نقاط داده به خوشه های K استفاده می شود. می توانید از تابع scipy.cluster.kmeans() برای پیاده سازی k-means در SciPy استفاده کنید.

Python
from scipy.cluster.kmeans import kmeans

# Define the data
X = [[1, 2], [3, 4], [5, 6], [7, 8], [9, 10], [11, 12], [13, 14]]

# Perform k-means clustering with k=3 clusters
kmeans_result = kmeans(X, k=3)

# Get the cluster labels for each data point
cluster_labels = kmeans_result.labels_

print("Cluster labels:", cluster_labels)

توجه:

  • SciPy برای وظایف یادگیری ماشین پیچیده مانند شبکه های عصبی عمیق و یادگیری تقویتی مناسب نیست.
  • برای این نوع وظایف، کتابخانه های تخصصی تری مانند scikit-learn و TensorFlow را پیشنهاد می کنیم.

منابع:

نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا