人工智能教案05章 机器学习5.4 实例学习方法.pdf

5 4 ． 实例学习方法 基于实例的学习是典型的归纳学习方法。该方法的学习过程 基于环境提供的大量特殊的实例，系统通过对事先标注了正例、 反例的示教例子的分析，进行归纳推理，得到一般的规则。机器 将系统的低水平的信息归纳成为高水平的信息，一般情况下，用 这些信息 （规则）指导执行环节。整个过程有一整套比较完善的 算法。 50 实例方法早在 年代就引起了人工智能学者的注意，是在 机器学习领域中研究最充分成果最丰富的一个分支。实例学习在 某些系统中的应用已经成为机器学习走向实用的先导。 5 4 1 ． ． 实例学习的基本理论 如上一节所述，实例学习是一种归纳学习方法，从大量的学 习样本中归纳总结出相应的规则、概念。 Winston 1975 首先我们使用 （ 年开发）提出的结构化概念学 习程序的例子作为模型来说明实例学习的过程。 Winston 的程序是对简单的积木世界领域中进行操作，其目 的是要建立积木世界中物体概念定义的结构化表示，例如学习房 子、帐篷和拱的概念，构造出这些概念定义的结构化描述。 系统的输入是积木世界某物体 （或景象）的线条图，使用语 义网络来表示该物体结构化的描述。例如，系统要学习拱桥的概 1 念，就给学习程序输入第一个拱桥示例，得到的描述如下图 所 示，这个结构化的描述就是拱桥概念的定义。接着再向程序输入 2 第二个拱桥示例，其描述如图 所示。这时学习程序可归纳出图 3所示的描述。 假定下一步向程序输入一个拱桥概念的近似样品，并告知程 序，这不是拱桥 （即拱桥的反例），则比较程序会发现当前的定 3 B D “ 义描述 （图 ）与近似样品的描述只是在 和 节点之间， 不 ” 接触 的链接弧有区别。由于近似样品不是拱桥，不是推广当前 定义描述去概括它，而是要限制该定义描述适用的范围，因而就 “ ” “ ” 要把 不接触 链接修改为 必须不接触 ，这是拱桥概念的描述如 4 图 所示。这就是机器最后学习得到的拱桥概念。 5-4 图 拱桥概念的归纳学习过程 t5_4_1_1a_swf.htm t5_4_1_1b_swf.htm t5_4_1_1c_swf.htm t5_4_1_1d_swf.htm 下图是实例学习的两个空间模型。实例空间是所有示教例子 的集合，而规则空间是所有规则的集合。实例学习应在规则空间 中有哪些信誉好的足球投注网站、匹配所求的规则，并在实例空间中选择一些示教例子， 以便解决规则空间中某些规则的歧义性，系统就是这样在实例空 间和规则空间中交替进行有哪些信誉好的足球投注网站，直到找到所要求的规则。 图5-5 实例学习的两个空间模型 t5-5_swf.htm 首先由示教者给实例空间提供一些初始示教例子，由于示教 例子的形式往往不同于规则的形式，程序必须对示教例子进行解 释，然后再利用被解释的示教例子去有哪些信誉好的足球投注网站规则空间。一般情况下， 不能一次就从规则空间中有哪些信誉好的足球投注网站到要求的规则，因此还要寻找一些 新的示教例子，这个过程就是选择示教例子。解释例子和选择例 子这两个过程如此循环，直到有哪些信誉好的足球投注网站到要求的规则。 实例空间和规则空间的例子： “ ” 下面考虑教计算机程序扑克牌中 同花 概念的问题，同花是指 五张牌同一花色所组成的一手牌。 在这