Crèdits
6
Tipus
Optativa
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits
, però té capacitats prèvies
Departament
EIO;CS
Hores setmanals
Teoria
3
Problemes
0
Laboratori
0
Aprenentatge dirigit
0.2
Aprenentatge autònom
6
Objectius
-
Understand the foundations of Kernel-Based Learning Methods
Competències relacionades: CG3, CEC1, CEC3, CTR6, -
Get acquainted with specific kernel-based methods, such as the Support Vector Machine
Competències relacionades: CG3, CTR4, -
Know methods for kernelizing existing statistical or machine learning algorithms
Competències relacionades: CTR6, -
Know the theoretical foundations of kernel functions and kernel methods
Competències relacionades: CG3, -
Know the structure of the main unsupervised learning problems.
Competències relacionades: CG3, CEC1, CTR4, CTR6, -
Learn different methods for dimensionality reduction when the standard assumptions in classical Multivariate Analysis are not fulfilled
Competències relacionades: CG3, CEC1, CEC3, CTR4, CTR6, -
Learn how to combine dimensionality reduction techniques with prediction algorithms
Competències relacionades: CG3, CEC1, CEC3, CTR4, CTR6,
Continguts
-
Introduction to Kernel-Based Learning
This topic introduces the student the foundations of Kernel-Based Learning focusing on Kernel Linear Regression -
The Support Vector Machine (SVM)
This topic develops Support Vector Machine (SVM) for classification, regression and novelty detection -
Kernels: properties & design
This topic defines kernel functions, their properties and construction. Introduces specific kernels for different data types, such as real vectors, categorical information, feature subsets, strings, probability distributions and graphs. -
Kernelizing ML algorithms
This topic reviews different techniques for kernelizing existent algorithms -
Theoretical underpinnings
This topic reviews the basic theoretical underpinnings of kernel-based methods, focusing on statistical learning theory -
Introduction to unsupervised learning
Unsupervised versus supervised learning. Main problems in unsupervised learning (density estimation, dimensionality reduction, latent variables, clustering). -
Nonlinear dimensionality reduction
a. Principal curves.
b. Local Multidimensional Scaling.
c. ISOMAP.
d. t-Stochastic Neighbor Embedding.
e. Applications: (i) Visualization of high- or infinite-dimensional data. (ii) Exploratory analysis of functional data in Demography. -
Dimensionality reduction with sparsity
a. Matrix decompositions, approximations, and completion.
b. Sparse Principal Components and Canonical Correlation.
c. Applications: (i) Recommender systems. (ii) Estimating causal effects. -
Prediction after dimensionality reduction.
a. Reduced rank regression and canonical correlation.
b. Principal Component regression.
c. Distance based regression.
Activitats
Activitat Acte avaluatiu
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Introducció a l'aprenentatge no supervisat
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Reducció no lineal de la dimensinalitat 1
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Reducció no lineal de la dimensinalitat 2
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Reducció de la dimensionalitat amb dispersió 1
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Reducció de la dimensionalitat amb dispersió 2
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Predicció després de reduir la dimensionalitat 1
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h
Predicció després de reduir la dimensionalitat 2
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0.2h
Aprenentatge autònom
6h
Metodologia docent
L'aprenentatge es realitza a través d'una combinació d'explicacions teòriques i la seva aplicació a exercicis i casos reals. Les explicacions desenvoluparan els coneixements científics necessaris i la seva aplicació a la resolució de problemes. Aquests problemes constitueixen les pràctiques de l'assignatura, que seran desenvolupats pels propis estudiants com a part del seu aprenentatge. El programari utilitzat serà principalment R.Mètode d'avaluació
L'avaluació de l'assignatura es realitzarà a partir de les notes obtingudes en les pràctiques realitzades durant el curs, més la nota obtinguda en la prova escrita d'avaluació global.Cada pràctica comportarà la redacció del corresponent informe escrit, el qual serà avaluat pel/s professor/s. Amb el conjunt de pràctiques realitzades s'obtindrà una nota promig P.
La prova escrita es realitzarà al final del quadrimestre i avaluarà l'assimilació dels conceptes bàsics del conjunt de l'assignatura, donant lloc a una nota T.
La nota final s'obtindrà per ponderació:
60% x P + 40% x T
Bibliografia
Bàsic
-
Kernel methods for pattern analysis
- Shawe-Taylor, J.; Cristianini, N,
Cambridge University Press,
2004.
ISBN: 0521813972
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002747459706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca -
Learning with Kernels: support vector machines, regularization, optimization, and beyond
- Schölkopf, B.; Smola, A.J,
The MIT Press,
2002.
ISBN: 0262194759
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002368479706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca -
Deep learning: methods and applications (pp.197-387)
- Deng, L.; Yu, D.,
Now Publishers Inc.,
2014.
ISBN: 9781601988140
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004151719706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca -
Deep learning (Vol. 1)
- Goodfellow, I.; Bengio, Y.; Courville, A,
The MIT Press,
2016.
ISBN: 9780262035613
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004107709706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca -
The Elements of statistical learning: data mining, inference, and prediction
- Hastie, T.; Tibshirani, R.; Friedman, J,
Springer,
cop. 2009.
ISBN: 9780387952840
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003549679706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca -
Statistical learning with sparsity: the lasso and generalizations
- Hastie, Trevor; Tibshirani, Robert; Wainwright, Martin,
CRC Press,
2015.
ISBN: 9781498712170
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004212899706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
Complementari
-
Learning from data: concepts, theory, and methods
- Cherkassky, V.S.; Mulier, F,
John Wiley,
2007.
ISBN: 0471681822
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003624509706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
Web links
- Official website of the R programming language http://cran.r-project.org/
- Repository of educational videos (in English) on the topics of the course. http://videolectures.net/Top/Computer_Science/Machine_Learning/