Tronc commun: Apprentissage Statistique et Optimisation

introductory course on machine learning and optimization. To get a first flavor of it: read the slides on decision trees & validation (first course) and on support vector machines (6th course).

Module Apprentissage Statistique, Optimisation et Applications - Option 2

follow-on: advanced course on machine learning and optimization

Module Robotique - Option 6

L3 ENS-Cachan, Cours d'apprentissage

Retour des étudiants, 2012-2013

Departement Informatique, Université Paris-Sud

Ressources

• General recommendations
• Conseils pour faire un exposé
• Recommendations for giving a talk
• Writing a paper: Tips

Web sites

• Andrew Ng: http://openclassroom.stanford.edu/MainFolder/VideoPage.php?course=MachineLearning
• A bit of algebra:
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Matrix_theory
  • http://math.mit.edu/linearalgebra/

Cours 2011-2012

L3 ENS-Cachan, Cours d'apprentissage

Tronc commun Master 2R IAC, Information, Apprentissage, Cognition, TC2

Sondage des étudiants

Horaire de passage des projets

5 mars 2012. 10 mn d'exposé, 10 mn de questions. Envoyez l'horaire choisi à sebag at lri dot fr : premier arrivé premier servi.

1. 10h
2. 10h 20
3. 10h 40
4. 11h

...

Liste des cours

1. Cours Introduction 3 octobre 2011
2. Cours Réseaux Neuronaux {file name="Cours_IAC_TC2_2011_NN.pdf" desc="6 octobre 2011}
3. Cours Bayesien Naif transparents
4. Cours Apprentissage non supervisé transparents
5. Cours Modeles de Markov transparents 1, transparents 2
6. Cours Représentations 27 octobre
7. Cours Optimisation: Partie I: Introduction et méthodes déterministes, 3 novembre
8. Cours Optimisation: Partie II: Méthodes stochastiques, 3 novembre

Voir aussi http://www.limsi.fr/Individu/yvon/mysite/mysite.php?n=Site.ASO

Option 2: Apprentissage Statistique, Optimisation et Applications

1. Cours 30 nov. 2011
2. Document Metric Learning, slides K. Weinberger Weinberger.pdf
3. Cours du 7/14 Décembre 2011 - Optimisation par algorithmes stochastiques adaptatifs
4. Cours du 14 Décembre - Evaluation des performances
5. Cours 4 jan. 2012
6. Cours 11 jan. 2012
7. Cours 18 janvier 2012, Apprentissage par renforcement, Part I, Part II, Part III
8. Cours 3 février, Monte-Carlo Tree Search COURS_RL.pdf

Articles

• Latent Dirichlet Allocation
  • Analyses de textes : une mixture de concepts cachés.
  • http://www.lri.fr/~sebag/COURS/BleiNgJordan2003.pdf
• Feature selection, L1 vs. L2 regularization, and rotational invariance
  • Pour eviter le sur-apprentissage, on rajoute des termes de regularisation. Font-ils autre chose que de regulariser ?
  • http://ai.stanford.edu/~ang/papers/icml04-l1l2.pdf
• Error Limiting Reductions between Classification Tasks
  • Classification binaire et multi-classe; comment se ramener au probleme simple ?
  • http://www.machinelearning.org/proceedings/icml2005/papers/007_Error_BeygelzimerEtAl.pdf
• Learning to rank using gradient descent
  • Tout n'est pas blanc ou noir; on peut vouloir apprendre les préférences de l'expert.
  • http://www.machinelearning.org/proceedings/icml2005/papers/012_LearningToRank_BurgesEtAl.pdf

Projets

Les projets 3, 4 et 9 peuvent être pris par un binome.

1. Projet 1 : Classification Réseaux Neuronaux Antoine Sylvain; Abdulhafiz ALKHOULI
   1. Données MNIST; algorithme rétro-propagation du gradient.
   2. Etude de l'influence de l'initialisation des poids et du pas d'apprentissage
2. Projet 2 : Auto-encodeur. Bryan Brancotte
   1. Donnees IMAGES
   2. voir http://www.stanford.edu/class/cs294a si besoin d'information pour ouvrir les donnees.
   3. Prendre des imagettes (8x8) tirees aleatoirement dans les images.
   4. Definir un NN avec 64 sorties, et l'entrainer pour que l'output soit egal à l'input (c'est ce qu'on appelle un auto-encodeur).
   5. Afficher pour chacun des neurones de la couche cachée l'imagette de norme 1 qui l'excite le plus (i.e. pour lequel la valeur est maximale).
3. Projet 3 : Machine à Vecteurs Supports (linéaire et sans variables ressorts)
   1. Le principe : http://en.wikipedia.org/wiki/Support_vector_machine
   2. L'algorithme : libSVM http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/libsvm/
   3. Donnees: probleme URL sur la page http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/libsvmtools/datasets/
4. Projet 4 : Recursive Feature Elimination
   1. Donnees: ARCENE, http://www.nipsfsc.ecs.soton.ac.uk/datasets/
   2. Ajouter des features aleatoires
   3. Prendre des sous-ensembles de donnees de petite taille
   4. Sur chaque sous-ensemble, apprendre une hypothèse linéaire
   5. Définir l'importance d'un feature en fonction de son poids dans les différentes hypothèses linéaires
   6. Ordonner les features selon ce score d'importance
   7. Voir le nombre de features plus importantes que les features aléatoires.
5. Projet 5 : Adaboost Khrystyna Kyrgyzova
   1. Données MNIST, classes 4 et 9
   2. Principe : http://en.wikipedia.org/wiki/AdaBoost
   3. Espace des hypotheses: choix d'un pixel; apprendre la valeur v telle que l'hypothese pixel > v est le meilleur classifieur (au sens de la distribution courante) utilisant ce pixel.
6. Projet 6 : Résolution d'un problème de packing "Circles in a square"(A. Auger) Ouassim Ait Elhara; Hassan Ibrahim
   1. Considérer le problème d'empilements de cercles de rayons identiques dans un carré (voir http://www.packomania.com/ - problème 1)
   2. Formuler le problème sous forme d'un problème d'optimisation
   3. Utiliser l'algorithme CMA-ES pour résoudre le problème (on récupérera le code ici: http://www.lri.fr/~hansen/cmaes_inmatlab.html )
   4. On pourra traiter les contraintes par méthode de pénalisation
   5. Comparer les résultats obtenus aux meilleures solutions connues (http://www.packomania.com/ )
7. Projet 7: Résolution d'un problème de packing "Circles in a circle" (A. Auger) Adrien Maudet; Alexandre Destannes
   1. Considerer le problème d'empilement de cercles dans un cercle (voir http://www.packomania.com/ - problème 2)
   2. suivre les points 2/3/4/5 projet 6
8. Projet 8 : Deviner la langue d'un fragment de texte (Allauzen + Yvon) Pho Van Minh; Yong Xu
   1. Principe: "Naive bayes" avec des modèles de Markov de lettres
   2. Données: dictionnaires, pages web, etc (mailto:yvon@limsi.fr)
9. Projet 9: les HMMs en MatLab (pour deux personnes) (Allauzen + Yvon)
   1. programmer la résolution des 4 algorithmes de base
   2. application à l'étiquetage de de séquences supervisé et semi-supervisé
10. Projet 10: apprendre des HMM par échantillonnage de Gibbs (Allauzen + Yvon) Nawel Sakhraoui
    1. application à l'étiquetage de de séquences non-supervisé et/ou semi-supervisé
    2. Données: étiquetage en entité nommées (mailto:yvon@limsi.fr)
11. Projet 11: Les dépendances dans les séquences (Allauzen + Yvon)
    1. Principe: comparer trois approches pour faire de la classification supervisée
       1. pas de prise en compte des dépendances
       2. stacking
       3. HMM
    2. Données: prononciation automatique (mailto:yvon@limsi.fr)
12. Projet 12: Mélange de multinomiale, extension bilingues (Allauzen + Yvon) Anne-Laure Daquo
    1. Principe: étendre le mélange de multinomiale pour des données bilingues alignées
    2. Données: extrait des débat du parlement européen (par exemple)
13. Projet 13: génératif ou discriminant ? (Allauzen + Yvon)
    1. Principe: implémenter l'apprentissage et l'inférence pour un classifieur Maxent multiclasse
    2. Comparer avec un classifieur Naive Bayes
    3. Données: filtrage de spam, analyse de critiques de films etc.

TP

1. Matlab/Octave (introduction à Octave)
2. Perceptron

1. Licence Cachan 2012

Apprentissage Statistique et Optimisation, Statistical Learning and Optimisation

Courses

1. Introduction: slides
2. Bayes: slides
3. Neurons: slides
4. Non supervisé: slides
5. Neurones, suite slides + representation: slides
6. Markov: slides
7. Markov suite + regression logistique slides
8. Optimisation: slides (21 premiers slides traités en cours).

TP

1. Matlab/Octave (introduction à Octave)
2. multinomiales
3. mélanges de multinomiales
4. Markov
5. regression logistique
6. TP optimisation

Apprentissage Statistique et Optimisation, Statistical Learning and Optimisation, & Applications

Courses

1. 1er cours, slides
2. Intro to classification + boosting
3. Support vector machines
4. Bayesian estimation, Gaussian processes, Monte-Carlo Markov chains
5. Apprentissage par renforcement (cours 7 et 8).

Annonces internes de stages

• Michele Sebag: les sujets 2010 vont arriver; les sujets de l'an dernier sont à http://www.lri.fr/~sebag/Stages

Annonces externes de stages

• Onera

• Apprentissage et Fouille de Données, Machine Learning and Data Mining, Michèle Sebag & Balázs Kégl.
• Evolution Artificielle et Robotique, Evolutionary Computation and Robotics, Marc Schoenauer, Anne Auger et Nicolas Bredèche.

2011 Master

Module Apprentissage, Optimisation et Applications

• Apprentissage et Fouille de Données 2008, Machine Learning and Data Mining, Michèle Sebag, Antoine Cornuéjols et Balázs Kégl.