Statistics and Machine Learning Toolbox

重要更新

 

Statistics and Machine Learning Toolbox

运用统计与机器学习进行数据分析及建模

Statistics and Machine Learning Toolbox 为 MATLAB 中的统计分析和机器学习提供函数和 App。

对于统计分析,您可以使用描述性统计量来探索数据、拟合概率分布、检验假设、执行方差分析 (ANOVA)、规划试验、验证测量系统以及监控过程。您可以使用函数进行编程分析,并使用交互式 App 进行引导式工作流,例如分布拟合、试验设计 (DOE) 和量具 R&R。

对于机器学习,您可以通过交互方式或通过编程方式训练回归、分类、聚类和其他模型。该工具箱支持特征工程、降维、模型解释、Simulink 集成以及用于部署的 C/C++ 代码生成。为了获得交互式体验,您可以使用分类学习器或回归学习器来探索数据、选择特征、选择验证方案、调节超参数,以及并排评估多个算法。

视频长度为 1:52

统计分析

多维散点图显示变量之间的关系。

浏览和可视化数据

使用统计图、交互式图形和描述性统计量来探索数据。对集中趋势、离散程度、形状、相关性和协方差进行汇总。

DOE 探索器显示线性回归拟合摘要,包含估计的系数、标准化效应和 ANOVA 结果。

试验设计 (DOE)

在 DOE 探索器中设计系统性试验并分析响应数据。生成常见试验设计,拟合线性模型,查看 ANOVA 和残差诊断,并导出结果以便在 MATLAB 中进一步分析。

 带有中心线和控制限的 X-bar 和 R 控制图。

统计过程控制

使用控制图、能力分析和帕累托分析来监控过程稳定性和能力。使用量具 R&R 评估测量系统变异。

显示故障数据以及删失寿命值。

可靠性分析

根据删失寿命数据对故障时间、风险率和生存曲线进行建模,然后根据这些估计值计算均值故障间隔时间 (MTBF)。

概率分布拟合根据样本数据进行了评估。

概率分布

拟合连续和离散分布,使用统计图评估拟合优度,并计算概率密度和累积分布函数。 

ANOVA 比较图:显示具有置信区间的组均值。

假设检验和 ANOVA

使用 t 检验、非参数检验、分布检验和 ANOVA 比较各组并评估因子效应。使用单因素、多因素和重复测量 ANOVA 及事后比较来解释统计差异。

文档(假设检验、ANOVA)| 示例(假设检验、ANOVA)

机器学习

回归学习器比较经过训练的回归模型。

分类和回归

无需编写代码即可通过交互方式训练、验证和比较分类模型和回归模型。探索数据、选择特征、选择验证方案、调节超参数,并导出经过训练的模型或 MATLAB 代码。

文档(分类学习器、回归学习器)| 示例(分类、回归)

用于拟合高斯过程回归模型并比较预测区间的 MATLAB 代码示例。

机器学习工作流

在 MATLAB 中构建端到端机器学习工作流,涵盖从数据准备和特征工程到模型训练、评估和部署的各个环节。创建可重用管道、自动化工作流并扩展试验。 

示意图:显示 MATLAB 机器学习工作流,这些工作流为嵌入式硬件生成代码,或为企业系统编译模型。

代码生成和部署

将机器学习模型部署到生产系统和嵌入式目标。从经过训练的模型生成优化的 C/C++ 代码,或将经过训练的模型集成到 Simulink 工作流中。

偏最小二乘回归系数图:显示各特征的预测变量重要性。

特征工程

提取、变换和选择特征以提高预测性能。应用降维方法(如 PCA)和特征选择,以识别用于建模的最具信息量的输入。

用于分类工作流组件的机器学习管道。

机器学习管道

定义将预处理、特征选择和模型训练组合为可重用管道的工作流。标准化试验、减少手动步骤,并在团队和应用之间部署一致的工作流。

“当我使用 MATLAB 而不是开源替代方案时,我的效率要高得多。仅在三周内,我就在 MATLAB 中开发并部署了分析软件,该软件已为 MedImmune 研究人员节省了数千小时的工作量。”

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