机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

线性回归(Linear Regression)

是利用称为线性回归方程的最小平方函数对一个或多个自变量和因变量之间关系进行建模的一种回归分析。这种函数是一个或多个称为回归系数的模型参数的线性组合(自变量都是一次方)。只有一个自变量的情况称为简单回归,大于一个自变量情况的叫做多元回归。
线性回归的模型函数如下: 

机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

损失函数(基于均方误差最小化)

机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

通过训练数据集寻找参数的最优解,即求解可以得minJ(θ)的参数向量θ,其中这里的参数向量也可以分为参数wb,分别表示权重和偏置值。

线性回归方程可通过两种方法求解,一种是梯度下降法(上篇博文已提到),另外一种就是通过正规方程组来求解,下面介绍正规方程组:

将数据集的数据写成矩阵的形式:

机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

则损失函数可以写成:

机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

求解正规方程组可得:

机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

在这个方程组中需要求解(XTX)逆,需要(XTX)不满秩。即希望X的列数多于行数

logistic回归

logistic回归也称为逻辑回归,是一种广义线性模型,它将分类任务的真实标记与线性回归模型的预测值联系起来。

逻辑回归的假设函数为

机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

或者:

机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

这个假设函数叫逻辑函数(Logistic function)或者是S形函数(Sigmoid function),其输出值在z=0处变化很陡。

这个函数有几个优点:

一:它是直接对分类可能性进行建模,无需事先假设数据分布,这样可以避免分布不准确所带来的问题。

二:它不仅预测出类别,而是可以得到近似概率预测,这对许多需要利用概率辅助决策的任务很有用。

三:是任意阶可导的凸函数,有很好的数学性质,求导结果:

机器学习总结(六)线性回归与逻辑回归

逻辑回归函数求解:通过最大似然估计来求解θ

逻辑回归用于二分类的问题,y属于{0,1}的问题,服从一个伯努利分布(Bernoulli distribution):

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