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记-机器学习(1)-回归算法

时间:2020-09-03 16:55:20      阅读:39      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:fun   就是   连续   nbsp   idt   梯度下降   线性   作用   最小二乘法   

1、什么叫回归算法:

  常见的回归算法有: 线性回归、Logistic回归、Softmax回归......

  ① 回归算法属于一种有监督学习

  ② 回归算法是一种比较常用的机器学习算法,用来建立自变量(x)与因变量(y)之间的关系;从机器学习的角度来讲,用于构建一个算法模型(函数)来做属性(x)与标签(y)之间的映射关系,

    在算法的学习过程中,试图寻找一个函数 h: R(d) -> R 使得参数之间的关系拟合性最好

  ③ 回归算法中算法(函数)的最终结果是一个连续的数据值,输入值(属性值)是一个d维度的属性/数值量

2、线性回归:

  顾名思义,线性回归就是,自变量(x)与因变量(y)之间为线性关系

  技术图片

  亦可表示为:

      技术图片

 

 

   其中,技术图片 表示误差,是独立同分布的,服从均值为0,方差为某定值技术图片的高斯分布(根据中心极限定理得出);但,实际问题中,很多随机现象可以看做众多因素的独立影响的综合反应,往往服从正态分布

3、似然函数:

    由线性关系公式及误差特性,可推出技术图片 

    可得:  技术图片技术图片

 

 

 4、对数似然:   

技术图片  技术图片 技术图片技术图片

5、线性回归的目标函数(损失函数)

 

   技术图片

 

6、theta(技术图片) 的求解过程:

  技术图片  

   技术图片 

 

 

  最后解出:   技术图片

 

 

7、最小二乘法的参数最优解:

  ①  参数解析式: 技术图片

 

 

   ②  最小二乘法的使用要求矩阵技术图片 是可逆的;为了防止不可逆获取过拟合的问题存在,可以增加额外数据影响,导致最终的矩阵是可逆的:

 

 

    技术图片

 

 

   ③  最小二乘法矩阵逆的求解是一个难点

 

8、目标函数(loss/cost function):

  ①     技术图片 

 

 

  ②    技术图片 

 

 

  ③    技术图片 

 

 

  ④    技术图片

 

 

     ⑤    技术图片 

 

 

 

9、过拟合:

  过拟合现象表现为:由于对训练数据的训练准确率过高,导致训练出来的模型在测试数据上的准确率反而下降

10、线性回归的过拟合:

  ①  目标函数:技术图片 

 

 

  ②  为了防止数据过拟合,也就是技术图片 值在样本空间中不能过大/过小,可以在目标函数之上增加一个平方和损失,技术图片 

 

 

  ③  正则项(norm):技术图片 ,这里这个正则项叫做L2-norm

 

 

11、过拟合与正则项

  ①  L2-norm: 技术图片

 

 

   ②  L1-norm: 技术图片

 

 

 12、Ridge回归:

  使用L2正则的线性回归模型就称为Ridge回归(岭回归):        技术图片

13、 LASSO回归:

  使用L1正则的线性回归模型就称为LASSO回归:技术图片

14、Ridge回归与LASSO回归比较

  ①  L2-norm中,由于对各个维度的参数缩放在一个圆内缩放的,不可能导致有维度参数变为0的情况,那么也就不会产生稀疏解,实际应用中,数据的维度中是存在噪音和冗余的,稀疏的解可以找到有用的维度并且减少冗余,

     提高回归预测的准确性和鲁棒性(减少了overfitting)(L1-norm可以达到最终解的稀疏性要求)

  ②  Ridge模型具有较高的的准确性,鲁棒性以及稳定性,LASSO模型具有较高的求解速度

  ③  如果既要考虑稳定性又要考虑求解速度,就使用Elasitc Net

15、Elasitc Net算法:

  同时使用L1和L2正则的线性回归模型就称为Elasitc Net算法(弹性网络算法):技术图片 技术图片

 

 

 16、模型效果判断:

  ①    技术图片

    误差平方和,越接近0表示模型越拟合训练数据

  ②   技术图片

 

    MSE的平方根,作用于MSE相同

 

   ③  技术图片

 

 

     技术图片  取值范围(负无穷,1],值越大表示模型越拟合训练数据;最优解是1,当模型预测为随机值的时候,有可能为负,若样本值恒为样本期望, 技术图片 为0

 

  ④  TSS:总平方和TSS,表示样本之间的差异情况,是伪方差的m倍

  ⑤  RSS:残差平方RSS,表示预测值与样本值之间的差异情况,是MSE的m倍

 17、梯度下降

  技术图片  

 

  技术图片  

 

  ①  目标函数求解:技术图片

 

     ②  初始化 技术图片 (随机初始化,可以初始化为0)

  ③  沿着负梯度方向迭代,更新后的技术图片使得技术图片 更小  技术图片  技术图片 :学习率,步长

  ④   技术图片   技术图片  技术图片 技术图片

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

记-机器学习(1)-回归算法

标签:fun   就是   连续   nbsp   idt   梯度下降   线性   作用   最小二乘法   

原文地址:https://www.cnblogs.com/leonchan/p/13560662.html

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