Andrew Ng机器学习课程笔记(二)之逻辑回归
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前言
学习了Andrew Ng课程,开始写了一些笔记,现在写完第5章了,先把这5章的内容放在博客中,后面的内容会陆续更新!
这篇博客主要记录了Andrew Ng课程第二章逻辑回归的笔记,主要介绍了梯度下降法,逻辑回归的损失函数,多类别分类等等
简要介绍:逻辑回归算法是分类算法,我们将它作为分类算法使用。有时候可能因为这个算法的名字中出现了回归”使你感到困惑,但逻辑回归算法实际上是一种分类算法,它适用于标签 y 取值离散的情况,如:1 0 0 1。比如对邮件进行分类,垃圾邮件用表示,非垃圾邮件用0表示。
实现算法:梯度下降算法
1. 建立逻辑回归假设
括号内的 x跟线性回归的一样,主要是套上g(x),压缩它的函数值范围,方便分类判决。
g(x)的表达式如下:
根据这个函数特性,我们可以知道,g(z)的范围是在(0,1),函数图形如下:
当hθ大于等于0.5时,预测 y=1;当hθ小于 0.5 时,预测 y=0。
2.建立代价函数
对于线性回归模型,我们定义的代价函数是所有模型误差的平方和。理论上来说,我们也可以对逻辑回归模型沿用这个定义,但是问题在于,当我们将带入到这样定义了的代价函数中时,我们得到的代价函数将是一个非凸函数( non-convex function)
如下图所示
这意味着我们的代价函数有许多局部最小值,这将影响梯度下降算法寻找全局最小值。所以需要定义新的代价函数
hθ(x)与 Cost(hθ(x),y)之间的关系如下图所示:
这样构建的Cost(hθ(x),y)函数的特点是: 当实际的y=1且hθ也为1时误差为0,当y=1但hθ不为1时误差随着 hθ的变小而变大;当实际的
y=0 且hθ也为 0 时代价为
0,当 y=0 但 hθ不为0时误差随着 hθ的变大而变大。这样符合单调性,就可以使用梯度下降法。
于是代价函数定义如下
3. 参数更新迭代
这个与线性回归相同
4. 多类别分类: 一对多
很多时候,我们分类的数目是多个的,这里介绍一个叫做"一对多" (one-vs-all) 的分类算法。
我们将多个类中的一个类标记为正向类(y=1),然后将其他所有类都标记为负向类,如图
在我们需要做预测时,我们将所有的分类机都运行一遍,然后对每一个输入变量,都选择最高可能性的输出变量。(就是比较图中三个hθ(x),找到最大值,并判断为相应的类型)