3.深度学习之线性回归与Softmax分类

3.1 线性回归

  • 线性回归输出是一个连续值,因此适用于回归问题。
    • 回归问题在实际中很常见,如预测房屋价格、气温、销售额等连续值的问题。
  • 与回归问题不同,分类问题中模型的最终输出是一个离散值。
  • 所说的图像分类、垃圾邮件识别、疾病检测等输出为离散值的问题都属于分类问题的范畴。softmax回归则适用于分类问题。
  • 由于线性回归和softmax回归都是单层神经网络,它们涉及的概念和技术同样适用于大多数的深度学习模型。

3.1.1 神经网络图

  • 在深度学习中,可以使用神经网络图直观地表现模型结构
  • 为了更清晰地展示线性回归作为神经网络的结构,使用神经网络图表示线性回归模型。
  • 神经网络图隐去了模型参数权重和偏差。


  • 线性回归是一个单层神经网络

3.1.2 线性分类

3.1.3 得分函数

3.1.3.1 实例


3.1.4 损失函数


3.1.5 正则化

3.2 softmax回归

3.2.1 Softmax分类器

3.2.1.1 Sigmoid函数

  • Softmax的输出(归一化的分类概率)
  • 损失函数:交叉熵损失(cross-entropy loss)


  • 被称作softmax 函数其输入值是一个向量,向量中元素为任意实数的评分值


  • 输出一个向量,其中每个元素值在0到1之间,且所有元素之和为1

3.2.2 Softmax

3.2.2.1 Softmax实例

3.2.3 损失函数对比

3.2.4 softmax回归

  • softmax回归模型
    • softmax回归同线性回归一样,也是一个单层神经网络。
    • 由于每个输出o1, o2, o3的计算都要依赖于所有的输入x1, x2, x3, x4,softmax回归的输出层也是一个全连接层。
    • softmax回归是一个单层神经网络


  • 模型预测及评价
    • 在训练好softmax回归模型后,给定任一样本特征,就可以预测每个输出类别的概率。
    • 通常,把预测概率最大的类别作为输出类别。


    • 如果它与真实类别(标签)一致,说明这次预测是正确的。
    • 它等于正确预测数量与总预测数量之比。
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