学习笔记-机器学习-(3)逻辑回归

吴恩达-机器学习课程--06: Logistic Regression的学习总结:

逻辑回归是一种分类算法

二元分类问题中,y为0或1,用线性回归模型并不适用,因为hθ(x)值可能远大于1或远小于0。

我们希望假设函数hθ(x)的值在0到1之间。

在逻辑回归中,我们设置hθ(x)= g((θ^Tx))

其中g(z) = 1/(1 + e^-z),被称为sigmoid fuction或logistic function,如下图所示,满足值位于0到1之间的性质:

sigmoid fuctiong(z) 

假设函数hθ(x)的值可解释为:当输入样本x时,y=1的概率估计值

用概率形式可书写为:hθ(x) = P(y=1|x ;θ)

易知:P(y=1|x ; θ) +P(y=0|x ;θ) = 1

          P(y=0|x ;θ) = 1 - P(y=1|x ;θ)

判定边界(decision boundary)

假设hθ(x) = P(y=1|x ;θ)>=0.5时,预测y=1,hθ(x) = P(y=1|x ;θ)<0.5时,预测y=0。

hθ(x)=g((θ^Tx)),g(z) = 1/(1 + e^-z)根据g(z)的图形可知:

z>=0,g(z)>=0.5,即θ^Tx>=0,hθ(x)>=0.5,预测y=1。z<0同理。

hθ(x) =g(θ0+θ1x1+θ2x2)假设已经计算出θ0=-3、θ1= 1、θ2= 1

θT = [-3,1,1]

当θ^Tx>=0,即-3x0+x1+x2>= 0(x0=1),即x1 + x2>= 3时,hθ(x)>=0.5,预测y=1

可通过下图直观显示:

决策边界为x1 + x2= 3这条直线,对应hθ(x)=0.5

决策边界

如果假设函数包含高阶多项式,如hθ(x) = g(θ0 +θ1x_{1} +θ3x_{1}^2  +θ4x_{2}^2 ),决策边界也可能是非线性的或很复杂的。

逻辑回归的代价函数

线性回归代价函数如下:

线性回归代价函数

我们定义J(θ)如下:

cost

g(z) = 1/(1 + e^-z),并不是简单的线性函数。导致J(θ)最终为非凸函数,有很多局部最优值。而我们希望 J(θ)是凸函数,以便在使用梯度下降法时,可以得到全局最优值。

逻辑回归的代价函数如下:

逻辑回归的代价函数

y=1 的情况:画出-log(hθ(x) )如下图,(0<=hθ(x) <=1)

-log(hθ(x))

当hθ(x)=1,y=1时,cost=0,而hθ(x)=1,y=0时,cost趋于无穷,用非常大的代价惩罚这个算法。

y=0的情况相似,未作记录。

简化代价函数:

逻辑回归代价函数

可简化为:cost(hθ(x),y) = -ylog( hθ(x) ) - (1-y)log( 1- hθ(x) ) y=0 或1

梯度下降法:

简化后代价函数如下:

代价函数

虽然hθ(x)=g((θ^Tx))和线性回归的假设函数不同,但忽略求导过程,最终式子如下,和线性回归的式子的相同。

梯度下降法求θ

逻辑回归解决多类别分类问题:

可将上图分成三个二元分类的问题,训练出三个分类器


分别在三个分类器中输入x值,选择hθ(x)值最大的那个。 

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,919评论 6 502
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,567评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 163,316评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,294评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,318评论 6 390
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,245评论 1 299
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,120评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,964评论 0 275
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,376评论 1 313
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,592评论 2 333
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,764评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,460评论 5 344
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,070评论 3 327
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,697评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,846评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,819评论 2 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,665评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容