Logistic回归(一)
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运行环境:anaconda—jupyter notebook
Python版本: Python3.x
回归
假设现在有一些数据点,我们用一条直线对这些点进行拟合(该线称为最佳拟合直线),这个拟合的过程叫做回归。
Logistic回归的一般过程
(1)收集数据:采用任意方法收集数据。
(2)准备数据:由于需要进行距离计算,因此要求数据类型为数值型。另外,结构化数据格式则最佳。
(3)分析数据:采用任意方法对数据进行分析。
(4)训练算法:大部分时间将用于训练,训练的目的是为了找到最佳的分类回归系数。
(5)测试算法:一旦训练步骤完成,分类将会很快。
(6)使用算法:首先,我们需要输入一些数据,并将其转换成对应的结构化数值;接着,基于训练好的回归系数就可以对这些数值进行简单的回归计算,判定它们属于哪个类别;在这之后,我们就可以在输出的类别上做一些其他分析工作。
Logistic回归的优缺点
优点:计算代价不高,易于理解和实现。
缺点:容易欠拟合,分类精度可能不高。
适用数据类型:数值型和标称型数据。
Sigmoid函数
首先我们想要的函数应该是,能接受所有的输入然后预测出类别。例如,在两个类的情况下,上述函数输出0或1。或许你之前接触过具有这种性质的函数,该函数称为海维塞德阶跃函数。
另一个函数也有类似的性质(可以输出0或者1),且数学上更易处理,这就是Sigmoid函数。
Sigmoid函数具体的计算公式如下:
下图给出了Sigmoid函数在不同坐标尺度下的两条曲线图。
当x为0时,Sigmoid函数值为0.5。随着x的增大,对应的Sigmoid值将逼近于1;而随着x的减小,Sigmoid值将逼近于0。为了实现Logistic回归分类器,我们可以在每个特征上都乘以一个回归系数,然后把所有的结果值相加,将这个总和代入Sigmoid函数中,进而得到一个范围在0~1之间的数值。任何大于0.5的数据被分入1类,小于0.5即被归入0类。
所以,Logistic回归也可以被看成是一种概率估计。
最优化算法:梯度上升法
梯度上升法基于的思想是:要找到某函数的最大值,最好的方法是沿着该函数的梯度方向探寻。
如果梯度记为▽,则函数f(x,y)的梯度由下式表示:
其中f(x,y)必须要在待计算的点上有定义并且可微。
可以看到,梯度算子总是指向函数值增长最快的方向。这里所说的是移动方向,而未提到移动量的大小。该量值称为步长。
用向量来表示的话,梯度上升算法的迭代公式如下:
该公式将一直迭代执行,直到达到某个停止条件为止,比如迭代次数达到某个指定值或者算法达到某个可以允许的误差范围。
梯度下降算法:
它与这里的梯度上升算法是一样的,只是公式中的加法需要变成减法。
梯度上升算法用来求函数的最大值,而梯度下降算法用来求函数的最小值。
END.