机器学习第7天:逻辑回归

文章目录

介绍

概率计算

逻辑回归的损失函数

单个实例的成本函数

整个训练集的成本函数

鸢尾花数据集上的逻辑回归

Softmax回归

Softmax回归数学公式

Softmax回归损失函数

调用代码

参数说明

结语


介绍

作用:使用回归算法进行分类任务

思想:将回归值转为概率值,然后找到一个适当的数值,当概率大于这个值时,归为一类,当小于这个值时,归为另一类


概率计算

函数的输入值为特征的加权和

是sigmoid函数,公式为

函数图像为

可见它输出一个0-1的值,我们可以将这个值当作概率

则我们可以通过这个概率来分类,设定一个值,在这个值的两端进行分类


逻辑回归的损失函数

单个实例的成本函数

当p>=0.5时

当p<0.5时


整个训练集的成本函数

这个损失函数也是一个凸函数,可以使用梯度下降法使损失最小化


鸢尾花数据集上的逻辑回归

鸢尾花数据集是机器学习中一个经典的数据集,它有花瓣和花萼的长和宽,任务是用它们来判断鸢尾花的种类

看代码和效果

python 复制代码
from sklearn import datasets
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np


iris = datasets.load_iris()

x = iris["data"][:, 3:]
y = (iris["target"] == 2)

model = LogisticRegression()
model.fit(x, y)

x_new = np.linspace(0, 3, 1000).reshape(-1, 1)
y_proba = model.predict_proba(x_new)
plt.plot(x_new, y_proba[:, 1], "g-", label="Iris virginica")
plt.plot(x_new, y_proba[:, 0], "b--", label="Not Iris virginica")

plt.xlabel("Petal width")
plt.ylabel("probability")

plt.legend()
plt.show()

可以看见,当花瓣长度变化的时候,两种花种类的概率随之变化

简单介绍一下新的代码,predict.proba方法返回样本为可能的两种花的概率。


Softmax回归

上述方法主要用于二分类任务,我们再来看一种多分类方法,Softmax回归


Softmax回归数学公式

Softmax函数也叫指数归一化函数,它对x进行指数处理再进行归一化得出一个概率

这个函数的自变量为一个分数s,这个s由我们的数据的转置矩阵与一个参数相乘得来

对于不同的类,参数都不相同,模型训练的任务就是拟合这个参数


Softmax回归损失函数

当k=2时(二分类),此成本函数等于sigmoid逻辑回归的成本函数


调用代码

python 复制代码
model = LogisticRegression(multi_class="multinomial", solver="lbfgs", C=10)
model.fit(x, y)

参数说明

multi_class="multinomial": 表示采用多类别分类,即多类别的逻辑回归问题,与二元逻辑回归不同。

solver="lbfgs": 表示使用LBFGS(Limited-memory Broyden--Fletcher--Goldfarb--Shanno)优化算法进行求解。

C=10: 表示正则化参数,控制模型的正则化强度,C值越小,正则化强度越高。


结语

逻辑回归是一种简单的分类方法,二分类任务就用第一种方法,多分类任务就用第二种方法

相关推荐
DeepVis Research3 分钟前
【Chaos/Neuro】2026年度混沌动力学仿真与机器遗忘算法基准索引 (Benchmark Index)
人工智能·算法·数据集·混沌工程·高性能计算
Stardep3 分钟前
深度学习进阶:偏差方差分析与正则化策略全解析
人工智能·深度学习·dropout·正则化·过拟合·欠拟合·方差与偏差
kevin_kang7 分钟前
11-SQLAlchemy 2.0异步ORM实战指南
人工智能
AI架构师易筋17 分钟前
AI学习路径全景指南:从基础到工程化的资源与策略
人工智能·学习
计算机毕业设计指导17 分钟前
基于深度学习的车牌识别系统
人工智能·深度学习
九章算科研服务28 分钟前
九章算 JACS 解读-重庆大学黄建峰教授课题组:基于柯肯达尔效应构筑Cu/Ru异质界面空腔结构,用于高效NO3−电还原制NH3
人工智能·科研·dft计算·科研服务·硕博
Hcoco_me35 分钟前
大模型面试题27:Muon优化器小白版速懂
人工智能·rnn·自然语言处理·lstm·word2vec
过期的秋刀鱼!35 分钟前
机器学习-逻辑回归的成本函数
人工智能·机器学习·逻辑回归
haiyu_y35 分钟前
Day 54 Inception 网络及其思考
人工智能·pytorch·深度学习
武子康36 分钟前
大数据-201 决策树从分裂到剪枝:信息增益/增益率、连续变量与CART要点
大数据·后端·机器学习