機器學習筆記 二 Regression回歸

2021-06-20 09:30:25 字數 2231 閱讀 9240

這裡面,輸入變數x有兩個,乙個是居住面積(living area),乙個是房間數目(bedrooms)。

所以x 是乙個二維向量。

我們假設輸入和輸出呈線性關係,那麼便有下面的公式。

其中,

其中右邊是線性代數中向量相乘的寫法。

這樣一來,我們最終是要學習的就是parameters θ

,也就是求θ

的值,使得h(x)最接近於y(h(x)表示**的值,y表示實際的房價)

怎麼判斷h(x)是不是接近於y呢? 所以有了下面的公式。

有沒有很熟悉,貌似是最小二乘法的公式。

為了使得j(

θ)最小,這裡用乙個"initial guess"當做初始的θ的**值,然後不斷地迭代,這種演算法就是(gradient descent)梯度下降演算法,迭代的公式如下:

好吧,其實高等數學中有學過梯度的概念,梯度是變化最大的方向導數,對於二元函式,梯度是求偏導,記不清了,書不在身邊。

α 是(學習速率) learning rate,θj是同步更新的,也就是對於這個例子,三個θ是一起更新的。

下面是假設只有一組資料(訓練集只有乙份資料)的時候的偏微分的推導過程。

將推導後偏微分的公式代入,便有了下面的。

=是右邊等於左邊,如果有學過程式設計,這個:=就是程式設計裡面的等號。

上式叫做lms update rule,又叫做widrow-hoff learning rule. 當training example不止乙份集合的時候,有下面的演算法。

其實是兩個迴圈吧,外面的迴圈是針對j的,有幾個未知θ,就有幾次repeat,裡面的是迴圈是針對i的,有m組資料。因為對於每個θ,都需要遍歷一遍。當然效率比較低叫做batch gradient descent

下面的圖是由等高線組成的,上面的藍色表示比較低,軌跡是梯度下降的軌跡,從(48,30)開始下降,每次取點。橫座標和縱座標應該是θ的取值,可以看到,逐漸逼近最低點。

另外一種演算法是乙個訓練集合點乙個點加入。叫做

stochastic gradient descent隨機梯度下降incremental gradient descent。

這個演算法最明顯的優點是收斂快,所以隨機梯度下降比批量梯度下降受歡迎,特別是資料量多的時候。這裡的隨機是指梯度下降的方向比較隨機,每次並不意味著朝著梯度的方向下降。

可以看到,這個演算法外層是m個資料組,裡層是θ。後者的優點是早點逼近最終的θ。因為當第一組資料運算結束的時候,就能得到各個θ的值了,後面就是在不斷地修正。

這部分提供了用矩陣來表示的一種方法,不用迭代,因為剛被線性代數虐過,我就不分析過程了。結果如下

如果比較適合用二次函式的模型,用了一次函式,那是欠擬合(underfitting),用了三次函式,那就是過擬合(overfitting)。

非引數學習演算法

引數隨著訓練集合中資料的增多而增多。

區域性加權線性回歸是非引數學習演算法(non-parametric learning algorithms)。

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