邏輯回歸(Logistic Regression)

2021-10-24 02:14:15 字數 2952 閱讀 5682

邏輯回歸是一種有監督的統計學習方法,主要用於對樣本進行分類。=f

(x)=

ax+b

y=f(x)=a x+b

y=f(x)

=ax+

b對於每乙個輸入的x

xx, 都有乙個對應的y

yy輸出。模型的定義域和值域都可以是[−∞

,+∞]

[- \infty,+\infty]

[−∞,+∞

]。但是對於邏輯回歸,輸入可以是連續的[−∞

,+∞]

[-\infty,+ \infty]

[−∞,+∞

],但輸出一般是離散的, 即只有有限多個輸出值。例如,其值域可以只有兩個值,\,

, 這兩個值可以表示對樣本的某種分類, 高/低、患病/健康、陰性/陽性等,這就是最常見的二分類邏輯回歸。因此, 從整體上來說,通過邏輯回歸模型,我們將在整個實數範圍上的x

xx對映到了有限個點上,這樣就實現了對x

xx的分類。因為每次拿過來乙個x

xx,經過邏輯回歸分析,就可以將它歸入某一類y

yy中。

邏輯回歸也被稱為廣義線性回歸模型,它與線性回歸模型的形式基本上相同,都具有ax+

bax+b

ax+b

,其中a

aa和b

bb是待求引數,其區別在於他們的

因變數不同, 多重線性回歸直接將ax+

bax+b

ax+b

作為因變數, 即y=a

x+by = ax+b

y=ax+b

, 而logistic回歸則通過函式s

ss將ax+

bax+b

ax+b

對應到乙個隱狀態p

pp,p=s

(ax+

b)p = s(ax+b)

p=s(ax

+b),然後根據p

pp與1−p

1-p1−

p的大小決定因變數的值。這裡的函式s

ss就是sig

moid

sigmoid

sigmoi

d函式s (t

)=11

+e−t

s(t)=\frac}

s(t)=1

+e−t

1​將t

tt換成ax+

bax+b

ax+b

,可以得到邏輯回歸模型的引數形式:

igmod函

數影象sigmod函式影象

sigmod

函式影象

通過函式s

ss的作用,我們可以將輸出的值限制在區間[0,

1][0,1]

[0,1

]上,p(x

)p(x)

p(x)

則可以用來表示概率p(y

=1∣x

)p(y=1|x)

p(y=1∣

x),即當乙個x

xx發生時,y

yy被分到1

11那一組的概率。在真實情況下,我們最終得到的y

yy的值是在[0,

1][0, 1]

[0,1

]這個區間上的乙個數,然後我們可以選擇乙個閾值,通常是0.5

0.50.

5,當y

>

0.5y>0.5

y>0.

5時,就將這個x

xx歸到1

11這一類,如果y

<

0.5y<0.5

y<0.

5就將x

xx歸到0這一類。但是閾值是可以調整的,比如說乙個比較保守的人,可能將閾值設為0.9

0.90.

9,也就是說有超過90

90%90

的把握,才相信這個x

xx屬於1

11這一類。

邏輯回歸一般使用交叉熵作為代價函式。損失函式的具體細節,可參考損失函式, 這裡給出交叉熵公式:

j (θ

)=−1

m[∑i

=1m(

y(i)

log⁡hθ

(x(i

))+(

1−y(

i))log⁡(

1−hθ

(x(i

)))]

j(\theta)=-\frac\left[\sum_^\left(y^ \log h_\left(x^\right)+\left(1-y^\right) \log \left(1-h_\left(x^\right)\right)\right]\right.

j(θ)=−

m1​[

i=1∑

m​(y

(i)loghθ

​(x(

i))+

(1−y

(i))

log(1−

hθ​(

x(i)

))]m

mm:訓練樣本的個數;

h θ(

x):\mathrm_(\mathrm):

hθ​(x)

: 用引數θ

\theta

θ和xx

x**出來的yyy值

y

yy:原訓練樣本中的y

yy值,即標籤

上角標(i)

(i)(i

):第i

ii個樣本

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