機器學習筆記 區域性權重線性回歸

2022-04-05 14:59:21 字數 1240 閱讀 1915

看下面三幅圖,x 軸是房間面積,y 軸是房價。

左圖是 y = θ0 + θ1x 擬合資料集的結果。可以看到資料並不貼靠在直線上,所以擬合併不好。

中圖是 y = θ0 + θ1x + θ2x2 擬合資料集的結果,擬合得還不錯。

右圖是 y = θ0 + θ1x + θ2x2  + θ3x3 + θ4x4 + θ5x5

擬合資料集的結果,雖然曲線跟資料擬合得極好,但我們這是乙個好的**。

左圖被稱為欠擬合,資料並沒有被模型捕獲。右圖被稱為過擬合。

由以上例子可見,特徵的選擇對於保證學習演算法好的效能是很重要的。當我們講到模型選擇時,會看到自動選擇特徵集合的演算法。

這次我們先講區域性權重線性回歸演算法,使得特徵的選擇沒那麼重要,怎麼做到的呢?請往下看。

在原始的線性回歸演算法中,要在 x 點做乙個**,我們會執行:

1、變動 θ 以最小化 ∑i(y(i)-θtx(i))2

2、輸出 θtx

在區域性權重線性回歸演算法中,做法稍有不同:

1、變動 θ 以最小化 ∑iw(i)(y(i)-θtx(i))2

2、輸出 θtx

多了個 w(i),是做什麼用的呢?

w(i) 是非負值的權重,直觀上看,當 w(i) 很大時,那麼在選擇 θ 時,我們會盡量使 x(i) 點的值 (y(i)-θtx(i))2 小,也就是更加重視 x(i) 點的**準確度,當 w(i) 很小時,那麼 x(i) 點的準確度我們就不那麼在乎, (y(i)-θtx(i))2 的誤差大也無所謂,也可以說不在乎 x(i) 點。

權重通常定義為:

可以看到權重大小決定於我們要評估的 x 點的位置,當 x(i) 離 x 點很近,即 |x(i)-x| 很小接近於 0 時,那麼 w(i) 就接近 1;當 x(i) 離 x 點很遠,即 |x(i)-x| 很大時,那麼 w(i) 就變得很小。所以在 θ 的選擇上給予查詢點 x 附近的訓練集更高的權重。τ 是控制 x(i) 的權重隨著離 x 距離變遠而變小的速度。

區域性權重線性回歸演算法是我們介紹的第乙個非引數演算法。之前我們介紹的線性回歸演算法是引數學習演算法,因為它有固定、有限個數的引數 θ,一旦我們找到合適的 θ,在**新資料是,就不再需要訓練資料集。而區域性權重線性回歸演算法,做**時,就需要用到整個訓練集。術語 」非引數「 實際上就是為了表示假設 h,我們需要保持的負擔量隨訓練集大小呈線性增長。

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