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python代码实现逻辑回归logistic原理

python 搞代码 4年前 (2022-01-09) 18次浏览 已收录 0个评论

Logistic Regression Classifier逻辑回归主要思想就是用最大似然概率方法构建出方程,为最大化方程,利用牛顿梯度上升求解方程参数。

  • 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。
  • 使用数据类型:数值型和标称型数据。

介绍逻辑回归之前,我们先看一问题,有个黑箱,里面有白球和黑球,如何判断它们的比例。

我们从里面抓3个球,2个黑球,1个白球。这时候,有人就直接得出了黑球67%,白球占比33%。这个时候,其实这个人使用了最大似然概率的思想,通俗来讲,当黑球是67%的占比的时候,我们抓3个球,出现2黑1白的概率最大。我们直接用公式来说明。

假设黑球占比为P,白球为1-P。于是我们要求解MAX(PP(1-P)),显而易见P=67%(求解方法:对方程求导,使导数为0的P值即为最优解)

我们看逻辑回归,解决的是二分类问题,是不是和上面黑球白球问题很像,是的,逻辑回归也是最大似然概率来求解。

假设我们有n个独立的训练样本{(x1, y1) ,(x2, y2),…, (xn, yn)},y={0, 1}。那每一个观察到的样本(xi, yi)出现的概率是:

这里我们稍微变换下L(θ):取自然对数,然后化简(不要看到一堆公式就害怕哦,很简单的哦,只需要耐心一点点,自己动手推推就知道了。注:有xi的时候,表示它是第i个样本,下面没有做区分了,相信你的眼睛是雪亮的),得到:

其中第三步到第四步使用了下面替换。

这时候为求最大值,对L(θ)对θ求导,得到:

然后我们令该导数为0,即可求出最优解。但是这个方程是无法解析求解(这里就不证明了)。
最后问题变成了,求解参数使方程L最大化,求解参数的方法梯度上升法(原理这里不解释了,看详细的代码的计算方式应该更容易理解些)本文来源gao@daima#com搞(%代@#码网

根据这个转换公式

我们代入参数和特征,求P,也就是发生1的概率。

上面这个也就是常提及的sigmoid函数,俗称激活函数,最后用于分类(若P(y=1|x;Θ\ThetaΘ )大于0.5,则判定为1)。


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