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3.1分类和表达式

3.1分类和表达式

作者: Yuanshuo | 来源:发表于2019-08-06 01:27 被阅读0次
    The core values of Chinese socialism

    分类

    逻辑回归算法(Logiistic Regression)目前最流行,使用最广泛地一种学习算法。
    使用分类算法的例子:

    • Email的垃圾邮件分类问题:区分邮件是否为垃圾邮件。
    • 肿瘤分类问题:区分肿瘤是恶性还是良性。
      在所有这些问题中,预测的变量 y 可以去两个值:01

    y\in {0, 1}

    0:“负类” 1:"正类"

    二元分类

    逻辑回归算法(Logiistic Regression)性质就是适用于 y 值为离散值的情况,并且它的输出值保证在 0 到 1 之间:

    0\le h_{\theta}(x)\le1

    假设函数表达式

    S型函数(Sigmold Function) 逻辑函数(Logistic Function)

    S型函数

    因此得到:

    \begin{align*} h_{\theta}(x) &= g(\theta^{T}x) \\ &= \frac{1}{1+e^{-\theta^{T}x}} \end{align*}

    对假设函数的进一步理解

    h_{\theta}(x) = P(y=1|x;\theta)

    在给定的特征x的情况下,y=1 的概率,其中θ为参数。

    决策边界(Decision Boundary)

    假设函数:

    h_{\theta}(x) = g(\theta^{T}x)

    g(z)=\frac{1}{1+e^{-z}}

    对应的图像:

    逻辑函数
    • 如果 h_{\theta}(x)\ge0.5 ,认为 y = 1
    • 如果 h_{\theta}(x)\lt0.5 , 认为 y = 0

    根据图片得出:

    • z\ge0 时,h_{\theta}(x)\ge0.5 ,满足 y = 1
    • z\lt0 时,h_{\theta}(x)\lt0.5 ,满足 y = 0

    即:

    • \theta^{T}x\ge0 时,y = 1
    • \theta^{T}x\lt0 时,y = 0

    例1

    Decision Boundary

    假设如上训练集,假设函数为:

    h_{\theta}(x)=g(\theta_{0} + \theta_{1}x_{1} + \theta_{2}x_{2})

    假设已经拟合好数据,并且得到 θ_0 = -3θ_1 = 1θ_2 = 1 ,意味着:

    θ= \begin{bmatrix} -3 \\ 1 \\ 1 \end{bmatrix}

    可得到:

    • -3 + x_{1} + x_{2} \ge 0 时,满足 y = 1
    • -3 + x_{1} + x_{2} \lt 0 时,满足 y = 0

    因此,当 x_{1} + x_{2} = 3 时,可得到一条直线:

    决策边界

    上面绘制的 x_{1} + x_{2} = 3 这条直线被称为决策边界

    实例2

    Non-linear decision boundaries

    假设如上训练集,假设函数为:

    h_{\theta}(x) = g(\theta_{0}+\theta_{1}x_{1}+\theta_{2}x_{2}+\theta_{3}x_{1}^{2}+\theta_{4}x_{2}^{2})

    假设已经拟合好数据,参数向量:

    θ= \begin{bmatrix} -1 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \\ 1 \end{bmatrix}

    这也说明,若期望 y 满足 y = 1,那么 x_1x_2 需满足:

    -1 + x_{1}^{2} + x_{2}^{2} \ge 0

    决策边界

    上面绘制的 x_{1} + x_{2} = 3 这条直线被称为决策边界


    对于更复杂的假设函数:

    h_{\theta}(x) = g(\theta_{0}+\theta_{1}x_{1}+\theta_{2}x_{2}+\theta_{3}x_{1}^{2}+\theta_{4}x_{1}^{2}x_{2}+\theta_{5}x_{1}^{2}x_{2}^{2}+\theta_{6}x_{1}^{3}x_{2}+…)

    它的决策边界可能会是一些有趣的形状:

    决策边界

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