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文档简介
1、本节开始介绍第一个机器学习模型:线性回归模型(Linear Regression Model)。线性回 归的目的是预测连续变量的值,比如股票走势,房屋的价格预测。从某种程度上说,线性 回归模型,就是函数拟合。而线性回归,针对线性模型拟合,是回归模型当中最简单一种。形式化描述回归模型:对于给定的训练样本集包含N个训练样本x(i)相应的目标值 t(i)(i=1,2,.N),我们的目的是给定一个新样本x预测其值t,注意与分类问题不同是地 属于连续变量。最简单的线性回归模型:。(犯 W)=祀口 +,+ WDXD其中,x=x1,x2,x3,.xD,D个特征项,w=w1,w2,w3.wD,被称为参数或者权
2、重。线性回 归模型的关系是求出w。上面的公式可以简化为:M-g(g W)=初口 + 2 吗饱 I*)其中$(x)被成为集函数,令0O(X)= 1,则上式又可以写成:M-1(3)gw) = E 叱饱(x) = wT(x);:=n集函数的一般有多项式集函数,比如Gaussian集函数,Sigmoidal集函数。为方便出公 式推导,我们假设:最简单的集函数形式:气(x) = xj为了求出模型参数(一旦w求出,模型就被确定),我们首先需要定义出错误函数 或者(error function)或者又被成为损失函数(cost function),优化损失函数的过程便是 模型求解的过程。我们定义线性回归模型的
3、损失函数:1 N2所()=!广)一讨必)(4)优化当前函数有很多方便,包括随机梯度下降算法(gradient descent algorithm)算法步 骤如下:随机起始参数W;按照梯度反方向更新参数W直到函数收敛。算法公式表示:wT+l =wx - rVEtt(5)其中,n表示学习速率(learning rate)。倒三角表示对损失函数求导,得到导数方向。对公 式(4 )求导后:此=讨+门 (舟)一(讶)舟)*)公式(5)更新方法又被称为批梯度下降算法(batch gradient descent algorithm), 每更新一次W需要遍历所有的训练样本,当样本量很大是,将会是非常耗时的。另一种 更新方法,随机梯度下降的算法,每次碰到一个样本,即对W进行更新:”+i =讶 +VW)*随机梯度算法速度要远于批更新,但可能会得到局部最优解。需要注意的是,在随机
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