3.1线性回归

回归是能为一个或多个自变量与因变量之间关系建模的一类方法。在机器学习领域中,大多数任务与预测有关。预测一个数值时,与回归有关。

3.1.1线性回归的基本元素

数据集:训练数据集或训练集

每行数据:样本,数据点,样本数据

预测的目标:标签或目标

自变量:特征

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_线性回归

 

3.1.1.1线性模型

权重w:决定每个特征对预测值的影响

偏置b:所有的特征取值为0,预测值是多少

给定一个数据集,线性回归的目标是寻找模型的最佳的权重w和偏置b使损失函数最小.

使模型做出的预测准确寻找最好的模型参数w和b,需要做的

1.模型质量的度量 2.提高模型预测质量的方法

3.1.1.2损失函数

量化目标与实际值与预测值的差距,最常用平方误差函数.

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_线性回归_02

 

为了度量模型的质量,计算在训练集N个样本的损失均值

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_损失函数_03

 在训练模型时,寻找一组参数(W*,b*)。使损失函数最小

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_损失函数_04

 

3.1.1.3 随机梯度下降

梯度:函数对x,y的偏导数。函数变化增加最快的地方。沿梯度方向,就是f增加最快的地方。损失函数沿着梯度的反方向,梯度减少最快,找到最小值。

随机梯度下降:不断的在损失函数递减的方向上 更新参数 降低误差

梯度下降的用法:计算损失函数关于模型参数的导数,在每次计算更新的时候,随机抽取一小批量样本B。计算小批量的平均损失关于模型参数的导数(梯度),然后梯度乘*正数n学习率。然后取负号。

算法步骤:

1.初始化模型参数的值,随机初始化

2.从数据集随机抽取小批量样本,负梯度更新参数,不断迭代。

二,线性回归

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_数据集_05

线性模型:

1.给定的n维输入

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_神经网络_06

2.线性模型有一个n维权重

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 标量偏差b

3.输出是输入的加权和

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 向量表示 y =<w,x>+b

线性模型可以看作单层的神经网络

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_神经网络自回归模型R_09

4.L2Loss平方损失

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5.收集一些数据,来决定参数的值(权重和偏差)

6.训练损失:平均的损失值

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_神经网络_11

 最小化损失 来学习参数

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 【总结】

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_损失函数_13

 

 

三。优化方法 

 1.梯度下降

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①挑选一个初始值w0

② 重复迭代参数 t=1,2,3

 梯度下降的公式

 

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_损失函数_15

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_线性回归_16 学习率:步长,不能太大,也不能太小

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_神经网络_17

梯度方向,上升最快的方向。沿着负方向就是下降最快的。

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_损失函数_15

2.小批量随机梯度下降:

梯度:对损失函数求导、

随机采样b个样本

 

神经网络自回归模型R 回归分析 神经网络_线性回归_19

 

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