逻辑回归模型结果转为标准评分卡Ⅰ

    在建立评分卡模型时,我们经常会使用逻辑回归来对数据进行建模。但在用逻辑回归进行预测时,逻辑回归返回的是一个概率值,并不是评分卡分数。下面为大家介绍如何将模型结果转换为标准评分卡。


1.评分卡定义

已知坏用户的概率为:

p(Y=1|x) = p

好用户的概率为:

p(Y=0|x) = 1-p

我们可以计算好坏用户比值(坏用户与好用户之比,分子为坏用户),称为比率

odds = \frac{p}{1-p}

评分卡设定的分值刻度可以通过将分值表示为比率对数的线性表达式,即

score = A+B*ln(odds)

其中,A和B是常数


2.评分卡转换

转换步骤如下:

  1. 设定odds =\Theta _{0}时的分数p_{0}
  2. 设定当odds每增加1倍时,增加的分数PDO(point of double odds)
  3. 将当odds =\Theta _{0}的分数p_{0}odds=2\Theta _{0}的分数p_{0}+PDO带入分数公式,得:

\left\{\begin{matrix} p_{0}=A+Bln(\Theta _{0}) \\ p_{0}+PDO=A+Bln(2\Theta _{0}) \end{matrix}\right.

那么,我们可以计算得到A和B的值,即:

\left\{\begin{matrix} B=\frac{PDO}{ln(2)}\\ A=p_{0}-Bln(\Theta _{0})) \end{matrix}\right.


3.例子

\Theta _{0}=1/60p_{0}=600PDO=-20

表示的意义是:当比率=1/60,评分卡输出分数为600分;当比率增加1倍时,分数增加-20(比率越大代表坏用户越多,坏用户越多评分卡分数越低)。

计算可得:

\left\{\begin{matrix} B=\frac{-20}{ln(2)}\\ A=600-Bln(1/60)) \end{matrix}\right.

即:

score = 481.89-28.85*ln(odds)

odds和score的对应关系如下表所示: 

oddsscore违约率
1:4806600.2079%
1:2406400.4149%
1:1206200.8264%
1:606001.6393%
1:305803.2258%
1:155606.2500%
1:7.554011.7647%

为了方便业务人员使用,我们可以将评分卡更加细致地展示出来。即每个变量的不同取值对评分卡结果的影响。链接为如何将评分卡的评判标准以表格的形式展现出来,以便了解变量不同取值对评分卡结果的影响,以及方便业务人员去使用:逻辑回归模型结果转为标准评分卡Ⅱ

<think>好的,我现在需要帮助用户理解逻辑回归与线性回归的关系,以及为什么逻辑回归中要引入线性回归的作用和原理。首先,我得回顾一下用户提供的引用内容,看看里面有什么关键点需要整合。 用户给出的引用[1]到[4]主要提到逻辑回归本质上是线性模型,尽管用了sigmoid函数,但去掉这个函数后,它就是一个线性回归。逻辑回归和线性回归都属于广义线性模型,区别在于因变量的分布和使用的参数估计方法。用户的问题是想知道逻辑回归中引入线性回归的作用和原理,所以需要重点解释这两者之间的联系以及sigmoid函数的作用。 首先,我需要明确逻辑回归和线性回归的基本结构。线性回归用于预测连续值,形式是$y = w^T x + b$。而逻辑回归用于分类,通过将线性回归的结果输入sigmoid函数,映射到(0,1)区间,表示概率。这里的关键是,逻辑回归的基础是线性回归的方程,但加了一个非线性转换。 接下来,用户可能想知道为什么需要引入线性回归。这时候应该解释,线性回归的输出范围是实数,而分类需要概率,所以需要用sigmoid函数将线性结果压缩到概率区间。同时,虽然sigmoid引入了非线性,但决策边界仍然是线性的,因为分类的阈值对应的是线性方程的解,比如$w^T x + b = 0$。这说明了逻辑回归的线性本质。 然后,需要提到两者都属于广义线性模型,这一点在引用[2]中有提到。广义线性模型通过联系函数(link function)将线性部分与响应变量的分布连接起来。对于线性回归,联系函数是恒等函数,而逻辑回归是logit函数,也就是sigmoid的逆函数。这解释了为什么逻辑回归虽然用了非线性函数,但依然属于线性模型的范畴。 另外,参数估计方法的不同也需要说明。线性回归用最小二乘法,逻辑回归用极大似然估计,这可能是因为响应变量分布不同(高斯 vs 伯努利)。这部分可以引用[2]和[3]的内容来支持。 用户可能还会疑惑,既然用了sigmoid这样的非线性函数,为什么逻辑回归还是线性的。这时候需要解释决策边界的线性性质,即分界面是线性的,变量的关系在特征空间中是线性的,只是通过非线性函数转换了概率值,但分类的依据还是线性的组合。 最后,需要总结逻辑回归引入线性回归的作用,即利用线性模型处理特征与目标的关系,再通过sigmoid函数转换为概率,从而解决分类问题。同时,要强调逻辑回归在保持线性模型的可解释性和计算效率的同时,扩展了应用场景到分类任务。 需要检查是否有遗漏的关键点,比如模型训练时的损失函数差异,或者梯度下降的应用是否不同。不过根据引用内容,重点可能在结构和原理上的联系,而不是优化算法的细节。可能用户更关注理论层面的关系,所以这部分可以简化。 在组织回答时,应该分步骤,先讲结构,再讲联系,然后解释为什么需要引入线性部分,最后讨论其作用和原理。同时,要使用用户提供的引用内容作为支持,比如引用[1]和[2]说明逻辑回归的线性本质,引用[4]中的代码示例说明线性部分的存在。 可能还需要举例子,比如二分类问题中,线性组合后的值通过sigmoid得到概率,这样用户更容易理解。同时,要注意数学公式的正确格式,使用$$...$$和$...$,并确保LaTeX语法正确。 总结一下,回答的结构大概是: 1. 结构上的继承:逻辑回归的线性部分与线性回归相同。 2. 非线性转换的必要性:将连续值转为概率。 3. 决策边界的线性本质。 4. 广义线性模型的联系。 5. 参数估计方法的差异。 6. 引入线性回归的作用和优势。 确保每个部分都有引用支持,并且语言清晰,符合中文表达。最后生成相关问题,比如逻辑回归的决策边界为什么是线性的,或者逻辑回归如何处理多分类问题,这些可能帮助用户进一步学习。</think>### 逻辑回归与线性回归的关系及原理分析 #### 一、核心关系:线性回归是逻辑回归的数学基础 逻辑回归本质上是**线性回归 + 非线性映射**的复合结构: 1. **线性部分**:继承线性回归的数学形式 基础公式为: $$ z = w^T x + b $$ 其中$w$是权重向量,$b$是偏置项,与线性回归的表达式完全一致[^4]。 2. **非线性映射**:通过sigmoid函数实现概率转换 将线性输出$z$映射到(0,1)区间: $$ \sigma(z) = \frac{1}{1+e^{-z}} $$ 这使得逻辑回归可以输出概率值,解决分类问题[^3]。 > **关键区别**:线性回归直接输出连续值(如房价预测),而逻辑回归输出离散概率(如用户点击概率)[^2]。 #### 二、引入线性回归的作用 1. **特征线性组合的继承** 逻辑回归保留了线性回归对特征的加权组合能力: - 特征重要性通过权重$w_i$直观体现 - 可处理连续型和离散型特征组合 例如:$w_1 \cdot 年龄 + w_2 \cdot 性别编码$ 构成风险评分 2. **决策边界的线性本质** 虽然sigmoid函数是非线性的,但决策边界(分类超平面)仍保持线性: $$ w^T x + b = 0 $$ 这决定了逻辑回归擅长处理**线性可分问题**[^1]。 3. **广义线性模型的统一框架** 两者都属于广义线性模型(GLM)的特例: | 模型类型 | 联系函数 | 响应变量分布 | |---------|----------|--------------| | 线性回归 | 恒等函数 | 高斯分布 | | 逻辑回归 | logit函数 | 伯努利分布 | 通过不同的联系函数连接线性组合与目标变量[^2]。 #### 三、原理实现过程 1. **前向传播** ```python # 伪代码示例 def logistic_regression(x): z = dot(w, x) + b # 线性回归部分 p = 1 / (1 + exp(-z)) # 非线性映射 return p ``` 2. **参数估计方法** - 线性回归:最小二乘法(直接解析解) - 逻辑回归:极大似然估计(需梯度下降迭代优化) 损失函数为交叉熵: $$ L = -\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N [y_i \log(p_i) + (1-y_i)\log(1-p_i)] $$ 通过反向传播更新权重$w$和$b$[^4]。 #### 四、引入非线性映射的必要性 1. **值域适配** | 模型 | 输出范围 | 需求场景 | |------------|------------|----------------| | 线性回归 | (-∞, +∞) | 连续值预测 | | 逻辑回归 | (0,1) | 概率估计 | 2. **导数特性优势** sigmoid函数的导数$\sigma'(z) = \sigma(z)(1-\sigma(z))$具有平滑特性,保证梯度下降的稳定性。 3. **可解释性保留** 权重系数$w_i$仍保持线性模型的解释性: - $w_i > 0$表示特征正相关 - 比值比(OR值) $e^{w_i}$量化特征影响[^3] #### 五、典型应用场景 1. 信用评分模型(特征加权评分→违约概率) 2. 广告点击率预测(用户特征→点击概率) 3. 疾病风险预测(体检指标→患病概率)
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