Datawhale 西瓜书第三章

机器学习入门:西瓜书与南瓜书第一章学习指南 机器学习作为人工智能的核心领域,其基础理论建立在数学推导与算法实现之上。理解线性代数、概率统计等数学概念是掌握机器学习原理的关键,这些知识构成了模型训练与优化的理论基础。通过Python等工具实现算法,能将抽象公式转化为可运行的代码,这是工程实践中的重要技能。西瓜书和南瓜书作为经典学习资料,系统性地梳理了机器学习的基础术语与核心算法,特别适合初学者构建知识体系。本文分享的学习方法包括数学基础自查、概念可视化技巧以及防劝退策略,帮助读者有效攻克机器学习入门阶段的学习难点。 阅读详情

    本章主要介绍线性模型进行二分类和多分类问题。

 1、线性回归   线性回归模型在机器学习中应用广泛,通常,线性模型表示为属性的显性组合,即

f(x)=w_1x_1+w_2x_2+...+w_dx_d+b

    更一般的形式为:f(\textbf{x})=\textbf{w}^T\textbf{x}+\textbf{b}

    损失函数定义为真实值与预测值之间的差,通常使用均方误差来表示:

E_{(w, b)} = \sum_{i=1}^m(f(x_i) - y_i)^2 = \sum_{i=1}^m(wx_i + b - y_i)^2

2、对数几率回归

       显性回归通常用于模型对真实样本的拟合,无法解决分类问题,为此,对数回归几率模型引入单调可微的sigmoid函数(与深度学习中的激活函数类似),也叫逻辑函数,定义为:

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

 对数几率回归的损失函数定义为:

L(w,b) = \prod_{i=1}^m P(y_i|x_i;w, b)

    使用极大似然估计对模型参数进行估计,就可以得到对数几率回归模型。

3、线性判别分析(LDA)

      此LDA模型非主体模型中的LDA(Latent Dirichlet Allocation),其实是一种降维的方法,将样本投影到二维的直线上。 该模型的目标函数为:

J = \frac{\parallel w^T \mu_0 - w^T \mu_1 \parallel_2^2}{w^T \sum_0 w + w^T \sum_1 w} = \frac{w^T (\mu_0 - \mu_1)(\mu_0 - \mu_1)^T w}{w^T (\sum_0 + \sum_1) w}

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