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机器学习(4)- 逻辑回归算法初了解

    分类问题中最简单的是二分类,但其实多分类也可以分解成一个个二分类来解决。Logistic Regression 虽然被称为回归,但其实际上是分类模型,并常用于二分类。本质上来说,逻辑回归和线性回归都属于广义线性模型,但他们两个要解决的问题不一样,逻辑回归解决的是分类问题,输出的是离散值,线性回归解决的是回归问题,输出的连续值

    在逻辑回归中,最常用的是Sigmoid函数,Sigmoid函数的数学形式是:

    函数图像为

    sigmoid函数以(0,0.5)中心对称,当x趋近负无穷时,y趋近于0;趋近于正无穷时,y趋近于1;x=0时,y=0.5。当然,在x超出[-6,6]的范围后,函数值基本上没有变化,值非常接近,在应用中一般不考虑。

    Sigmoid函数的值域范围限制在(0,1)之间,我们知道[0,1]与概率值的范围是相对应的,这样sigmoid函数就能与一个概率分布联系起来了。

    之前在多元线性回归文章中,写了一个方程式

y=a*x1+b*x2+c*x3+d

    在线性回归中,上面方程式输出的y值为因变量,但是逻辑回归通过函数L将a*x1+b*x2+c*x3+d对应一个隐状态p,p=L(a*x1+b*x2+c*x3+d),然后根据p 与1-p的大小决定因变量的值。在上面的Sigmoid函数中,应该是将这个y值丢入到公式里面当作x自变量

    这其实是一个监督学习的过程,从这个公式来看假设我们已知S(x),x1, x2,x3,通过算法,我们获取了斜率abc和截距d的值,那么在分类下一批数据时,我们就可以利用这些已知的斜率和截距得出新的数据分类概率。


逻辑回归分类实练

    德国信用卡欺诈数据集,数据来源于互联网。

data.head()

    15项特征,第16项为结果。

data[15].unique()
>array([-1,  1], dtype=int64)
data_x = data[data.columns[:-1]]
data_y = data[15]
data_y

    建立测试数据,前面说过了,逻辑回归其实是一种监督学习,所以我们可以使用train_test_split建立训练和测试数据。

x_train,x_test,y_train,y_test = train_test_split(data_x, data_y)
#逻辑回归
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
#ConvergenceWarning: lbfgs failed to converge (status=1)
#请加上max_iter参数
model = LogisticRegression(max_iter=10000)

    和之前的线性回归方法一样训练、预测

model.fit(x_train, y_train)
model.predict(x_test)

    如果我们想要知道每个分类预测的准确率为多少,可以使用predict_proba函数

model.predict_proba(x_test)

    我们还是按照常规方法来计算准确率

new_df = pd.DataFrame({'orgin':y_test,
                      'pre':model.predict(x_test)})
new_df

new_df['right'] = new_df.orgin == new_df.pre
new_df

new_df.right.sum()
new_df.right.sum()/len(new_df)

 

    但其实,我们也可以使用sklearn封装好的accuracy_score函数来计算,例如

from sklearn.metrics import accuracy_score
accuracy_score(model.predict(x_test), y_test)

    可以看到,二者计算的结果是一样的。

 


参考

https://baike.baidu.com/item/Sigmoid%E5%87%BD%E6%95%B0/7981407?fr=aladdin
https://blog.csdn.net/saltriver/article/details/57531963
https://zhuanlan.zhihu.com/p/74874291